124

fréttir

Yfirlit

Spennur eru mjög mikilvægir þættir í skiptibreytum, svo sem orkugeymsla og aflsíur. Það eru margar tegundir af sprautum, svo sem fyrir mismunandi forrit (frá lágri tíðni til hátíðni), eða mismunandi kjarnaefni sem hafa áhrif á einkenni sprautunnar osfrv. Spennur sem notaðar eru í skiptibreytum eru hátíðni segulmagnaðir íhlutir. Hins vegar, vegna ýmissa þátta, svo sem efna, rekstrarskilyrða (svo sem spennu og núverandi) og umhverfishita, eru einkennin og kenningarnar sem eru settar fram nokkuð mismunandi. Þess vegna, í hringrásarhönnuninni, til viðbótar við grunnfæribreytu sprautugildisins, verður samt að taka tillit til sambands viðnema sprautunnar og straumspennuviðnámsins og tíðninnar, kjarnatapsins og mettunarstraumseiginleikanna osfrv. Þessi grein mun kynna nokkur mikilvæg kjarnaefni sprautu og eiginleika þeirra og einnig leiðbeina aflverkfræðingum um val á venjulegum sprautum.

Formáli

Inductor er rafsegullegur örvunarhluti, sem myndast með því að vinda ákveðinn fjölda spóla (spólu) á spólu eða kjarna með einangruðum vír. Þessi spólu er kölluð inductance spóla eða Inductor. Samkvæmt meginreglunni um rafsegulinnleiðslu, þegar spólan og segulsviðið hreyfast miðað við hvort annað, eða spólan myndar skiptisegulsvið með skiptisstraumi, verður framkölluð spenna til að standast breytingu á upprunalega segulsviðinu, og þetta einkenni að hemja núverandi breytingu er kallað spenna.

Innduktunargildið er eins og formúlan (1), sem er í réttu hlutfalli við segul gegndræpi, ferningur vindunnar snýr N og samsvarandi segulrás þversniðsflatarmál Ae, og er í öfugu hlutfalli við samsvarandi segulrásarlengd le . Inductance er til margar tegundir, hver hentar mismunandi forritum; inductance er tengt lögun, stærð, vinduaðferð, fjölda snúninga og gerð millistigs segulefnis.

图片1

(1)

Vökvinn felur í sér sveigjanlegan, E kjarna og tromlu, allt eftir lögun járnkjarnans; hvað varðar járnkjarnaefni eru aðallega keramikkerni og tvær mjúkar segulgerðir. Þau eru ferrít og málmduft. Það fer eftir uppbyggingu eða umbúðaaðferð, það eru vírvafin, marglaga og mótuð og vírvafnið hefur ekki hlífðar og helmingur segulíms límskjóls (hálfhlífar) og hlífðar (hlífðar) osfrv.

Spennan virkar eins og skammhlaup í jafnstraumi og hefur mikla viðnám fyrir varstraum. Grunnnotkunin í hringrásum inniheldur köfnun, síun, stillingu og orkugeymslu. Í beitingu rofabreytisins er sprautan mikilvægasta orkugeymsluhlutinn og myndar lágleiða síu með úttaksþéttinum til að draga úr framleiðsluspenna gára, svo hún gegnir einnig mikilvægu hlutverki í síunaraðgerðinni.

Þessi grein mun kynna hin ýmsu kjarnaefni skothylkja og eiginleika þeirra, svo og nokkur af rafeiginleikum skothylkja, sem mikilvæg matsmeðferð við val á sprautum við hringrásarhönnun. Í umsóknardæminu verður kynnt með hagnýtum dæmum hvernig á að reikna sprautugildið og hvernig á að velja staðlaðan sprautu sem fáanleg er í viðskiptum.

Tegund kjarnaefnis

Spennur sem notaðar eru í skiptibreytum eru hátíðni segulmagnaðir íhlutir. Kjarnaefnið í miðjunni hefur mest áhrif á einkenni sprautunnar, svo sem viðnám og tíðni, sprautugildi og tíðni eða eiginleika mettunarkjarna. Eftirfarandi mun kynna samanburð nokkurra algengra járnkjarnaefna og mettunareiginleika þeirra sem mikilvæg tilvísun til að velja aflgjafa:

1. Keramik kjarni

Keramikkerni er eitt af algengu sprautuefnunum. Það er aðallega notað til að veita stuðningsbyggingu sem notuð er þegar vinda spólu. Það er einnig kallað „loftkjarna spenna“. Vegna þess að járnkjarninn sem notaður er er ekki segulmagnaðir efni með mjög lágan hitastuðul, er sprautugildið mjög stöðugt á hitastigssviðinu. Samt sem áður, vegna efnisins sem ekki er segulmagnaðir sem miðill, er sprautan mjög lítil, sem er ekki mjög hentugur til notkunar á aflbreytum.

2. Ferrít

Ferrítkjarninn sem notaður er í almennum hátíðni sprautur er ferrít efnasamband sem inniheldur nikkel sink (NiZn) eða mangan sink (MnZn), sem er mjúkt segulmagnaðir ferromagnetic efni með litla þvingun. Mynd 1 sýnir hysteresis feril (BH lykkju) almennrar segulkjarna. Þvingunarkraftur HC segulmagnaðir efnis er einnig kallaður þvingunarkraftur, sem þýðir að þegar segulmagnaðir efni hafa verið segulmagnaðir að segulmettun minnkar segulmögnun þess (segulmögnun) í núll Nauðsynlegur segulsviðsstyrkur á þeim tíma. Lægri þvingun þýðir lægri viðnám gegn afmagnetization og þýðir einnig lægra hysteresis tap.

Mangan-sink og nikkel-sink ferrítar hafa tiltölulega mikla hlutfallslega gegndræpi (μr), um það bil 1500-15000 og 100-1000, í sömu röð. Mikil segul gegndræpi þeirra gerir járnkjarnann hærri í ákveðnu magni. Inductance. Ókosturinn er þó sá að þolanlegur mettunarstraumur hans er lítill og þegar járnkjarninn er mettaður mun segul gegndræpi minnka verulega. Vísað er til mynd 4 um minnkandi þróun segul gegndræpi ferrít- og duftjárnskjarna þegar járnkjarninn er mettaður. Samanburður. Þegar það er notað í aflgjafa, verður lofthelgi eftir í aðalsegulrásinni, sem getur dregið úr gegndræpi, forðast mettun og geymt meiri orku; þegar loftgapið er innifalið getur samsvarandi hlutfallslegt gegndræpi verið um það bil 20- Milli 200. Þar sem mikil viðnám efnisins sjálfs getur dregið úr tapi af völdum straumstraums er tapið lægra við háar tíðnir og það hentar betur fyrir hátíðni spennubreytir, EMI síuspennur og orkusparnaðar spennur aflbreytinga. Hvað varðar tíðni notkunar er nikkel-sink ferrít hentugur til notkunar (> 1 MHz) en mangan-sink ferrít hentugur fyrir lægri tíðnisvið (<2 MHz).

图片2         1

Mynd 1. Hysteresis ferill segulkjarnans (BR: remanence; BSAT: mettun segulstreymisþéttleiki)

3. Duftjárnskjarni

Duftjárnskjarnar eru einnig mjúk-segulmagnaðir járnsegul efni. Þau eru gerð úr járnduftblöndum úr mismunandi efnum eða eingöngu járndufti. Formúlan inniheldur efni sem ekki eru segulmagnaðir með mismunandi agnastærðir, þannig að mettunarkúrfan er tiltölulega mild. Duftjárnskjarninn er að mestu toroidal. Mynd 2 sýnir duftjárnskjarnann og þversnið hans.

Algengir duftformaðir járnkjarnar innihalda járn-nikkel-mólýbden málmblöndur (MPP), sendust (Sendust), járn-nikkel málmblöndur (mikið flæði) og járn duft kjarna (járn duft). Vegna mismunandi íhluta eru einkenni þess og verð einnig mismunandi, sem hefur áhrif á val á sprautur. Eftirfarandi mun kynna fyrrnefndar kjarnategundir og bera saman eiginleika þeirra:

A. Járn-nikkel-mólýbden álfelgur (MPP)

Fe-Ni-Mo álfelgur er skammstafað sem MPP, sem er skammstöfun molypermalloy dufts. Hlutfallslegt gegndræpi er um það bil 14-500 og mettun segulmagnaðir flæðiþéttleiki er um það bil 7500 Gauss (Gauss), sem er hærri en mettun segulstreymisþéttleika ferríts (um 4000-5000 Gauss). Margir út. MPP er með minnsta járntapið og hefur besta hitastöðugleika meðal duftkjarnakjarna. Þegar ytri jafnstraumurinn nær mettunarstraumnum ISAT lækkar sprautugildi hægt og rólega án skyndilegrar dempunar. MPP hefur betri afköst en hærri kostnað og er venjulega notað sem aflgjafi og EMI síun fyrir aflbreyti.

 

B. Sendust

Járn-kísill-ál járnkjarni er járnkjarni úr málmblöndu sem samanstendur af járni, kísli og áli, með hlutfallslega segul gegndræpi um það bil 26 til 125. Járntapið er á milli járnduftkjarna og MPP og járn-nikkel ál . Mettun segulmagnaðir flæðiþéttleiki er hærri en MPP, um 10500 Gauss. Hitastöðugleiki og mettunarstraumseiginleikar eru aðeins síðri MPP og járn-nikkel málmblendi, en betri en járn duft kjarna og ferrít kjarna, og hlutfallslegur kostnaður er ódýrari en MPP og járn-nikkel málmblendi. Það er aðallega notað í EMI síun, aflstuðul leiðréttingu (PFC) hringrásum og aflspennur aflgjafa.

 

C. Járnikkel-álfelgur (mikið flæði)

Járn-nikkel álfelgur er gerður úr járni og nikkel. Hlutfallslegt segul gegndræpi er um 14-200. Járntapið og hitastigið er á milli MPP og járn-sílikon-ál. Járn-nikkel álfelgur hefur mesta mettun segulmagnaðir flæði þéttleika, um 15.000 Gauss, og þolir hærri DC hlutdrægni og DC hlutdrægni einkenni hans eru einnig betri. Umsóknarumfang: Virk leiðrétting orkuþáttar, inductance orku geymslu, inductance síu, hátíðni spenni flugtengi breytir osfrv.

 

D. Járnduft

Járnduftkjarninn er úr járnduftkornum með mjög hreinleika með mjög litlum agnum sem eru einangruð hvert frá öðru. Framleiðsluferlið gerir það að verkum að það er dreift loftgap. Til viðbótar við hringlaga lögunina, hafa algeng járn duft kjarnaformin einnig E-gerð og stimplun gerðir. Hlutfallslegt segul gegndræpi járnduftkjarnans er um það bil 10 til 75 og mikil mettun segulstreymisþéttleika er um það bil 15000 Gauss. Meðal járnkúludufta hefur járnduftkjarninn mesta járntapið en lægsta kostnaðinn.

Mynd 3 sýnir BH sveigjur PC47 mangan-sink ferríts framleiddar af TDK og járnkjarna úr duftformi -52 og -2 framleiddar af MICROMETALS; hlutfallslegt segul gegndræpi mangan-sink ferríts er miklu hærra en járnkjarnanna í duftformi og er mettað. Segulflæðiþéttleiki er einnig mjög mismunandi, ferrítið er um 5000 Gauss og járnduftkjarninn er meira en 10000 Gauss.

图片3   3

Mynd 3. BH ferill mangan-sink ferríts og járn duftkjarna af mismunandi efnum

 

Í stuttu máli eru mettunareinkenni járnkjarnans mismunandi; þegar farið er yfir mettunarstrauminn mun segul gegndræpi ferrítkjarnans lækka verulega en járnduftkjarninn getur hægt minnkað. Mynd 4 sýnir segul gegndræpi fall eiginleika duft járnkjarna með sömu segul gegndræpi og ferrít með loft bili undir mismunandi segulsviðs styrkleika. Þetta skýrir einnig innduktu ferrítkjarnans, vegna þess að gegndræpi lækkar verulega þegar kjarninn er mettaður, eins og sést á jöfnu (1), veldur það einnig að inductance lækkar verulega; á meðan duftkjarninn með dreifðu loftgapi, segul gegndræpi Hraðinn lækkar hægt þegar járnkjarninn er mettaður, þannig að spenna minnkar mildara, það er, það hefur betri DC hlutdrægni einkenni. Í beitingu aflbreytinga er þessi eiginleiki mjög mikilvægur; ef hæg mettunareinkenni sprautunnar er ekki góð hækkar sprautustraumurinn upp í mettunarstrauminn og skyndileg lækkun á sprautunni mun valda því að straumur skiptikristallsins hækkar verulega, sem auðvelt er að valda skemmdum.

图片3    4

Mynd 4. Segul gegndræpi dropareiginleikar duftkjarnakjarna og ferrítkjarnakjarna með loftgap undir mismunandi segulsviðsstyrk.

 

Inductor rafeinkenni og pakkningabygging

Þegar hönnunar rofabreytir er hannaður og spenna valin, eru sprautugildið L, viðnám Z, AC viðnám ACR og Q gildi (gæðastuðull), einkunn núverandi IDC og ISAT og kjarnatap (kjarnatap) og önnur mikilvæg rafeinkenni öll komi til greina. Að auki mun umbúðir uppbyggingar sprautunnar hafa áhrif á magn segulleka, sem aftur hefur áhrif á EMI. Eftirfarandi mun fjalla um ofangreind einkenni sérstaklega sem sjónarmið við val á sprautur.

1. Inductance gildi (L)

Inductance gildi inductors er mikilvægasta grunnfæribreytan í hringrásarhönnun, en það verður að athuga hvort inductance gildi sé stöðugt við notkunartíðni. Nafngildi inductans er venjulega mælt við 100 kHz eða 1 MHz án utanaðkomandi DC hlutdrægni. Og til að tryggja möguleika á sjálfvirkri fjöldaframleiðslu er þol sprautunnar venjulega ± 20% (M) og ± 30% (N). Mynd 5 er inductance-tíðni einkennandi línurit af Taiyo Yuden sprautu NR4018T220M mælt með LCR mæli Wayne Kerr. Eins og sést á myndinni er sprautugildisferillinn tiltölulega flatur fyrir 5 MHz og næstum er hægt að líta á sprautugildið sem fasta. Í hátíðnisviðinu vegna ómunsins sem myndast af sníkjudraða og inductance, mun inductance gildi aukast. Þessi ómunatíðni er kölluð sjálfsmagnstíðni (SRF), sem þarf venjulega að vera miklu hærri en tíðni starfa.

图片5  5

Mynd 5, Taiyo Yuden NR4018T220M einkennimynd fyrir inductance-tíðni

 

2. Viðnám (Z)

Eins og sýnt er á mynd 6, er einnig hægt að sjá viðnámsmyndina frá frammistöðu sprautunnar við mismunandi tíðni. Viðnám sprautunnar er um það bil í réttu hlutfalli við tíðnina (Z = 2πfL), svo því hærri sem tíðnin verður, verður hvarfstyrkurinn mun meiri en straumspennuviðnámið, þannig að viðnámið hegðar sér eins og hreinn spenna (fasi er 90˚). Við háa tíðni, vegna sníkjudýragáttaráhrifa, sést sjálfstætt tíðnisvið viðnámsins. Eftir þennan punkt lækkar viðnámið og verður rafrýmt og fasinn breytist smám saman í -90 ˚.

图片6  6

3. Q gildi og AC viðnám (ACR)

Q gildi í skilgreiningu á inductance er hlutfall hvarfvirkni við viðnám, það er hlutfall ímyndaðs hlutans og raunverulegs hluta viðnámsins, eins og í formúlu (2).

图片7

(2)

Þar sem XL er hvarfgjafi sprautunnar og RL er AC viðnám sprautunnar.

Á lága tíðnisviðinu er AC viðnám stærra en hvarfstyrkur af völdum sprautunnar, svo Q gildi hennar er mjög lágt; eftir því sem tíðnin eykst verður viðbrögðin (um það bil 2πfL) stærri og stærri, jafnvel þó viðnám vegna húðáhrifa (húðáhrifa) og nálægðar (nálægðar) áhrifa) Áhrifin verða stærri og stærri og Q gildi eykst enn með tíðni ; þegar nálgast er SRF, verður rafleiðni viðbragðsstigið smám saman á móti, og Q gildi verður smám saman minna; þegar SRF verður núll, vegna þess að hvarfleiðni og rafgeymni eru alveg þau sömu hverfa. Mynd 7 sýnir samband Q-gildis og tíðni NR4018T220M og sambandið er í formi öfugs bjöllu.

图片8  7

Mynd 7. Tengsl Q gildi og tíðni Taiyo Yuden sprautu NR4018T220M

Í tíðni spennu spenna, því hærra sem Q gildi, því betra; það þýðir að viðbrögð þess eru miklu meiri en AC viðnám. Almennt séð er besta Q gildi yfir 40, sem þýðir að gæði sprautunnar er góð. Hins vegar, almennt þegar DC hlutdrægni eykst lækkar inductance gildi og Q gildi lækkar einnig. Ef notaður er flatur enamelaður vír eða multi-strengdur enameled vír, þá er hægt að draga úr húðáhrifum, það er AC viðnámi, og einnig er hægt að auka Q gildi sprautunnar.

DC viðnám DCR er almennt litið á DC viðnám koparvírsins og hægt er að reikna viðnám í samræmi við vírþvermál og lengd. Hins vegar munu flestir SMD-spennur með lítilli straumi nota ultrasonic suðu til að búa til koparplötu SMD við vindustöðina. Hins vegar, vegna þess að koparvírinn er ekki langur og viðnámsgildið er ekki hátt, þá er suðuþolið oft umtalsvert hlutfall af heildar DC viðnáminu. Ef við tökum vírvikna SMD-sprautu TDK, CLF6045NIT-1R5N, er mælt DC viðnám 14,6mΩ og DC viðnám reiknað út frá vírþvermáli og lengd 12,1mΩ. Niðurstöðurnar sýna að þetta suðuþol er um 17% af heildar DC viðnáminu.

AC viðnám ACR hefur áhrif á húð og nálægð, sem mun valda því að ACR eykst með tíðni; við beitingu almennrar sprautu, vegna þess að AC hluti er miklu lægri en DC hluti, eru áhrifin af völdum ACR ekki augljós; en við létt álag, Vegna þess að DC hlutinn minnkar, er ekki hægt að hunsa tapið af völdum ACR. Húðáhrifin þýða að við AC aðstæður er straumdreifingin innan leiðarans misjöfn og einbeitt á yfirborði vírsins, sem leiðir til lækkunar á samsvarandi vírþversniðssvæði, sem aftur eykur samsvarandi viðnám vírsins með tíðni. Að auki, í vírvindu, munu aðliggjandi vírar valda viðbót og frádrátt segulsviða vegna straumsins, þannig að straumurinn er einbeittur á yfirborðið sem liggur að vírnum (eða lengsta yfirborðinu, allt eftir stefnu núverandi ), sem veldur einnig jafngildri vírhlerun. Fyrirbærið að svæðið minnki og samsvarandi viðnám aukist eru svokölluð nálægðaráhrif; í inductance beitingu fjöllaga vindu eru nálægðaráhrifin enn augljósari.

图片9  8

Mynd 8 sýnir tengsl milli AC viðnáms og tíðni vír-sárs SMD sprautu NR4018T220M. Við tíðnina 1kHz er viðnám um 360mΩ; við 100kHz hækkar viðnámið í 775mΩ; við 10MHz er viðnámsgildið nálægt 160Ω. Þegar kopartap er metið verður útreikningurinn að taka mið af ACR af völdum húð- og nálægðaráhrifa og breyta því í formúlu (3).

4. Mettunarstraumur (ISAT)

Mettunarstraumur ISAT er almennt hlutdrægni núverandi sem merktur er þegar inductance gildi er mildað eins og 10%, 30% eða 40%. Fyrir loftgap ferrít, vegna þess að mettunarstraumseinkenni þess er mjög hratt, er ekki mikill munur á milli 10% og 40%. Vísaðu til mynd 4. Hins vegar, ef það er járnduftkjarni (svo sem stimplaður spenna), er mettunarkúrfan tiltölulega mild, eins og sýnt er á mynd 9, hlutdrægni núverandi við 10% eða 40% af inductance deyfingu er mikið mismunandi, þannig að mettunarstraumsgildið verður rætt sérstaklega fyrir tvær gerðir járnkjarna sem hér segir.

Fyrir loftrýmisferrít er eðlilegt að nota ISAT sem efri mörk hámarks sprautustraums fyrir hringrásartæki. Hins vegar, ef það er járnduftkjarni, vegna hægrar mettunareinkenninnar, verður ekkert vandamál þó að hámarksstraumur umsóknarrásarinnar fari yfir ISAT. Þess vegna er þessi járnkjarnaeinkenni best við að skipta um breytiforrit. Undir miklu álagi, þó að sprautugildi sprautunnar sé lítið, eins og sést á mynd 9, er núverandi gáraþáttur hár, en núverandi þétti núverandi umburðarlyndi er hár, svo það mun ekki vera vandamál. Undir léttu álagi er sprautugildi sprautunnar stærra, sem hjálpar til við að draga úr gára straumi sprautunnar og dregur þannig úr járntapi. Mynd 9 ber saman mettunarstraumaferil TDK sárs ferríts SLF7055T1R5N og stimplaðs járn duft kjarna sprautu SPM6530T1R5M undir sama nafnvirði sprautu.

图片9   9

Mynd 9. Mettunarstraumaferill sárs ferríts og stimplaðs járnduftkjarna undir sama nafngildi inductans

5. Málstraumur (IDC)

IDC gildi er DC hlutdrægni þegar spenna hitastig hækkar í Tr˚C. Upplýsingarnar gefa einnig til kynna DC viðnámsgildi RDC við 20˚C. Samkvæmt hitastuðli koparvírsins er um 3.930 ppm, þegar hitastig Tr hækkar, er viðnámsgildi hans RDC_Tr = RDC (1 + 0.00393Tr) og orkunotkun þess er PCU = I2DCxRDC. Þetta kopartap dreifist á yfirborði sprautunnar og hægt er að reikna hitaviðnám ΘTH sprautunnar:

图片13(2)

Tafla 2 vísar til gagnablaðs TDK VLS6045EX seríunnar (6,0 × 6,0 × 4,5 mm) og reiknar hitauppstreymi við hitastigshækkun 40 ° C. Augljóslega, fyrir sprautur af sömu röð og stærð, er reiknaður hitauppstreymi næstum það sama vegna sama yfirborðsvarmaleiðslusvæðis; með öðrum orðum, má meta núverandi IDC mismunandi sprautur. Mismunandi röð (pakkningar) sprautur hafa mismunandi hitamótstöðu. Í töflu 3 er borinn saman hitauppstreymi viðspennu í TDK VLS6045EX röð (hálfhlífðar) og SPM6530 röð (mótaðar). Því stærri hitauppstreymi, því meiri hitastigshækkun sem myndast þegar sprautan flæðir um álagsstrauminn; annars, því lægra.

图片14  (2)

Tafla 2. Hitaviðnám VLS6045EX röð sprautur við hitastigshækkun upp á 40˚C

Það má sjá af töflu 3 að jafnvel þó stærð sprautunnar sé svipuð er hitamótstaða stimplaðra sprautunnar lítill, það er varmadreifingin er betri.

图片15  (3)

Tafla 3. Samanburður á hitauppstreymi viðnám mismunandi pakkadreifara.

 

6. Kjarnatap

Kjarnatap, nefnt járntap, stafar aðallega af hvirfilstraumstapi og hysteresis tapi. Stærð hvirfilstraums veltur aðallega á því hvort auðvelt er að „leiða“ kjarnaefnið; ef leiðni er mikil, það er mótspyrna er lítil, virðingarstraumstapið er hátt, og ef viðnám ferrítsins er mikið, er virðingarstraumstapið tiltölulega lítið. Tjón rafstraumsins tengist einnig tíðni. Því hærri sem tíðnin er, því meiri er virðingartapið. Þess vegna mun kjarnaefnið ákvarða rétta tíðni kjarna. Almennt séð getur vinnutíðni járnduftkjarna náð 1MHz og vinnutíðni ferríts getur náð 10MHz. Ef notkunartíðnin er meiri en þessi tíðni eykst virðingarstraumtapið hratt og hitastig járnkjarnans mun einnig aukast. En með hraðri þróun járnkjarnaefna ættu járnkjarnar með hærri tíðni að vera rétt handan við hornið.

Annað járntap er hysteresis tap, sem er í réttu hlutfalli við flatarmálið sem hysteresis ferillinn felur í sér, sem tengist sveiflu amplitude straumstraumsþáttar straumsins; því meiri AC sveifla, því meiri hysteresis tap.

Í samsvarandi hringrás sprautu er viðnám sem er tengt samhliða sprautunni oft notað til að tjá járntapið. Þegar tíðnin er jöfn SRF, þá eyðileggjast hvarfleiðni og rafrýmd viðbrögð og samsvarandi viðbrögð eru núll. Á þessum tíma jafngildir viðnám sprautunnar járntapviðnám í röð með vinduþolinu og járntapþolið er miklu stærra en vinduþolið, þannig að viðnám við SRF er um það bil jafnt viðnám járntapsins. Ef tekið er lágspennuspennu sem dæmi þá er járntapþol hennar um það bil 20kΩ. Ef virk gildi gildisspenna í báðum endum sprautunnar er áætluð 5V er járntap hennar um 1,25mW, sem sýnir einnig að því stærra sem járntapþolið er, því betra.

7. Skjöldur uppbygging

Umbúðir uppbyggingar ferrítsprautu innihalda óvarið, hálfvarið með segulími og varið og það er töluvert loftgap í hvorugu þeirra. Augljóslega mun lofthjúpurinn hafa segulleka og í versta falli mun það trufla nærliggjandi litlu hringrásirnar, eða ef segulmagnaðir efni eru í nágrenninu, verður sprautu þess einnig breytt. Önnur uppbygging umbúða er stimplað sprautujárn. Þar sem ekkert bil er innan sprautunnar og vinda uppbyggingin er solid er vandamálið við dreifingu segulsviðs tiltölulega lítið. Mynd 10 er notkun FFT-aðgerðar RTO 1004 sveiflusjásins til að mæla stærð segulsviðs lekans við 3 mm fyrir ofan og á hlið stimplaðs sprautunnar. Í töflu 4 er talinn upp samanburður á segulsviði leka mismunandi sprautur pakkningagerðar. Það má sjá að skothylki sem ekki eru hlífðar eru með alvarlegasta segulleka; stimplaðir sprautur hafa minnsta segulleka, sem sýnir bestu segulvarnaráhrifin. . Mismunur á magni segulsviðs leka sprautu þessara tveggja mannvirkja er um það bil 14dB, sem er næstum 5 sinnum.

10图片16

Mynd 10. Stærð segulsviðs lekans mæld 3mm fyrir ofan og hlið stimplaðs sprautunnar

图片17 (4)

Tafla 4. Samanburður á segulsviði leka mismunandi sprautur pakkningagerðar

8. tenging

Í sumum forritum eru stundum mörg sett af DC breytum á PCB, sem venjulega er raðað við hliðina á sér, og samsvarandi spennur þeirra eru einnig raðað við hliðina á hvor öðrum. Ef þú notar gerð sem er ekki hlífðar eða hálfhlífðar með segulími má spenna tengja saman til að mynda EMI truflun. Þess vegna er mælt með því að merkja spóluna við sprautuna fyrst og tengja upphafs- og vindupunktinn á innsta lagi sprautunnar við rofsspennu breytarans, svo sem VSW á spennubreytir, sem er hreyfanlegur punktur. Útgangsstöðin er tengd við úttaksþéttinn, sem er kyrrstæður punktur; koparvírvindan myndar því ákveðinn stig rafhlífarhlífar. Í hlerunarbúnaði margfaldarans hjálpar til við að festa skaut víddar við að laga stærð gagnkvæmrar sprautu og forðast óvænt EMI vandamál.

Umsóknir:

Í fyrri kafla var fjallað um kjarnaefni, pakkningagerð og mikilvæg rafeinkenni sprautunnar. Þessi kafli mun útskýra hvernig á að velja viðeigandi inductance gildi buck breytirins og sjónarmiðin við val á inductor sprautu.

Eins og sýnt er í jöfnu (5) munu sprautugildið og rofatíðni breytarans hafa áhrif á spólu gára núverandi (ΔiL). Spennu gára núverandi mun renna í gegnum framleiðsla þétti og hafa áhrif á gára núverandi framleiðsla þétta. Þess vegna mun það hafa áhrif á val á framleiðsla þétta og hafa frekari áhrif á gára stærð framleiðsluspennunnar. Ennfremur mun inductance gildi og output capacitance gildi einnig hafa áhrif á endurgjöf hönnunar kerfisins og dynamic svörun álagsins. Að velja stærra inductance gildi hefur minna streituálag á þéttinn og er einnig gagnlegt til að draga úr spennu gára og getur geymt meiri orku. Stærra inductance gildi gefur þó til kynna stærra magn, það er meiri kostnað. Þess vegna, þegar hannar breytirinn, er hönnun inductance gildi mjög mikilvægt.

图片18        (5)

Það má sjá af formúlu (5) að þegar bilið milli inngangsspennu og framleiðsluspennu er meira, verður spóluþrengingar meiri, sem er versta ástand sprautuhönnunarinnar. Samhliða annarri inductive greiningu ætti venjulega að velja inductance hönnunarpunkt stigstigs breytisins við skilyrði hámarks inntaksspennu og fulls álags.

Við hönnun á sprautugildinu er nauðsynlegt að skipta á milli spólu gára núverandi og spenna stærð, og gára núverandi þáttur (gára núverandi þáttur; γ) er skilgreindur hér, eins og í formúlu (6).

图片19(6)

Með því að skipta formúlu (6) út í formúlu (5) er hægt að tjá inductance gildi sem formúlu (7).

图片20  (7)

Samkvæmt formúlu (7), þegar munurinn á inn- og útspennu er meiri, er hægt að velja γ gildi stærra; þvert á móti, ef inn- og útspennan er nær, verður hönnun γ gildisins að vera minni. Til þess að velja á milli spennudreifis straumsins og stærðarinnar, samkvæmt hefðbundnu gildi hönnunarreynslu, er γ venjulega 0,2 til 0,5. Eftirfarandi er að taka RT7276 sem dæmi til að sýna útreikning á sprautu og vali á sprautum sem fáanlegar eru.

Hönnunardæmi: Hannað með RT7276 háþróaðri stöðugri á réttum tíma (Advanced Constant On-Time; ACOTTM) samstilltur niðurfellingarbreytir, skiptitíðni þess er 700 kHz, inntaksspennan er 4,5V til 18V og framleiðsluspenna er 1,05V . Fullur straumur er 3A. Eins og getið er hér að framan, verður aðdráttargildið að vera hannað við skilyrði hámarks inngangsspennu 18V og fulls álags 3A, gildi γ er tekið sem 0,35 og ofangreindu gildi er skipt út í jöfnu (7), inductance gildi er

图片21

 

Notaðu sprautu með hefðbundnu innduktu gildi 1,5 µH. Komið í stað formúlu (5) til að reikna út spenna gára straumsins á eftirfarandi hátt.

图片22

Þess vegna er hámarksstraumur sprautunnar

图片23

Og áhrifagildi sprautustraums (IRMS) er

图片24

Vegna þess að spenna gára hluti er lítill, er virk gildi sprautustraums aðallega DC hluti þess, og þetta virka gildi er notað sem grundvöllur við val á spenna spennu IDC. Með 80% afleitri (vanmyndandi) hönnun eru kröfur um inductance:

 

L = 1,5 µH (100 kHz), IDC = 3,77 A, ISAT = 4,34 A

 

Í töflu 5 eru tilgreindir sprautur í mismunandi seríum af TDK, svipaðar að stærð en mismunandi að pakkningagerð. Það má sjá frá töflunni að mettunarstraumur og einkunnstraumur stimplaðs sprautunnar (SPM6530T-1R5M) eru miklir og hitastigið er lítið og hitaleiðslan góð. Að auki, samkvæmt umfjölluninni í fyrri kafla, er kjarnaefni stimplaðs sprautunnar járnduftkjarni, þannig að það er borið saman við ferrítkjarna hálfhlífðar (VLS6045EX-1R5N) og hlífðar (SLF7055T-1R5N) sprautur með segulími. , Hefur góða DC hlutdrægni einkenni. Á mynd 11 er sýndur samanburður á skilvirkni mismunandi sprautur sem notaðar eru á RT7276 háþróaða stöðuga samstillta niðurleiðarbreytilinn á réttum tíma. Niðurstöðurnar sýna að skilvirkni munurinn á milli þriggja er ekki marktækur. Ef þú hugleiðir hitaleiðni, DC hlutdrægni einkenni og segulsvið dreifingu vandamál, er mælt með því að nota SPM6530T-1R5M sprautur.

图片25(5)

Tafla 5. Samanburður á inductances í mismunandi röð TDK

图片26 11

Mynd 11. Samanburður á breytni skilvirkni við mismunandi sprautur

Ef þú velur sömu pakkningagerð og inductance gildi, en smærri sprautur, svo sem SPM4015T-1R5M (4,4 × 4,1 × 1,5 mm), þó stærð þess sé lítil, en DC viðnám RDC (44,5mΩ) og hitauppstreymi viðnám ΘTH ( 51˚C) / W) Stærri. Fyrir breyti með sömu forskriftum er virk gildi straumsins sem sprautan þolir líka það sama. Augljóslega mun DC viðnám draga úr skilvirkni við mikið álag. Að auki þýðir stór hitauppstreymi lélegt hitaleiðni. Þess vegna er ekki aðeins nauðsynlegt að íhuga ávinninginn af minni stærð þegar þú velur sprautu heldur einnig að meta meðfylgjandi galla hennar.

 

Að lokum

Inductance er einn af algengu aðgerðalausu hlutunum í rofabreytingum, sem hægt er að nota til orkugeymslu og síunar. Hins vegar við hringrásarhönnunina er ekki aðeins spenna gildi sem þarf að huga að, heldur eru aðrar breytur þ.mt AC viðnám og Q gildi, núverandi umburðarlyndi, mettun járnkjarna og pakkningabygging osfrv., Allt breytur sem verða að koma til greina þegar spenna er valin. . Þessar breytur tengjast venjulega kjarnaefnið, framleiðsluferlið og stærð og kostnað. Þess vegna kynnir þessi grein einkenni mismunandi járnkjarnaefna og hvernig á að velja viðeigandi sprautu sem viðmið fyrir aflgjafahönnun.

 


Póstur: Jún-15-2021