мэдээ

Дүгнэлт

Индуктор нь эрчим хүчний хадгалалт, тэжээлийн шүүлтүүр зэрэг хувиргагчийг шилжүүлэхэд маш чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Төрөл бүрийн хэрэглээнд зориулагдсан (бага давтамжаас өндөр давтамж хүртэл), эсвэл ороомгийн шинж чанарт нөлөөлдөг өөр өөр үндсэн материал гэх мэт олон төрлийн индукторууд байдаг. Шилжүүлэгч хөрвүүлэгчид ашигладаг индукторууд нь өндөр давтамжийн соронзон бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Гэсэн хэдий ч материал, ашиглалтын нөхцөл (хүчдэл ба гүйдэл гэх мэт), орчны температур зэрэг янз бүрийн хүчин зүйлээс шалтгаалан танилцуулсан шинж чанар, онолууд нь огт өөр юм. Тиймээс хэлхээний загварт индукцийн утгын үндсэн параметрээс гадна ороомгийн эсэргүүцэл ба хувьсах гүйдлийн эсэргүүцэл ба давтамж хоорондын хамаарал, үндсэн алдагдал ба ханалтын гүйдлийн шинж чанар гэх мэтийг харгалзан үзэх шаардлагатай. Энэ нийтлэлд хэд хэдэн чухал ороомгийн үндсэн материалууд, тэдгээрийн шинж чанаруудыг танилцуулж, эрчим хүчний инженерүүдэд худалдаанд гарсан стандарт индукторуудыг сонгоход чиглүүлэх болно.

Өмнөх үг

Индуктор нь цахилгаан соронзон индукцийн бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд тодорхой тооны ороомог (ороомог) ороомог эсвэл гол дээр тусгаарлагдсан утсаар ороох замаар үүсдэг. Энэ ороомгийг индукцийн ороомог буюу индуктор гэж нэрлэдэг. Цахилгаан соронзон индукцийн зарчмын дагуу ороомог ба соронзон орон нь бие биетэйгээ харьцангуй хөдөлж, эсвэл ороомог нь хувьсах гүйдлээр хувьсах соронзон орон үүсгэх үед анхны соронзон орны өөрчлөлтийг эсэргүүцэх индукцийн хүчдэл үүснэ. ба одоогийн өөрчлөлтийг хязгаарлах энэ шинж чанарыг индукц гэж нэрлэдэг.

Индукцийн утгын томьёо нь соронзон нэвчилт, ороомгийн квадрат N эргэлт, түүнтэй тэнцэх соронзон хэлхээний хөндлөн огтлолын талбай Ae-тэй пропорциональ (1) томъёо бөгөөд эквивалент соронзон хэлхээний урттай урвуу пропорциональ байна. . Индукцийн олон төрөл байдаг бөгөөд тус бүр нь өөр өөр хэрэглээнд тохиромжтой; индукц нь хэлбэр, хэмжээ, ороомгийн арга, эргэлтийн тоо, завсрын соронзон материалын төрөл зэргээс хамаарна.

(1)

Төмрийн үндсэн хэлбэрээс хамааран индукц нь toroidal, E гол болон бөмбөр; төмрийн үндсэн материалын хувьд керамик гол болон зөөлөн соронзон хоёр төрөл байдаг. Эдгээр нь феррит ба металл нунтаг юм. Бүтэц, баглаа боодлын аргаас хамааран утсаар ороосон, олон давхаргат, хэвэнд цутгасан, утсан ороомог нь хамгаалалтгүй, хагас соронзон цавуутай Хамгаалагдсан (хагас хамгаалалттай) болон хамгаалагдсан (хамгаалагдсан) гэх мэт.

Ороомог нь шууд гүйдлийн богино холболт шиг ажилладаг бөгөөд хувьсах гүйдлийн эсрэг өндөр эсэргүүцэлтэй байдаг. Хэлхээний үндсэн хэрэглээнд амьсгал боогдох, шүүх, тааруулах, эрчим хүч хадгалах зэрэг орно. Шилжүүлэгч хөрвүүлэгчийг ашиглахад индуктор нь эрчим хүчийг хадгалах хамгийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд гаралтын хүчдэлийн долгионыг багасгахын тулд гаралтын конденсатортай нам дамжуулалтын шүүлтүүр үүсгэдэг тул шүүлтүүрийн функцэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Энэ нийтлэлд индукторын янз бүрийн үндсэн материалууд, тэдгээрийн шинж чанарууд, түүнчлэн ороомгийн зарим цахилгаан шинж чанаруудыг хэлхээний дизайн хийх явцад индукторыг сонгоход чухал үнэлгээний лавлагаа болгон танилцуулах болно. Хэрэглээний жишээнд индукцийн утгыг хэрхэн тооцоолох, худалдаанд байгаа стандарт индукторыг хэрхэн сонгох талаар практик жишээн дээр танилцуулах болно.

Үндсэн материалын төрөл

Шилжүүлэгч хөрвүүлэгчид ашигладаг индукторууд нь өндөр давтамжийн соронзон бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Төв дэх үндсэн материал нь ороомгийн эсэргүүцэл ба давтамж, индукцийн утга ба давтамж, эсвэл үндсэн ханалтын шинж чанар зэрэгт хамгийн их нөлөөлдөг. Дараахь зүйл нь цахилгаан индукторыг сонгоход чухал ач холбогдолтой хэд хэдэн нийтлэг төмрийн үндсэн материал ба тэдгээрийн ханалтын шинж чанарыг харьцуулах болно.

1. Керамик гол

Керамик гол нь индукцийн нийтлэг материалуудын нэг юм. Энэ нь голчлон ороомог ороомгийн үед хэрэглэгддэг тулгуур бүтцийг хангахад ашиглагддаг. Үүнийг мөн "агаарын гол индуктор" гэж нэрлэдэг. Ашигласан төмрийн гол нь маш бага температурын коэффициент бүхий соронзон бус материал учраас индукцийн утга нь ажлын температурын мужид маш тогтвортой байдаг. Гэхдээ соронзон бус материал нь орчин учраас индукц нь маш бага бөгөөд энэ нь цахилгаан хувиргагчийг ашиглахад тийм ч тохиромжтой биш юм.

2. Феррит

Ерөнхий өндөр давтамжийн индукторуудад ашигладаг феррит цөм нь никель цайр (NiZn) эсвэл манганы цайр (MnZn) агуулсан ферритийн нэгдэл бөгөөд энэ нь бага хөшүүрэгтэй зөөлөн соронзон ферросоронзон материал юм. Зураг 1-д ерөнхий соронзон цөмийн гистерезисын муруйг (BH гогцоо) үзүүлэв. Соронзон материалын HC албадлагын хүчийг мөн албадлагын хүч гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь соронзон материалыг соронзон ханасан хүртэл соронзлох үед түүний соронзлол (соронзон) нь тэг болж буурдаг гэсэн үг юм. Тухайн үеийн соронзон орны хүч шаардлагатай. Бага албадлага нь соронз алдалтыг эсэргүүцэх чадвар бага, гистерезийн алдагдал бага гэсэн үг.

Манган-цайры ба никель-цайрын феррит нь харьцангуй өндөр нэвчилттэй (μr) ойролцоогоор 1500-15000 ба 100-1000 байна. Тэдгээрийн өндөр соронзон нэвчилт нь төмрийн цөмийг тодорхой хэмжээгээр өндөр болгодог. Индукц. Гэсэн хэдий ч сул тал нь түүний тэсвэрлэх ханасан гүйдэл бага бөгөөд төмрийн гол нь ханасан бол соронзон нэвчилт нь огцом буурдаг. Төмрийн гол нь ханасан үед феррит ба нунтаг төмрийн судлын соронзон нэвчилт буурах хандлагыг Зураг 4-ээс харна уу. Харьцуулалт. Эрчим хүчний индукторуудад ашиглах үед үндсэн соронзон хэлхээнд агаарын цоорхой үлдэх бөгөөд энэ нь нэвчилтийг бууруулж, ханалтаас зайлсхийх, илүү их энерги хуримтлуулах боломжтой; Агаарын цоорхойг оруулахад харьцангуй нэвчилт нь ойролцоогоор 20- 200-ийн хооронд байна. Материалын өндөр эсэргүүцэл нь өөрөө эргүүлэг гүйдлийн улмаас үүсэх алдагдлыг бууруулж чаддаг тул өндөр давтамжийн үед алдагдал бага байх ба энэ нь илүү тохиромжтой. өндөр давтамжийн трансформаторууд, EMI шүүлтүүрийн индукторууд болон цахилгаан хувиргагчийн энерги хадгалах индукторууд. Ашиглалтын давтамжийн хувьд никель-цайрын феррит нь хэрэглэхэд тохиромжтой (>1 ​​МГц), харин манган-цайрын феррит нь бага давтамжийн зурваст (<2 МГц) тохиромжтой.

1

Зураг 1. Соронзон цөмийн гистерезисын муруй (BR: реманенц; BSAT: ханалтын соронзон урсгалын нягтрал)

3. Нунтаг төмрийн цөм

Нунтаг төмрийн судал нь мөн зөөлөн соронзон ферромагнит материал юм. Эдгээр нь янз бүрийн материалын төмрийн нунтаг хайлш эсвэл зөвхөн төмрийн нунтагаар хийгдсэн байдаг. Томъёо нь янз бүрийн ширхэгийн хэмжээтэй соронзон бус материалыг агуулдаг тул ханалтын муруй нь харьцангуй зөөлөн байдаг. Нунтаг төмрийн гол хэсэг нь ихэвчлэн тороид хэлбэртэй байдаг. Зураг 2-т нунтаг төмрийн гол ба түүний хөндлөн огтлолын дүрсийг харуулав.

Түгээмэл нунтаг төмрийн цөмд төмөр-никель-молибдений хайлш (MPP), sendust (Sendust), төмөр-никелийн хайлш (өндөр урсгал) болон төмрийн нунтаг цөм (төмрийн нунтаг) орно. Өөр өөр бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс шалтгаалан түүний шинж чанар, үнэ нь бас өөр өөр байдаг нь индукторын сонголтод нөлөөлдөг. Дараах нь дээр дурдсан үндсэн төрлүүдийг танилцуулж, тэдгээрийн шинж чанарыг харьцуулах болно.

A. Төмөр-никель-молибдений хайлш (МАН)

Fe-Ni-Mo хайлшийг МАН гэж товчилдог бөгөөд энэ нь молипермаллой нунтаг гэсэн товчлол юм. Харьцангуй нэвчилт нь ойролцоогоор 14-500, ханасан соронзон урсгалын нягт нь ойролцоогоор 7500 Гаусс (Гаусс) бөгөөд энэ нь ферритийн ханалтын соронзон урсгалын нягтаас (ойролцоогоор 4000-5000 Гаусс) өндөр байна. Олон гарсан. МАН-ын хувьд төмрийн алдагдал хамгийн бага бөгөөд нунтаг төмрийн цөм дотроос хамгийн сайн температурын тогтворжилттой. Гадны тогтмол гүйдэл нь ханалтын гүйдэл ISAT-д хүрэх үед индукцийн утга нь огцом уналтгүйгээр аажмаар буурдаг. MPP нь илүү сайн гүйцэтгэлтэй боловч өндөр өртөгтэй бөгөөд ихэвчлэн цахилгаан хувиргагчдад цахилгаан индуктор болон EMI шүүлтүүр болгон ашигладаг.

Б.Сэндист

Төмөр-цахиур-хөнгөн цагаан хайлш төмрийн гол нь төмөр, цахиур, хөнгөн цагаанаас тогтсон хайлш төмрийн гол бөгөөд харьцангуй соронзон нэвчилт нь ойролцоогоор 26-125. Төмрийн алдагдал нь төмрийн нунтаг цөм ба MPP болон төмөр-никелийн хайлш хооронд байна. . Соронзон урсгалын ханалтын нягт нь MPP-ээс өндөр буюу ойролцоогоор 10500 Гаусс юм. Температурын тогтвортой байдал ба ханалтын гүйдлийн шинж чанар нь МАН болон төмөр-никель хайлшаас арай доогуур боловч төмрийн нунтаг цөм, феррит голоос илүү сайн, харьцангуй өртөг нь MPP болон төмөр-никель хайлшаас хямд байдаг. Энэ нь ихэвчлэн EMI шүүлтүүр, эрчим хүчний хүчин зүйлийн залруулга (PFC) хэлхээ, цахилгаан хувиргагчийн цахилгаан индукцүүдэд ашиглагддаг.

C. Төмөр-никель хайлш (өндөр урсгал)

Төмөр-никель хайлшны гол хэсэг нь төмөр, никель юм. Харьцангуй соронзон нэвчилт нь ойролцоогоор 14-200 байна. Төмрийн алдагдал ба температурын тогтвортой байдал нь МАН болон төмөр-цахиур-хөнгөн цагаан хайлшийн хооронд байна. Төмөр-никелийн хайлшны гол нь хамгийн өндөр ханасан соронзон урсгалын нягттай, ойролцоогоор 15,000 Гаусс бөгөөд илүү өндөр тогтмол гүйдлийн хэвийсэн гүйдлийг тэсвэрлэх чадвартай бөгөөд түүний тогтмол гүйдлийн хэвийсэн шинж чанарууд нь илүү сайн байдаг. Хэрэглээний хамрах хүрээ: Идэвхтэй чадлын хүчин зүйлийн залруулга, эрчим хүчийг хадгалах индукц, шүүлтүүрийн индукц, өндөр давтамжийн хувиргагч хувиргагч гэх мэт.

D. Төмрийн нунтаг

Төмрийн нунтаг цөм нь бие биенээсээ тусгаарлагдсан маш жижиг тоосонцор бүхий өндөр цэвэршилттэй төмрийн нунтаг хэсгүүдээр хийгдсэн байдаг. Үйлдвэрлэлийн процесс нь түүнийг тархсан агаарын цоорхойтой болгодог. Бөгжний хэлбэрээс гадна нийтлэг төмрийн нунтаг үндсэн хэлбэрүүд нь E хэлбэрийн болон тамгалах төрлүүдтэй байдаг. Төмрийн нунтаг цөмийн харьцангуй соронзон нэвчилт нь ойролцоогоор 10-75, өндөр ханасан соронзон урсгалын нягт нь ойролцоогоор 15000 Гаусс юм. Нунтаг төмрийн цөм дотроос нунтаг төмрийн гол нь төмрийн алдагдал ихтэй боловч хамгийн бага өртөгтэй байдаг.

Зураг 3-т TDK-ийн үйлдвэрлэсэн PC47 манган-цайрын феррит болон MICROMETALS-ийн үйлдвэрлэсэн нунтаг төмөр -52 ба -2-ын BH муруйг харуулав; манган-цайрын ферритийн харьцангуй соронзон нэвчилт нь нунтаг төмрийн голынхоос хамаагүй өндөр бөгөөд ханасан байна Соронзон урсгалын нягт нь мөн маш өөр бөгөөд феррит нь 5000 Гаусс, төмрийн нунтаг цөм нь 10000 Гаусс юм.

3

Зураг 3. Янз бүрийн материалын манган-цайрын феррит ба төмрийн нунтаг судлын BH муруй

Дүгнэж хэлэхэд, төмрийн голын ханалтын шинж чанар нь өөр өөр байдаг; ханалтын гүйдэл хэтэрсэн тохиолдолд феррит цөмийн соронзон нэвчилт огцом буурч, төмрийн нунтаг цөм аажмаар буурч болно. 4-р зурагт соронзон нэвчилттэй ижил нунтаг төмрийн цөм болон өөр өөр соронзон орны хүч чадлын дор агаарын цоорхойтой ферритийн соронзон нэвчилтийн уналтын шинж чанарыг харуулав. Энэ нь мөн ферритийн голын индукцийг тайлбарладаг, учир нь гол нь ханасан үед нэвчилт огцом буурч байгааг (1) тэгшитгэлээс харж болно, энэ нь мөн индукц огцом буурахад хүргэдэг; тархсан агаарын цоорхойтой нунтаг цөм байхад соронзон нэвчилт төмрийн гол ханасан үед хурд нь аажмаар буурдаг, тиймээс индукц илүү зөөлөн буурдаг, өөрөөр хэлбэл, илүү сайн тогтмол гүйдлийн хэвийсэн шинж чанартай байдаг. Цахилгаан хувиргагчийг ашиглахад энэ шинж чанар нь маш чухал юм; хэрэв ороомгийн удаан ханалтын шинж чанар сайн биш бол ороомгийн гүйдэл нь ханалтын гүйдэл хүртэл өсөх ба индукцийн гэнэтийн уналт нь шилжүүлэгч болорын гүйдлийн хүчдэл огцом өсөх бөгөөд энэ нь эвдрэл үүсгэхэд хялбар байдаг.

4

Зураг 4. Янз бүрийн соронзон орны хүч чадлын дор агаарын цоорхойтой нунтаг төмрийн гол ба феррит төмрийн голын соронзон нэвчилтийн уналтын шинж чанар.

Индукторын цахилгаан шинж чанар ба багцын бүтэц

Шилжүүлэгч хөрвүүлэгчийг зохион бүтээх, ороомог сонгохдоо ороомгийн утга L, эсэргүүцэл Z, хувьсах гүйдлийн эсэргүүцэл ACR ба Q утга (чанарын хүчин зүйл), нэрлэсэн гүйдэл IDC ба ISAT, үндсэн алдагдал (гол алдагдал) болон бусад чухал цахилгаан шинж чанаруудыг заавал дагаж мөрдөх ёстой. авч үзэх. Нэмж дурдахад индукторын савлагааны бүтэц нь соронзон алдагдлын хэмжээнд нөлөөлөх бөгөөд энэ нь EMI-д нөлөөлдөг. Дараахь зүйлд дээр дурдсан шинж чанаруудыг индукцийг сонгоход анхаарах зүйл болгон тусад нь авч үзэх болно.

1. Индукцийн утга (L)

Ороомог ороомгийн утга нь хэлхээний дизайны хамгийн чухал үндсэн параметр боловч индукцийн утга нь үйлдлийн давтамж дээр тогтвортой байгаа эсэхийг шалгах шаардлагатай. Индукцийн нэрлэсэн утгыг ихэвчлэн 100 кГц эсвэл 1 МГц давтамжтайгаар гадны тогтмол гүйдлийн хазайлтгүйгээр хэмждэг. Масс автоматжуулсан үйлдвэрлэлийн боломжийг хангахын тулд ороомгийн хүлцэл нь ихэвчлэн ± 20% (M) ба ± 30% (N) байдаг. Зураг 5 нь Уэйн Керрийн LCR хэмжигчээр хэмжсэн Taiyo Yuden ороомгийн NR4018T220M-ийн индукц-давтамжийн шинж чанарын график юм. Зурагт үзүүлснээр индукцийн утгын муруй нь 5 МГц-ээс өмнө харьцангуй тэгш байдаг бөгөөд индукцийн утгыг бараг тогтмол гэж үзэж болно. Өндөр давтамжийн зурваст шимэгчийн багтаамж ба индукцаас үүссэн резонансын улмаас индукцийн утга нэмэгдэх болно. Энэ резонансын давтамжийг өөрөө резонансын давтамж (SRF) гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн ажлын давтамжаас хамаагүй өндөр байх шаардлагатай.

5

Зураг 5, Taiyo Yuden NR4018T220M индукц-давтамжийн шинж чанарын хэмжилтийн диаграмм

2. Эсэргүүцэл (Z)

Зураг 6-д үзүүлснээр янз бүрийн давтамжийн индукцийн гүйцэтгэлээс эсэргүүцлийн диаграммыг бас харж болно. Индукторын эсэргүүцэл нь давтамжтай ойролцоогоор (Z=2πfL) пропорциональ байдаг тул давтамж их байх тусам урвал нь хувьсах гүйдлийн эсэргүүцлээс хамаагүй их байх тул эсэргүүцэл нь цэвэр индукц (фаз нь 90˚) шиг ажилладаг. Өндөр давтамжтай үед шимэгчийн багтаамжийн нөлөөллөөс шалтгаалан эсэргүүцлийн өөрөө резонансын давтамжийн цэгийг харж болно. Энэ цэгийн дараа эсэргүүцэл буурч, багтаамжтай болж, фаз нь аажмаар -90 ˚ болж өөрчлөгддөг.

6

3. Q утга ба хувьсах гүйдлийн эсэргүүцэл (ACR)

Индукцийн тодорхойлолт дахь Q утга нь урвалын эсэргүүцэл ба эсэргүүцлийн харьцаа, өөрөөр хэлбэл (2) томъёоны дагуу төсөөлж буй хэсгийн эсэргүүцлийн бодит хэсэгтэй харьцуулсан харьцаа юм.

(2)

Энд XL нь ороомгийн реактив, RL нь ороомгийн хувьсах гүйдлийн эсэргүүцэл юм.

Бага давтамжийн мужид хувьсах гүйдлийн эсэргүүцэл нь индукцаас үүссэн урвалаас их байдаг тул Q утга нь маш бага байдаг; давтамж нэмэгдэхийн хэрээр арьсны нөлөө (арьсны нөлөө) болон ойрын (ойролцоох) нөлөөллөөс шалтгаалсан эсэргүүцэлтэй байсан ч урвалын чадвар (ойролцоогоор 2πfL) улам ихсэх болно) Үр нөлөө нь улам бүр томорч, Q утга давтамж нэмэгдэх тусам нэмэгдсээр байна. ; SRF-д ойртох үед индуктив урвалыг багтаамжийн урвалаар аажмаар нөхөж, Q утга нь аажмаар багасдаг; үед SRF тэг болох үед, учир нь индуктив урвал ба багтаамжийн урвал нь бүрэн ижил байна Алга. Зураг 7-д Q утга ба NR4018T220M давтамжийн хоорондын хамаарлыг харуулсан ба хамаарал нь урвуу хонх хэлбэртэй байна.

7

Зураг 7. Taiyo Yuden ороомгийн NR4018T220M Q утга ба давтамжийн хоорондын хамаарал

Индукцийн хэрэглээний давтамжийн зурваст Q утга өндөр байх тусмаа сайн; Энэ нь түүний реактив нь хувьсах гүйдлийн эсэргүүцлээс хамаагүй их байна гэсэн үг юм. Ерөнхийдөө хамгийн сайн Q утга нь 40-ээс дээш байвал индукторын чанар сайн байна гэсэн үг юм. Гэхдээ ерөнхийдөө тогтмол гүйдлийн хазайлт ихсэх тусам индукцийн утга буурч, Q утга мөн буурах болно. Хавтгай паалантай утас эсвэл олон судалтай пааландсан утас хэрэглэвэл арьсны эффект, өөрөөр хэлбэл хувьсах гүйдлийн эсэргүүцлийг бууруулж, ороомгийн Q утгыг нэмэгдүүлэх боломжтой.

Тогтмол гүйдлийн эсэргүүцэл DCR нь ерөнхийдөө зэс утасны тогтмол гүйдлийн эсэргүүцэл гэж тооцогддог бөгөөд эсэргүүцлийг утасны диаметр, уртаас хамаарч тооцоолж болно. Гэсэн хэдий ч бага гүйдэлтэй SMD ороомгийн ихэнх нь ороомгийн терминал дээр SMD-ийн зэс хуудсыг хийхийн тулд хэт авианы гагнуур ашиглана. Гэсэн хэдий ч зэс утас урт биш, эсэргүүцлийн утга нь өндөр биш учраас гагнуурын эсэргүүцэл нь тогтмол гүйдлийн нийт эсэргүүцлийн нэлээд хувийг эзэлдэг. TDK-ийн утсаар ороосон SMD ороомгийн CLF6045NIT-1R5N-ийг жишээ болгон авч үзвэл хэмжсэн тогтмол гүйдлийн эсэргүүцэл нь 14.6мОм, утасны диаметр, уртаас хамааран тооцоолсон тогтмол гүйдлийн эсэргүүцэл нь 12.1mΩ байна. Үр дүнгээс харахад энэхүү гагнуурын эсэргүүцэл нь тогтмол гүйдлийн нийт эсэргүүцлийн ойролцоогоор 17% -ийг эзэлдэг.

Хувьсах гүйдлийн эсэргүүцэл ACR нь арьсны болон ойрын нөлөө үзүүлдэг бөгөөд энэ нь ACR давтамжийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг; ерөнхий индукцийг ашиглахад хувьсах гүйдлийн бүрэлдэхүүн хэсэг нь тогтмол гүйдлийн бүрэлдэхүүн хэсгээс хамаагүй бага байдаг тул ACR-ийн нөлөөлөл тодорхойгүй байна; гэхдээ бага ачаалалтай үед, Тогтмол гүйдлийн бүрэлдэхүүн хэсэг нь багассан тул ACR-ээс үүсэх алдагдлыг үл тоомсорлож болохгүй. Арьсны нөлөөлөл нь хувьсах гүйдлийн нөхцөлд дамжуулагчийн доторх гүйдлийн тархалт жигд бус бөгөөд утасны гадаргуу дээр төвлөрч, улмаар утасны эквивалент хөндлөн огтлолын талбай багасч, улмаар утасны эквивалент эсэргүүцлийг нэмэгдүүлнэ гэсэн үг юм. давтамж. Нэмж дурдахад, утас ороомгийн хувьд зэргэлдээх утаснууд нь гүйдлийн улмаас соронзон орныг нэмж, хасахад хүргэдэг бөгөөд ингэснээр гүйдэл нь утастай зэргэлдээх гадаргуу дээр (эсвэл гүйдлийн чиглэлээс хамааран хамгийн алслагдсан гадаргуу дээр) төвлөрдөг. ), энэ нь мөн адил утсыг таслах шалтгаан болдог. Талбай багасч, түүнтэй тэнцэх эсэргүүцэл нэмэгдэх үзэгдэл нь ойрын нөлөө гэж нэрлэгддэг; олон давхаргат ороомгийн индукцийн хэрэглээнд ойрын нөлөө нь илүү тод харагдаж байна.

8

Зураг 8-д NR4018T220M утас ороосон SMD ороомгийн хувьсах гүйдлийн эсэргүүцэл ба давтамжийн хоорондын хамаарлыг харуулав. 1кГц давтамжтай үед эсэргүүцэл нь ойролцоогоор 360mΩ байна; 100 кГц-т эсэргүүцэл 775 мОм хүртэл нэмэгддэг; 10МГц давтамжтай үед эсэргүүцлийн утга нь 160Ω-тэй ойролцоо байна. Зэсийн алдагдлыг тооцоолохдоо арьсны болон ойрын нөлөөллөөс шалтгаалсан ACR-ийг харгалзан үзэж, томъёо (3) болгон өөрчлөх шаардлагатай.

4. Ханалтын гүйдэл (ISAT)

Ханалтын гүйдэл ISAT нь ерөнхийдөө индукцийн утгыг 10%, 30% эсвэл 40% сулруулах үед тэмдэглэсэн хэвийсэн гүйдэл юм. Агаарын зайтай ферритийн хувьд түүний ханалтын гүйдлийн шинж чанар нь маш хурдан байдаг тул 10% ба 40% -ийн хооронд тийм ч их ялгаа байхгүй. Зураг 4-ийг үзнэ үү. Гэсэн хэдий ч, хэрэв энэ нь төмрийн нунтаг цөм (тамгатай индуктор гэх мэт) бол ханалтын муруй нь 9-р зурагт үзүүлсэн шиг харьцангуй зөөлөн бөгөөд индукцийн сулралын 10% эсвэл 40% -д хэвийсэн гүйдэл их байна. ялгаатай тул ханалтын гүйдлийн утгыг дараах байдлаар хоёр төрлийн төмрийн судлын хувьд тусад нь авч үзнэ.

Агаарын зайтай ферритийн хувьд хэлхээний хэрэглээнд хамгийн их ороомгийн гүйдлийн дээд хязгаар болгон ISAT-ийг ашиглах нь зүйтэй юм. Гэсэн хэдий ч, хэрэв энэ нь төмрийн нунтаг цөм юм бол удаан ханалтын шинж чанараас шалтгаалан хэрэглээний хэлхээний хамгийн их гүйдэл ISAT-аас хэтэрсэн ч асуудал гарахгүй. Тиймээс энэ төмрийн үндсэн шинж чанар нь хувиргагч програмуудыг солиход хамгийн тохиромжтой. Хэт их ачаалалтай үед ороомгийн ороомгийн утга бага боловч 9-р зурагт үзүүлсэн шиг гүйдлийн долгионы коэффициент өндөр боловч гүйдлийн конденсаторын гүйдлийн хүлцэл өндөр тул асуудал гарахгүй. Хөнгөн ачааллын үед индукторын индукцийн утга илүү их байдаг бөгөөд энэ нь ороомгийн долгионы гүйдлийг багасгахад тусалдаг бөгөөд ингэснээр төмрийн алдагдлыг бууруулдаг. Зураг 9-д TDK-ийн шархны феррит SLF7055T1R5N болон тамгатай төмрийн нунтаг голын ороомгийн SPM6530T1R5M-ийн ханалтын гүйдлийн муруйг ижил индукцийн нэрлэсэн утгын дор харьцуулсан болно.

9

Зураг 9. Индукцийн ижил нэрлэсэн утгын дор шархны феррит ба тамгатай төмрийн нунтаг цөмийн ханалтын гүйдлийн муруй.

5. Нэрлэсэн гүйдэл (IDC)

IDC утга нь ороомгийн температур Tr˚C хүртэл өсөх үед тогтмол гүйдлийн хазайлт юм. Техникийн үзүүлэлтүүд нь түүний DC эсэргүүцлийн утгыг 20˚C-д зааж өгдөг. Зэс утасны температурын илтгэлцүүрээр 3930 ppm орчим байдаг ба Tr-ийн температур өсөхөд эсэргүүцлийн утга нь RDC_Tr = RDC (1+0.00393Tr), цахилгаан зарцуулалт нь PCU = I2DCxRDC байна. Энэхүү зэсийн алдагдлыг ороомгийн гадаргуу дээр тарааж, ороомгийн ΘTH дулааны эсэргүүцлийг дараах байдлаар тооцоолж болно.

(2)

Хүснэгт 2 нь TDK VLS6045EX цувралын өгөгдлийн хуудсыг (6.0×6.0×4.5мм) харуулж байгаа бөгөөд 40˚C-ийн температурын өсөлтөд дулааны эсэргүүцлийг тооцоолсон болно. Мэдээжийн хэрэг, ижил цуврал, хэмжээтэй ороомгийн хувьд дулааны дулааны эсэргүүцэл нь ижил гадаргуугийн дулаан ялгаруулах талбайн улмаас бараг ижил байна; өөрөөр хэлбэл янз бүрийн индукторуудын нэрлэсэн гүйдлийн IDC-ийг тооцоолж болно. Индукторын янз бүрийн цуврал (багц) нь өөр өөр дулааны эсэргүүцэлтэй байдаг. Хүснэгт 3-т TDK VLS6045EX цувралын (хагас хамгаалалттай) болон SPM6530 цувралын (хөгжсөн) ороомгийн дулааны эсэргүүцлийг харьцуулсан болно. Дулааны эсэргүүцэл их байх тусам индукц нь ачааллын гүйдлээр урсах үед үүсдэг температурын өсөлт; өөрөөр хэлбэл, доод.

(2)

Хүснэгт 2. Температурын 40˚С-ийн өсөлтөд VLS6045EX цуврал ороомгийн дулааны эсэргүүцэл

Хүснэгт 3-аас харахад индукторын хэмжээ ойролцоо байсан ч тамгатай ороомгийн дулааны эсэргүүцэл бага, өөрөөр хэлбэл дулаан ялгаруулах нь илүү сайн байдаг.

(3)

Хүснэгт 3. Төрөл бүрийн багц ороомгийн дулааны эсэргүүцлийн харьцуулалт.

6. Үндсэн алдагдал

Төмрийн алдагдал гэж нэрлэгддэг үндсэн алдагдал нь голчлон эргүүлэг гүйдлийн алдагдал ба гистерезис алдагдлаас үүсдэг. Эргэлтийн гүйдлийн алдагдлын хэмжээ нь үндсэн материал нь "дамжахад" хялбар эсэхээс хамаарна; цахилгаан дамжуулах чанар өндөр, өөрөөр хэлбэл, эсэргүүцэл бага, эргэлтийн гүйдлийн алдагдал их, хэрэв ферритийн эсэргүүцэл их байвал эргүүлэг гүйдлийн алдагдал харьцангуй бага байна. Эддигийн гүйдлийн алдагдал нь давтамжтай бас холбоотой. Давтамж өндөр байх тусам эргүүлэг гүйдлийн алдагдал их болно. Тиймээс үндсэн материал нь цөмийн зөв ажиллах давтамжийг тодорхойлно. Ерөнхийдөө төмрийн нунтаг цөмийн ажлын давтамж 1 МГц, ферритийн ажлын давтамж 10 МГц хүрч болно. Хэрэв үйл ажиллагааны давтамж энэ давтамжаас хэтэрвэл эргэлтийн гүйдлийн алдагдал хурдацтай нэмэгдэж, төмрийн гол температур мөн нэмэгдэнэ. Гэсэн хэдий ч төмрийн үндсэн материал хурдацтай хөгжиж байгаа тул илүү өндөр давтамжтай төмрийн цөм нь булангийн эргэн тойронд байх ёстой.

Өөр нэг төмрийн алдагдал нь гистерезисийн алдагдал бөгөөд энэ нь гүйдлийн хувьсах гүйдлийн бүрэлдэхүүн хэсгийн дүүжин далайцтай холбоотой гистерезисийн муруйгаар хаагдсан талбайтай пропорциональ байна; Хувьсах гүйдлийн хэлбэлзэл их байх тусам гистерезисийн алдагдал их болно.

Индукторын эквивалент хэлхээнд төмрийн алдагдлыг илэрхийлэхийн тулд ороомогтой зэрэгцээ холбогдсон резисторыг ихэвчлэн ашигладаг. Давтамж нь SRF-тэй тэнцүү бол индуктив урвал ба багтаамжийн урвал хүчингүй болж, эквивалент урвал нь тэг болно. Энэ үед ороомгийн эсэргүүцэл нь ороомгийн эсэргүүцэлтэй цуваа төмрийн алдагдлын эсэргүүцэлтэй тэнцүү бөгөөд төмрийн алдагдлын эсэргүүцэл нь ороомгийн эсэргүүцлээс хамаагүй их байдаг тул SRF дахь эсэргүүцэл нь төмрийн алдагдлын эсэргүүцэлтэй ойролцоогоор тэнцүү байна. Нам хүчдэлийн индукторыг жишээ болгон авч үзвэл төмрийн алдагдлын эсэргүүцэл нь ойролцоогоор 20 кОм байна. Хэрэв ороомгийн хоёр төгсгөлийн үр дүнтэй утгын хүчдэл 5V байна гэж тооцвол төмрийн алдагдал нь ойролцоогоор 1.25 мВт байх бөгөөд энэ нь төмрийн алдагдлын эсэргүүцэл их байх тусам сайн болохыг харуулж байна.

7. Бамбай бүтэц

Феррит ороомгийн сав баглаа боодлын бүтцэд хамгаалалтгүй, соронзон цавуугаар хагас хамгаалалттай, хамгаалалттай байдаг бөгөөд тэдгээрийн аль алинд нь агаарын зай ихтэй байдаг. Мэдээжийн хэрэг, агаарын цоорхой нь соронзон нэвчилттэй байх бөгөөд хамгийн муу тохиолдолд энэ нь эргэн тойрон дахь жижиг дохионы хэлхээнд саад учруулах эсвэл ойролцоо соронзон материал байвал түүний индукц нь мөн өөрчлөгдөх болно. Өөр нэг савлагааны бүтэц нь тамгатай төмрийн нунтаг индуктор юм. Индуктор дотор цоорхой байхгүй, ороомгийн бүтэц нь хатуу байдаг тул соронзон орны тархалтын асуудал харьцангуй бага байдаг. RTO 1004 осциллографын FFT функцийг ашиглан тамгатай индукторын 3мм-ээс дээш болон хажуу талд нэвчиж буй соронзон орны хэмжээг хэмжихийг Зураг 10-д үзүүлэв. Хүснэгт 4-т ороомгийн янз бүрийн бүтэцтэй ороомгийн алдагдлын соронзон орны харьцуулалтыг жагсаав. Хамгаалалтгүй индукторууд нь хамгийн ноцтой соронзон алдагдалтай байгааг харж болно; тамгатай индукторууд нь хамгийн бага соронзон нэвчилттэй бөгөөд хамгийн сайн соронзон хамгаалалтын нөлөө үзүүлдэг. . Эдгээр хоёр бүтцийн индукторын соронзон орны алдагдал 14 дБ буюу бараг 5 дахин их зөрүүтэй байна.

10

Зураг 10. Тамгатай ороомгийн дээд ба хажуугийн 3мм-т хэмжсэн нэвчилтийн соронзон орны хэмжээ.

(4)

Хүснэгт 4. Багцын янз бүрийн бүтэцтэй индукторуудын алдагдлын соронзон орны харьцуулалт

8. холбогч

Зарим хэрэглээнд заримдаа ПХБ дээр олон тооны тогтмол гүйдлийн хөрвүүлэгч байдаг бөгөөд тэдгээр нь ихэвчлэн бие биенийхээ хажууд байрладаг бөгөөд тэдгээрийн харгалзах индукторууд нь бие биенийхээ хажууд байрладаг. Хэрэв та соронзон цавуугаар хамгаалагдаагүй эсвэл хагас хамгаалалттай төрлийг ашигладаг бол индукторууд хоорондоо холбогдож EMI интерференц үүсгэж болно. Иймд ороомгийг байрлуулахдаа эхлээд ороомгийн туйлшралыг тэмдэглэж, ороомгийн хамгийн дотоод давхаргын эхлэл ба ороомгийн цэгийг хөрвүүлэгчийн шилжих хүчдэлтэй холбохыг зөвлөж байна, тухайлбал, индукторын VSW, энэ нь хөдөлж буй цэг юм. Гаралтын терминал нь гаралтын конденсаторт холбогдсон бөгөөд энэ нь статик цэг юм; Тиймээс зэс утасны ороомог нь тодорхой хэмжээний цахилгаан талбайн хамгаалалтыг бүрдүүлдэг. Мультиплексорын утаснуудын зохион байгуулалтад индукцийн туйлшралыг засах нь харилцан индукцийн хэмжээг засах, зарим гэнэтийн EMI асуудлаас зайлсхийхэд тусалдаг.

Хэрэглээ:

Өмнөх бүлэгт ороомгийн үндсэн материал, багцын бүтэц, цахилгааны чухал шинж чанаруудыг авч үзсэн. Энэ бүлэгт бак хөрвүүлэгчийн тохирох индукцийн утгыг хэрхэн сонгох, худалдаанд байгаа индукторыг сонгоход анхаарах зүйлсийг тайлбарлах болно.

Тэгшитгэл (5)-д үзүүлснээр индукторын утга ба хөрвүүлэгчийн шилжих давтамж нь ороомгийн долгионы гүйдэлд (ΔiL) нөлөөлнө. Индукторын долгионы гүйдэл нь гаралтын конденсатороор урсаж, гаралтын конденсаторын долгионы гүйдэлд нөлөөлнө. Тиймээс энэ нь гаралтын конденсаторыг сонгоход нөлөөлж, гаралтын хүчдэлийн долгионы хэмжээд цаашид нөлөөлнө. Цаашилбал, индукцийн утга ба гаралтын багтаамжийн утга нь системийн санал хүсэлтийн дизайн болон ачааллын динамик хариу үйлдэлд нөлөөлнө. Илүү том индукцийн утгыг сонгох нь конденсатор дээрх гүйдлийн ачаалал багатай бөгөөд гаралтын хүчдэлийн долгионыг багасгахад тустай бөгөөд илүү их энерги хуримтлуулах боломжтой. Гэсэн хэдий ч илүү том индукцийн утга нь илүү их эзэлхүүнийг, өөрөөр хэлбэл илүү өндөр өртөгтэй болохыг харуулж байна. Тиймээс хөрвүүлэгчийг зохион бүтээхдээ индукцийн утгын загвар нь маш чухал юм.

(5)

Оролтын хүчдэл ба гаралтын хүчдэл хоорондын зөрүү их байх үед ороомгийн долгионы гүйдэл их байх бөгөөд энэ нь ороомгийн хийцийн хамгийн муу нөхцөл болох нь томьёо (5)-аас харагдаж байна. Бусад индуктив шинжилгээтэй хослуулан доошлуулах хөрвүүлэгчийн ороомгийн дизайны цэгийг ихэвчлэн оролтын хамгийн их хүчдэл ба бүрэн ачааллын нөхцөлд сонгох ёстой.

Индукцийн утгыг төлөвлөхдөө ороомгийн долгионы гүйдэл ба ороомгийн хэмжээ хоёрын хооронд харилцан хамаарлыг хийх шаардлагатай бөгөөд долгионы гүйдлийн хүчин зүйл (долгионы гүйдлийн хүчин зүйл; γ) нь томьёо (6) дагуу энд тодорхойлогддог.

（6）

Томъёо (6)-г томьёо (5)-д орлуулснаар индукцийн утгыг томъёо (7) хэлбэрээр илэрхийлж болно.

（7）

Томъёо (7) дагуу оролт ба гаралтын хүчдэлийн зөрүү их байх үед γ утгыг илүү томоор сонгож болно; эсрэгээр, хэрэв оролт ба гаралтын хүчдэл ойрхон байвал γ утгын загвар нь бага байх ёстой. Уламжлалт дизайны туршлагын утгын дагуу ороомгийн долгионы гүйдэл ба хэмжээ хоёрын хооронд сонгохын тулд γ нь ихэвчлэн 0.2-0.5 байна. Дараах нь индукцийн тооцоо болон худалдаанд байгаа индукторуудын сонголтыг харуулахын тулд RT7276-г жишээ болгон авч үзсэн болно.

Загварын жишээ: RT7276 дэвшилтэт тогтмол асаалттай (Advanced Constant On-Time; ACOTTM) синхрон залруулалтыг бууруулах хөрвүүлэгчээр бүтээгдсэн, түүний сэлгэх давтамж 700 кГц, оролтын хүчдэл 4.5В-аас 18V, гаралтын хүчдэл 1.05V байна. . Бүрэн ачааллын гүйдэл нь 3А байна. Дээр дурдсанчлан индукцийн утгыг хамгийн их оролтын хүчдэл 18V, бүрэн ачаалал 3А нөхцөлд төлөвлөх ёстой бөгөөд γ-ийн утгыг 0.35 гэж авч, дээрх утгыг (7) тэгшитгэлд орлуулж, индукцийг оруулна. үнэ цэнэ юм

Уламжлалт нэрлэсэн индукцийн утга нь 1.5 μH бүхий индукторыг ашиглана. Дараах байдлаар ороомгийн долгионы гүйдлийг тооцоолох томъёог (5) орлуулна.

Тиймээс ороомгийн оргил гүйдэл нь

Мөн ороомгийн гүйдлийн үр дүнтэй утга (IRMS) байна

Индукторын долгионы бүрэлдэхүүн хэсэг нь бага тул ороомгийн гүйдлийн үр ашигтай утга нь голчлон түүний тогтмол гүйдлийн бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд энэ үр дүнтэй утгыг индукторын нэрлэсэн гүйдлийн IDC-ийг сонгох үндэс болгон ашигладаг. 80%-ийн уналт (доцролт) дизайнтай бол индукцийн шаардлага нь:

L = 1.5 μH (100 кГц), IDC = 3.77 A, ISAT = 4.34 A

Хүснэгт 5-д TDK-ийн өөр өөр цувралын боломжтой индукторуудыг жагсаасан бөгөөд хэмжээ нь ижил боловч багцын бүтцээрээ ялгаатай. Тамгатай ороомгийн (SPM6530T-1R5M) ханалтын гүйдэл, нэрлэсэн гүйдэл их, дулааны эсэргүүцэл бага, дулаан ялгаралт сайн байгааг хүснэгтээс харж болно. Үүнээс гадна өмнөх бүлгийн хэлэлцүүлгийн дагуу тамгатай ороомгийн үндсэн материал нь төмрийн нунтаг цөм тул хагас хамгаалалттай (VLS6045EX-1R5N) болон хамгаалагдсан (SLF7055T-1R5N) ороомгийн феррит цөмтэй харьцуулсан болно. соронзон цавуугаар. , Тогтмол гүйдлийн хэвийх шинж чанар сайтай. Зураг 11-д RT7276 дэвшилтэт тогтмол цагийн синхрон залруулалтыг бууруулах хөрвүүлэгчид хэрэглэсэн өөр өөр индукторуудын үр ашгийн харьцуулалтыг харуулав. Үр дүнгээс харахад энэ гурвын үр ашгийн ялгаа тийм ч чухал биш байна. Хэрэв та дулааны алдагдал, тогтмол гүйдлийн хэвийсэн шинж чанар, соронзон орны тархалтын асуудлыг авч үзвэл SPM6530T-1R5M индукторыг ашиглахыг зөвлөж байна.

（5）

Хүснэгт 5. TDK-ийн янз бүрийн цувралын индукцийн харьцуулалт

11

Зураг 11. Өөр өөр индуктортой хөрвүүлэгчийн үр ашгийн харьцуулалт

Хэрэв та ижил багц бүтэц, ороомгийн утгыг сонгох боловч жижиг хэмжээтэй ороомог, тухайлбал SPM4015T-1R5M (4.4 × 4.1 × 1.5 мм), түүний хэмжээ бага боловч DC эсэргүүцэл нь RDC (44.5 мΩ) ба дулааны эсэргүүцэл ΘTH ( 51˚C) /W) Илүү том. Ижил үзүүлэлттэй хувиргагчийн хувьд индукторын зөвшөөрөгдөх гүйдлийн үр дүнтэй утга нь мөн адил байна. Мэдээжийн хэрэг DC эсэргүүцэл нь хүнд ачааллын үед үр ашгийг бууруулдаг. Нэмж дурдахад дулааны эсэргүүцэл их байгаа нь дулаан дамжуулалт муу гэсэн үг юм. Тиймээс индукторыг сонгохдоо зөвхөн багасгасан хэмжээсийн ашиг тусыг анхаарч үзэхээс гадна түүний дагалдах дутагдлуудыг үнэлэх шаардлагатай.

Дүгнэж хэлэхэд

Индукц нь цахилгаан хувиргагчийг сэлгэн залгахад түгээмэл хэрэглэгддэг идэвхгүй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг бөгөөд үүнийг эрчим хүч хадгалах, шүүхэд ашиглаж болно. Гэсэн хэдий ч хэлхээний дизайнд зөвхөн индукцийн утгыг анхаарахаас гадна хувьсах гүйдлийн эсэргүүцэл ба Q утга, гүйдлийн хүлцэл, төмрийн үндсэн ханалт, багцын бүтэц гэх мэт бусад параметрүүдийг анхаарч үзэх шаардлагатай. индукторыг сонгохдоо анхаарч үзэх хэрэгтэй. . Эдгээр үзүүлэлтүүд нь ихэвчлэн үндсэн материал, үйлдвэрлэлийн процесс, хэмжээ, өртөгтэй холбоотой байдаг. Тиймээс энэ нийтлэлд янз бүрийн төмрийн үндсэн материалын шинж чанаруудыг танилцуулж, цахилгаан хангамжийн дизайны лавлагаа болгон тохирох индукцийг хэрхэн сонгох талаар танилцуулна.