Tehokelan valinta on temppu

Varsinaisessa teholähteen suunnittelussa tehoinduktorin valinta on erityisen kriittinen. DC-DC-muuntimissa induktorit ovat ydinkomponentteja toiseksi vain ics:n jälkeen. Suurempi muunnostehokkuus voidaan saavuttaa valitsemalla sopiva kela. Induktorien valinnassa käytetyt pääparametrit ovat induktanssiarvo, nimellisvirta, tasavirtaresistanssi jne. Tehokelan nimellisvirtaa valittaessa induktorin spesifikaation mukaan havaitaan, että nimellisvirtaa on kahdenlaisia. induktorin virta, mikä on näiden kahden nimellisvirran määritelmä ja kuinka meidän tulisi valita sopivat virtaparametrit kelaa valittaessa?
Kahden nimellisvirran selitys
1. Lämmitysvirta
DC-DC-piirissä, kun virta kulkee läpi, kuluu tietty määrä tehoa (Copperloss+ magneettihäviö Coreloss), mikä saa kelan lämpötilan nousemaan. Yleensä induktorin käyttölämpötilalla on tietty alue, kuten kelan sallittu käyttölämpötila: -40 astetta - + 125 astetta, ympäristön lämpötilaa: -40 astetta - + 85 tutkinto. Jotta kela toimisi normaalisti tietyllä lämpötila-alueella, induktorin valmistaja antaa "nimellisvirran kelan lämpötilan nousun perusteella", eli lämmitysvirran. Tämän parametrin rajoitettu arvo määräytyy kelaan kohdistuvan virran lämpövaikutuksen mukaan. Useimpien yritysten induktorikäsikirjoissa virtaa edustaa Idc (DC virta).
Lämmitysvirta määritellään virran arvoksi, joka kulkee induktorin läpi, kun induktorin lämpötila nousee 40 asteeseen luonnollisessa konvektiojäähdytysolosuhteissa.
Eri valmistajien lämmitysvirran määritelmä voi olla hieman erilainen. Kun valitset laitetta, katso yksityiskohtaisesti tietotaulukon alla olevaa huomautusta.
Huomautus: Lämmitysvirran arviointi on yleensä tasavirtaa, koska tasavirta ei aiheuta rautahävikkiä kelaan, jos AC-virran arviointi on paljon monimutkaisempaa.
2. Kyllästysvirta
Kun DC-virta induktorissa kasvaa, induktanssin permeabiliteetin arvo pienenee vähitellen, joten induktanssin arvo pienenee hitaasti. Induktorin valmistajan nimellisvirta perustuu kelan arvon laskun asteeseen. "Nimellisvirta perustuu induktorin arvon muutosnopeuteen", eli kyllästysvirta, useimmat kelan valmistajat käyttävät DC-virtaa induktorin läpi, kun induktorin arvo putoaa 20 % nimellisvirtana. Seuraavassa kaaviossa näkyy Wurthin induktorin induktanssiarvo vs. virta. Induktanssispesifikaatio asettaa kyllästysvirran virran arvoksi, kun induktanssiarvo laskee 10 %, mikä on 16,6 A. Jos kyllästysvirta asetetaan virran arvoon, kun induktanssi putoaa 20 %, se on noin 18,2 A.
Kuinka valita nimellisvirta suunnittelussa
Lämmitysvirta on induktorin lämpövaikutus. Jos sitä käytetään tämän parametrin ulkopuolella, kela ylikuumenee.
Kyllästysvirta on nimellisvirta, jonka indeksinä on induktanssiarvon lasku. Hakkuriteholähteessä, jos sitä käytetään tämän alueen ulkopuolella, IC-ohjaus voi olla epävakaa aaltoiluvirran lisääntymisen vuoksi.
Siksi varsinaisessa käytössä, yksinkertaisesti sanottuna, suunnittelurajaksi valitaan yleensä pienempi kahdesta virta-arvosta. Esimerkiksi seuraavan kuvan neljän PLUSE-kelan Irated, suhteellisen pieni lämmitysvirta ja kyllästysvirta otetaan nimellisvirraksi. (Huomaa PA1513.321-laite, miksi Irated ei ole 45A? Huomaa, että pulssikyllästysvirta määritellään 20 prosentin induktanssin pudotukseksi, 41A on vain 10 prosentin induktanssin pudotus.)
Järjestelmän luotettavuuden parantamiseksi varsinaisessa suunnittelussa sitä käytetään yleensä yli 20 % alentamiseen.