Die Auswahl der Leistungsinduktivität ist ein Trick

Bei der eigentlichen Stromversorgungskonstruktion ist die Wahl der Leistungsinduktivität besonders wichtig. In DC-DC-Wandlern sind Induktivitäten nach ICs die zweitwichtigsten Kernkomponenten. Durch Auswahl des geeigneten Induktors kann eine höhere Umwandlungseffizienz erzielt werden. Die wichtigsten Parameter, die bei der Auswahl der Induktivitäten verwendet werden, sind Induktivitätswert, Nennstrom, Gleichstromwiderstand usw. Bei der Auswahl des Nennstroms der Leistungsinduktivität entsprechend der Spezifikation der Induktivität wird festgestellt, dass es zwei Arten von Nennstrom gibt Was ist die Definition dieser beiden Nennströme und wie sollten wir bei der Auswahl des Induktors die entsprechenden Stromparameter auswählen?
Erläuterung zweier Nennströme
1. Heizstrom
In einem DC-DC-Schaltkreis wird beim Durchfließen des Stroms eine bestimmte Energiemenge (Kupferverlust + magnetischer Verlust Kernverlust) verbraucht, was zu einem Anstieg der Temperatur des Induktors führt. Im Allgemeinen hat die Betriebstemperatur des Induktors einen bestimmten Bereich, z. B. die zulässige Betriebstemperatur unseres Induktors: -40 Grad - + 125 Grad, Umgebungstemperatur: -40 Grad - + 85 Grad . Damit der Induktor innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs normal funktioniert, stellt der Induktorhersteller einen „Nennstrom basierend auf dem Anstieg der Induktortemperatur“ bereit, d. h. den Heizstrom. Der begrenzte Wert dieses Parameters wird entsprechend der thermischen Wirkung des Stroms auf die Induktivität definiert. In den Induktorhandbüchern der meisten Unternehmen wird der Strom durch Idc (Gleichstrom) dargestellt.
Der Heizstrom ist definiert als der Wert des Stroms, der durch den Induktor fließt, wenn die Temperatur am Induktor unter natürlichen Konvektionskühlungsbedingungen auf 40 Grad ansteigt.
Die Definition des Heizstroms kann bei verschiedenen Herstellern leicht unterschiedlich sein. Bei der Auswahl des Gerätes beachten Sie bitte im Detail den Hinweis unterhalb der Datentabelle.
Hinweis: Bei der Heizstromauswertung handelt es sich im Allgemeinen um Gleichstrom, da Gleichstrom keinen Eisenverlust im Induktor verursacht, während die Wechselstromauswertung viel komplizierter ist.
2. Sättigungsstrom
Wenn der Gleichstrom im Induktor zunimmt, nimmt der Wert der Induktivitätspermeabilität allmählich ab, sodass der Induktivitätswert langsam abnimmt. Der Nennstrom des Induktorherstellers basiert auf dem Grad der Abnahme des Induktorwertes. „Nennstrom basierend auf der Änderungsrate des Induktorwerts“, also dem Sättigungsstrom. Die meisten Induktorhersteller verwenden den Gleichstrom durch den Induktor, wenn der Induktorwert um 20 % abfällt, als Nennstrom. Das folgende Diagramm zeigt den Induktivitätswert über dem Strom einer Induktivität von Würth. Die Induktivitätsspezifikation legt den Sättigungsstrom als Stromwert fest, wenn der Induktivitätswert um 10 % sinkt, also 16,6 A. Setzt man den Sättigungsstrom auf den aktuellen Wert, beträgt dieser bei einem Rückgang der Induktivität um 20 % etwa 18,2 A.
So wählen Sie den Nennstrom im Design aus
Der Heizstrom ist der thermische Effekt des bewerteten Induktors. Bei Verwendung über diesem Parameter hinaus kommt es zur Überhitzung des Induktors.
Der Sättigungsstrom ist der Nennstrom mit der Abnahme des Induktivitätswerts als Index. Wenn ein Schaltnetzteil außerhalb dieses Bereichs verwendet wird, kann die IC-Steuerung aufgrund des Anstiegs des Welligkeitsstroms instabil sein.
Daher wird im tatsächlichen Einsatz vereinfacht gesagt im Allgemeinen der kleinere der beiden Stromwerte als Auslegungsgrenze gewählt. Beispielsweise wird der Irated der vier PLUSE-Induktoren in der folgenden Abbildung, der relativ kleine von Heizstrom und Sättigungsstrom, als Nennstrom verwendet. (Beachten Sie das PA1513.321-Gerät. Warum beträgt die Nennleistung nicht 45 A? Beachten Sie, dass der Impulssättigungsstrom als ein 20-prozentiger Abfall der Induktivität definiert ist, während 41 A nur einem 10-prozentigen Abfall der Induktivität entspricht.)
Um das System zuverlässiger zu machen, wird im tatsächlichen Design in der Regel eine Leistungsreduzierung von mehr als 20 % vorgenommen.