बातम्या

सारांश

इंडक्टर्स स्विचिंग कन्व्हर्टर्समध्ये खूप महत्वाचे घटक आहेत, जसे की एनर्जी स्टोरेज आणि पॉवर फिल्टर. इंडक्टर्सचे अनेक प्रकार आहेत, जसे की वेगवेगळ्या ऍप्लिकेशन्ससाठी (कमी फ्रिक्वेन्सीपासून ते उच्च फ्रिक्वेन्सीपर्यंत), किंवा इंडक्टरच्या वैशिष्ट्यांवर परिणाम करणारे भिन्न मुख्य साहित्य इ. स्विचिंग कन्व्हर्टरमध्ये वापरलेले इंडक्टर हे उच्च-फ्रिक्वेंसी चुंबकीय घटक आहेत. तथापि, सामग्री, ऑपरेटिंग परिस्थिती (जसे की व्होल्टेज आणि वर्तमान), आणि सभोवतालचे तापमान यासारख्या विविध घटकांमुळे, सादर केलेली वैशिष्ट्ये आणि सिद्धांत अगदी भिन्न आहेत. म्हणून, सर्किट डिझाइनमध्ये, इंडक्टन्स व्हॅल्यूच्या मूलभूत पॅरामीटरच्या व्यतिरिक्त, इंडक्टरचा प्रतिबाधा आणि एसी प्रतिकार आणि वारंवारता यांच्यातील संबंध, कोर नुकसान आणि संपृक्तता वर्तमान वैशिष्ट्ये इत्यादींचा अजूनही विचार करणे आवश्यक आहे. हा लेख अनेक महत्त्वपूर्ण इंडक्टर कोर मटेरियल आणि त्यांची वैशिष्ट्ये सादर करेल आणि पॉवर इंजिनिअर्सना व्यावसायिकरित्या उपलब्ध मानक इंडक्टर निवडण्यासाठी मार्गदर्शन करेल.

प्रस्तावना

इंडक्टर हा एक इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शन घटक आहे, जो इन्सुलेटेड वायरच्या सहाय्याने बॉबिन किंवा कोरवर ठराविक कॉइल (कॉइल) वळवून तयार होतो. या कॉइलला इंडक्टन्स कॉइल किंवा इंडक्टर म्हणतात. इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शनच्या तत्त्वानुसार, जेव्हा कॉइल आणि चुंबकीय क्षेत्र एकमेकांच्या सापेक्ष हलतात, किंवा कॉइल वैकल्पिक विद्युत् प्रवाहाद्वारे एक पर्यायी चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करते, तेव्हा मूळ चुंबकीय क्षेत्राच्या बदलाचा प्रतिकार करण्यासाठी एक प्रेरित व्होल्टेज तयार होईल, आणि वर्तमान बदल रोखण्याच्या या वैशिष्ट्याला इंडक्टन्स म्हणतात.

इंडक्टन्स व्हॅल्यूचे सूत्र सूत्र (1) प्रमाणे आहे, जे चुंबकीय पारगम्यतेच्या प्रमाणात आहे, वळणाचा वर्ग N वळतो आणि समतुल्य चुंबकीय सर्किट क्रॉस-विभागीय क्षेत्र Ae आहे, आणि समतुल्य चुंबकीय सर्किट लांबीच्या व्यस्त प्रमाणात आहे . इंडक्टन्सचे अनेक प्रकार आहेत, प्रत्येक भिन्न अनुप्रयोगांसाठी योग्य आहे; इंडक्टन्स आकार, आकार, वळण पद्धत, वळणांची संख्या आणि मध्यवर्ती चुंबकीय सामग्रीच्या प्रकाराशी संबंधित आहे.

(१)

लोह कोरच्या आकारावर अवलंबून, इंडक्टन्समध्ये टोरॉइडल, ई कोर आणि ड्रमचा समावेश होतो; लोह कोर मटेरिअलच्या बाबतीत, मुख्यतः सिरॅमिक कोर आणि दोन मऊ चुंबकीय प्रकार आहेत. ते फेराइट आणि धातू पावडर आहेत. संरचनेवर किंवा पॅकेजिंग पद्धतीनुसार, वायरच्या जखमा, मल्टी-लेयर आणि मोल्डेड आहेत आणि वायरच्या जखमेवर ढाल नसलेले आणि अर्धा चुंबकीय गोंद शील्डेड (सेमी-शिल्डेड) आणि शिल्डेड (शिल्डेड) इ.

इंडक्टर डायरेक्ट करंटमध्ये शॉर्ट सर्किटप्रमाणे काम करतो आणि पर्यायी करंटला उच्च प्रतिबाधा देतो. सर्किट्समधील मूलभूत उपयोगांमध्ये चोकिंग, फिल्टरिंग, ट्यूनिंग आणि ऊर्जा साठवण यांचा समावेश होतो. स्विचिंग कन्व्हर्टरच्या ऍप्लिकेशनमध्ये, इंडक्टर हा सर्वात महत्वाचा ऊर्जा साठवण घटक आहे आणि आउटपुट व्होल्टेज रिपल कमी करण्यासाठी आउटपुट कॅपेसिटरसह लो-पास फिल्टर तयार करतो, म्हणून ते फिल्टरिंग फंक्शनमध्ये देखील महत्त्वाची भूमिका बजावते.

हा लेख सर्किट डिझाइन दरम्यान इंडक्टर्स निवडण्यासाठी एक महत्त्वाचा मूल्यमापन संदर्भ म्हणून इंडक्टर्सची विविध मुख्य सामग्री आणि त्यांची वैशिष्ट्ये तसेच इंडक्टरची काही इलेक्ट्रिकल वैशिष्ट्ये सादर करेल. ॲप्लिकेशन उदाहरणामध्ये, इंडक्टन्स व्हॅल्यूची गणना कशी करायची आणि व्यावसायिकरित्या उपलब्ध मानक इंडक्टर कसा निवडायचा हे व्यावहारिक उदाहरणांद्वारे सादर केले जाईल.

मूळ सामग्रीचा प्रकार

स्विचिंग कन्व्हर्टरमध्ये वापरलेले इंडक्टर हे उच्च-फ्रिक्वेंसी चुंबकीय घटक आहेत. मध्यभागी असलेली कोर सामग्री इंडक्टरच्या वैशिष्ट्यांवर सर्वाधिक परिणाम करते, जसे की प्रतिबाधा आणि वारंवारता, इंडक्टन्स मूल्य आणि वारंवारता किंवा कोर संपृक्तता वैशिष्ट्ये. पॉवर इंडक्टर्स निवडण्यासाठी एक महत्त्वाचा संदर्भ म्हणून खालील अनेक सामान्य लोह कोर सामग्री आणि त्यांच्या संपृक्तता वैशिष्ट्यांची तुलना सादर करेल:

1. सिरेमिक कोर

सिरेमिक कोर हे सामान्य इंडक्टन्स मटेरियलपैकी एक आहे. हे प्रामुख्याने कॉइल वाइंड करताना वापरलेली आधारभूत संरचना प्रदान करण्यासाठी वापरले जाते. त्याला "एअर कोर इंडक्टर" देखील म्हणतात. वापरलेला लोह कोर हा अत्यंत कमी तापमान गुणांक असलेली नॉन-चुंबकीय सामग्री असल्यामुळे, ऑपरेटिंग तापमान श्रेणीमध्ये इंडक्टन्स मूल्य खूप स्थिर आहे. तथापि, माध्यम म्हणून गैर-चुंबकीय सामग्रीमुळे, इंडक्टन्स खूप कमी आहे, जे पॉवर कन्व्हर्टर्सच्या वापरासाठी फारसे योग्य नाही.

2. फेराइट

सामान्य उच्च वारंवारता इंडक्टर्समध्ये वापरलेला फेराइट कोर हे निकेल झिंक (NiZn) किंवा मँगनीज झिंक (MnZn) असलेले फेराइट कंपाऊंड आहे, जे कमी जबरदस्तीसह एक मऊ चुंबकीय फेरोमॅग्नेटिक सामग्री आहे. आकृती 1 सामान्य चुंबकीय कोरचे हिस्टेरेसिस वक्र (BH लूप) दर्शविते. चुंबकीय सामग्रीच्या जबरदस्ती बल HC ला जबरदस्ती बल असेही म्हणतात, याचा अर्थ जेव्हा चुंबकीय पदार्थ चुंबकीय संपृक्ततेसाठी चुंबकीकृत केले जाते, तेव्हा त्याचे चुंबकीकरण (चुंबकीकरण) शून्यावर कमी होते त्या वेळी आवश्यक चुंबकीय क्षेत्र शक्ती. कमी बळजबरी म्हणजे डिमॅग्नेटायझेशनला कमी प्रतिकार आणि याचा अर्थ कमी हिस्टेरेसीस नुकसान.

मँगनीज-जस्त आणि निकेल-झिंक फेराइट्समध्ये तुलनेने उच्च सापेक्ष पारगम्यता (μr), अनुक्रमे 1500-15000 आणि 100-1000 आहे. त्यांची उच्च चुंबकीय पारगम्यता लोह कोर एका विशिष्ट व्हॉल्यूममध्ये उच्च बनवते. अधिष्ठाता. तथापि, गैरसोय असा आहे की त्याचा सहन करण्यायोग्य संपृक्तता प्रवाह कमी आहे आणि एकदा लोह कोर संतृप्त झाल्यानंतर, चुंबकीय पारगम्यता झपाट्याने कमी होईल. लोह कोर संतृप्त झाल्यावर फेराइट आणि पावडर लोह कोरच्या चुंबकीय पारगम्यतेच्या कमी होण्याच्या प्रवृत्तीसाठी आकृती 4 पहा. तुलना. पॉवर इंडक्टर्समध्ये वापरल्यास, मुख्य चुंबकीय सर्किटमध्ये हवेतील अंतर सोडले जाईल, जे पारगम्यता कमी करू शकते, संपृक्तता टाळू शकते आणि अधिक ऊर्जा साठवू शकते; जेव्हा हवेतील अंतर समाविष्ट केले जाते, तेव्हा समतुल्य सापेक्ष पारगम्यता सुमारे 20- 200 च्या दरम्यान असू शकते. सामग्रीची उच्च प्रतिरोधकता स्वतःच एडी करंटमुळे होणारे नुकसान कमी करू शकते, उच्च फ्रिक्वेन्सीवर तोटा कमी होतो आणि ते अधिक योग्य आहे उच्च-फ्रिक्वेंसी ट्रान्सफॉर्मर्स, ईएमआय फिल्टर इंडक्टर्स आणि पॉवर कन्व्हर्टरचे एनर्जी स्टोरेज इंडक्टर. ऑपरेटिंग फ्रिक्वेंसीच्या बाबतीत, निकेल-झिंक फेराइट वापरण्यासाठी योग्य आहे (>1 मेगाहर्ट्झ), तर मँगनीज-झिंक फेराइट कमी वारंवारता बँडसाठी (<2 मेगाहर्ट्झ) योग्य आहे.

१

आकृती 1. चुंबकीय कोरचा हिस्टेरेसिस वक्र (BR: remanence; BSAT: संपृक्तता चुंबकीय प्रवाह घनता)

3. पावडर लोह कोर

पावडर लोह कोर देखील मऊ-चुंबकीय फेरोमॅग्नेटिक पदार्थ आहेत. ते वेगवेगळ्या सामग्रीच्या लोखंडी पावडर मिश्रधातूपासून किंवा फक्त लोखंडी पावडरपासून बनलेले असतात. सूत्रामध्ये वेगवेगळ्या कणांच्या आकारांसह नॉन-चुंबकीय पदार्थ असतात, त्यामुळे संपृक्तता वक्र तुलनेने सौम्य आहे. पावडर आयर्न कोर बहुतेक टोरॉइडल असतो. आकृती 2 पावडर लोह कोर आणि त्याचे क्रॉस-सेक्शनल दृश्य दर्शवते.

सामान्य चूर्ण केलेल्या लोह कोरमध्ये लोह-निकेल-मॉलिब्डेनम मिश्र धातु (MPP), सेंडस्ट (सेंडस्ट), लोह-निकेल मिश्र धातु (उच्च प्रवाह) आणि लोह पावडर कोर (लोह पावडर) यांचा समावेश होतो. वेगवेगळ्या घटकांमुळे, त्याची वैशिष्ट्ये आणि किंमती देखील भिन्न आहेत, ज्यामुळे इंडक्टरच्या निवडीवर परिणाम होतो. खालील वरील मुख्य प्रकारांचा परिचय करून देतील आणि त्यांच्या वैशिष्ट्यांची तुलना करतील:

A. लोह-निकेल-मॉलिब्डेनम मिश्र धातु (MPP)

Fe-Ni-Mo मिश्र धातुला MPP म्हणून संक्षेपित केले जाते, जे molypermalloy पावडरचे संक्षिप्त रूप आहे. सापेक्ष पारगम्यता सुमारे 14-500 आहे, आणि संपृक्तता चुंबकीय प्रवाह घनता सुमारे 7500 गॉस (गॉस) आहे, जी फेराइट (सुमारे 4000-5000 गॉस) च्या संपृक्त चुंबकीय प्रवाह घनतेपेक्षा जास्त आहे. अनेक बाहेर. MPP मध्ये सर्वात लहान लोह तोटा आहे आणि पावडर लोह कोरमध्ये सर्वोत्तम तापमान स्थिरता आहे. जेव्हा बाह्य DC प्रवाह संपृक्तता वर्तमान ISAT वर पोहोचतो, तेव्हा इंडक्टन्स मूल्य अचानक क्षीणतेशिवाय हळूहळू कमी होते. MPP ची कार्यक्षमता चांगली आहे परंतु त्याची किंमत जास्त आहे आणि सामान्यतः पॉवर कन्व्हर्टरसाठी पॉवर इंडक्टर आणि EMI फिल्टरिंग म्हणून वापरली जाते.

B. सेंडस्ट

लोह-सिलिकॉन-ॲल्युमिनियम मिश्र धातु लोह कोर हा लोह, सिलिकॉन आणि ॲल्युमिनियमचा बनलेला एक मिश्रधातूचा लोह कोर आहे, ज्याची सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता सुमारे 26 ते 125 आहे. लोखंडाची हानी लोह पावडर कोर आणि एमपीपी आणि लोह-निकेल मिश्र धातु यांच्यामध्ये आहे. . संपृक्तता चुंबकीय प्रवाह घनता MPP पेक्षा जास्त आहे, सुमारे 10500 गॉस. तापमान स्थिरता आणि संपृक्तता वर्तमान वैशिष्ट्ये MPP आणि लोह-निकेल मिश्र धातुपेक्षा किंचित निकृष्ट आहेत, परंतु लोह पावडर कोर आणि फेराइट कोर पेक्षा चांगली आहेत आणि संबंधित किंमत MPP आणि लोह-निकेल मिश्र धातुपेक्षा स्वस्त आहे. हे मुख्यतः EMI फिल्टरिंग, पॉवर फॅक्टर करेक्शन (PFC) सर्किट्स आणि स्विचिंग पॉवर कन्व्हर्टर्सच्या पॉवर इंडक्टरमध्ये वापरले जाते.

C. लोह-निकेल मिश्र धातु (उच्च प्रवाह)

लोह-निकेल मिश्र धातुचा कोर लोखंड आणि निकेलचा बनलेला असतो. सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता सुमारे 14-200 आहे. लोखंडाचे नुकसान आणि तापमान स्थिरता MPP आणि लोह-सिलिकॉन-ॲल्युमिनियम मिश्रधातू दरम्यान आहे. लोह-निकेल मिश्र धातुच्या कोरमध्ये सर्वाधिक संपृक्तता चुंबकीय प्रवाह घनता आहे, सुमारे 15,000 गॉस, आणि उच्च डीसी बायस करंट्सचा सामना करू शकतो आणि त्याची डीसी बायस वैशिष्ट्ये देखील चांगली आहेत. ऍप्लिकेशन स्कोप: सक्रिय पॉवर फॅक्टर सुधारणा, एनर्जी स्टोरेज इंडक्टन्स, फिल्टर इंडक्टन्स, फ्लायबॅक कन्व्हर्टरचा उच्च वारंवारता ट्रान्सफॉर्मर इ.

D. लोह पावडर

लोह पावडर कोर उच्च-शुद्धतेच्या लोखंडाच्या पावडरच्या कणांपासून बनलेला असतो ज्यामध्ये अगदी लहान कण असतात जे एकमेकांपासून इन्सुलेटेड असतात. उत्पादन प्रक्रियेमुळे त्यात वितरीत वायु अंतर असते. अंगठीच्या आकाराव्यतिरिक्त, सामान्य लोखंडी पावडर कोर शेपमध्ये ई-टाइप आणि स्टॅम्पिंग प्रकार देखील असतात. लोह पावडर कोरची सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता सुमारे 10 ते 75 आहे आणि उच्च संपृक्तता चुंबकीय प्रवाह घनता सुमारे 15000 गॉस आहे. पावडर आयर्न कोरमध्ये, लोह पावडर कोरमध्ये सर्वात जास्त लोहाचे नुकसान होते परंतु सर्वात कमी किंमत असते.

आकृती 3 मध्ये TDK द्वारे निर्मित PC47 मँगनीज-झिंक फेराइटचे BH वक्र आणि MICROMETALS द्वारे उत्पादित पावडर लोह कोर -52 आणि -2 दर्शविते; मँगनीज-झिंक फेराइटची सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता चूर्ण केलेल्या लोह कोरपेक्षा खूप जास्त आहे आणि ती संतृप्त आहे चुंबकीय प्रवाह घनता देखील खूप वेगळी आहे, फेराइट सुमारे 5000 गॉस आहे आणि लोह पावडर कोर 10000 गॉस पेक्षा जास्त आहे.

3

आकृती 3. मँगनीज-झिंक फेराइट आणि विविध सामग्रीच्या लोह पावडर कोरचा BH वक्र

सारांश, लोह कोरची संपृक्तता वैशिष्ट्ये भिन्न आहेत; एकदा संपृक्तता प्रवाह ओलांडला की, फेराइट कोरची चुंबकीय पारगम्यता झपाट्याने कमी होईल, तर लोह पावडर कोर हळूहळू कमी होऊ शकतो. आकृती 4 समान चुंबकीय पारगम्यता असलेल्या पावडर लोह कोरची चुंबकीय पारगम्यता ड्रॉप वैशिष्ट्ये आणि वेगवेगळ्या चुंबकीय क्षेत्र शक्तींखाली हवेतील अंतर असलेले फेराइट दर्शवते. हे फेराइट कोरच्या इंडक्टन्सचे देखील स्पष्टीकरण देते, कारण जेव्हा कोर संतृप्त होतो तेव्हा पारगम्यता झपाट्याने कमी होते, जसे समीकरण (1) वरून दिसून येते, यामुळे इंडक्टन्स देखील झपाट्याने कमी होते; वितरीत हवेच्या अंतरासह पावडर कोर, चुंबकीय पारगम्यता जेव्हा लोह कोर संतृप्त होतो तेव्हा दर हळू हळू कमी होतो, त्यामुळे इंडक्टन्स अधिक हळूवारपणे कमी होते, म्हणजेच, त्यात चांगली डीसी बायस वैशिष्ट्ये आहेत. पॉवर कन्व्हर्टर्सच्या अनुप्रयोगामध्ये, हे वैशिष्ट्य खूप महत्वाचे आहे; जर इंडक्टरचे संथ संपृक्ततेचे वैशिष्ट्य चांगले नसेल, तर इंडक्टर करंट सॅच्युरेशन करंटवर वाढतो आणि इंडक्टन्समध्ये अचानक घट झाल्यामुळे स्विचिंग क्रिस्टलचा सध्याचा ताण झपाट्याने वाढेल, ज्यामुळे नुकसान होऊ शकते.

4

आकृती 4. चुंबकीय पारगम्यता ड्रॉप वैशिष्ट्ये पावडर लोह कोर आणि फेराइट लोह कोरची विविध चुंबकीय क्षेत्र शक्ती अंतर्गत हवेतील अंतर.

इंडक्टर इलेक्ट्रिकल वैशिष्ट्ये आणि पॅकेज संरचना

स्विचिंग कन्व्हर्टर डिझाइन करताना आणि इंडक्टर निवडताना, इंडक्टन्स व्हॅल्यू L, प्रतिबाधा Z, AC रेझिस्टन्स ACR आणि Q व्हॅल्यू (क्वालिटी फॅक्टर), रेटेड वर्तमान IDC आणि ISAT, आणि कोर लॉस (कोर लॉस) आणि इतर महत्त्वाची इलेक्ट्रिकल वैशिष्ट्ये सर्व असणे आवश्यक आहे. मानले जावे. याव्यतिरिक्त, इंडक्टरची पॅकेजिंग रचना चुंबकीय गळतीच्या तीव्रतेवर परिणाम करेल, ज्यामुळे EMI वर परिणाम होतो. इंडक्टर निवडण्याच्या विचारांमध्ये खाली उपरोल्लेखित वैशिष्ट्यांबद्दल स्वतंत्रपणे चर्चा केली जाईल.

1. प्रेरण मूल्य (L)

इंडक्टरचे इंडक्टन्स व्हॅल्यू हे सर्किट डिझाईनमधील सर्वात महत्त्वाचे मूलभूत पॅरामीटर आहे, परंतु इंडक्टन्स व्हॅल्यू ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सीवर स्थिर आहे की नाही हे तपासले पाहिजे. इंडक्टन्सचे नाममात्र मूल्य सामान्यतः 100 kHz किंवा 1 MHz वर बाह्य DC पूर्वाग्रहाशिवाय मोजले जाते. आणि मोठ्या प्रमाणात स्वयंचलित उत्पादनाची शक्यता सुनिश्चित करण्यासाठी, इंडक्टरची सहनशीलता सामान्यतः ±20% (M) आणि ±30% (N) असते. आकृती 5 हा Taiyo Yuden inductor NR4018T220M चा इंडक्टन्स-फ्रिक्वेंसी वैशिष्ट्यपूर्ण आलेख आहे जो वेन केरच्या LCR मीटरने मोजला जातो. आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे, इंडक्टन्स व्हॅल्यू वक्र 5 MHz पूर्वी तुलनेने सपाट आहे आणि इंडक्टन्स व्हॅल्यू जवळजवळ स्थिर मानली जाऊ शकते. उच्च वारंवारता बँडमध्ये परजीवी कॅपेसिटन्स आणि इंडक्टन्स द्वारे व्युत्पन्न केलेल्या रेझोनान्समुळे, इंडक्टन्स मूल्य वाढेल. या रेझोनान्स फ्रिक्वेन्सीला सेल्फ-रेझोनंट फ्रिक्वेन्सी (SRF) म्हणतात, जी सहसा ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सीपेक्षा खूप जास्त असणे आवश्यक आहे.

५

आकृती 5, Taiyo Yuden NR4018T220M इंडक्टन्स-फ्रिक्वेंसी वैशिष्ट्यपूर्ण मापन आकृती

2. प्रतिबाधा (Z)

आकृती 6 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, प्रतिबाधा आकृती वेगवेगळ्या फ्रिक्वेन्सीवर इंडक्टन्सच्या कामगिरीवरून देखील पाहिली जाऊ शकते. इंडक्टरचा प्रतिबाधा फ्रिक्वेंसी (Z=2πfL) च्या अंदाजे प्रमाणात आहे, त्यामुळे वारंवारता जितकी जास्त असेल तितकी प्रतिक्रिया AC प्रतिरोधापेक्षा खूप मोठी असेल, म्हणून प्रतिबाधा शुद्ध इंडक्टन्स (फेज 90˚ आहे) प्रमाणे वागते. उच्च फ्रिक्वेन्सीवर, परजीवी कॅपेसिटन्स प्रभावामुळे, प्रतिबाधाचा स्व-प्रतिध्वनी वारंवारता बिंदू दिसू शकतो. या बिंदूनंतर, प्रतिबाधा कमी होते आणि कॅपेसिटिव्ह बनते आणि टप्पा हळूहळू -90 ˚ मध्ये बदलतो.

6

3. Q मूल्य आणि AC प्रतिरोध (ACR)

इंडक्टन्सच्या व्याख्येत क्यू मूल्य हे प्रतिरोधनाच्या अभिक्रियाचे गुणोत्तर आहे, म्हणजेच, सूत्र (2) प्रमाणे प्रतिबाधाच्या वास्तविक भागाशी काल्पनिक भागाचे गुणोत्तर.

(२)

जिथे XL ही इंडक्टरची प्रतिक्रिया आहे आणि RL हा इंडक्टरचा AC प्रतिरोध आहे.

कमी वारंवारता श्रेणीमध्ये, AC प्रतिकार इंडक्टन्समुळे होणाऱ्या अभिक्रियापेक्षा मोठा असतो, त्यामुळे त्याचे Q मूल्य खूपच कमी असते; जसजशी वारंवारता वाढते तसतशी प्रतिक्रिया (सुमारे 2πfL) मोठी आणि मोठी होत जाते, जरी त्वचेच्या प्रभावामुळे (त्वचा प्रभाव) आणि समीपता (प्रॉक्सिमिटी) प्रभावामुळे होणारा प्रतिकार) प्रभाव मोठा आणि मोठा होत जातो आणि Q मूल्य अद्याप वारंवारतेसह वाढते. ; एसआरएफकडे जाताना, प्रेरक अभिक्रिया हळूहळू कॅपेसिटिव्ह अभिक्रियाद्वारे ऑफसेट केली जाते आणि क्यू मूल्य हळूहळू लहान होते; जेव्हा SRF शून्य होते, कारण प्रेरक अभिक्रिया आणि कॅपेसिटिव्ह अभिक्रिया पूर्णपणे सारखीच असते. आकृती 7 NR4018T220M चे Q मूल्य आणि वारंवारता यांच्यातील संबंध दर्शविते आणि संबंध उलट्या घंटाच्या आकारात आहे.

७

आकृती 7. तैयो युडेन इंडक्टर NR4018T220M चे Q मूल्य आणि वारंवारता यांच्यातील संबंध

इंडक्टन्सच्या ऍप्लिकेशन फ्रिक्वेन्सी बँडमध्ये, Q मूल्य जितके जास्त असेल तितके चांगले; याचा अर्थ त्याची प्रतिक्रिया AC च्या प्रतिकारापेक्षा खूप जास्त आहे. सर्वसाधारणपणे, सर्वोत्तम Q मूल्य 40 पेक्षा जास्त आहे, याचा अर्थ असा की इंडक्टरची गुणवत्ता चांगली आहे. तथापि, सामान्यतः जसजसे DC पूर्वाग्रह वाढेल, इंडक्टन्स मूल्य कमी होईल आणि Q मूल्य देखील कमी होईल. फ्लॅट इनॅमल्ड वायर किंवा मल्टी-स्ट्रँड इनॅमल्ड वायर वापरल्यास, स्किन इफेक्ट, म्हणजे एसी रेझिस्टन्स, कमी करता येतो आणि इंडक्टरचे क्यू व्हॅल्यू देखील वाढवता येते.

डीसी रेझिस्टन्स डीसीआर हा सामान्यतः कॉपर वायरचा डीसी रेझिस्टन्स मानला जातो आणि वायरच्या व्यास आणि लांबीनुसार रेझिस्टन्सची गणना केली जाऊ शकते. तथापि, बहुतेक कमी वर्तमान एसएमडी इंडक्टर्स विंडिंग टर्मिनलवर एसएमडीची तांबे शीट तयार करण्यासाठी अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग वापरतील. तथापि, तांब्याच्या ताराची लांबी लांब नसल्यामुळे आणि प्रतिकार मूल्य जास्त नसल्यामुळे, वेल्डिंगचा प्रतिकार बहुतेक वेळा एकूण डीसी प्रतिकाराच्या लक्षणीय प्रमाणात असतो. TDK चे वायर-वाऊंड SMD इंडक्टर CLF6045NIT-1R5N उदाहरण म्हणून घेतल्यास, मोजलेले DC प्रतिरोध 14.6mΩ आहे, आणि वायर व्यास आणि लांबीवर आधारित DC प्रतिकार 12.1mΩ आहे. परिणाम दर्शविते की हे वेल्डिंग प्रतिकार एकूण डीसी प्रतिकाराच्या सुमारे 17% आहे.

एसी प्रतिरोधक एसीआरमध्ये त्वचेचा प्रभाव आणि निकटता प्रभाव असतो, ज्यामुळे एसीआर वारंवारतेसह वाढेल; सामान्य इंडक्टन्सच्या वापरामध्ये, एसी घटक डीसी घटकापेक्षा खूपच कमी असल्यामुळे, एसीआरमुळे होणारा प्रभाव स्पष्ट नाही; परंतु हलक्या भारावर, DC घटक कमी झाल्यामुळे, ACR मुळे होणारे नुकसान दुर्लक्षित केले जाऊ शकत नाही. त्वचेच्या प्रभावाचा अर्थ असा होतो की AC स्थितीत, कंडक्टरमधील वर्तमान वितरण असमान आहे आणि वायरच्या पृष्ठभागावर केंद्रित आहे, परिणामी वायरच्या समतुल्य क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्रामध्ये घट होते, ज्यामुळे वायरचा समतुल्य प्रतिकार वाढतो. वारंवारता याव्यतिरिक्त, वायर वळण करताना, लगतच्या तारांमुळे विद्युतप्रवाहामुळे चुंबकीय क्षेत्रांची बेरीज आणि वजाबाकी होईल, ज्यामुळे विद्युतप्रवाह तारेच्या शेजारील पृष्ठभागावर (किंवा सर्वात दूरच्या पृष्ठभागावर, विद्युत् प्रवाहाच्या दिशेनुसार) केंद्रित होईल. ), ज्यामुळे समतुल्य वायर इंटरसेप्शन देखील होते. क्षेत्र कमी होते आणि समतुल्य प्रतिकार वाढते ही घटना तथाकथित समीपता प्रभाव आहे; मल्टीलेयर विंडिंगच्या इंडक्टन्स ऍप्लिकेशनमध्ये, प्रॉक्सिमिटी इफेक्ट आणखी स्पष्ट आहे.

8

आकृती 8 वायर-वाऊंड SMD इंडक्टर NR4018T220M च्या AC प्रतिकार आणि वारंवारता यांच्यातील संबंध दर्शविते. 1kHz च्या वारंवारतेवर, प्रतिकार सुमारे 360mΩ आहे; 100kHz वर, प्रतिकार 775mΩ पर्यंत वाढतो; 10MHz वर, प्रतिकार मूल्य 160Ω जवळ आहे. तांब्याच्या नुकसानाचा अंदाज लावताना, गणनामध्ये त्वचा आणि समीपतेच्या प्रभावामुळे होणारे ACR विचारात घेतले पाहिजे आणि ते सूत्र (3) मध्ये सुधारित केले पाहिजे.

4. संपृक्तता वर्तमान (ISAT)

संपृक्तता करंट ISAT हा साधारणपणे 10%, 30% किंवा 40% सारख्या इंडक्टन्स व्हॅल्यू कमी केल्यावर चिन्हांकित केलेला बायस करंट असतो. एअर-गॅप फेराइटसाठी, कारण त्याची संपृक्तता वर्तमान वैशिष्ट्य खूप वेगवान आहे, 10% आणि 40% मध्ये फारसा फरक नाही. आकृती 4 चा संदर्भ घ्या. तथापि, जर ते लोह पावडर कोर असेल (जसे की स्टँप केलेला इंडक्टर), तर संपृक्तता वक्र तुलनेने सौम्य आहे, आकृती 9 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, इंडक्टन्स क्षरणाच्या 10% किंवा 40% वर बायस करंट जास्त आहे. भिन्न, म्हणून संपृक्त वर्तमान मूल्य दोन प्रकारच्या लोह कोरसाठी स्वतंत्रपणे चर्चा केली जाईल.

एअर-गॅप फेराइटसाठी, सर्किट ऍप्लिकेशन्ससाठी जास्तीत जास्त इंडक्टर करंटची वरची मर्यादा म्हणून ISAT वापरणे वाजवी आहे. तथापि, जर ते लोखंडी पावडर कोर असेल तर, संथ संपृक्ततेच्या वैशिष्ट्यामुळे, ऍप्लिकेशन सर्किटचा कमाल प्रवाह ISAT पेक्षा जास्त असला तरीही कोणतीही अडचण येणार नाही. म्हणून, हे लोह कोर वैशिष्ट्य कनवर्टर अनुप्रयोग स्विच करण्यासाठी सर्वात योग्य आहे. जड लोड अंतर्गत, जरी इंडक्टरचे इंडक्टन्स मूल्य कमी असले तरी, आकृती 9 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, वर्तमान रिपल फॅक्टर जास्त आहे, परंतु वर्तमान कॅपेसिटरची वर्तमान सहनशीलता जास्त आहे, त्यामुळे समस्या होणार नाही. हलक्या भाराखाली, इंडक्टरचे इंडक्टन्स व्हॅल्यू मोठे असते, ज्यामुळे इंडक्टरचा रिपल करंट कमी होण्यास मदत होते, ज्यामुळे लोहाचे नुकसान कमी होते. आकृती 9 TDK च्या जखमेच्या फेराइट SLF7055T1R5N च्या संपृक्तता वर्तमान वक्र आणि स्टॅम्प्ड लोह पावडर कोर इंडक्टर SPM6530T1R5M च्या समान नाममात्र मूल्याच्या इंडक्टन्स अंतर्गत तुलना करते.

९

आकृती 9. इंडक्टन्सच्या समान नाममात्र मूल्याखाली जखमेच्या फेराइट आणि मुद्रांकित लोह पावडर कोरचे संपृक्त वर्तमान वक्र

5. रेटेड वर्तमान (IDC)

जेव्हा इंडक्टर तापमान Tr˚C पर्यंत वाढते तेव्हा IDC मूल्य DC पूर्वाग्रह असते. वैशिष्ट्ये 20˚C वर त्याचे DC प्रतिरोध मूल्य RDC देखील सूचित करतात. तांब्याच्या ताराचे तापमान गुणांक 3,930 पीपीएम नुसार आहे, जेव्हा Tr चे तापमान वाढते, तेव्हा त्याचे प्रतिरोध मूल्य RDC_Tr = RDC (1+0.00393Tr) असते आणि त्याचा वीज वापर PCU = I2DCxRDC असतो. हा तांब्याचा तोटा इंडक्टरच्या पृष्ठभागावर पसरला आहे आणि इंडक्टरचा थर्मल रेझिस्टन्स ΘTH मोजला जाऊ शकतो:

(२)

तक्ता 2 TDK VLS6045EX मालिका (6.0×6.0×4.5mm) च्या डेटा शीटचा संदर्भ देते आणि 40˚C तापमान वाढीवर थर्मल प्रतिरोधकतेची गणना करते. साहजिकच, समान मालिका आणि आकाराच्या इंडक्टरसाठी, समान पृष्ठभागाच्या उष्णता अपव्यय क्षेत्रामुळे गणना केलेला थर्मल प्रतिरोध जवळजवळ समान असतो; दुसऱ्या शब्दांत, वेगवेगळ्या इंडक्टर्सच्या रेट केलेल्या वर्तमान IDC चा अंदाज लावला जाऊ शकतो. इंडक्टर्सच्या वेगवेगळ्या मालिका (पॅकेजेस) मध्ये भिन्न थर्मल प्रतिकार असतात. तक्ता 3 TDK VLS6045EX मालिका (सेमी-शील्ड) आणि SPM6530 मालिका (मोल्डेड) च्या इंडक्टर्सच्या थर्मल रेझिस्टन्सची तुलना करते. थर्मल प्रतिरोध जितका मोठा असेल, लोड करंटमधून इंडक्टन्स वाहते तेव्हा तापमानात वाढ होते; अन्यथा, कमी.

(२)

तक्ता 2. 40˚C तापमान वाढीवर VLS6045EX मालिका इंडक्टर्सचा थर्मल रेझिस्टन्स

तक्ता 3 वरून असे दिसून येते की इंडक्टर्सचा आकार समान असला तरीही, स्टॅम्प केलेल्या इंडक्टर्सचा थर्मल रेझिस्टन्स कमी असतो, म्हणजेच उष्णता नष्ट करणे चांगले असते.

(३)

तक्ता 3. वेगवेगळ्या पॅकेज इंडक्टर्सच्या थर्मल रेझिस्टन्सची तुलना.

6. कोर नुकसान

कोर लॉस, ज्याला आयर्न लॉस म्हणून संबोधले जाते, मुख्यतः एडी करंट लॉस आणि हिस्टेरेसिस लॉसमुळे होते. एडी करंट लॉसचा आकार मुख्यतः मुख्य सामग्री "आचरण" करणे सोपे आहे की नाही यावर अवलंबून असते; जर चालकता जास्त असेल, म्हणजेच प्रतिरोधकता कमी असेल, एडी करंट लॉस जास्त असेल, आणि जर फेराइटची रेझिस्टिव्हिटी जास्त असेल, तर एडी करंट लॉस तुलनेने कमी असेल. एडी वर्तमान नुकसान देखील वारंवारता संबंधित आहे. फ्रिक्वेंसी जितकी जास्त असेल तितका एडी करंट तोटा जास्त. म्हणून, कोर सामग्री कोरची योग्य ऑपरेटिंग वारंवारता निर्धारित करेल. सर्वसाधारणपणे, लोह पावडर कोरची कार्य वारंवारता 1MHz पर्यंत पोहोचू शकते आणि फेराइटची कार्यरत वारंवारता 10MHz पर्यंत पोहोचू शकते. ऑपरेटिंग वारंवारता या वारंवारतेपेक्षा जास्त असल्यास, एडी वर्तमान नुकसान वेगाने वाढेल आणि लोह कोर तापमान देखील वाढेल. तथापि, लोह कोर सामग्रीच्या जलद विकासासह, उच्च ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सी असलेले लोह कोर अगदी कोपऱ्याच्या आसपास असावेत.

लोखंडाचा आणखी एक तोटा म्हणजे हिस्टेरेसिस हानी, जो हिस्टेरेसिस वक्र द्वारे बंद केलेल्या क्षेत्राच्या प्रमाणात आहे, जो विद्युत् प्रवाहाच्या एसी घटकाच्या स्विंग मोठेपणाशी संबंधित आहे; एसी स्विंग जितका जास्त तितका हिस्टेरेसिस हानी जास्त.

इंडक्टरच्या समतुल्य सर्किटमध्ये, इंडक्टरच्या समांतर जोडलेल्या रेझिस्टरचा वापर लोखंडी तोटा व्यक्त करण्यासाठी केला जातो. जेव्हा वारंवारता SRF सारखी असते, तेव्हा प्रेरक अभिक्रिया आणि कॅपेसिटिव्ह अभिक्रिया रद्द होते आणि समतुल्य अभिक्रिया शून्य असते. यावेळी, इंडक्टरचा प्रतिबाधा वळण प्रतिरोधासह मालिकेतील लोखंडाच्या नुकसानाच्या प्रतिकाराच्या समतुल्य आहे आणि लोखंडाचा तोटा प्रतिरोध हा वळण प्रतिरोधापेक्षा खूप मोठा आहे, म्हणून SRF मधील प्रतिबाधा लोखंडाच्या नुकसानाच्या प्रतिकारापेक्षा अंदाजे समान आहे. लो-व्होल्टेज इंडक्टरचे उदाहरण घेतल्यास, त्याची लोखंडाची हानी प्रतिरोधक क्षमता सुमारे 20kΩ आहे. जर इंडक्टरच्या दोन्ही टोकांवर प्रभावी व्हॅल्यू व्होल्टेज 5V असल्याचा अंदाज लावला, तर त्याचे लोखंडाचे नुकसान सुमारे 1.25mW आहे, जे हे देखील दर्शवते की लोह हानीचा प्रतिकार जितका मोठा असेल तितका चांगला.

7. ढाल रचना

फेराइट इंडक्टर्सच्या पॅकेजिंग स्ट्रक्चरमध्ये नॉन-शिल्डेड, मॅग्नेटिक ग्लूसह सेमी-शिल्डेड आणि शील्डेड यांचा समावेश होतो आणि त्यांपैकी दोन्हीमध्ये हवेचे मोठे अंतर असते. साहजिकच, हवेच्या अंतरामध्ये चुंबकीय गळती असेल आणि सर्वात वाईट परिस्थितीत, ते आसपासच्या लहान सिग्नल सर्किट्समध्ये व्यत्यय आणेल किंवा जवळपास चुंबकीय सामग्री असल्यास, त्याचे प्रेरण देखील बदलले जाईल. दुसरी पॅकेजिंग रचना स्टँप केलेला लोह पावडर इंडक्टर आहे. इंडक्टरच्या आत कोणतेही अंतर नसल्यामुळे आणि वळणाची रचना घन असल्यामुळे, चुंबकीय क्षेत्राच्या विघटनाची समस्या तुलनेने लहान आहे. आकृती 10 म्हणजे आरटीओ 1004 ऑसिलोस्कोपच्या FFT फंक्शनचा वापर 3 मिमी वर आणि स्टॅम्प केलेल्या इंडक्टरच्या बाजूला गळती चुंबकीय क्षेत्राची तीव्रता मोजण्यासाठी आहे. तक्ता 4 वेगवेगळ्या पॅकेज स्ट्रक्चर इंडक्टर्सच्या गळती चुंबकीय क्षेत्राची तुलना सूचीबद्ध करते. हे पाहिले जाऊ शकते की नॉन-शिल्डेड इंडक्टर्समध्ये सर्वात गंभीर चुंबकीय गळती असते; मुद्रांकित इंडक्टर्समध्ये सर्वात लहान चुंबकीय गळती असते, सर्वोत्तम चुंबकीय संरक्षण प्रभाव दर्शविते. . या दोन संरचनांच्या इंडक्टर्सच्या गळती चुंबकीय क्षेत्राच्या परिमाणातील फरक सुमारे 14dB आहे, जो जवळजवळ 5 पट आहे.

10

आकृती 10. गळती चुंबकीय क्षेत्राची परिमाण 3 मिमी वर आणि स्टॅम्प केलेल्या इंडक्टरच्या बाजूला मोजली जाते

(४)

तक्ता 4. वेगवेगळ्या पॅकेज स्ट्रक्चर इंडक्टर्सच्या गळती चुंबकीय क्षेत्राची तुलना

8. जोडणी

काही ऍप्लिकेशन्समध्ये, कधीकधी PCB वर DC कन्व्हर्टर्सचे अनेक संच असतात, जे सहसा एकमेकांच्या शेजारी मांडलेले असतात आणि त्यांच्याशी संबंधित इंडक्टर देखील एकमेकांच्या शेजारी मांडलेले असतात. तुम्ही चुंबकीय गोंद असलेले नॉन-शिल्डेड किंवा सेमी-शिल्डेड प्रकार वापरल्यास इंडक्टर्स एकमेकांशी जोडून EMI हस्तक्षेप तयार करू शकतात. म्हणून, इंडक्टर ठेवताना, प्रथम इंडक्टरची ध्रुवीयता चिन्हांकित करण्याची शिफारस केली जाते आणि इंडक्टरच्या सर्वात आतील थराचा प्रारंभ आणि वळण बिंदू कन्व्हर्टरच्या स्विचिंग व्होल्टेजशी जोडला जातो, जसे की बक कन्व्हर्टरचा VSW, जो मूव्हिंग पॉइंट आहे. आउटलेट टर्मिनल आउटपुट कॅपेसिटरशी जोडलेले आहे, जे स्थिर बिंदू आहे; त्यामुळे कॉपर वायर विंडिंग काही प्रमाणात इलेक्ट्रिक फील्ड शील्डिंग बनवते. मल्टीप्लेक्सरच्या वायरिंग व्यवस्थेमध्ये, इंडक्टन्सची ध्रुवीयता निश्चित केल्याने म्युच्युअल इंडक्टन्सची तीव्रता निश्चित करण्यात आणि काही अनपेक्षित EMI समस्या टाळण्यास मदत होते.

अर्ज:

मागील प्रकरणामध्ये मुख्य सामग्री, संकुल रचना आणि इंडक्टरची महत्त्वाची विद्युत वैशिष्ट्ये यावर चर्चा केली होती. हा धडा बक कन्व्हर्टरचे योग्य इंडक्टन्स व्हॅल्यू कसे निवडायचे आणि व्यावसायिकरित्या उपलब्ध इंडक्टर निवडण्याचे विचार स्पष्ट करेल.

समीकरण (5) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, इंडक्टर मूल्य आणि कनवर्टरची स्विचिंग वारंवारता इंडक्टर रिपल करंट (ΔiL) वर परिणाम करेल. इंडक्टर रिपल करंट आउटपुट कॅपेसिटरमधून प्रवाहित होईल आणि आउटपुट कॅपेसिटरच्या रिपल करंटवर परिणाम करेल. त्यामुळे, ते आउटपुट कॅपेसिटरच्या निवडीवर परिणाम करेल आणि आउटपुट व्होल्टेजच्या लहरी आकारावर परिणाम करेल. शिवाय, इंडक्टन्स व्हॅल्यू आणि आउटपुट कॅपेसिटन्स व्हॅल्यू सिस्टमच्या फीडबॅक डिझाइनवर आणि लोडच्या डायनॅमिक प्रतिसादावर देखील परिणाम करेल. मोठ्या इंडक्टन्स व्हॅल्यूची निवड केल्याने कॅपेसिटरवर कमी वर्तमान ताण येतो आणि आउटपुट व्होल्टेज रिपल कमी करण्यासाठी देखील फायदेशीर आहे आणि अधिक ऊर्जा साठवू शकते. तथापि, मोठे इंडक्टन्स मूल्य मोठे व्हॉल्यूम, म्हणजेच जास्त किंमत दर्शवते. म्हणून, कन्व्हर्टरची रचना करताना, इंडक्टन्स व्हॅल्यूची रचना खूप महत्वाची आहे.

(५)

हे सूत्र (5) वरून पाहिले जाऊ शकते की जेव्हा इनपुट व्होल्टेज आणि आउटपुट व्होल्टेजमधील अंतर जास्त असेल, तेव्हा इंडक्टर रिपल करंट जास्त असेल, जी इंडक्टर डिझाइनची सर्वात वाईट-केस स्थिती आहे. इतर प्रेरक विश्लेषणाच्या जोडीने, स्टेप-डाउन कन्व्हर्टरचा इंडक्टन्स डिझाइन पॉइंट सहसा जास्तीत जास्त इनपुट व्होल्टेज आणि पूर्ण लोडच्या परिस्थितीत निवडला जावा.

इंडक्टन्स व्हॅल्यू डिझाईन करताना, इंडक्टर रिपल करंट आणि इंडक्टर आकार यांच्यामध्ये ट्रेड-ऑफ करणे आवश्यक आहे आणि रिपल करंट फॅक्टर (रिपल करंट फॅक्टर; γ) सूत्र (6) प्रमाणे येथे परिभाषित केले आहे.

(६)

सूत्र (6) ला फॉर्म्युला (5) मध्ये बदलून, इंडक्टन्स मूल्य सूत्र (7) म्हणून व्यक्त केले जाऊ शकते.

(७)

सूत्र (7) नुसार, जेव्हा इनपुट आणि आउटपुट व्होल्टेजमधील फरक मोठा असतो, तेव्हा γ मूल्य मोठे निवडले जाऊ शकते; याउलट, इनपुट आणि आउटपुट व्होल्टेज जवळ असल्यास, γ मूल्य डिझाइन लहान असणे आवश्यक आहे. पारंपारिक डिझाइन अनुभव मूल्यानुसार इंडक्टर रिपल करंट आणि आकार यांच्यात निवड करण्यासाठी, γ सामान्यतः 0.2 ते 0.5 असते. इंडक्टन्सची गणना आणि व्यावसायिकरित्या उपलब्ध इंडक्टर्सची निवड स्पष्ट करण्यासाठी खालील RT7276 उदाहरण म्हणून घेत आहे.

डिझाइन उदाहरण: RT7276 प्रगत स्थिर ऑन-टाइम (Advanced Constant On-Time; ACOTTM) सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन स्टेप-डाउन कन्व्हर्टरसह डिझाइन केलेले, त्याची स्विचिंग वारंवारता 700 kHz आहे, इनपुट व्होल्टेज 4.5V ते 18V आहे आणि आउटपुट व्होल्टेज 5.0V 5.0V आहे. . पूर्ण लोड वर्तमान 3A आहे. वर नमूद केल्याप्रमाणे, इंडक्टन्स व्हॅल्यू 18V च्या कमाल इनपुट व्होल्टेज आणि 3A च्या पूर्ण लोडच्या परिस्थितीनुसार डिझाइन केले जाणे आवश्यक आहे, γ चे मूल्य 0.35 असे घेतले जाते आणि वरील मूल्य समीकरण (7) मध्ये बदलले जाते, इंडक्टन्स मूल्य आहे

1.5 µH च्या पारंपारिक नाममात्र इंडक्टन्स मूल्यासह इंडक्टर वापरा. खालीलप्रमाणे इंडक्टर रिपल करंटची गणना करण्यासाठी फॉर्म्युला (5) पर्यायी करा.

म्हणून, इंडक्टरचा शिखर प्रवाह आहे

आणि इंडक्टर करंट (IRMS) चे प्रभावी मूल्य आहे

इंडक्टर रिपल घटक लहान असल्यामुळे, इंडक्टर करंटचे प्रभावी मूल्य मुख्यतः त्याचा डीसी घटक आहे आणि हे प्रभावी मूल्य इंडक्टर रेट केलेले वर्तमान IDC निवडण्यासाठी आधार म्हणून वापरले जाते. 80% derating (derating) डिझाइनसह, इंडक्टन्स आवश्यकता आहेत:

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

तक्ता 5 मध्ये TDK च्या विविध मालिकेतील उपलब्ध इंडक्टर्सची सूची आहे, आकारात समान परंतु पॅकेज रचनेत भिन्न. हे टेबलवरून पाहिले जाऊ शकते की स्टॅम्प केलेल्या इंडक्टर (SPM6530T-1R5M) चे संपृक्तता प्रवाह आणि रेट केलेले प्रवाह मोठे आहेत आणि थर्मल प्रतिरोध लहान आहे आणि उष्णता नष्ट करणे चांगले आहे. याव्यतिरिक्त, मागील प्रकरणातील चर्चेनुसार, स्टॅम्प केलेल्या इंडक्टरची मुख्य सामग्री लोह पावडर कोर आहे, म्हणून त्याची तुलना अर्ध-शिल्डेड (VLS6045EX-1R5N) आणि शील्ड (SLF7055T-1R5N) इंडक्टरच्या फेराइट कोरशी केली जाते. चुंबकीय गोंद सह. , चांगली डीसी बायस वैशिष्ट्ये आहेत. आकृती 11 RT7276 प्रगत स्थिर ऑन-टाइम सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन स्टेप-डाउन कन्व्हर्टरवर लागू केलेल्या भिन्न इंडक्टर्सची कार्यक्षमता तुलना दर्शविते. परिणाम दर्शविते की तिघांमधील कार्यक्षमतेत फरक लक्षणीय नाही. जर तुम्ही उष्णतेचा अपव्यय, DC पूर्वाग्रह वैशिष्ट्ये आणि चुंबकीय क्षेत्र अपव्यय समस्या विचारात घेतल्यास, SPM6530T-1R5M इंडक्टर्स वापरण्याची शिफारस केली जाते.

(५)

तक्ता 5. TDK च्या विविध मालिकांच्या इंडक्टन्सची तुलना

11

आकृती 11. भिन्न इंडक्टरसह कनवर्टर कार्यक्षमतेची तुलना

तुम्ही समान पॅकेज स्ट्रक्चर आणि इंडक्टन्स व्हॅल्यू निवडल्यास, परंतु लहान आकाराचे इंडक्टर्स, जसे की SPM4015T-1R5M (4.4×4.1×1.5mm), जरी त्याचा आकार लहान असला, तरी DC रेझिस्टन्स RDC (44.5mΩ) आणि थर्मल रेझिस्टन्स ΘTH ( 51˚C) /W) मोठा. समान वैशिष्ट्यांच्या कन्व्हर्टरसाठी, इंडक्टरद्वारे सहन केलेल्या विद्युत् प्रवाहाचे प्रभावी मूल्य देखील समान आहे. साहजिकच, डीसी प्रतिकार जड लोड अंतर्गत कार्यक्षमता कमी करेल. याव्यतिरिक्त, मोठ्या थर्मल प्रतिकार म्हणजे खराब उष्णता अपव्यय. म्हणून, इंडक्टर निवडताना, केवळ कमी आकाराचे फायदे विचारात घेणे आवश्यक नाही, तर त्याच्या सोबतच्या कमतरतांचे मूल्यांकन करणे देखील आवश्यक आहे.

शेवटी

इंडक्टन्स हा पॉवर कन्व्हर्टर्स स्विचिंगमध्ये सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या निष्क्रिय घटकांपैकी एक आहे, जो ऊर्जा साठवण आणि फिल्टरिंगसाठी वापरला जाऊ शकतो. तथापि, सर्किट डिझाइनमध्ये, केवळ इंडक्टन्स व्हॅल्यूवरच लक्ष दिले पाहिजे असे नाही, तर एसी रेझिस्टन्स आणि क्यू व्हॅल्यू, करंट टॉलरन्स, आयर्न कोअर सॅच्युरेशन आणि पॅकेज स्ट्रक्चर इ. यासह इतर पॅरामीटर्स हे सर्व पॅरामीटर्स आहेत जे आवश्यक आहेत. इंडक्टर निवडताना विचारात घ्या. . हे पॅरामीटर्स सहसा मुख्य सामग्री, उत्पादन प्रक्रिया आणि आकार आणि किंमत यांच्याशी संबंधित असतात. म्हणून, हा लेख विविध लोह कोर सामग्रीची वैशिष्ट्ये आणि वीज पुरवठा डिझाइनसाठी संदर्भ म्हणून योग्य इंडक्टन्स कसा निवडायचा याचा परिचय देतो.