Blog
Lựa chọn cuộn cảm trong bộ nguồn chuyển mạch DC-DC
13 Jan 2024
1. Giới thiệu
Cuộn cảm được sử dụng rộng rãi trong thiết kế mạch và chức năng chính của chúng trong mạch bao gồm
lưu trữ năng lượng, lọc, nghẹt thở, cộng hưởng, khớp, v.v. Các thông số chính của

độ tự cảm như sau:


Bảng 1 Các thông số chính của điện cảm

KHÔNG.

Tên

Ý nghĩa

1
Độ tự cảm L

L càng lớn thì khả năng lưu trữ năng lượng càng mạnh, độ gợn càng nhỏ và điện dung lọc cần thiết càng nhỏ. Tuy nhiên, L càng lớn thì kích thước điện cảm thường được yêu cầu càng lớn, dẫn đến tăng DCR và giảm hiệu suất DC-DC, từ đó làm tăng chi phí của điện cảm.

2
Bản thân
hài hòa
Tính thường xuyên
f0

Do có điện dung ký sinh trong cuộn cảm nên tồn tại tần số tự cộng hưởng. Ngoài f0 này, độ tự cảm thể hiện hiệu ứng điện dung, trong khi dưới f0 này, độ tự cảm thể hiện hiệu ứng điện cảm (trở kháng tăng theo tần số).

3
DC
sức chống cự
DCR

Tổng điện trở DC của dây tráng men được sử dụng giữa các điện cực của sản phẩm. Theo W=I2R, DCR có thể gây tổn thất năng lượng, giảm hiệu suất DC-DC và cũng là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng nóng điện cảm.

4
điện trở xoay chiều
RAC

Giá trị điện trở của cuộn cảm ở tần số xác định, chủ yếu bao gồm điện trở DC của cuộn dây cảm ứng ( hiệu ứng da dưới AC), tổn thất lõi từ và tổn thất điện môi. RAC càng lớn thì giá trị Q càng cao .

5
Độ bão hòa
Isat hiện tại

Thường đề cập đến giá trị hiện tại DC tương ứng với độ tự cảm giảm 30%.


2, Tính độ tự cảm tối thiểu


Tính độ tự cảm tối thiểu và xét việc chia mạch chuyển đổi DC-DC thành mạch Buck và mạch Boost.

Tính giá trị độ tự cảm tối thiểu cho mạch Buck
Công thức tính độ tự cảm tối thiểu của mạch chuyển đổi Buck như sau:



trong đó:


Bảng 2 Ý nghĩa của thông số


Tên
Ý nghĩa
Vin
Điện áp đầu vào
Vout
Điện áp đầu ra
Fs
chuyển đổi thường xuyên
ΔTôi
Dòng điện cảm ứng cực đại
thông thường Δ Nếu tôi lấy "1/2" dòng điện định mức Irat thì công thức trên sẽ thay đổi như sau:


Tính giá trị độ tự cảm nhỏ nhất cho 2 mạch Boost
Công thức tính độ tự cảm tối thiểu của mạch chuyển đổi Boost như sau:




Dòng điện tối đa chạy qua mạch chuyển đổi DC-DC, Imax, theo Δ I lấy 50% dòng điện định mức Irat và công thức tính như sau:



3, Lựa chọn độ tự cảm



1. Tính giá trị điện cảm
Cần tính giá trị độ tự cảm dựa trên độ chính xác của độ tự cảm và để lại một mức nhất định.

Đối với cuộn cảm có độ chính xác 20%, nếu biên độ thiết kế là 5% thì giá trị điện cảm cần thiết kế là:



L = (1+20%+5%)*Lmin


2, Tính toán độ tự cảm danh nghĩa



Độ tự cảm thực tế được sử dụng sẽ lớn hơn một chút so với độ tự cảm mà chúng tôi đã tính toán và chúng tôi gọi nó là độ tự cảm danh nghĩa.

Lấy mạch Boost làm ví dụ, với điện áp đầu vào là 4,2V, tần số chuyển mạch là 1,2 MHz, dòng điện đầu ra là 500mA và điện áp đầu ra là 5V, độ tự cảm cần thiết là:


Vậy: L=2,24 μ H × 1,25=2,8 μ H. So với 2,8 μ Độ tự cảm danh định đối với H lớn hơn một chút là 3,3 μ H. Vì vậy độ tự cảm ngoài của DC-DC được chọn là độ tự cảm 3,3 μ H.


3, Tính toán dòng điện

Xác nhận rằng dòng điện bão hòa Isat của cuộn cảm đã chọn phải lớn hơn Imax và dòng điện tăng nhiệt độ phải lớn hơn dòng điện đầu ra. Yêu cầu hiện tại:


Imax=Iout+1/2×ΔI=Iout+1/4×Iout=1,25×Iout=1,25×0,5A=0,625A


4、LƯU Ý
Một. Tần số tự cộng hưởng f0 của cuộn cảm phải lớn hơn 10 lần tần số chuyển mạch Fs.
b. Đặt giá trị nhỏ hơn của dòng bão hòa Isat và dòng tăng nhiệt độ Irms.
c. Ở vùng dòng điện cao, DCR đóng vai trò quyết định và DCR càng lớn thì hiệu suất chuyển đổi càng thấp.
d. Cuộn cảm xếp chồng có khả năng tản nhiệt tốt hơn, giá trị ESR thấp hơn và chi phí thấp hơn so với cuộn cảm quấn, nhưng chúng có điện trở dòng điện thấp hơn cuộn cảm quấn.
đ. Việc chọn cuộn cảm có lớp chắn từ tính (tấm chắn hoặc lớp phủ dính từ tính) có thể cải thiện EMI.f một cách hiệu quả. Kích thước của cuộn cảm: Với cùng một độ tự cảm danh nghĩa, kích thước ảnh hưởng trực tiếp đến
chi phí lựa chọn vật liệu.
g. Độ bão hòa điện cảm có thể khiến dòng điện tăng mạnh, tăng nhiệt độ của cuộn cảm và ảnh hưởng đến tuổi thọ của các bộ phận khác.
Các thông số AC của cuộn cảm được đo ở tần số sóng hình sin 100K, trong ứng dụng thực tế cần xác nhận xem độ tự cảm có phù hợp hay không thông qua phép đo thực tế




bạn đang tìm kiếm thêm thông tin về sự chuyên nghiệp của EverExceed sản phẩm và giải pháp năng lượng? chúng tôi có một đội ngũ chuyên gia sẵn sàng giúp bạn luôn luôn. vui lòng điền vào mẫu và đại diện bán hàng của chúng tôi sẽ liên lạc với bạn trong thời gian ngắn
bản quyền © 2024 EverExceed Industrial Co., Ltd.Đã đăng ký Bản quyền.
để lại lời nhắn
everexceed
Nếu bạn quan tâm đến sản phẩm của chúng tôi và muốn biết thêm chi tiết, vui lòng để lại tin nhắn ở đây, chúng tôi sẽ trả lời bạn ngay khi có thể.

nhà

các sản phẩm