La saturación actual de mi inductor no estar de acuerdo con las fórmulas

Question

Tengo la herida de mi primer inductor y he verificado que la inductancia con 2 métodos.

Sin embargo, cuando la prueba de su saturación actual, es mucho menor que la fórmula que me dio:

\$B_{peak} = \dfrac{V\cdot T_{on}}{A_e\cdot N}\$ (unidades: voltios, microsegundos, mm², vueltas)

Me puse \$B_{peak}\$ a 0,2 Tesla y estoy usando N87 material en mi interior.

Admito mi devanados se descuidado, pero aparte de eso no estoy seguro de lo que podría causar baja saturación actual. Este ha sido el causante de mi convertidor boost para volar cada vez.

Aquí está mi circuito de prueba para la medición de la saturación actual, donde puedo aumentar el ancho de pulso hasta que se satura y también utilizar para el método 2 de la inductancia de la medición.

^{simular este circuito – Esquema creado mediante CircuitLab}

Answer 1

1. N87 es recto-para arriba de ferrita material, no se distribuyen de separación de aire, como polvo de hierro tipos de material. Sólo porque es en forma toroidal no significa que sea distribuida de material de brecha - N87 en un toroide saturará de la misma manera como N87 en un E-core. No hay nada malo con el uso de recto-para arriba de ferrita para aumentar el inductor, mientras que la brecha (más sobre esto más adelante). El hecho de que es en forma toroidal significa que usted no puede brecha. Puedes cambiar de Kool-Mu si quieres seguir con un factor de forma toroidal.

2. Derivando el núcleo de la inductancia de la \$A_L\$ factor es razonablemente buena, siempre y cuando usted tiene suficiente se convierte en el núcleo y se puede mantener a la liquidación razonablemente uniforme y con tan pocas capas como sea posible. Tener en cuenta que \$A_L\$ puede variar en +/- 25% en algunos núcleos.

3. Impulsar el desarrollo de inductores de transportar la corriente magnética y la energía de la carga (que se almacenan magnéticamente y se entregan durante la época). Una vez que el convertidor comienza a operar en continuo modo de conducción (cuando la corriente del inductor nunca va a ser cero), es aún peor desde que empiece a funcionar en un B-H de la curva que no se restablece a cero. (Bmax es todavía Bmax, pero ahora tiene un desplazamiento de DC en el que Bpeak es montar a caballo.) Estas son las razones por las que el inductor necesidades de aire de distanciamiento de la base de no ser capaz de manejar cualquier significativos de la corriente DC sin saturación de otra manera.

4. No estoy seguro de entender el circuito de prueba. Ambos extremos de la bobina son esencialmente sujeta a 5V, lo que significa que los dos condensadores (C1 y C2) que no aportan nada a la simulación. Si el real convertidor boost está organizado de esta manera, no se trata de un convertidor boost y nunca funcionará. L1 necesita liberar su energía almacenada a través de la D1 a la carga, lo que nunca puede suceder cuando D1, y la carga está conectada como se muestra. La única conexión entre la entrada y la salida debe ser a través de la L1 y D1. Yo también pondría R1 en la fuente de Q1 y hacer una sola planta de referencia de medición en lugar de la construcción matemática. (L1 sólo se sature cuando Q1 está en, por lo que medir cuando Q1 se apaga es irrelevante.)

Answer 2

Respuesta cambiado para adaptarse a cambiado pregunta

Esta respuesta ha sido editada debido a que el foco de la pregunta ha cambiado. Mi respuesta original es todavía más adelante, ya que era relevante a la pregunta original.

En cualquier inductor, B (densidad de flujo Magnético) y H (intensidad de campo Magnético) formulario B-H de la curva y a partir de esa curva se puede ver que B no aumenta linealmente con H - esto se llama saturación: -

H es el ampere-vueltas de la fuerza impulsora detrás de la creación de flujo y se ajusta en unidades de ampere por metro. Es la fórmula es: -

H = \$\frac{I N}{l_e}\$ donde I es la corriente, N es el número de vueltas y \$l_e\$ es el campo magnético de la longitud de la ruta y para un toroide \$l_e\$ es el promedio del diámetro del núcleo de x \$\Pi\$. Usted no necesita calcular todo toroides se han especificado en la hoja de datos.

B, la densidad de flujo está relacionado con H en la fórmula siguiente: -

\$\frac{B}{H} = \mu_0 \mu_r\$

donde \ $\mu_o\$ \ $\mu_r\$ son magnético constante (\$4\Pi\times10e^{-7}\$) y la permeabilidad relativa de su material de núcleo, respectivamente.

Por lo tanto, si usted sabe lo que sus picos de corriente en (o se espera) y usted sabe cuántas vueltas tiene (y lo material y el tamaño del núcleo está utilizando) se puede calcular B, la densidad de flujo.

A partir de la especificación para el toroide \$l_e\$ 54.15 mm, y el OP sugiere que la 77mA es el pico de corriente y, que el toroide es la herida con 51 vueltas. A partir de esto podemos calcular H: -

\$H = \frac{0.077 \times 51}{0.05415} = 72.5\$ amperios por metro

Si sustituimos esto en el B/H fórmula y el uso de una permeabilidad relativa (2200) a partir de las hojas de datos de N87 obtenemos: -

\$B = 4\Pi\times10e^{-7}\times 72.5\times 2200\$ = 200.4 mT y esto es lo que el OP dice en su pregunta.

Esto sólo puede significar que el núcleo está saturando porque: -

• No toda la energía magnética ha sido quitado por el momento en que el inductor se pulsa de nuevo
• La remanencia de flujo + nuevo flujo (pulso) es la causa de la saturación (ver BH curva del diagrama)
• Por la razón que sea, no es más corriente en el inductor
• Raro como parece, la ferrita no es N87

Personalmente me gustaría mirar la Remanencia de la densidad de flujo para ver lo que esto podría ser. Acaba de tomar un vistazo y la intensidad del campo coercitivo en la especificación de N87 es de 21 A/metro. Porque no deshacerse de la Remanencia de flujo existe un equivalente de la fuerza del campo magnético de la 21A/metro que se suma a la de 72,5 A/m está aplicando lo que significa que realmente se está aplicando el 93,5 A/m y esto se traduce en una densidad de flujo de más como 260mT.

Sumado a esto, si no la reducción de la corriente del inductor a cero será agravar el problema. Dado también que el inductor de valor puede ser un poco menor de lo que usted piensa (\$A_L\$ puede ser del 25% de baja) estos pueden ser razones suficientes para dar cuenta de su problema.

En un rumbo diferente, 6.8 mH es un poderoso gran valor de la inductancia para usar en un switcher por lo que puedo percibir es tu aplicación. Para obtener la misma energía de un inductor de 3400uH sólo requiere subir a \$0.077\times\sqrt{2}\$ = 109mA. Lo que está impidiendo que el uso de un mucho más pequeño inductor?

Respuesta Original

A continuación fue tomado de un comentario por parte de los OP y mi explicación más abajo es explicar cómo su método es defectuoso: -

Primero he utilizado un 1.5 kohm resistencia en serie con el 6.8 mH inductor y verificada la mitad de la amplitud en ~61 kHz 1vpp de la onda sinusoidal

En primer lugar, si se calcula \$X_L\$ sobre la base es igual a 1500 ohms en 61kHz, se obtendría una inductancia de \$\frac{1500}{2\Pi F}\$ = 3.9 mH. Ahora mira en el diagrama de fases a continuación: -

En realidad si hay 1Vp-p a través del inductor, este va a ser cuando se tiene una reactancia de más como 1060 ohmios y en 61kHz, esto es cuando L = 2.8 mH.

Si usted está cerca de 2,5 x en su inductancia, es probable que la corriente a través de él en \$T_{ON}\$ es de 2,5 x mayor y esto por supuesto va a empujar a una "saturación" inductor de lleno en la saturación.