124

мэдээ

Хураангуй

Индукторууд нь эрчим хүчний хуримтлал, цахилгаан шүүлтүүр гэх мэт хөрвүүлэгчийг өөрчлөхөд маш чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Янз бүрийн хэрэглээнд (бага давтамжаас өндөр давтамж хүртэл), эсвэл индукцийн шинж чанарт нөлөөлөх янз бүрийн үндсэн материал гэх мэт олон төрлийн индукторууд байдаг. Шилжүүлэгч хөрвүүлэгчдэд 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, онол нь огт өөр юм. Тиймээс хэлхээний загварт индукцийн утгын үндсэн параметрээс гадна ороомгийн эсэргүүцэл ба хувьсах гүйдлийн эсэргүүцэл ба давтамж, цөмийн алдагдал ба ханалтын гүйдлийн шинж чанаруудын хоорондын хамаарлыг харгалзан үзэх шаардлагатай. Энэ нийтлэлд хэд хэдэн чухал индукцийн үндсэн материалууд ба тэдгээрийн шинж чанаруудыг танилцуулж, эрчим хүчний инженерүүдэд худалдаалагдах стандарт индукторыг сонгоход чиглүүлнэ.

Удиртгал

Индуктор бол цахилгаан соронзон индукцийн бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд тодорхой тооны ороомог (ороомог) -ыг ороомог буюу судал дээр тусгаарлагдсан утсаар орооход үүсдэг. Энэ ороомогыг индуктив ороомог эсвэл Индуктор гэж нэрлэдэг. Цахилгаан соронзон индукцийн зарчмын дагуу ороомог ба соронзон орон хоорондоо харьцангуй хөдөлж, эсвэл ороомог нь хувьсах гүйдэл дамжин хувьсах соронзон орон үүсгэх үед анхны соронзон орны өөрчлөлтийг эсэргүүцэх хүчийг үүсгэнэ. одоогийн өөрчлөлтийг хязгаарлах энэхүү шинж чанарыг индукц гэж нэрлэдэг.

Индукцийн утгын томъёо нь томъёо (1) -тай тэнцүү бөгөөд энэ нь соронзон нэвчилттэй пропорциональ, ороомгийн квадрат N, түүнтэй тэнцүү соронзон хэлхээний хөндлөн огтлолын талбайтай тэнцүү бөгөөд тэнцүү соронзон хэлхээний урттай урвуу харьцаатай байна . Тус бүрдээ өөр өөр хэрэглээнд тохиромжтой олон төрлийн индукц байдаг; индукц нь хэлбэр, хэмжээ, ороомгийн арга, эргэлтийн тоо, завсрын соронзон материалын төрлөөс хамаарна.

图片1

(1)

Төмрийн гол хэлбэрээс хамаарч индукцид toroidal, E core ба хүрд багтана; төмрийн гол материалын хувьд голчлон керамик цөм ба хоёр зөөлөн соронзон төрөл байдаг. Эдгээр нь феррит ба металл нунтаг юм. Бүтэц эсвэл баглаа боодлын аргаас хамааран утас ороомог, олон давхаргат, цутгамал хэлбэртэй байдаг ба утсан ороомог нь бамбайгүй, хагас соронзон цавуугаар хамгаалагдсан (хагас хамгаалалттай) ба хамгаалагдсан (хамгаалагдсан) гэх мэт.

Индуктор нь тогтмол гүйдлийн богино холболт шиг ажилладаг ба хувьсах гүйдлийн өндөр эсэргүүцэл үзүүлдэг. Цахилгаан хэлхээний үндсэн хэрэглээнд амьсгал боогдох, шүүлтүүр, тохируулга, энерги хадгалах зэрэг орно. Шилжүүлэгч хөрвүүлэгчийг ашиглахад индуктор нь энерги хадгалах хамгийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд гаралтын хүчдэлийн долгионыг багасгах гаралтын конденсатор бүхий нам нэвтрүүлэх шүүлтүүр үүсгэдэг тул шүүлтүүрийн функцэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Энэ өгүүлэлд ороомгийн янз бүрийн үндсэн материалууд ба тэдгээрийн шинж чанарууд, индукторуудын цахилгаан шинж чанаруудын заримыг хэлхээний зураг төслийн явцад ороомгийг сонгох үнэлгээний чухал лавлагаа болгон танилцуулах болно. Хэрэглээний жишээнд индукцийн утгыг хэрхэн тооцоолох, худалдаанд байгаа стандарт индукторыг хэрхэн сонгох талаар практик жишээнүүдээр танилцуулах болно.

Гол материалын төрөл

Шилжүүлэгч хөрвүүлэгчдэд ашигладаг индукторууд нь өндөр давтамжийн соронзон бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Төв хэсэгт байрлах үндсэн материал нь ороомгийн эсэргүүцэл ба давтамж, индукцийн утга ба давтамж эсвэл цөмийн ханалтын шинж чанар зэрэг шинж чанаруудад хамгийн их нөлөөлдөг. Дараахь нь цахилгаан индукторыг сонгоход чухал лавлагаа болох хэд хэдэн нийтлэг төмрийн цөмийн материал ба тэдгээрийн ханалтын шинж чанарыг харьцуулах талаар танилцуулах болно.

1. Керамик цөм

Керамик цөм нь нийтлэг индуктив материалуудын нэг юм. Энэ нь голчлон ороомог орооход ашигладаг тулгуур бүтцийг хангахад ашиглагддаг. Үүнийг "агаарын цөмт ороомог" гэж бас нэрлэдэг. Ашигласан төмрийн цөм нь маш бага температурын коэффициент бүхий соронзон бус материал тул индукцийн утга нь ашиглалтын температурын хязгаарт маш тогтвортой байдаг. Гэхдээ орчин нь соронзон бус материал учраас индукц маш бага тул цахилгаан хувиргагч хэрэглэхэд тийм ч тохиромжтой биш юм.

2. Феррит

Ерөнхийдөө өндөр давтамжийн индукторуудад ашигладаг феррит цөм нь коэффициент багатай зөөлөн соронзон ферромагнетик материал болох никель цайр (NiZn) эсвэл манганы цайр (MnZn) агуулсан феррит нэгдэл юм. Зураг 1-т ерөнхий соронзон цөмийн гистерезисийн муруйг (BH гогцоо) харуулав. Соронзон материалын албадлагын хүчийг HC-ийг албадлагын хүч гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь соронзон материалыг соронзон ханалт болтол соронзлогдсон үед түүний соронзлол (соронзлол) тэг болж буурдаг гэсэн үг юм. Бага хүчдэл гэдэг нь соронзлолгүй болох эсэргүүцлийг бууруулж, гистерезис алдагдахыг хэлнэ.

Манганы цайр ба никель-цайрын ферритүүд харьцангуй өндөр нэвчилттэй (μr) харьцангуй өндөр бөгөөд ойролцоогоор 1500-15000 ба 100-1000 байна. Тэдний өндөр соронзон нэвчилт нь төмрийн цөмийг тодорхой хэмжээгээр өндөр болгодог. Индуктив чанар. Гэсэн хэдий ч сул тал нь түүний тэсвэрлэх ханалтын гүйдэл бага бөгөөд төмрийн гол ханасан бол соронзон нэвчилт огцом буурах болно. Төмрийн гол ханасан үед феррит ба нунтаг төмрийн судлын соронзон нэвчилтийн буурах хандлагыг Зураг 4-ээс үзнэ үү. Харьцуулалт. Цахилгаан индукторт ашиглах үед гол соронзон хэлхээнд агаарын цоорхой үлдэх бөгөөд ингэснээр нэвчилтийг бууруулж, ханалтаас зайлсхийж, илүү их энерги хуримтлуулдаг; агаарын зайг оруулбал харьцангуй ус нэвтрүүлэх чанар нь ойролцоогоор 20- 200 хооронд байж болно. Материалын өндөр эсэргүүцэл нь өөрөө урсгалын урсгалаас үүсэх алдагдлыг бууруулж чаддаг тул өндөр давтамжтай үед алдагдал бага байдаг. өндөр давтамжийн трансформатор, EMI шүүлтүүр индуктор ба цахилгаан хувиргагч энерги хадгалах индуктор. Ашиглалтын давтамжийн хувьд никель-цайрын ферритийг ашиглахад тохиромжтой (> 1 MHz), харин манган-цайрын феррит нь доод давтамжийн зурваст (<2 MHz) тохиромжтой байдаг.

图片2         1

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

3. Нунтаг төмрийн гол

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

Нийтлэг нунтаг төмрийн цөмд төмөр-никель-молибдений хайлш (MPP), сендуст (сендуст), төмрийн никелийн хайлш (өндөр урсгал) ба төмрийн нунтаг цөм (төмрийн нунтаг) орно. Бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь ялгаатай тул шинж чанар, үнэ нь харилцан адилгүй байдаг нь индукторыг сонгоход нөлөөлдөг. Дараахь зүйлүүд дээр дурдсан үндсэн төрлүүдийг танилцуулж, шинж чанаруудыг харьцуулах болно.

A. Төмөр-никель-молибдений хайлш (МАН)

Фе-Ни-Мо хайлшийг товчилсон байдлаар нь МАН гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь молифермаллойд нунтаг гэсэн товчлол юм. Харьцангуй ус нэвтрүүлэх чанар нь ойролцоогоор 14-500, ханалтын соронзон урсгалын нягт нь 7500 Гаусс (Гаусс) бөгөөд энэ нь ферритийн ханасан соронзон урсгалын нягтралаас (4000-5000 Гаусс) өндөр байна. Олон хүмүүс гарч ирэв. МАН нь төмрийн хамгийн бага алдагдалтай байдаг ба нунтаг төмрийн судлын дунд температурын тогтвортой байдал хамгийн сайн байдаг. Гадаад тогтмол гүйдэл ISAT ханалтын гүйдэлд хүрэхэд индукцийн утга огцом бууралгүйгээр аажмаар буурдаг. МАН нь илүү сайн ажиллагаатай боловч өндөр өртөгтэй бөгөөд ихэвчлэн цахилгаан хувиргагчийг цахилгаан индуктор болон EMI шүүлтүүр болгон ашигладаг.

 

B. Сендуст

Төмөр-цахиур-хөнгөн цагааны хайлшаар хийсэн төмрийн гол нь харьцангуй соронзон нэвчилттэй 26-аас 125 хоорондох төмөр, цахиур, хөнгөн цагаанаас бүрдсэн хайлш төмрийн цөм юм. Төмрийн алдагдал нь төмрийн нунтаг цөм ба MPP ба төмрийн никелийн хайлшийн хооронд байна. . Соронзон урсгалын ханалтын нягтрал нь МАН-аас их, ойролцоогоор 10500 Гаусс байна. Температурын тогтвортой байдал ба ханалтын одоогийн шинж чанарууд нь МАН ба төмрийн никелийн хайлшаас ялимгүй доогуур боловч төмрийн нунтаг цөм ба феррит цөмөөс илүү сайн бөгөөд харьцангуй өртөг нь МАН ба төмрийн никелийн хайлшаас хямд байдаг. Энэ нь ихэвчлэн EMI шүүлтүүр, цахилгаан коэффициентийн залруулга (PFC) хэлхээ ба шилжүүлэгч цахилгаан хувиргагч тэжээлийн ороомогт ашиглагддаг.

 

C. Төмрийн никелийн хайлш (өндөр урсгал)

Төмөр-никелийн хайлшийн цөм нь төмөр ба никелээс бүрддэг. Соронзон харьцангуй нэвчилт нь ойролцоогоор 14-200 байна. Төмрийн алдагдал ба температурын тогтвортой байдал нь МАН ба төмрийн цахиурын хөнгөн цагааны хайлшийн хооронд байна. Төмөр-никелийн хайлшийн цөм нь хамгийн их ханасан соронзон урсгалын нягтралтай, ойролцоогоор 15.000 Гаусс бөгөөд тогтмол гүйдлийн хэвийсэн урсгалыг тэсвэрлэх чадвартай, мөн түүний хэвийсэн шинж чанар нь илүү дээр юм. Хэрэглээний хамрах хүрээ: Идэвхтэй хүчин чадлын залруулга, энерги хадгалах индукц, шүүлтүүрийн индукц, flyback хөрвүүлэгчийн өндөр давтамжийн трансформатор гэх мэт.

 

D. Төмрийн нунтаг

Төмрийн нунтаг гол нь бие биенээсээ тусгаарлагдсан маш жижиг тоосонцор бүхий өндөр цэвэршилттэй төмрийн нунтаг хэсгүүдээр хийгдсэн байдаг. Үйлдвэрлэлийн үйл явц нь хуваарилагдсан агаарын цоорхойтой болгодог. Нийтлэг төмрийн нунтаг үндсэн хэлбэрүүд нь цагираган хэлбэрээс гадна Е хэлбэрийн ба тамга хэлбэртэй байдаг. Төмрийн нунтаг цөмийн харьцангуй соронзон нэвчилт нь ойролцоогоор 10-75, өндөр ханасан соронзон урсгалын нягтрал нь ойролцоогоор 15000 Гаусс юм. Нунтаг төмрийн судлын дотроос төмрийн нунтаг цөм нь төмрийн алдагдал хамгийн өндөр боловч хамгийн бага өртөгтэй байдаг.

Зураг 3-т TDK-ийн үйлдвэрлэсэн PC47 марганец-цайрын феррит ба BIC муруйг MICROMETALS-ийн үйлдвэрлэсэн нунтаг төмрийн судлууд -52 ба -2; манган-цайрын ферритийн харьцангуй соронзон нэвчилт нь нунтаг төмрийн судалтай харьцуулахад хамаагүй өндөр бөгөөд ханасан байна Соронзон урсгалын нягтрал нь мөн маш өөр бөгөөд феррит 5000 орчим гаус, төмрийн нунтаг цөм нь 10000 гауссаас их байна.

图片3   3

Зураг 3. Марганец-цайрын феррит ба төмрийн нунтаг судлуудын янз бүрийн материалын BH муруй

 

Дүгнэж хэлэхэд төмрийн цөмийн ханалтын шинж чанар өөр өөр байдаг; ханалтын гүйдлийг хэтрүүлсний дараа феррит цөмийн соронзон нэвчилт огцом буурч, төмрийн нунтаг цөм аажмаар буурч болно. Зураг 4-т ижил соронзон нэвчилттэй нунтаг төмрийн цөм ба соронзон орны янз бүрийн бат бэхийн дор агаарын ялгаа бүхий ферритийн соронзон нэвчилтийн уналтын шинж чанарыг харуулав. Энэ нь мөн феррит цөмийн индукцийг тайлбарлаж өгдөг, учир нь цөм ханасан үед нэвчилт нь огцом буурдаг тул тэгшитгэл (1) -ээс харахад индукц огцом буурахад хүргэдэг; тархсан агаарын ялгаа бүхий нунтаг цөм, соронзон нэвчилт Төмрийн цөм ханасан үед хурд нь аажмаар буурдаг тул индукц илүү зөөлөн буурдаг, өөрөөр хэлбэл DC хэвийх шинж чанар сайтай байдаг. Цахилгаан хөрвүүлэгчийг ашиглахад энэ шинж чанар маш чухал юм. хэрэв ороомгийн удаан ханалтын шинж чанар сайн биш бол индукцийн гүйдэл ханалтын гүйдэл хүртэл өсч, индукцийн огцом уналт нь шилжүүлэгч талстын одоогийн стресс огцом өсөх бөгөөд ингэснээр гэмтэл учруулахад хялбар болно.

图片3    4

Зураг 4. Нунтаг төмрийн гол ба феррит төмрийн голын соронзон нэвчилтийн уналтын шинж чанарууд нь өөр өөр соронзон орны бат бэхийн дор агаарын ялгаа бүхий.

 

Индукторын цахилгаан шинж чанар ба багцын бүтэц

Шилжүүлэгч хөрвүүлэгчийн загварыг гаргах, индукторыг сонгохдоо индукцийн утга L, эсэргүүцлийн Z, хувьсах гүйдлийн эсэргүүцэл ACR ба Q утга (чанарын хүчин зүйл), нэрлэсэн гүйдлийн IDC ба ISAT ба үндсэн алдагдал (үндсэн алдагдал) болон бусад чухал цахилгаан үзүүлэлтүүд заавал байх ёстой. авч үзэх. Нэмж дурдахад ороомгийн савлагааны бүтэц нь соронзон нэвчилтийн хэмжээнд нөлөөлж улмаар EMI-д нөлөөлдөг. Дараахь нь дээр дурдсан шинж чанаруудыг индукторыг сонгоход анхаарч үзэх болно.

1. Индукцийн утга (L)

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

图片5  5

Зураг 5, Taiyo Yuden NR4018T220M индукцийн давтамжийн шинж чанарыг хэмжих бүдүүвч

 

2. Импеданс (Z)

Зураг 6-т үзүүлсний дагуу импульсийн диаграммыг янз бүрийн давтамж дахь индукцийн гүйцэтгэлээс харж болно. Индукцийн эсэргүүцэл нь давтамжтай (Z = 2πfL) ойролцоо пропорциональ байдаг тул давтамж өндөр байх тусам урвалын эсэргүүцэл нь хувьсах гүйдлийн эсэргүүцлээс хамаагүй их байх тул эсэргүүцэл нь цэвэр индукц (фаз нь 90˚) шиг ажилладаг. Өндөр давтамжтай үед паразит багтаамжийн нөлөөнөөс болж эсэргүүцлийн өөрөө резонансын давтамжийн цэгийг харж болно. Энэ цэгээс хойш эсэргүүцэл буурч, багтаамжтай болж, үе шат аажмаар -90 to болж өөрчлөгдөнө.

图片6  6

3. Q утга ба AC эсэргүүцэл (ACR)

Индукцийн тодорхойлолтын Q утга нь томъёо (2) -тай адил урвалын эсэргүүцэл ба эсэргүүцлийн бодит хэсэгт харьцуулсан харьцаа юм.

图片7

(2)

Энд XL нь ороомгийн урвалын эсэргүүцэл ба RL нь ороомгийн хувьсах эсэргүүцэл юм.

Бага давтамжийн хязгаарт хувьсах гүйдлийн эсэргүүцэл нь индукцийн нөлөөнөөс үүсэх реактиваас их байдаг тул түүний Q утга маш бага байдаг; давтамж нэмэгдэх тусам арьсны эффект (арьсны эффект) ба ойролцоо (ойролцоох) нөлөөнөөс үүсэх эсэргүүцэл байсан ч реактив (2πfL орчим) томорч, томордог) Үр нөлөө улам томорч, Q утга давтамжаар нэмэгдсээр байна ; SRF-т ойртох үед индуктив урвалын чадварыг багтаамжийн урвалаар аажмаар нөхөж, Q утга аажмаар бага болдог; SRF нь тэг болох үед индуктив урвалж ба багтаамжийн урвал нь яг ижил алга болдог. Зураг 7-д Q утга ба NR4018T220M давтамжийн хамаарлыг харуулсан ба хамаарал нь урвуу хонхны хэлбэртэй байна.

图片8  7

Зураг 7. Taiyo Yuden индуктор NR4018T220M-ийн Q утга ба давтамжийн хамаарал

Индуктивын давтамжийн зурваст Q-ийн утга өндөр байх тусам илүү сайн байх болно; энэ нь түүний эсэргүүцэл нь хувьсах гүйдлийн эсэргүүцлээс хамаагүй их гэсэн үг юм. Ерөнхийдөө Q-ийн хамгийн сайн утга нь 40-өөс дээш байгаа нь индукцийн чанар сайн байна гэсэн үг юм. Гэсэн хэдий ч ерөнхийдөө DC хэвийх утгыг ихэсгэхийн хэрээр индукцийн утга буурч, Q утга бас буурах болно. Хэрэв хавтгай пааландсан утас эсвэл олон судалтай пааландсан утас хэрэглэвэл арьсны эффект, өөрөөр хэлбэл хувьсах гүйдлийн эсэргүүцлийг бууруулж, индукцийн Q утгыг нэмэгдүүлж болно.

DC эсэргүүцэл DCR нь ерөнхийдөө зэс утасны тогтмол эсэргүүцэл гэж тооцогддог бөгөөд эсэргүүцлийг утасны диаметр ба уртын дагуу тооцож болно. Гэсэн хэдий ч бага гүйдлийн SMD индукторуудын ихэнх нь ороомгийн терминал дээр SMD-ийн зэс хуудсыг хийхэд хэт авианы гагнуур ашиглана. Гэсэн хэдий ч зэс утас нь урт урт биш бөгөөд эсэргүүцлийн утга нь өндөр биш тул гагнуурын эсэргүүцэл нь тогтмол гүйдлийн нийт эсэргүүцлийн нэлээд хувийг эзэлдэг. Жишээ нь TDK-ийн утас ороомгийн SMD индуктор CLF6045NIT-1R5N-ийг авч үзэхэд тогтмол гүйдлийн эсэргүүцлийг хэмжсэн хэмжээ нь 14.6мΩ, утасны диаметр ба уртад үндэслэн тооцсон тогтмол гүйдлийн эсэргүүцэл нь 12.1мΩ байна. Үр дүнгээс харахад энэхүү гагнуурын эсэргүүцэл нь тогтмол гүйдлийн нийт эсэргүүцлийн 17 орчим хувийг эзэлдэг.

AC-ийн эсэргүүцэл ACR нь арьсны үр нөлөө ба ойролцоо нөлөөтэй тул ACR-ийг давтамж нэмэгдэхэд хүргэдэг; ерөнхий индукцийг хэрэглэхэд хувьсах гүйдлийн бүрэлдэхүүн хэсэг нь тогтмол гүйдлийн бүрэлдэхүүн хэсгээс хамаагүй доогуур байдаг тул ACR-ийн нөлөөлөл тодорхойгүй байдаг; гэхдээ бага ачаалалтай үед, DC бүрэлдэхүүн хэсэг багассан тул ACR-ийн алдагдлыг үл тоомсорлож болохгүй. Арьсны нөлөө гэдэг нь хувьсах гүйдлийн нөхцөлд дамжуулагч доторх гүйдлийн тархалт жигд бус, утасны гадаргуу дээр төвлөрч, улмаар эквивалент утасны хөндлөн огтлолын талбай буурч улмаар утасны эквивалент эсэргүүцлийг нэмэгдүүлнэ гэсэн үг юм. давтамж. Нэмж дурдахад, утас ороомогт зэргэлдээ утаснууд нь гүйдлийн нөлөөгөөр соронзон орныг нэмж хасахад хүргэдэг бөгөөд ингэснээр гүйдэл нь утасны зэргэлдээ гадаргуу дээр (эсвэл гүйдлийн чиглэлээс хамаарч хамгийн хол гадаргуу дээр) төвлөрдөг. ) бөгөөд энэ нь мөн адил утсыг таслан зогсооход хүргэдэг. Талбайн хэмжээ буурч, түүнтэй тэнцэх эсэргүүцэл нэмэгдэх үзэгдэл нь ойролцоох нөлөө гэж нэрлэгддэг; олон давхаргат ороомгийн ороомгийн хэрэглээнд ойролцоох нөлөө нь бүр илт харагдаж байна.

图片9  8

Зураг 8-т хувьсах гүйдлийн эсэргүүцэл ба утас ороомгийн SMD индуктор NR4018T220M давтамжийн хамаарлыг харуулав. 1кГц давтамжтайгаар эсэргүүцэл нь 360мОм орчим; 100кГц-ийн эсэргүүцэл 775мОм хүртэл өсдөг; 10MHz дээр эсэргүүцлийн утга 160 value-тэй ойролцоо байна. Зэсийн алдагдлыг тооцоолохдоо тооцоо нь арьс, ойр орчмын нөлөөнөөс үүссэн ACR-ийг харгалзан үзэж томъёо (3) болгон өөрчлөх ёстой.

4. Ханалтын гүйдэл (ISAT)

ISAT ханалтын одоогийн утга нь ерөнхийдөө индукцийн утга 10%, 30%, 40% суларсан үед тэмдэглэгдсэн хэвийсэн гүйдэл юм. Агаарын ялгаа бүхий ферритийн хувьд түүний ханалтын одоогийн шинж чанар маш хурдан байдаг тул 10-40% хооронд тийм их ялгаа байдаггүй. Зураг 4-ийг үзнэ үү. Гэхдээ хэрэв энэ нь төмрийн нунтаг цөм (тамгатай индуктор гэх мэт) бол ханалтын муруй харьцангуй зөөлөн байна, Зураг 9-д үзүүлсэн шиг индукцийн бууралтын 10% буюу 40% дахь хазайлтын гүйдэл их байна ялгаатай тул ханалтын одоогийн утгыг хоёр төрлийн төмрийн судлын хувьд дараах байдлаар тусад нь авч үзэх болно.

Агаарын ялгаа бүхий ферритийн хувьд ISAT-ийг хэлхээний хэрэглээний хамгийн их ороомгийн гүйдлийн дээд хязгаар болгон ашиглах нь зүй ёсны хэрэг юм. Гэсэн хэдий ч хэрэв энэ нь төмрийн нунтаг цөм юм бол удаан ханалтын шинж чанараас шалтгаалан хэрэглээний хэлхээний хамгийн их гүйдэл ISAT-ээс хэтэрсэн ч асуудал гарахгүй. Тиймээс энэ төмрийн гол шинж чанар нь хөрвүүлэгч програмыг солиход хамгийн тохиромжтой байдаг. Хүнд ачааллын үед индукцийн индукцийн утга бага боловч Зураг 9-т үзүүлсний дагуу одоогийн долгионы коэффициент өндөр боловч одоогийн конденсаторын гүйдлийн хүлцэл өндөр тул асуудал үүсгэхгүй. Хөнгөн ачааллын үед ороомгийн индукцийн утга илүү их байдаг нь индукцийн долгионы урсгалыг бууруулж, төмрийн алдагдлыг бууруулдаг. Зураг 9-т TDK-ийн шархны феррит SLF7055T1R5N ба тамга бүхий төмрийн нунтаг үндсэн индукцийн индукцийн ижил нэрлэсэн утгын ханалтын гүйдлийн муруйг харьцуулсан болно.

图片9   9

Зураг 9. Шархны феррит ба тамгатай төмрийн нунтаг цөмийн ханалтын гүйдлийн муруй нь ижил нэрлэсэн индукцийн дор байна

5. Нэрлэсэн гүйдэл (IDC)

IDC утга нь индукцийн температур Tr˚C хүртэл өсөхөд тогтмол гүйдлийн хэвийх утгыг хэлнэ. Техникийн үзүүлэлтүүд нь DC эсэргүүцлийн утгыг RDC-ийг 20˚C-т зааж өгдөг. Зэсийн утасны температурын коэффициентийн дагуу 3.930 ppm, Tr-ийн температур өсөхөд түүний эсэргүүцлийн утга RDC_Tr = RDC (1 + 0.00393Tr), тэжээлийн зарцуулалт нь PCU = I2DCxRDC байна. Энэхүү зэсийн алдагдлыг индукцийн гадаргуу дээр тарааж, индукцийн дулааны эсэргүүцэл ΘTH-ийг тооцоолж болно.

图片13(2)

Хүснэгт 2-т TDK VLS6045EX цувралын өгөгдлийн хуудсыг (6.0 × 6.0 × 4.5mm) хамааруулж, 40˚C-ийн температурын өсөлт дэх дулааны эсэргүүцлийг тооцоолов. Мэдээжийн хэрэг ижил цуврал ба хэмжээтэй индукцийн хувьд гадаргуугийн дулаан ялгаруулах талбайн хэмжээнээс хамаарч дулааны эсэргүүцлийг тооцоолсон нь бараг ижил байна; өөрөөр хэлбэл өөр өөр ороомгийн нэрлэсэн гүйдлийн IDC-ийг тооцоолж болно. Өөр өөр цуврал ороомог (багц) нь өөр өөр дулааны эсэргүүцэлтэй байдаг. Хүснэгт 3-т TDK VLS6045EX цуврал (хагас хамгаалалттай) ба SPM6530 цувралын (цутгасан) ороомгийн дулааны эсэргүүцлийг харьцуулсан болно. Дулааны эсэргүүцэл их байх тусам индукц нь ачааллын гүйдэл дамжин өнгөрөх үед үүсэх температурын өсөлт өндөр байх болно; өөрөөр бол доод.

图片14  (2)

Хүснэгт 2. Температурын 40˚С-ийн өсөлттэй үед VLS6045EX цуврал индукторуудын дулааны эсэргүүцэл

3-р хүснэгтээс харахад ороомгийн хэмжээ ижил төстэй байсан ч гэсэн тамгатай индукторын дулааны эсэргүүцэл бага, өөрөөр хэлбэл дулаан ялгаруулалт илүү сайн байдаг.

图片15  (3)

Хүснэгт 3. Өөр өөр савлагааны ороомгийн дулааны эсэргүүцлийг харьцуулах.

 

6. Гол алдагдал

Төмрийн алдагдал гэж нэрлэгддэг гол алдагдал нь гол төлөв урсгал, гистерезис алдагдсанаас болдог. Шороон гүйдлийн алдагдлын хэмжээ нь гол материалыг "дамжуулах" хялбар эсэхээс хамаарна; хэрэв дамжуулах чанар өндөр бол эсэргүүцэх чадвар бага, хавцлын гүйдлийн алдагдал их, хэрэв ферритийн эсэргүүцэл их байвал цутгах гүйдлийн алдагдал харьцангуй бага байна. Эдди одоогийн алдагдал нь бас давтамжтай холбоотой байдаг. Давтамж өндөр байх тусам урсгал алдагдал ихэсдэг. Тиймээс цөм материал нь цөмийн зөв ажиллах давтамжийг тодорхойлно. Ерөнхийдөө төмрийн нунтаг цөмийн ажлын давтамж 1МГц, ферритийн ажлын давтамж 10МГц хүрч болно. Хэрэв үйл ажиллагааны давтамж нь энэ давтамжаас давсан бол урсгалын урсгалын алдагдал хурдацтай нэмэгдэж төмрийн үндсэн температур мөн нэмэгдэх болно. Гэсэн хэдий ч төмрийн цөмийн материалыг хурдацтай хөгжүүлэхийн хэрээр үйл ажиллагааны давтамж өндөртэй төмрийн судлууд ойрхон байх ёстой.

Өөр нэг төмрийн алдагдал бол гистерезисийн алдагдал бөгөөд энэ нь гистерезисийн муруйгаар хүрээлэгдсэн талбайтай пропорциональ байх бөгөөд энэ нь гүйдлийн хувьсах гүйдлийн хувьсах гүйдлийн хэлбэлзлийн далайцтай холбоотой; хувьсах гүйдлийн хэлбэлзэл их байх тусам гистерезис алдагдах болно.

Индукцийн эквивалент хэлхээнд индуктортой зэрэгцээ холбогдсон резисторыг төмрийн алдагдлыг илэрхийлэхэд ихэвчлэн ашигладаг. Давтамж нь SRF-тэй тэнцүү бол индуктив урвал ба багтаамжийн урвал нь цуцлагдаж, түүнтэй тэнцэх урвал нь тэг болно. Энэ үед ороомгийн эсэргүүцэл нь ороомгийн эсэргүүцэлтэй цувралаар төмрийн алдагдлын эсэргүүцэлтэй тэнцэх бөгөөд төмрийн алдагдлын эсэргүүцэл нь ороомгийн эсэргүүцлээс хамаагүй их тул SRF дээрх эсэргүүцэл нь төмрийн алдагдлын эсэргүүцэлтэй ойролцоо байна. Бага хүчдэлийн индукторыг жишээ болгон авч үзэхэд төмрийн алдагдлын эсэргүүцэл нь 20кОм орчим байдаг. Хэрэв ороомгийн хоёр төгсгөлийн үр дүнтэй утгын хүчдэл 5В гэж тооцвол түүний төмрийн алдагдал ойролцоогоор 1.25мВт байх ба энэ нь төмрийн алдагдлын эсэргүүцэл хэдий чинээ их байх тусам сайн болохыг харуулж байна.

7. Бамбай бүтэц

Феррит ороомгийн баглаа боодлын бүтэц нь бамбайгүй, соронзон цавуугаар хагас хамгаалагдсан, хамгаалагдсан байдаг бөгөөд тэдгээрийн аль алинд нь агаарын ялгаа бага байдаг. Мэдээжийн хэрэг, агаарын ялгаа нь соронзон нэвчилттэй байх бөгөөд хамгийн муу тохиолдолд энэ нь хүрээлэн буй орчны жижиг дохионы хэлхээнд саад учруулах, эсвэл ойролцоо соронзон материал байвал түүний индукцийг мөн өөрчлөх болно. Сав баглаа боодлын өөр нэг бүтэц нь тамгатай төмрийн нунтаг индуктор юм. Индуктор дотор цоорхой байхгүй, ороомгийн бүтэц нь хатуу тул соронзон орны тархалтын асуудал харьцангуй бага байна. 10-р зураг нь RTO 1004 осциллографын FFT функцийг ашиглан соронзон орны нэвчилтийн хэмжээг 3 мм-ээс дээш ба тамга бүхий индукторын хажуу талд хэмжинэ. Хүснэгт 4-т янз бүрийн багцын бүтцийн ороомгийн соронзон орны алдагдлын харьцуулалтыг жагсаав. Бамбай бус индуктор нь хамгийн ноцтой соронзон алдагдалтай болохыг харж болно. тамгатай индуктор нь хамгийн бага соронзон нэвчилттэй бөгөөд хамгийн сайн соронзон хамгаалалтын үр нөлөөг харуулдаг. . Эдгээр хоёр байгууламжийн ороомгийн соронзон орны алдагдлын хэмжээ нь ойролцоогоор 14 дахин их бөгөөд ойролцоогоор 5 дахин их байна.

10图片16

Зураг 10. Нэвчилтийн соронзон орны даралтыг 3 мм-ээс дээш ба тамга дарсан индукторын хажуу талд хэмжсэн

图片17 (4)

Хүснэгт 4. Янз бүрийн багцын бүтцийн индукторуудын соронзон орны алдагдлын харьцуулалт

8. холболт

Зарим програмуудад заримдаа ПХБ дээр хэд хэдэн тогтмол гүйдлийн хувиргагч байдаг бөгөөд тэдгээр нь ихэвчлэн бие биенийхээ хажууд байрладаг бөгөөд тэдгээрийн харгалзах индукторууд хоорондоо зэрэгцэн байрладаг. Хэрэв та бамбайгүй эсвэл хагас хамгаалалттай соронзон цавуугаар ашигладаг бол индукторууд хоорондоо уялдаж, EMI хөндлөнгийн нөлөөллийг үүсгэдэг. Тиймээс индукторыг байрлуулахдаа эхлээд ороомгийн туйлшралыг тэмдэглэж, ороомгийн дотоод давхаргын эхлэх ба ороомгийн цэгийг хөрвүүлэгчийн шилжүүлэгч хүчдэлтэй холбож өгөх хэрэгтэй, тухайлбал, Бак хөрвүүлэгчийн VSW, энэ нь хөдлөх цэг юм. Гаралтын терминал нь статик цэг болох гаралтын конденсаторт холбогдсон; зэс утас ороомог нь цахилгаан талбайн тодорхой түвшний хамгаалалтыг үүсгэдэг. Мультиплексорын утсан холболтын хувьд индукцийн туйлшралыг засах нь харилцан индукцийн хэмжээг засах, гэнэтийн EMI асуудлуудаас зайлсхийхэд тусалдаг.

Програм:

Өмнөх бүлэгт индукцийн үндсэн материал, багцын бүтэц, цахилгаан чухал шинж чанаруудыг авч үзсэн. Энэ бүлэгт Бак хөрвүүлэгчийн тохирох индукцийн утгыг хэрхэн сонгох, худалдаанд гарах боломжтой индукторыг сонгох талаар авч үзэх болно.

Тэгшитгэл (5) -т үзүүлснээр индукцийн утга ба хөрвүүлэгчийн шилжих давтамж нь индукторын долгионы гүйдэлд (ΔiL) нөлөөлнө. Индукцийн долгионы гүйдэл нь гаралтын конденсатороор дамжин гарч, гаралтын конденсаторын долгионы гүйдэлд нөлөөлнө. Тиймээс энэ нь гаралтын конденсаторыг сонгоход нөлөөлж, цаашлаад гаралтын хүчдэлийн долгионы хэмжээд нөлөөлнө. Цаашилбал, индукцийн утга ба гаралтын багтаамжийн утга нь системийн эргэх зураг төсөл, ачааллын динамик хариу үйлдэлд нөлөөлнө. Илүү их индукцийн утгыг сонгох нь конденсатор дахь гүйдлийн стресс багатай бөгөөд гаралтын хүчдэлийн долгионыг багасгахад ашигтай бөгөөд илүү их энерги хуримтлуулж чаддаг. Гэсэн хэдий ч индукцийн утга илүү их байх тусам илүү их эзэлхүүн, өөрөөр хэлбэл өндөр өртөгийг харуулдаг. Тиймээс хөрвүүлэгчийг зохион бүтээхдээ индукцийн утгын загвар нь маш чухал юм.

图片18        (5)

Томъёо (5) -аас харахад оролтын хүчдэл ба гаралтын хүчдэлийн хоорондох ялгаа их байх үед ороомгийн долгионы гүйдэл их байх бөгөөд индукцийн хийцийн хамгийн муу нөхцөл болно. Бусад индуктив анализтай хослуулахдаа доош буулгах хөрвүүлэгчийн индукцийн тооцооны цэгийг хамгийн их оролтын хүчдэл ба бүрэн ачааллын нөхцөлд сонгох хэрэгтэй.

Индукцийн утгыг төлөвлөхдөө индукцийн долгионы гүйдэл ба индукторын хэмжээ хооронд харилцан тохиролцоо хийх шаардлагатай бөгөөд томъёо (6) -тай адил долгион гүйдлийн хүчин зүйлийг (долгионы гүйдлийн хүчин зүйл; γ) энд тодорхойлсон болно.

图片19(6)

Томъёо (6) -ыг томъёо (5) -т оруулан индукцийн утгыг томъёо (7) -аар илэрхийлж болно.

图片20  (7)

Томъёо (7) -ын дагуу оролт ба гаралтын хүчдэлийн ялгаа их байх үед γ утгыг томоор сонгож болно; эсрэгээр, оролт, гаралтын хүчдэл ойрхон байвал γ утга нь бага байх ёстой. Уламжлалт хийцийн туршлагын утгын дагуу ороомгийн долгионы гүйдэл ба хэмжээ хоёрын хооронд сонголт хийхийн тулд 0.2 нь ихэвчлэн 0,2-0,5 байна. Дараахь нь индукцийн тооцоо ба худалдаанд байгаа ороомгийн сонголтыг харуулахын тулд RT7276-г жишээ болгон авч байна.

Загварын жишээ: RT7276 дэвшилтэт тогтмол цагт (Advanced Constant On-Time; ACOTTM) синхрон шулуутгагч доош буулгах хөрвүүлэгчээр боловсруулсан бөгөөд түүний шилжих давтамж нь 700 кГц, оролтын хүчдэл 4.5В-аас 18В, гаралтын хүчдэл 1.05В байна. . Ачааллын бүрэн гүйдэл нь 3А байна. Дээр дурдсанчлан ороомгийн утгыг хамгийн их оролтын хүчдэл ба 3А-ийн бүрэн ачааллын нөхцөлд тооцоолох ёстой бөгөөд γ-ийн утгыг 0.35 гэж авч, дээрх утгыг тэгшитгэл (7) -ээр орлуулж, индукцийг хэлнэ. утга нь

图片21

 

Уламжлалт нэрлэсэн индукцийн утга 1.5 µH бүхий индуктор ашиглана уу. Индукторын долгионы гүйдлийг дараах байдлаар тооцоолохын тулд томъёог (5) орлуулна.

图片22

Тиймээс ороомгийн оргил гүйдэл нь

图片23

Мөн ороомгийн гүйдлийн (IRMS) үр дүнтэй утга нь юм

图片24

Индукцийн долгионы бүрэлдэхүүн хэсэг нь бага тул ороомгийн гүйдлийн үр дүнтэй утга нь голчлон түүний тогтмол бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд энэ үр дүнтэй утгыг ороомгийн нэрлэсэн гүйдлийн IDC-ийг сонгох үндэс болгон ашигладаг. 80% буурах (буурах) загвартай бол индукцийн шаардлагууд нь:

 

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

 

Хүснэгт 5-т өөр өөр цуврал TDK-ийн боломжтой индукторуудыг жагсаав. Хүснэгтээс харахад тамгатай индукторын ханалтын гүйдэл ба нэрлэсэн гүйдэл (SPM6530T-1R5M) их, дулааны эсэргүүцэл бага, дулаан ялгаруулалт сайн байна. Нэмж дурдахад өмнөх бүлгийн хэлэлцүүлгийн дагуу тамгатай индукцийн үндсэн материал нь төмрийн нунтаг цөм тул хагас хамгаалалттай (VLS6045EX-1R5N) ба хамгаалагдсан (SLF7055T-1R5N) индукторын феррит цөмтэй харьцуулсан болно. соронзон цавуугаар. , DC хэвийх шинж чанар сайтай. Зураг 11-т RT7276 дэвшилтэт тогтмол синхрон шулуутгагч доош буулгах хөрвүүлэгчэд хэрэглэсэн янз бүрийн индукторуудын үр ашгийн харьцуулалтыг харуулав. Үр дүнгээс харахад дээрх гурвын хоорондох үр ашгийн ялгаа тийм ч их биш байна. Хэрэв та дулаан ялгаруулалт, тогтмол гүйдлийн хэвийсэн шинж чанар, соронзон орны тархалтын асуудлыг авч үзвэл SPM6530T-1R5M индукторыг ашиглахыг зөвлөж байна.

图片25(5)

Хүснэгт 5. TDK-ийн янз бүрийн цувралын индукцийн харьцуулалт

图片26 11

Зураг 11. Хөрвүүлэгчийн үр ашгийг янз бүрийн индукторуудтай харьцуулах

Хэрэв та ижил багцын бүтэц, индукцийн утгыг сонговол бага хэмжээтэй индукторууд, тухайлбал SPM4015T-1R5M (4.4 × 4.1 × 1.5mm), гэхдээ хэмжээ нь бага боловч DC эсэргүүцэл RDC (44.5mΩ) ба дулааны эсэргүүцэл ΘTH ( 51˚C) / W) Илүү том. Ижил үзүүлэлттэй хөрвүүлэгчдийн хувьд ороомгийн тэсвэрлэх гүйдлийн үр дүнтэй утга ижил байна. Тогтмол гүйдлийн эсэргүүцэл нь хүнд ачааллын үед үр ашгийг бууруулах нь ойлгомжтой. Нэмж дурдахад их хэмжээний дулааны эсэргүүцэл нь дулаан ялгаруулалт муу гэсэн үг юм. Тиймээс индукторыг сонгохдоо зөвхөн багасгасан хэмжээтэй давуу талыг анхаарч үзэхээс гадна түүний дагалдах дутагдлыг үнэлэх хэрэгтэй.

 

Дүгнэж хэлэхэд

Индуктив чанар нь эрчим хүчний хадгалалт, шүүлтүүрт ашиглаж болох цахилгаан хөрвүүлэгчийг солиход түгээмэл хэрэглэгддэг идэвхгүй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг юм. Гэсэн хэдий ч хэлхээний дизайны хувьд зөвхөн индукцийн утгад анхаарлаа хандуулахаас гадна хувьсах гүйдлийн эсэргүүцэл ба Q утга, гүйдлийн хүлцэл, төмрийн гол ханалт, багцын бүтэц гэх мэт бусад үзүүлэлтүүд нь заавал байх ёстой параметрүүд юм. ороомгийг сонгохдоо анхаарч үзэх хэрэгтэй. . Эдгээр параметрүүд нь ихэвчлэн үндсэн материал, үйлдвэрлэлийн процесс, хэмжээ, өртөгтэй холбоотой байдаг. Тиймээс энэ нийтлэлд янз бүрийн төмрийн цөмийн материалын шинж чанар, цахилгаан тэжээлийн дизайны лавлагааны хувьд тохирох индукцийг хэрхэн сонгох талаар танилцуулсан болно.

 


Бичлэгийн цаг: 6-р сарын 15-2021