Sabit Endüktans Bobini

Nominal akım, tasarımda mevcut maksimum akımı ifade eder ve mühendisleri kolayca yanıltabilecek iki parametre olan Isat ve Irms olmak üzere iki türü vardır. Bir proje seçerken kontrol için hangi parametrenin kullanılacağı belli değil
Irms sıcaklık artış akımıdır ve ortak standart indüktör sıcaklığı 40 dereceye yükseldiğinde oluşan akımdır, Isat ise manyetik doyma akımıdır. İndüktör akımı arttığında, indüktörün endüktansı azalacak ve indüktörün akım değişikliklerini bastırma yeteneği azalacak, bu da anormal sistem çalışmasına veya indüktörün yanmasına yol açacaktır. İndüktörleri seçerken aşağıdaki ana konuların ele alınması gerekir:
1. Endüktansı seçerken Isat ve Irms'deki daha küçük parametreye başvurmak gerekir;
2. Endüktans akımının seçimi, devre sisteminin çalışması sırasındaki tepe akımını ifade eder;
3. Endüktans akımını seçerken, genellikle 0.7 civarında bir değer kaybı tasarımı ihtiyacına dikkat etmek önemlidir.

DC direnci olarak da bilinen DCR, DC'den geçebilen bir indüktördür ancak yine de bir DC direnci vardır. DCR'nin boyutu, indüktörden geçen akımın neden olduğu ısıtma gücünü etkileyecektir.

Kalite faktörü olarak da bilinen Q değeri, endüktif cihazların ölçümünde önemli bir parametredir. Belirli bir AC voltajı frekansında çalışırken, bir indüktör tarafından sunulan endüktansın eşdeğer empedansa oranını ifade eder. Bir indüktörün Q değeri ne kadar yüksek olursa kaybı o kadar küçük ve verimliliği de o kadar yüksek olur. Bir indüktörün kalite faktörü, bobin telinin DC direnci, bobin iskeletinin dielektrik kaybı ve demir çekirdeğin, koruyucu kapağın vb. neden olduğu kayıplarla ilgilidir.
Farklı kullanım senaryolarına göre kalite faktörü Q'nun gereksinimleri de farklıdır. Örneğin, ayarlama devresinde endüktans bobini daha yüksek bir Q değeri gerektirir çünkü Q değeri ne kadar yüksek olursa devre kaybı o kadar küçük olur ve devrenin verimliliği de o kadar yüksek olur. Bağlantı bobini için Q değeri daha düşük olabilir, ancak düşük frekanslı veya yüksek frekanslı bobin için bu değer ihmal edilebilir.
Ancak gerçekte Q değerindeki iyileşme genellikle telin DC direnci, bobin iskeletinin dielektrik kaybı, demir çekirdek ve ekranlamanın neden olduğu kayıplar ve yüksek frekansta çalışma gibi bazı faktörlerle sınırlıdır.
Cilt etkisi nedeniyle, bobinin Q değeri çok yüksek olamaz; genellikle onlarca ila yüzlerce, maksimum yalnızca dört ila beş yüz arasında değişir.

Genel olarak piyasada bulunan Tümleşik Devreler (IC'ler) 20 kHz'den 2MHz'e kadar anahtarlama frekansına sahiptir. Bunu yalnızca 30 ila 55 kHz anahtarlama frekansı aralığına sahip bazı regülatörlerle karşılaştırdık.
İpucu: Yüksek anahtarlama frekansı seviyelerini sağlamak için belirli türdeki indüktör malzemelerini kullanmayı deneyebilirsiniz:
● Gerekli frekansın karşılanabilmesini sağlamak için ferrit, demir tozu ve özel demir alaşımlı tozlar (Superflux gibi) gibi malzemelerden yararlanın.
● Anahtarlama frekansının 100 ila 1000 kHz arasında olmasını istiyorsanız hem toz demir hem de ferrit malzemelerin kullanılması bir seçenektir.
● 1000 kHz'in üzerindeki frekansları değiştirmek için özel demir alaşımlı tozlar ve ferrit malzemeler en iyi seçenektir.

İndüktör kullanmanın amacı, bir uygulamadaki güç kaybı miktarını azaltmaktır. İndüktör değeri, istenmeyen artık DC akım çıkışı olan dalgalanma akımına bağlı olduğundan önemli bir faktördür. Dalgalanma akımı çekirdek kayıplarını anlamak için gereklidir. Bu nedenle şunları aklınızda bulundurmalısınız:
Uç:
● Dalgalanma akımı daha küçük olduğunda endüktans değeri daha yüksek olacaktır.
● Dalgalanma akımı yüksek olduğunda endüktans değeri düşük olacaktır.
Endüktans değeri ile dalgalanma akımı arasındaki bağlantıyı anlayarak güç kayıplarını en aza indirme konusunda daha iyi bir konumda olacaksınız.

Bazı üreticiler indüktörlerle birlikte simülasyon yazılımı da sağlar. Bu yazılım müşterinin indüktör yüklerini hesaplamasına olanak tanır. Dalgalanma akım yükünün yanı sıra DC akım yükünü de hesaplayabilirler. Ancak veriler yanlış yorumlanabilir.
İpucu: Güç indüktörlerinin, genellikle 104oF'ın üzerinde olan, kendiliğinden ısınan DC akımlarına sahip olduğu bilinmektedir. Doyma akımının genellikle endüktans değeri %10 düştüğünde olduğu söylenir. Ancak bu, veri sayfalarında standart olarak kabul edilen bir değer değildir ve bu da yanlış yorumlara yol açmaktadır. Bu nedenle veri sayfası özelliklerini anlamaya dikkat edin.

Tel ısıtma kayıplarının belirlenmesinde DC direnci önemlidir. En az dirence sahip bir güç indüktörü bulmak önemlidir. Ancak birçok uygulama, daha küçük çaplı teller gerektiren küçük boyutlu indüktörler gerektirir. Bu daha küçük çaplı teller direnci arttırır. Direnci en aza indirmek ve aynı zamanda güç depolama yeteneklerini korumak için ödünleşimler yapılmalıdır.
İpucu: İndüktörün boyutu doğruysa, o zaman:
● Minimum sıcaklık artışıyla düşük DC direnci elde edilecektir.
● Yüksek endüktanslar genellikle başka iletken malzemeler gerektirir

Çoğu zaman korumasız güç indüktörleri, sargılar komşu bileşenlerle ve iletken izleriyle manyetik olarak bağlandığında sorunlara neden olabilir. Bunu önlemek için:
İpucu: Manyetik olarak korumalı bir güç indüktörü kullanın. Ayrıca tasarımda, bileşenin üzerinde devre kartı bulunmadığından veya bileşenlerin altında herhangi bir iz bulunmadığından emin olun. Bu, bileşenler arasına hava boşluğu yerleştirerek manyetik eşleşmenin önlenmesine yardımcı olacaktır.