Pevná indukční cívka

Jmenovitý proud se vztahuje k maximálnímu dostupnému proudu v návrhu a existují dva typy: Isat a Irms, což jsou dva parametry, které mohou inženýry snadno uvést v omyl. Při výběru projektu není jasné, který parametr použít pro řízení
Irms je proud nárůstu teploty a běžným standardem je proud, když teplota induktoru stoupne na 40 stupňů, zatímco Isat je proud magnetické saturace. Když se proud induktoru zvýší, indukčnost induktoru se sníží a schopnost induktoru potlačit změny proudu se sníží, což vede k abnormálnímu provozu systému nebo vyhoření induktoru. Při výběru induktorů je třeba vyřešit následující hlavní problémy:
1.Při volbě indukčnosti je nutné vycházet z menšího parametru v Isat a Irms;
2.Výběr indukčního proudu se týká špičkového proudu během provozu obvodového systému;
3. Při výběru indukčního proudu je důležité věnovat pozornost potřebě návrhu snížení výkonu, obvykle kolem 0.7.

DCR, také známý jako DC rezistor, je induktor, který může procházet DC, ale stále existuje DC odpor. Velikost DCR ovlivní topný výkon způsobený proudem procházejícím induktorem.

Hodnota Q, známá také jako faktor kvality, je důležitým parametrem pro měření indukčních zařízení. Vztahuje se k poměru indukčnosti prezentované induktorem k jeho ekvivalentní impedanci při provozu při určité frekvenci střídavého napětí. Čím vyšší je hodnota Q induktoru, tím menší je jeho ztráta a vyšší účinnost. Faktor kvality induktoru souvisí se stejnosměrným odporem drátu cívky, dielektrickými ztrátami kostry cívky a ztrátami způsobenými železným jádrem, stínícím krytem atd.
Podle různých scénářů použití se také liší požadavky na faktor kvality Q. Například v ladícím obvodu vyžaduje indukční cívka vyšší hodnotu Q, protože čím vyšší je hodnota Q, tím menší je ztráta obvodu a tím vyšší je účinnost obvodu. U vazební cívky může být hodnota Q nižší, ale u nízkofrekvenční nebo vysokofrekvenční tlumivky ji lze vynechat.
Ve skutečnosti je však zlepšení hodnoty Q často omezeno některými faktory, jako je stejnosměrný odpor drátu, dielektrická ztráta kostry cívky, ztráty způsobené železným jádrem a stíněním a vysokofrekvenční provoz.
Kvůli skin efektu nemůže být hodnota Q cívky příliš vysoká, obvykle se pohybuje v řádu desítek až stovek, maximálně jen čtyři až pět set.

Obecně platí, že integrované obvody (IC), které se nacházejí na trhu, mají spínací frekvenci od 20 kHz do 2 MHz. Ve srovnání s některými regulátory, které mají pouze spínací frekvenční rozsah 30 až 55 kHz.
Tip: Chcete-li zajistit vysoké úrovně spínací frekvence, můžete zkusit použít určité typy materiálů induktorů:
● Používejte materiály, jako je ferit, práškové železo a speciální železné legované prášky (jako je Superflux), abyste zajistili, že bude možné splnit požadovanou frekvenci.
● Pokud požadujete, aby spínací frekvence byla mezi 100 a 1000 kHz, pak je možností použití práškového železa i feritových materiálů.
● Pro spínací frekvence vyšší než 1000 kHz jsou nejlepší volbou speciální železné legované prášky a feritové materiály.

Cílem použití induktoru je snížit ztrátu výkonu v aplikaci. Hodnota induktoru je důležitým faktorem, protože je spojena se zvlněným proudem, nežádoucím reziduálním stejnosměrným výstupem. Zvlnění proudu je nezbytné pro pochopení ztrát jádra. Proto byste měli mít na paměti:
Spropitné:
● Když je zvlnění proudu menší, hodnota indukčnosti bude vyšší.
● Když je zvlnění proudu vyšší, hodnota indukčnosti bude nižší.
Když pochopíte souvislost mezi hodnotou indukčnosti a zvlněným proudem, budete v lepší pozici pro minimalizaci ztrát výkonu.

Někteří výrobci poskytují simulační software spolu s induktory. Tento software umožňuje klientovi vypočítat zatížení induktoru. Mohou vypočítat zatížení zvlněním proudu i zatížení stejnosměrným proudem. Údaje však mohou být chybně interpretovány.
Tip: Je známo, že výkonové induktory mají samozahřívací stejnosměrné proudy, které jsou obecně vyšší než 104oF. Často se říká, že saturační proud je, když hodnota indukčnosti klesne o 10 %. Toto však není standardně akceptovaná hodnota v datových listech, což vede k nesprávné interpretaci. Dbejte proto na to, abyste porozuměli specifikacím datového listu.

Stejnosměrný odpor je zásadní pro stanovení ztrát ohřevem drátu. Je důležité najít výkonovou tlumivku s nejmenším odporem. Mnoho aplikací však vyžaduje induktory malých rozměrů, které vyžadují dráty s menším průměrem. Tyto dráty s menším průměrem zvyšují odpor. Je třeba provést kompromisy, aby se minimalizoval odpor a přesto zůstaly zachovány možnosti ukládání energie.
Tip: Pokud je velikost induktoru správná, pak:
● Nízký DC odpor bude dosažen s minimálním nárůstem teploty.
● Vysoké indukčnosti často vyžadují jiné materiály vodičů

Mnohokrát nestíněné výkonové induktory mohou způsobit problémy, když se vinutí magneticky spojí se sousedními součástmi a dráhami vodičů. Chcete-li tomu zabránit:
Tip: Použijte magneticky stíněnou silovou tlumivku. Také se ujistěte, že návrh nemá desky plošných spojů nad součástkou ani žádné stopy pod součástmi. To pomůže zabránit magnetickému spojení umístěním vzduchové mezery mezi komponenty.