Калькулятор тока в индукторе и максимальной мощности

Индукторы, используемые в переключаемых модулях питания и топологиях降压- или升压-регуляторов, обычно питаются импульсами напряжения. Ток в индукторе линейно увеличивается по закону наклона в зависимости от времени, когда напряжение на нем постоянное. Таким образом, чем дольше длительность импульса, тем выше будет достигать мгновенный ток.

Ipk = V*Ton/L

Например, предполагая нулевой начальный ток, если на индуктор 1 мГн приложено напряжение 10 В в течение 1 мс, то через 1 мс ток будет:

Ipk = 10 В * 1 мс / 1 мГн = 10 А,

Таким образом, мы видим, что ток может быстро возрастать в типичном индукторе.

Поскольку мощностные индукторы используют какой - то материал ядра, чтобы увеличить индуктивность по сравнению с простой воздушной катушкой, большинство индукторов и транзисторов насыщаются, если ток превышает номинальный ток насыщения. Насыщение - это точка, при которой ядро теряет свою эффективность и начинает вести себя как "воздух". Поскольку воздушные катушки имеют меньшую индуктивность (именно поэтому мы используем ядро), индуктивность резко падает, а ток резко возрастает в соответствии с вышеприведенным уравнением. Незконтролируемое возрастание тока имеет тенденцию вызывать перегрев и поломку MOSFET. На самом деле, если вы питаете катушку с помощью MOSFET и он перегревается, то, вероятно, это проблема насыщения, которую можно решить, используя индуктор с более высоким показателем токанасыщения.

Возникают следующие вопросы: если вы используете катушку и питаете ее в несухаристом режиме, то есть ток полностью разряжается на каждом цикле: Какова максимальная длительность импульса, которую вы должны использовать? Сколько мощности передается в катушку?

Уравнения

Эти уравнения предполагают, что катушка полностью расходует весь ток на каждом цикле.

F_min = 1/(2*Ton_max)

Ipk = V*Ton/L

Ton_max = I_sat*L/V

Irms = Ipk/sqrt(3),

Vrms = Vpk*sqrt(Duty_Cycle)

P = I*V*sqrt(Duty_Cycle)/sqrt(3)

В случае доли цикла 50%

P = I*V/sqrt(6)

E = L*I^2/2