Bourns induktorok az energiaátalakítók számára
A cikk részletesen leírja az induktorok fő paramétereit és tervezési jellemzőit. Példák ezeknek az eszközöknek a kiválasztására egy átalakító DC / DC konverter számára. veszteségeiket kiszámítják, és röviden leírják a Bourns-induktorok néhány sorát.
Jelenleg az elektronikai termékek egyre több villamos energiát fogyasztanak. Ugyanakkor a méreteik csökkentésére vonatkozó követelmények is növekednek, ami az energiaátalakítók működési frekvenciájának növekedését vonja maga után. Induktorok, az egyik fő összetevője a feszültség szabályozót használnak szinte minden áramforrást, bárhol is használják: az autóipari és a fogyasztói elektronika, valamint az ipari alkalmazásokban. Mivel a hagyományos technológiával gyártott induktív elemek esetleg nem felelnek meg a modern termékekkel szemben támasztott követelményeknek, a Bourns számos sorozatot készített ezekből a készülékekből, amelyekben az egyenáram elérte a 60 A-ot.
Annak ellenére, hogy a jelenlegi piacon jelen van a nagyszámú induktor, a következő generációs teljesítmény-átalakító választása nem mindig egyszerű feladat a fejlesztő számára. Az induktor megfelelő kiválasztásához meg kell határozni paramétereit: elektromágneses sugárzást, névleges áramot, maganyagot és veszteségeket, működési hőmérsékletet és telítési áramot. A legjobb induktivitás tekercs kiválasztásakor a fenti paraméterek szerepét, illusztráljuk példákkal, leírjuk a Bourns eszközök használatának és előnyeinek - méreteiket, paramétereit, egyszerű használatát - a különböző alkalmazásokhoz.
FIZIKAI ALAPÍTVÁNYOK
Röviden írja le az induktor fizikai törvényeit. Habár sokan még az intézeti padon is ismertek, emlékeztetjük őket, további megbeszélésekre lesz szükségük. Tehát az induktor az elektromos áramkör része, amely az energiát a mag mágneses mezőjében tárolja.
Az induktivitáson átfolyó áram mágneses fluxust hoz létre. Miközben a kulcs nyitva van, és az induktivitás a feszültséghez kapcsolódik, az induktivitáson átfolyó áram nő. Ha az induktivitást leválasztják a hálózatról, áramforrássá válik; ennek megfelelően a magban levő mágneses fluxus csökken. Ha az induktivitáson átfolyó áram nem csökken nullára, feltételezzük, hogy az áramkör folyamatos áramfelvételben működik. Az induktivitás feszültsége változik az áramváltással párhuzamosan. Ebben az esetben az áram és a feszültség nem egyeznek meg a fázisban - a feszültség 180 ° -kal haladja meg az áramot.
SCREENING
Mielőtt kiválasztaná az induktivitót, szükséges olyan alkatrészeket és áramköröket elhelyezni, amelyek érzékenyek a nyomtatott áramköri kártya interferenciájára. E probléma megoldásánál a kapcsolódás más árnyékolatlan komponensekkel és kontúrokkal történik. Ellenkezőleg, a nem árnyékolt eszközöket erős mágneses kapcsolat jellemzi más komponensekkel és áramköri áramkörökkel.
Az árnyékolt induktorok nagy méretűek és költségűek, jellemzően az induktivitás meglehetősen gyors csökkenése a növekvő áramerősséggel. A legalacsonyabb telítési árammal is rendelkeznek. Az árnyékolatlan induktorok olcsóbbak, kisebb méreteik és nagyobb telítési áramuk van. Azonban ezeknek az előnyöknek egyes esetekben nem számít, ha a zajelégtelenség növekedése előtérbe kerül. A félig árnyékolt alkatrészek a fenti lehetőségek közötti kompromisszumot jelentenek.
Alternatív megoldásként a toroid maggal rendelkező tekercsek tekercsekké válhatnak. Az ilyen induktor jellemzője egy árnyékolt, és a magban levő légrés magas áramértéket biztosít.
NOMINÁLIS CURRENT INDUCT COILS
Ha egy változó vagy lüktető áram áramlik az induktivitáson, akkor veszteség keletkezik benne. Állandó állapotban a névleges egyenáram egyenlő az effektív Irms árammal, ami a fojtószelep hőmérsékletét 20-40 ° C-kal növeli. Valójában ez az az áram, amelyen ugyanaz az árameloszlás fordul elő az induktoron. Ez a meghatározás helyes, ha az áram hullámzása kicsi, és a magveszteség elhanyagolható. Néha az Irms induktor az induktor rms vagy kimeneti áramának minősül.
alapanyag és veszteségek
A magvesztés a maganyag és a keresztmetszeti terület megválasztásától függ, ugyanúgy, mint a pulzáló áram és a kapcsolási frekvencia. Az induktor veszteségeit a magban és a tekercsben bekövetkező veszteségek határozzák meg. A magvesztés meghatározása a magban tárolt energiának a rácshoz való csatlakozása során keletkező különbsége és az energia, amelyet a mag az áramkörhöz küldött, amikor le van választva a hálózatról. A 2. táblázat az anyagveszteséget mutatja az anyagtól függően. Az induktor teljes veszteségét a magban és a tekercsben lévő veszteségek összegzésével határoztuk meg. Ez utóbbit a P = I2R kifejezés határozza meg.
KÁRTYA HŐMÉRSÉKLET ÉS TELJESÍTMÉNY
Az üzemi hőmérséklet tartomány kiválasztásánál figyelembe kell venni, hogy általában nem esik egybe a környezeti hőmérséklet tartományával, amelyen az induktor működik. Például ha az induktivitás üzemi hőmérséklet-tartománya -40 ... 125 ° C-n belül jelentkezik, és önmelegedése 40 ° C, akkor a környezeti hőmérséklet tartománya -40 ... 85 ° С. Ne feledje, hogy csak a felső hőmérsékleti határérték változik, az alsó nem változik.
Ily módon, amikor a telítési áram az induktor mag nem a telítési állapot, amikor annak induktivitása nullához közelít, és egyenlővé válik induktivitásmag egy nemmágneses. A fejlesztőnek figyelembe kell vennie ezt az értéket a konverter induktivitásának maximális csúcsáramaként. Figyeljünk egy másik körülményre: ha nagy áram folyik eléggé az induktoron, akkor mind a mag és a tekercs károsodhat a túlmelegedés miatt. A túlmelegedés a legtöbb esetben korlátozza a működést.
PÉLDA AZ INDUKCIÓS HORDOZÓK KIVÁLASZTÁSÁRA
Tekintsük a DC / DC lefelé konvertáló induktor kiválasztásának folyamatát. A konverter működési paraméterei a következők:
- Bemeneti feszültség Vin = 8-12 V;
- kimeneti feszültség VO = 5 V;
- kimeneti áram IO = 0,5-2 A;
- Működési frekvencia: fswitch = 250 kHz.
A konverter folyamatos árammal működik, azaz A fojtószelepben lévő áram nem csökken nullára. A megadott információ elegendő egy induktivitás kiválasztásához. Vegye figyelembe a lépésenkénti kiválasztási folyamatot.
1. Számolja ki az időszakot.
2. Határozza meg a minimális töltési tényezőt.
3. A S gomb megnyitása
4. A folyamatos feszültség folyamatos áramfelvétele általában nem haladja meg a maximális kimeneti áram 30% -át.
5. A feszültségcsökkenés az induktoron belül a legnagyobb bemeneti és kimeneti feszültség közötti különbség.
6. Az induktivitás minimális értéke.
7. Figyelembe véve a névleges érték 20% -ának lehetséges eltérését és az induktivitás csökkenését 10-35% -kal a csúcsáramban. Számos névleges érték közül választunk egy 33 μH induktivitású tekercset. Ez a minimális érték egy folyamatos áram üzemmód biztosításához.
8. A csúcsáram nagysága megtalálható a relációból.
AZ OPTIMUM INDUKTŐVEZETÉK KIVÁLASZTÁSA
Az ebben a részben található összes információ megtalálható a cég katalógusában. A Bourns széles körű induktivitást kínál. Névleges értékük 0,1 μH 15 mH-n belül van és a névleges áram 60 mA tartományban változik. 43 A (SLE); míg a telítettségi áram elérte a 65 A-ot. A kívánt tekercs kiválasztása ebből a készletből több egymást követő lépést kell végezni. Az alábbiakban Bourns által kínált választási módszer áll rendelkezésre.
1. Válassza ki azokat a komponenseket, amelyek megfelelnek a maximális áramigénynek.
2. Válasszon az induktivitáshoz szükséges induktorokat.
3. Végezze el a választást a tekercs szükséges ellenállásának kiválasztásához (DC ellenállás).
4. A keresési tartomány további szűkítéséhez válasszon egy olyan induktort, amely alkalmas a mag típusára vagy típusára.
5. Válassza ki a tekercs nevet a katalógusból.
6. Szükség esetén használja a kereszthivatkozási táblázatot a legújabb termékekkel.
AZ ÚJ TERMÉKEK KÖRNYEZETEI
Sorozat SDR. Árnyékolt teljesítményű induktorok felületi szereléshez. Az induktivitás névleges értékei 0,68 μH ... 15 mH tartományban vannak, az aktuális érték pedig 0,06-16 A. Az induktivitás tekercsét különféle formájúak - kerek, ovális, téglalap alakúak; a ház minimális magassága: 2,2 mm.
SRN sorozat. Félig árnyékolt teljesítményű induktorok felületi szereléshez. A tekercseket mágneses epoxigyanta tölti be, amely a képernyő szerepet játszik. Elektromágneses sugárzása észrevehetően alacsonyabb, mint a nem árnyékolt induktoroké. Kedvezőbbek és kevésbé helyet foglalnak a fedélzeten az árnyékolt induktorokhoz képest. Minimális induktivitás: 1 mm. Az induktivitás sorozat névleges értékeinek tartománya: 0,5470 μH. A maximális áram 10 A.
SRR sorozat. Árnyékolt teljesítményű induktorok kerek és téglalap alakú burkolatokhoz. A sorozat névleges induktivitási tartománya 0,4715000 μH. Tekercsáram: 0,07-20 A. A sorozat készülékei jól alkalmazhatók hordozható technológiákhoz, LCD kijelzőkhöz, lejátszókhoz stb. Az induktivitás tekercsek megfelelnek az RoHS irányelv követelményeinek.
SRU sorozat. Az árnyékolt induktorok új sorozata. Ezek alakja közel van a kerekhez, ami egyszerűsíti a felszerelést, és a test minimális magassága eléri a 0,9 mm-t. Ezeknek az induktoroknak az egyedülálló tulajdonsága, hogy a sorozat számos elemének ugyanaz a méretei vannak a lemezre történő szereléshez, amely lehetővé teszi az eszközök cseréjét anélkül, hogy módosítaná a kártyát. A ház nyolcszögletű alakja lehetővé teszi a telepítést hibák nélkül, és kényelmes a szállításhoz is - csökkenti a komponensek forgatásának lehetőségét szalagos csomagolásban. Megjegyezzük, hogy az árnyékolt nagy teljesítményű induktivitás tekercsek egyre népszerűbbek a különböző alkalmazásokban.
SRP sorozat. Mivel az ilyen típusú tekercseket legfeljebb 5 MHz frekvenciájú áramkörökre tervezték, ezek tekercselése nem kerek, hanem sík huzal. Az ilyen tekercselés biztosítja az eszközök tömörségét; lapos alakúak, így egymásra helyezhetők. A lapos huzalból való tekercselés lehetővé teszi a kötet 95% -ának használatát, ami egyértelműen meghaladja a 70% -os felhasználási sebességet, amikor kerek vezetéket használnak. Ezenkívül a lapos huzalnak nagy a felülete, ami csökkenti a váltakozó áram ellenállását. Ez különösen nagy frekvencián észrevehető, amikor a felületi hatás hatással van arra, amelynek hatására az áram a vezeték belső részéből elmozdul és felszínén eloszlik.
Adjunk egy példát. Ugyanez a keresztmetszeti terület 0,64 mm2, a tekercs felületének területe 4,64 mm2, a kerek felület pedig 2,83 mm2. Az induktor préselt magja lehetővé teszi a térfogat és méret maximális kihasználását. A mag belsejében lévő tér mágneses anyaggal van feltöltve, ami növeli az induktivitást, és egyidejűleg pajzsként szolgál.
Jelenleg a cég felkészül arra, hogy több mint két tucat új teljesítménykábel-sorozatot vezessen be a felszíni szereléshez. Ezek közül sokan kifejezetten az autóipari elektronikához készültek. Árnyékolt és árnyékolatlan kivitelben készülnek, és megfelelnek az AEC-Q200 szabvány követelményeinek.
BOURNS ORDERING SOLUTIONS
Több mint 40 éves tapasztalatát kiegészítve a korpuszok gyártásában és fejlesztésében a Bourns megvásárolta az elektromágneses komponensek felosztását a J.W. Miller, amely mögött már 70 éves vezetés van az induktorok piacán. A Bourns tapasztalat lehetővé teszi az eszközök fejlesztését és gyártását az ügyfél kérésére. Az egész folyamat mindössze 6-8 hétig tart. A cég mérnökeinek magas szintű képzettsége lehetővé teszi számunkra, hogy olyan induktorokat fejlesszünk ki, amelyek megfelelnek az összes ügyfél igényének, áram, induktivitás, magtípus és ház.
KÖVETKEZTETÉS
A hordozható elektronikai piac modern igényeinek kielégítése érdekében növelni kell a megbízhatóságot és csökkenteni kell az induktivitás tekercsek méretét. A munka fizikai elveinek megértése lehetővé teszi, hogy kiválassza a megfelelő teljesítmény-induktivitást, és nem vezetett találgatásokat. A Bourns hírneve nem hagy kétséget afelől, hogy termékei megfelelnek az összes követelménynek, beleértve a módosítások rugalmasságát, a szabványos szerelési méreteket, a tömörséget stb. A vállalat szakemberei minden ügyfél számára optimális megoldásokat találhatnak.