Выбор силового индуктора — это хитрость

В реальной конструкции источника питания выбор силового индуктора особенно важен. В преобразователях постоянного тока катушки индуктивности являются основными компонентами, уступающими только микросхемам. Более высокий КПД преобразования можно получить, выбрав соответствующий дроссель. Основными параметрами, используемыми при выборе индукторов, являются значение индуктивности, номинальный ток, сопротивление постоянному току и т. д. При выборе номинального тока силового индуктора в соответствии со спецификацией индуктора обнаруживается, что существует два типа номинального индуктора. ток индуктора, каково определение этих двух номинальных токов и как нам следует выбирать соответствующие параметры тока при выборе индуктора?
Пояснения к двум номинальным токам
1. Ток нагрева
В цепи постоянного тока при прохождении тока будет потребляться определенное количество мощности (медные потери + магнитные потери Coreloss), что приведет к повышению температуры индуктора. Как правило, рабочая температура индуктора имеет определенный диапазон, например, допустимая рабочая температура нашего индуктора: -40 градус - + 125 градус, температура окружающей среды: -40 градус - + 85 степень . Чтобы индуктор нормально работал в определенном температурном диапазоне, производитель индуктора указывает «номинальный ток, основанный на повышении температуры индуктора», то есть ток нагрева. Ограниченное значение этого параметра определяется в зависимости от теплового воздействия тока на индуктор. В руководствах по индукторам большинства компаний ток обозначается как Idc (постоянный ток).
Ток нагрева определяется как значение тока, проходящего через индуктор, когда температура индуктора повышается до 40 градусов в условиях естественного конвекционного охлаждения.
Определение тока нагрева у разных производителей может немного отличаться. При выборе устройства, пожалуйста, обратитесь к примечанию под таблицей данных.
Примечание. Оценка тока нагрева обычно представляет собой постоянный ток, поскольку постоянный ток не вызывает потерь в железе индуктора, тогда как оценка переменного тока намного сложнее.
2. Ток насыщения
Когда постоянный ток в индукторе увеличивается, значение проницаемости индуктивности будет постепенно уменьшаться, поэтому значение индуктивности будет медленно уменьшаться. Номинальный ток производителя индуктора основан на степени снижения значения индуктора. «Номинальный ток основан на скорости изменения значения индуктора», то есть тока насыщения. Большинство производителей индукторов используют постоянный ток через индуктор, когда значение индуктора падает на 20% в качестве номинального тока. На следующей диаграмме показана зависимость значения индуктивности от тока дросселя Wurth. Спецификация индуктивности устанавливает ток насыщения как значение тока, когда значение индуктивности падает на 10%, что составляет 16,6 А. Если ток насыщения установить на значение тока, когда индуктивность падает на 20%, он составит около 18,2А.
Как выбрать номинальный ток в конструкции
Ток нагрева – это оцениваемый тепловой эффект индуктора. Если использовать значение, превышающее этот параметр, индуктор перегреется.
Ток насыщения — это номинальный ток с индексом уменьшения значения индуктивности. При использовании импульсного источника питания за пределами этого диапазона управление IC может быть нестабильным из-за увеличения пульсаций тока.
Поэтому при фактическом использовании, проще говоря, в качестве расчетного предела обычно выбирается меньшее из двух значений тока. Например, номинальный ток четырех индуктивностей PLUSE на следующем рисунке, относительно небольшой из тока нагрева и тока насыщения, принимается в качестве номинального тока. (Обратите внимание на устройство PA1513.321: почему Irated не равен 45 А? Обратите внимание, что импульсный ток насыщения определяется как падение индуктивности на 20 %, а ток 41 А — это падение индуктивности только на 10 %.)
Чтобы сделать систему более надежной, в реальной конструкции обычно используется снижение номинальных характеристик более чем на 20%.