de a alege un inductor adecvat pentru o sursă de alimentare de comutare?

Inductance este, de asemenea, numit o sufocare, care se caracterizează prin "inerție foarte mare" în curentul care curge prin ea. Cu alte cuvinte, datorită continuității fluxului magnetic, curentul de pe inductor trebuie să fie continuu, altfel va fi generat un vârf mare de tensiune. Inductance este o componentă magnetică și, în mod natural, există o problemă de saturație magnetică. Unele aplicații permit inductorului să se satureze, unele aplicații permit inductorului să intre în saturație de la o anumită valoare curentă, iar unele aplicații nu permit saturatorului să se satureze, ceea ce necesită distincție în circuite specifice.

În majoritatea cazurilor, inductorul funcționează în "regiunea liniară", în acest moment valoarea inductanței este o constantă și nu se schimbă odată cu tensiunea și curentul terminal. Cu toate acestea, există o problemă care nu poate fi ignorată în sursa de alimentare de comutare, adică înfășurarea inductanței va provoca doi parametri distribuiți (sau parametri paraziți), unul este rezistența inevitabilă la înfășurare, iar celălalt este distribuția legată de procesul de înfășurare și materiale. Capacitate rătăcită.

Capacitatea rătăcită are un efect redus la frecvențe joase, dar devine treptat evidentă pe măsură ce frecvența crește. Atunci când frecvența este mai mare decât o anumită valoare, inductanția poate deveni o caracteristică capacitivă. Dacă capacitatea rătăcită este "concentrată" într-un condensator, circuitul echivalent al inductanței poate fi utilizat pentru a vedea caracteristicile de capacitate care apar după o anumită frecvență.

Atunci când analizați starea de funcționare a inductorului din circuit sau desenați tensiunea șiforma de undă de curent, este posibil să doriți să luați în considerare următoarele caracteristici:

1. Când un curent I curge prin inductorul L, energia stocată în inductor este:E=0,5×L×I2(1)

2. Într-un ciclu de comutare, relația dintre schimbarea curentului inductor (curent de unda de la vârf la vârf) și tensiunea din inductor este:V=(L×di)/dt(2)

Se poate observa că magnitudinea curentului de undă este legată de valoarea inductanței.

3. La fel condensatorii au curenți de încărcare și descărcare, inductorii au, de asemenea, procese de tensiune de încărcare și descărcare. Tensiunea pe condensator este proporțională cu integrala curentului (A·sec), iar curentul de pe inductor este proporțional cu integrala tensiunii (Volt·sec). Atâta timp cât tensiunea inductorului se schimbă, viteza curentului de schimbare di / dt se va schimba, de asemenea; tensiunea din față face ca curentul să crească liniar, iar tensiunea inversă face ca curentul să scadă liniar.

Calcularea valorii inductanței corecte este foarte importantă pentru alegerea condensatorului inductor și de ieșire potrivit pentru a obține cea mai mică undă de tensiune de ieșire.

Se poate observa din figura 1 că curentul care curge prin inductorul sursei de alimentare cu comutare este compus din componente ac și dc. Deoarece componenta AC are o frecvență mai mare, aceasta va curge în pământ prin condensatorul de ieșire și va genera tensiunea de undă de ieșire corespunzătoare dv. =di×RESR. Această tensiune de undă trebuie să fie cât mai scăzută posibil, pentru a nu afecta funcționarea normală a sistemului de alimentare. În general, valoarea de vârf la vârf este de 10mV ~ 500mV.

Figura 1: Curent inductor într-o sursă de alimentare de comutare.

Dimensiunea curentului de unda afecteaza, de asemenea, dimensiunea inductorului si a condensatorului de iesire. Curentul de unda este in general setat la 10%~30% din curentul maxim de iesire. Prin urmare, pentru o sursă de alimentare pas în jos, valoarea de vârf a curentului care curge prin inductor este mai mare decât cea a sursei de alimentare. Curentul de ieșire este cu 5%~15% mai mare.

Selectarea inductanței sursei de alimentare cu comutare în pas în jos

Atunci când alegeți un inductor pentru o sursă de alimentare cu comutare în pas în jos, trebuie să determinați tensiunea maximă de intrare, tensiunea de ieșire, frecvența de comutare a puterii, curentul maxim de unda și ciclul de funcționare. Următoarele ia figura 2 ca exemplu pentru a ilustra calculul inductanței unei surse de alimentare cu comutare pas în jos. În primul rând, să presupunem că frecvența de comutare este de 300kHz, intervalul de tensiune de intrare este de 12V±10%, curentul de ieșire este de 1A, iar curentul maxim de unda este de 300mA.

Figura 2: Diagrama circuitului sursei de alimentare cu comutare în pas în jos.

Tensiunea maximă de intrare este de 13,2V, iar ciclul de funcționare corespunzător este:

D=Vo/Vi=5/13,2=0,379(3)

Printre acestea, Vo este tensiunea de ieșire și Vi este tensiunea de ieșire. Când tubul comutatorului este pornit, tensiunea pe inductor este:

V=Vi-Vo=8,2V(4)

Când tubul de comutare este oprit, tensiunea pe inductor este:

V=-Vo-Vd=-5,3V(5)

dt=D/F(6)

Înlocuirea formulei 2/3/6 în formula 2 oferă:

Selectarea inductanței sursei de alimentare cu comutare în treaptă

Pentru calcularea valorii inductanței sursei de alimentare cu comutare în etape, metoda de calcul este aceeași cu cea a sursei de alimentare cu comutare în treaptă, cu excepția faptului că relația dintre ciclul de funcționare și tensiunea inductorului a fost modificată.

Luați figura 3 ca exemplu de calcul. Presupunând că frecvența de comutare este de 300kHz, intervalul tensiunii de intrare este de 5V±10%, curentul de ieșire este de 500mA, iar eficiența este de 80%, curentul maxim de unda este de 450mA, iar ciclul de funcționare corespunzător este:

D=1-Vi/Vo=1-5,5/12=0,542(7)

Figura 3: Diagrama circuitului sursei de alimentare cu comutare în treaptă.

Când tubul comutatorului este pornit, tensiunea pe inductor este:

V=Vi=5,5V(8)

Când tubul de comutare este oprit, tensiunea pe inductor este:

V=Vo+Vd-Vi=6,8V(9)

Înlocuirea formulei 6/7/8 în formula 2 oferă:

Vă rugăm să rețineți că sursa de alimentare în treaptă este diferită de sursa de alimentare pas cu pas în jos, de aceea curentul de sarcină al celei dintâi nu este întotdeauna furnizat de curentul inductor. Când tubul comutatorului este pornit, curentul inductor curge în pământ prin tubul comutatorului, iar curentul de sarcină este furnizat de condensatorul de ieșire. Prin urmare, condensatorul de ieșire trebuie să aibă suficientă capacitate de stocare a energiei pentru a furniza curentul cerut de sarcină în această perioadă. Cu toate acestea, în timpul perioadei de oprire, curentul care curge prin inductor nu numai că furnizează sarcina, ci și încarcă condensatorul de ieșire.

În general vorbind, cu cât valoarea inductanței este mai mare, cu atât este mai mică unda de ieșire, dar răspunsul dinamic al sursei de alimentare va fi în mod corespunzător mai rău. Prin urmare, selectarea valorii inductanței poate fi ajustată în funcție de cerințele specifice de aplicare ale circuitului pentru a obține cel mai ideal efect.

Creșterea frecvenței de comutare poate face ca valoarea inductanței să fie mai mică, făcând astfel dimensiunea fizică a inductanței mai mică și economisind spațiul plăcii de circuit. Prin urmare, sursa de alimentare actuală de comutare are o tendință spre dezvoltarea de înaltă frecvență pentru a satisface cerințele produselor electronice din ce în ce mai mici.

Pentru mai multe informații, vă rugăm să ne contactați lasales@xfullstar.com