L'induttanza hè una parte impurtante di l'alimentazione DC/DC. Ci sò parechji fattori da cunsiderà quandu si sceglie un induttore, cum'è u valore di l'induttanza, u DCR, a dimensione è a corrente di saturazione. E caratteristiche di saturazione di l'induttori sò spessu malinterpretate è causanu prublemi. Questu articulu discuterà cumu l'induttanza ghjunghje à a saturazione, cumu a saturazione affetta u circuitu è u metudu di rilevazione di a saturazione di l'induttanza.
Cause di saturazione di l'induttanza
Prima, capisce intuitivamente ciò chì hè a saturazione di l'induttanza, cum'è mostratu in a Figura 1:
Figura 1
Sapemu chì quandu una corrente passa per a bobina in a Figura 1, a bobina genererà un campu magneticu;
U core magneticu serà magnetizatu sottu l'azione di u campu magneticu, è i duminii magnetichi interni giraranu pianu pianu.
Quandu u core magneticu hè cumpletamente magnetizatu, a direzzione di u duminiu magneticu hè tutta a listessa chè u campu magneticu, ancu s'è u campu magneticu esternu hè aumentatu, u core magneticu ùn hà micca duminiu magneticu chì pò rotà, è l'induttanza entra in un statu saturatu.
Da un altru puntu di vista, in a curva di magnetizazione mostrata in a Figura 2, a relazione trà a densità di flussu magneticu B è a forza di u campu magneticu H currisponde à a formula à diritta in a Figura 2:
Quandu a densità di u flussu magneticu righjunghji Bm, a densità di u flussu magneticu ùn aumenta più significativamente cù l'aumentu di l'intensità di u campu magneticu, è l'induttanza righjunghji a saturazione.
Da a relazione trà l'induttanza è a permeabilità µ, pudemu vede:
Quandu l'induttanza hè saturata, i µm saranu assai ridutti, è infine l'induttanza serà assai ridutta è a capacità di supprimà a corrente serà persa.
Figura 2
Cunsiglii per determinà a saturazione di l'induttanza
Ci sò cunsiglii per ghjudicà a saturazione di l'induttanza in applicazioni pratiche?
Pò esse riassuntu in duie categurie principali: calculu teoricu è test sperimentali.
☆U calculu teoricu pò principià da a densità di flussu magneticu massima è a currente d'induttanza massima.
☆A prova sperimentale si cuncentra principalmente nantu à a forma d'onda di a currente d'induttanza è alcuni altri metudi di ghjudiziu preliminare.
Questi metudi sò descritti quì sottu.
Calcula a densità di flussu magneticu
Stu metudu hè adattatu per cuncepisce l'induttanza cù un core magneticu. I parametri di u core includenu a lunghezza di u circuitu magneticu le, l'area effettiva Ae è cusì via. U tipu di core magneticu determina ancu u gradu di materiale magneticu currispundente, è u materiale magneticu face e disposizioni currispundenti nantu à a perdita di u core magneticu è a densità di flussu magneticu di saturazione.
Cù questi materiali, pudemu calculà a densità di flussu magneticu massima secondu a situazione di cuncepimentu attuale, cum'è seguita:
In pratica, u calculu pò esse simplificatu, aduprendu ui invece di ur; Infine, paragunatu cù a densità di flussu di saturazione di u materiale magneticu, pudemu ghjudicà se l'induttanza cuncipita hà u risicu di saturazione.
Calcula a corrente d'induttanza massima
Stu metudu hè adattatu per cuncepisce circuiti direttamente aduprendu induttori finiti.
Diverse topologie di circuiti anu diverse formule per calculà a corrente d'induttanza.
Pigliate u chip Buck MP2145 cum'è esempiu, pò esse calculatu secondu a formula seguente, è u risultatu calculatu pò esse paragunatu cù u valore di specificazione di l'induttanza per determinà se l'induttanza serà saturata.
Ghjudicà da a forma d'onda di a corrente induttiva
Stu metudu hè ancu u metudu u più cumunu è praticu in a pratica di l'ingegneria.
Pigliendu MP2145 cum'è esempiu, u strumentu di simulazione MPSmart hè utilizatu per a simulazione. Da a forma d'onda di simulazione, si pò vede chì quandu l'induttore ùn hè micca saturatu, a currente di l'induttore hè un'onda triangulare cù una certa pendenza. Quandu l'induttore hè saturatu, a forma d'onda di a currente di l'induttore avarà una distorsione evidente, chì hè causata da a diminuzione di l'induttanza dopu a saturazione.
In a pratica di l'ingegneria, pudemu osservà s'ellu ci hè una distorsione di a forma d'onda di a currente d'induttanza basata annantu à questu per ghjudicà s'ellu l'induttanza hè saturata.
Quì sottu hè a forma d'onda misurata nantu à a scheda demo MP2145. Si pò vede chì ci hè una distorsione evidente dopu a saturazione, chì hè coerente cù i risultati di a simulazione.
Misurate se l'induttanza hè riscaldata in modu anormale è ascoltate un fischiu anormale.
Ci sò parechje situazioni in a pratica di l'ingegneria, pudemu ùn cunnosce micca u tipu esattu di core, hè difficiule di cunnosce a dimensione di a corrente di saturazione di l'induttanza, è qualchì volta ùn hè micca cunveniente di pruvà a corrente di l'induttanza; In questu mumentu, pudemu ancu determinà preliminarmente se a saturazione hè accaduta misurendu se l'induttanza hà un aumentu di temperatura anormale, o ascultendu se ci hè un urlu anormale.
Uni pochi cunsiglii per determinà a saturazione di l'induttanza sò stati introdutti quì. Spergu chì sia statu utile.
Data di publicazione: 07 lug 2023
