Індуктыўнасць з'яўляецца важнай часткай крыніцы харчавання пастаяннага току. Пры выбары індуктыўнасці трэба ўлічваць шмат фактараў, такіх як значэнне індуктыўнасці, пастаяннае напружанне, памер і ток насычэння. Характарыстыкі насычэння індуктыўнасці часта не разумеюцца і выклікаюць праблемы. У гэтым артыкуле будзе абмеркавана, як індуктыўнасць дасягае насычэння, як насычэнне ўплывае на схему і метад выяўлення насычэння індуктыўнасці.
Прычыны насычэння індуктыўнасці
Спачатку інтуітыўна зразумейце, што такое насычэнне індуктыўнасці, як паказана на малюнку 1:
Малюнак 1
Мы ведаем, што калі праз шпульку на малюнку 1 прапускаецца ток, яна стварае магнітнае поле;
Магнітны стрыжань будзе намагнічвацца пад дзеяннем магнітнага поля, а ўнутраныя магнітныя дамены будуць павольна круціцца.
Калі магнітны стрыжань цалкам намагнічаны, кірунак магнітнага дамена супадае з кірункам магнітнага поля, і нават калі знешняе магнітнае поле павялічваецца, магнітны стрыжань не мае магнітнага дамена, які можа круціцца, і індуктыўнасць пераходзіць у насычаны стан.
З іншага пункту гледжання, на крывой намагнічанасці, паказанай на малюнку 2, залежнасць паміж шчыльнасцю магнітнага індукцыя B і напружанасцю магнітнага поля H адпавядае формуле справа на малюнку 2:
Калі шчыльнасць магнітнага патоку дасягае Bm, шчыльнасць магнітнага патоку больш не павялічваецца істотна з павелічэннем напружанасці магнітнага поля, і індуктыўнасць дасягае насычэння.
З залежнасці паміж індуктыўнасцю і пранікальнасцю µ мы бачым:
Калі індуктыўнасць насычаецца, µm значна змяншаецца, і ў рэшце рэшт індуктыўнасць значна зніжаецца, і здольнасць падаўляць ток губляецца.
Малюнак 2
Парады па вызначэнні насычэння індуктыўнасці
Ці ёсць якія-небудзь парады па ацэнцы насычэння індуктыўнасці ў практычных ужываннях?
Яго можна абагульніць на дзве асноўныя катэгорыі: тэарэтычныя разлікі і эксперыментальныя выпрабаванні.
☆Тэарэтычны разлік можна пачаць з максімальнай шчыльнасці магнітнага патоку і максімальнага індуктыўнага току.
☆Эксперыментальнае выпрабаванне ў асноўным сканцэнтравана на форме хвалі індуктыўнага току і некаторых іншых метадах папярэдняй ацэнкі.
Гэтыя метады апісаны ніжэй.
Разлічыце шчыльнасць магнітнага патоку
Гэты метад падыходзіць для распрацоўкі індуктыўнасці з выкарыстаннем магнітнага стрыжня. Параметры стрыжня ўключаюць даўжыню магнітнага контуру le, эфектыўную плошчу Ae і г.д. Тып магнітнага стрыжня таксама вызначае адпаведны клас магнітнага матэрыялу, а магнітны матэрыял улічвае страты ў магнітным стрыжні і шчыльнасць магнітнага патоку насычэння.
З дапамогай гэтых матэрыялаў мы можам разлічыць максімальную шчыльнасць магнітнага патоку ў адпаведнасці з фактычнай праектнай сітуацыяй наступным чынам:
На практыцы разлік можна спрасціць, выкарыстоўваючы ui замест ur; Нарэшце, параўноўваючы шчыльнасць магнітнага патоку насычэння, можна меркаваць, ці мае разлічаная індуктыўнасць рызыку насычэння.
Разлічыце максімальны індуктыўны ток
Гэты метад падыходзіць для праектавання схем непасрэдна з выкарыстаннем гатовых індуктыўных шпулек.
Розныя тапалогіі ланцугоў маюць розныя формулы для разліку індуктыўнага току.
Возьмем у якасці прыкладу мікрасхему Buck MP2145, яе можна разлічыць па наступнай формуле, а разліковы вынік можна параўнаць са значэннем індуктыўнасці, указаным у спецыфікацыі, каб вызначыць, ці будзе індуктыўнасць насычанай.
Мяркуючы па форме хвалі індуктыўнага току
Гэты метад таксама з'яўляецца найбольш распаўсюджаным і практычным метадам у інжынернай практыцы.
У якасці прыкладу для мадэлявання выкарыстоўваецца інструмент мадэлявання MPSmart, які выкарыстоўвае мікрасхему MP2145. З формы сігналу мадэлявання відаць, што калі індуктыўнасць не насычана, ток індуктыўнасці мае трохвугольную форму з пэўным нахілам. Пры насычэнні індуктыўнасць форма сігналу току індуктыўнасці будзе мець відавочныя скажэнні, выкліканыя памяншэннем індуктыўнасці пасля насычэння.
У інжынернай практыцы мы можам назіраць, ці ёсць скажэнне формы сігналу індуктыўнага току, грунтуючыся на гэтым, каб вызначыць, ці насычана індуктыўнасць.
Ніжэй прыведзена вымераная форма сігналу на дэманстрацыйнай плаце MP2145. Відаць, што пасля насычэння прысутнічаюць відавочныя скажэнні, што адпавядае вынікам мадэлявання.
Вымерайце, ці не награваецца індуктыўнасць анамальна, і прыслухайцеся да анамальнага свісту
У інжынернай практыцы існуе мноства сітуацый, калі мы можам не ведаць дакладны тып стрыжня, цяжка ведаць памер току насычэння індуктыўнасці, і часам нязручна правяраць ток індуктыўнасці; у гэты час мы таксама можам папярэдне вызначыць, ці адбылося насычэнне, вымераўшы, ці мае індуктыўнасць анамальнае павышэнне тэмпературы, або праслухаўшы, ці ёсць анамальны крык.
Тут прадстаўлены некалькі парад па вызначэнні насычэння індуктыўнасці. Спадзяюся, яны былі карыснымі.
Час публікацыі: 07 ліпеня 2023 г.
