Noen tips for å bedømme induktansmetning

Induktans er en viktig del av DC/DC strømforsyning. Det er mange faktorer å vurdere når du velger en induktor, for eksempel induktansverdi, DCR, størrelse og metningsstrøm. Metningsegenskapene til induktorer blir ofte misforstått og forårsaker problemer. Denne artikkelen vil diskutere hvordan induktansen når metning, hvordan metning påvirker kretsen og metoden for å oppdage induktansmetning. 

Induktansmetning årsaker

Først, forstå intuitivt hva induktansmetning er, som vist i figur 1:

Figur 1

Vi vet at når en strøm føres gjennom spolen i figur 1, vil spolen generere et magnetfelt;

Den magnetiske kjernen vil bli magnetisert under påvirkning av magnetfeltet, og de interne magnetiske domenene vil sakte rotere.

Når den magnetiske kjernen er fullstendig magnetisert, er retningen til det magnetiske domenet den samme som magnetfeltet, selv om det eksterne magnetfeltet økes, har den magnetiske kjernen ikke noe magnetisk domene som kan rotere, og induktansen går inn i en mettet tilstand .

Fra et annet synspunkt, i magnetiseringskurven vist i figur 2, møter forholdet mellom magnetisk flukstetthet B og magnetisk feltstyrke H formelen til høyre i figur 2:

Når den magnetiske flukstettheten når Bm, øker ikke lenger den magnetiske flukstettheten betydelig med økningen av magnetfeltintensiteten, og induktansen når metning.

Fra forholdet mellom induktans og permeabilitet µ, kan vi se:

Når induktansen er mettet, vil µm reduseres kraftig, og til slutt vil induktansen bli kraftig redusert og evnen til å undertrykke strømmen vil gå tapt.

Figur 2

Tips for å bestemme induktansmetning

Finnes det noen tips for å bedømme induktansmetning i praktiske applikasjoner?

Det kan oppsummeres i to hovedkategorier: teoretisk beregning og eksperimentell testing.

☆Den teoretiske beregningen kan starte fra den maksimale magnetiske flukstettheten og den maksimale induktansstrømmen.

☆Den eksperimentelle testen fokuserer hovedsakelig på induktansstrømmens bølgeform og noen andre foreløpige vurderingsmetoder.

Disse metodene er beskrevet nedenfor.

Beregn den magnetiske flukstettheten

Denne metoden er egnet for å designe induktans ved bruk av magnetisk kjerne. Kjerneparametere inkluderer magnetisk kretslengde le, effektivt område Ae og så videre. Typen av magnetisk kjerne bestemmer også den tilsvarende magnetiske materialkvaliteten, og det magnetiske materialet gir tilsvarende bestemmelser om tap av magnetkjernen og metningsmagnetisk flukstetthet.

Med disse materialene kan vi beregne den maksimale magnetiske flukstettheten i henhold til den faktiske designsituasjonen, som følger:

I praksis kan regnestykket forenkles ved å bruke ui i stedet for ur; Til slutt, sammenlignet med metningsflukstettheten til det magnetiske materialet, kan vi bedømme om den utformede induktansen har risiko for metning.

Beregn maksimal induktansstrøm

Denne metoden er egnet for å designe krets direkte ved å bruke ferdige induktorer.

Ulike kretstopologier har forskjellige formler for beregning av induktansstrøm.

Ta Buck chip MP2145 som et eksempel, den kan beregnes i henhold til følgende formel, og det beregnede resultatet kan sammenlignes med induktansspesifikasjonsverdien for å bestemme om induktansen vil bli mettet.

Dømme etter induktiv strømbølgeform

Denne metoden er også den vanligste og mest praktiske metoden i ingeniørpraksis.

Med MP2145 som eksempel, brukes MPSmart simuleringsverktøy for simulering. Fra simuleringsbølgeformen kan man se at når induktoren ikke er mettet, er induktorstrømmen en trekantet bølge med en viss helning. Når induktoren er mettet, vil induktorstrømmens bølgeform ha en åpenbar forvrengning, som er forårsaket av reduksjonen av induktansen etter metning.

I ingeniørpraksis kan vi observere om det er forvrengning av induktansstrømbølgeform basert på dette for å bedømme om induktansen er mettet.

Nedenfor er den målte bølgeformen på MP2145-demokortet. Det kan sees at det er åpenbar forvrengning etter metning, noe som stemmer overens med simuleringsresultatene.

Mål om induktansen er unormalt oppvarmet og lytt etter unormal plystring

Det er mange situasjoner i ingeniørpraksis, vi vet kanskje ikke den nøyaktige kjernetypen, det er vanskelig å vite størrelsen på induktansmetningsstrømmen, og noen ganger er det ikke praktisk å teste induktansstrømmen; På dette tidspunktet kan vi også foreløpig fastslå om metning har oppstått ved å måle om induktansen har en unormal temperaturstigning, eller lytte til om det er et unormalt skrik.

Noen tips for å bestemme induktansmetning har blitt introdusert her. Jeg håper det var nyttig.