Pevná indukčná cievka

Menovitý prúd sa vzťahuje na maximálny dostupný prúd v konštrukcii a existujú dva typy: Isat a Irms, čo sú dva parametre, ktoré môžu inžinierov ľahko zavádzať. Pri výbere projektu nie je jasné, ktorý parameter sa má použiť na riadenie
Irms je prúd zvyšovania teploty a bežný štandard je prúd, keď teplota induktora stúpne na 40 stupňov, zatiaľ čo Isat je magnetický saturačný prúd. Keď sa induktorový prúd zvýši, indukčnosť induktora sa zníži a schopnosť induktora potlačiť zmeny prúdu sa zníži, čo vedie k abnormálnej prevádzke systému alebo vyhoreniu induktora. Pri výbere induktorov je potrebné riešiť tieto hlavné problémy:
1.Pri výbere indukčnosti je potrebné použiť menší parameter v Isat a Irms;
2.Výber indukčného prúdu sa vzťahuje na špičkový prúd počas prevádzky obvodového systému;
3. Pri výbere indukčného prúdu je dôležité venovať pozornosť potrebe návrhu zníženia výkonu, zvyčajne okolo 0.7.

DCR, tiež známy ako DC rezistor, je induktor, ktorý môže prechádzať cez DC, ale stále existuje jednosmerný odpor. Veľkosť DCR ovplyvní vykurovací výkon spôsobený prúdom prechádzajúcim cez induktor.

Hodnota Q, známa aj ako faktor kvality, je dôležitým parametrom pre meranie indukčných zariadení. Vzťahuje sa na pomer indukčnosti prezentovanej induktorom k jeho ekvivalentnej impedancii pri prevádzke pri určitej frekvencii striedavého napätia. Čím vyššia je hodnota Q induktora, tým menšia je jeho strata a vyššia účinnosť. Faktor kvality induktora súvisí s jednosmerným odporom drôtu cievky, dielektrickou stratou kostry cievky a stratami spôsobenými železným jadrom, tieniacim krytom atď.
Podľa rôznych scenárov použitia sa líšia aj požiadavky na faktor kvality Q. Napríklad v ladiacom obvode vyžaduje indukčná cievka vyššiu hodnotu Q, pretože čím vyššia je hodnota Q, tým menšia je strata obvodu a tým vyššia je účinnosť obvodu. Pre väzbovú cievku môže byť hodnota Q nižšia, ale pre nízkofrekvenčnú alebo vysokofrekvenčnú tlmivku ju možno vynechať.
V skutočnosti je však zlepšenie hodnoty Q často obmedzené niektorými faktormi, ako je jednosmerný odpor drôtu, dielektrická strata kostry cievky, straty spôsobené železným jadrom a tienením a vysokofrekvenčná prevádzka.
Kvôli kožnému efektu nemôže byť hodnota Q cievky veľmi vysoká, zvyčajne sa pohybuje v desiatkach až stovkách, maximálne len štyri až päťsto.

Vo všeobecnosti majú integrované obvody (IC), ktoré sa nachádzajú na trhu, spínaciu frekvenciu od 20 kHz do 2 MHz. V porovnaní s niektorými regulátormi, ktoré majú spínací frekvenčný rozsah len 30 až 55 kHz.
Tip: Ak chcete zabezpečiť vysokú úroveň spínacej frekvencie, môžete skúsiť použiť určité typy materiálov tlmivky:
● Používajte materiály ako ferit, práškové železo a špeciálne železné legované prášky (napríklad Superflux), aby ste zabezpečili splnenie požadovanej frekvencie.
● Ak požadujete, aby spínacia frekvencia bola medzi 100 a 1000 kHz, potom je možné použiť práškové železo aj feritové materiály.
● Pre spínacie frekvencie vyššie ako 1000 kHz sú najlepšou voľbou špeciálne železné legované prášky a feritové materiály.

Cieľom použitia induktora je znížiť stratu výkonu v aplikácii. Hodnota induktora je dôležitým faktorom, pretože je spojená so zvlneným prúdom, nežiaducim výstupným zvyškovým jednosmerným prúdom. Zvlnený prúd je nevyhnutný na pochopenie strát v jadre. Preto by ste mali mať na pamäti:
Tip:
● Keď je zvlnenie prúdu menšie, hodnota indukčnosti bude vyššia.
● Keď je zvlnenie prúdu vyššie, hodnota indukčnosti bude nižšia.
Pochopením spojenia medzi hodnotou indukčnosti a zvlneným prúdom budete mať lepšiu pozíciu na minimalizáciu strát energie.

Niektorí výrobcovia poskytujú simulačný softvér spolu s induktormi. Tento softvér umožňuje klientovi vypočítať zaťaženie induktora. Môžu vypočítať zaťaženie zvlneným prúdom, ako aj zaťaženie jednosmerným prúdom. Údaje však môžu byť nesprávne interpretované.
Tip: Je známe, že výkonové induktory majú samozahrievacie jednosmerné prúdy, ktoré sú vo všeobecnosti vyššie ako 104oF. Často sa hovorí, že saturačný prúd je vtedy, keď hodnota indukčnosti klesne o 10 %. Toto však nie je štandardne akceptovaná hodnota v dátových hárkoch, čo vedie k nesprávnej interpretácii. Preto dbajte na porozumenie špecifikáciám údajového listu.

Jednosmerný odpor je nevyhnutný pri určovaní strát zahrievaním drôtu. Je dôležité nájsť výkonový induktor s najmenším odporom. Mnohé aplikácie však vyžadujú induktory malých rozmerov, ktoré vyžadujú drôty s menším priemerom. Tieto drôty s menším priemerom zvyšujú odpor. Je potrebné urobiť kompromisy, aby sa minimalizoval odpor a napriek tomu sa zachovali možnosti ukladania energie.
Tip: Ak je veľkosť induktora správna, potom:
● Nízky jednosmerný odpor sa dosiahne s minimálnym nárastom teploty.
● Vysoké indukčnosti často vyžadujú iné materiály vodičov

Mnohokrát netienené výkonové induktory môžu spôsobiť problémy, keď sa vinutia magneticky spoja so susednými komponentmi a dráhami vodičov. Aby ste tomu zabránili:
Tip: Použite magneticky tienenú silovú tlmivku. Tiež sa uistite, že dizajn nemá dosky plošných spojov nad komponentom ani žiadne stopy pod komponentmi. To pomôže zabrániť magnetickému spojeniu umiestnením vzduchovej medzery medzi komponenty.