వార్తలు

సారాంశం

శక్తి నిల్వ మరియు పవర్ ఫిల్టర్‌ల వంటి కన్వర్టర్‌లను మార్చడంలో ఇండక్టర్‌లు చాలా ముఖ్యమైన భాగాలు. అనేక రకాల ఇండక్టర్‌లు ఉన్నాయి, ఉదాహరణకు వివిధ అప్లికేషన్‌ల కోసం (తక్కువ పౌనఃపున్యం నుండి అధిక పౌనఃపున్యం వరకు), లేదా ఇండక్టర్ యొక్క లక్షణాలను ప్రభావితం చేసే విభిన్న కోర్ పదార్థాలు మొదలైనవి. మార్పిడి కన్వర్టర్లలో ఉపయోగించే ఇండక్టర్లు అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ అయస్కాంత భాగాలు. అయినప్పటికీ, మెటీరియల్స్, ఆపరేటింగ్ పరిస్థితులు (వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ వంటివి) మరియు పరిసర ఉష్ణోగ్రత వంటి వివిధ కారకాల కారణంగా, అందించిన లక్షణాలు మరియు సిద్ధాంతాలు చాలా భిన్నంగా ఉంటాయి. అందువల్ల, సర్క్యూట్ రూపకల్పనలో, ఇండక్టెన్స్ విలువ యొక్క ప్రాథమిక పరామితితో పాటు, ఇండక్టర్ మరియు AC రెసిస్టెన్స్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క ఇంపెడెన్స్ మధ్య సంబంధం, కోర్ నష్టం మరియు సంతృప్త కరెంట్ లక్షణాలు మొదలైనవాటిని ఇప్పటికీ పరిగణించాలి. ఈ కథనం అనేక ముఖ్యమైన ఇండక్టర్ కోర్ మెటీరియల్స్ మరియు వాటి లక్షణాలను పరిచయం చేస్తుంది మరియు పవర్ ఇంజనీర్‌లకు వాణిజ్యపరంగా లభించే ప్రామాణిక ఇండక్టర్‌లను ఎంచుకోవడానికి మార్గనిర్దేశం చేస్తుంది.

ముందుమాట

ఇండక్టర్ అనేది విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ భాగం, ఇది ఒక ఇన్సులేట్ వైర్‌తో బాబిన్ లేదా కోర్‌పై నిర్దిష్ట సంఖ్యలో కాయిల్స్ (కాయిల్) వైండింగ్ చేయడం ద్వారా ఏర్పడుతుంది. ఈ కాయిల్‌ని ఇండక్టెన్స్ కాయిల్ లేదా ఇండక్టర్ అంటారు. విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ సూత్రం ప్రకారం, కాయిల్ మరియు అయస్కాంత క్షేత్రం ఒకదానికొకటి సాపేక్షంగా కదులుతున్నప్పుడు లేదా కాయిల్ ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహం ద్వారా ప్రత్యామ్నాయ అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేసినప్పుడు, అసలు అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క మార్పును నిరోధించడానికి ప్రేరేపిత వోల్టేజ్ ఉత్పత్తి అవుతుంది, మరియు ప్రస్తుత మార్పును నిరోధించే ఈ లక్షణాన్ని ఇండక్టెన్స్ అంటారు.

ఇండక్టెన్స్ విలువ సూత్రం సూత్రం (1), ఇది అయస్కాంత పారగమ్యతకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది, వైండింగ్ యొక్క చతురస్రం N మరియు సమానమైన మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్ క్రాస్-సెక్షనల్ ప్రాంతం Ae, మరియు సమానమైన మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్ పొడవు leకి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. . అనేక రకాల ఇండక్టెన్స్ ఉన్నాయి, ప్రతి ఒక్కటి వేర్వేరు అనువర్తనాలకు అనుకూలంగా ఉంటుంది; ఇండక్టెన్స్ ఆకారం, పరిమాణం, వైండింగ్ పద్ధతి, మలుపుల సంఖ్య మరియు ఇంటర్మీడియట్ అయస్కాంత పదార్థం యొక్క రకానికి సంబంధించినది.

(1)

ఐరన్ కోర్ ఆకారాన్ని బట్టి, ఇండక్టెన్స్ టొరాయిడల్, E కోర్ మరియు డ్రమ్; ఐరన్ కోర్ మెటీరియల్ పరంగా, ప్రధానంగా సిరామిక్ కోర్ మరియు రెండు మృదువైన అయస్కాంత రకాలు ఉన్నాయి. అవి ఫెర్రైట్ మరియు మెటాలిక్ పౌడర్. నిర్మాణం లేదా ప్యాకేజింగ్ పద్ధతిపై ఆధారపడి, వైర్ గాయం, బహుళ-పొర మరియు అచ్చు, మరియు వైర్ గాయం నాన్-షీల్డ్ మరియు సగం మాగ్నెటిక్ జిగురు షీల్డ్ (సెమీ-షీల్డ్) మరియు షీల్డ్ (షీల్డ్) మొదలైనవి కలిగి ఉంటుంది.

ఇండక్టర్ డైరెక్ట్ కరెంట్‌లో షార్ట్ సర్క్యూట్ లాగా పనిచేస్తుంది మరియు ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌కి అధిక ఇంపెడెన్స్‌ను అందిస్తుంది. సర్క్యూట్‌లలో ప్రాథమిక ఉపయోగాలు ఉక్కిరిబిక్కిరి చేయడం, వడపోత, ట్యూనింగ్ మరియు శక్తి నిల్వ. స్విచింగ్ కన్వర్టర్ యొక్క అప్లికేషన్‌లో, ఇండక్టర్ అనేది చాలా ముఖ్యమైన శక్తి నిల్వ భాగం, మరియు అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ అలలను తగ్గించడానికి అవుట్‌పుట్ కెపాసిటర్‌తో తక్కువ-పాస్ ఫిల్టర్‌ను ఏర్పరుస్తుంది, కాబట్టి ఇది ఫిల్టరింగ్ ఫంక్షన్‌లో కూడా ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది.

సర్క్యూట్ డిజైన్ సమయంలో ఇండక్టర్‌లను ఎంచుకోవడానికి ముఖ్యమైన మూల్యాంకన సూచనగా ఈ కథనం ఇండక్టర్‌ల యొక్క వివిధ కోర్ మెటీరియల్‌లను మరియు వాటి లక్షణాలను అలాగే ఇండక్టర్‌ల యొక్క కొన్ని ఎలక్ట్రికల్ లక్షణాలను పరిచయం చేస్తుంది. అప్లికేషన్ ఉదాహరణలో, ఇండక్టెన్స్ విలువను ఎలా లెక్కించాలి మరియు వాణిజ్యపరంగా అందుబాటులో ఉన్న ప్రామాణిక ఇండక్టర్‌ను ఎలా ఎంచుకోవాలి అనేది ఆచరణాత్మక ఉదాహరణల ద్వారా పరిచయం చేయబడుతుంది.

కోర్ మెటీరియల్ రకం

మార్పిడి కన్వర్టర్లలో ఉపయోగించే ఇండక్టర్లు అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ అయస్కాంత భాగాలు. మధ్యలో ఉన్న ప్రధాన పదార్థం ఇంపెడెన్స్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ, ఇండక్టెన్స్ విలువ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ లేదా కోర్ సంతృప్త లక్షణాలు వంటి ఇండక్టర్ యొక్క లక్షణాలను ఎక్కువగా ప్రభావితం చేస్తుంది. పవర్ ఇండక్టర్‌లను ఎంచుకోవడానికి ముఖ్యమైన సూచనగా క్రింది అనేక సాధారణ ఐరన్ కోర్ మెటీరియల్స్ మరియు వాటి సంతృప్త లక్షణాలను పోలికను పరిచయం చేస్తుంది:

1. సిరామిక్ కోర్

సిరామిక్ కోర్ సాధారణ ఇండక్టెన్స్ పదార్థాలలో ఒకటి. కాయిల్‌ను మూసివేసేటప్పుడు ఉపయోగించే సహాయక నిర్మాణాన్ని అందించడానికి ఇది ప్రధానంగా ఉపయోగించబడుతుంది. దీనిని "ఎయిర్ కోర్ ఇండక్టర్" అని కూడా అంటారు. ఉపయోగించిన ఐరన్ కోర్ చాలా తక్కువ ఉష్ణోగ్రత గుణకంతో అయస్కాంతం కాని పదార్థం కాబట్టి, ఇండక్టెన్స్ విలువ ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో చాలా స్థిరంగా ఉంటుంది. అయితే, మాధ్యమంగా అయస్కాంతం కాని పదార్థం కారణంగా, ఇండక్టెన్స్ చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, ఇది పవర్ కన్వర్టర్ల దరఖాస్తుకు చాలా సరిఅయినది కాదు.

2. ఫెర్రైట్

సాధారణ అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ ఇండక్టర్లలో ఉపయోగించే ఫెర్రైట్ కోర్ నికెల్ జింక్ (NiZn) లేదా మాంగనీస్ జింక్ (MnZn) కలిగిన ఫెర్రైట్ సమ్మేళనం, ఇది తక్కువ బలవంతం కలిగిన మృదువైన అయస్కాంత ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థం. మూర్తి 1 సాధారణ అయస్కాంత కోర్ యొక్క హిస్టెరిసిస్ కర్వ్ (BH లూప్)ను చూపుతుంది. అయస్కాంత పదార్థం యొక్క బలవంతపు శక్తి HCని బలవంతపు శక్తి అని కూడా పిలుస్తారు, అంటే అయస్కాంత పదార్థం అయస్కాంత సంతృప్తతకు అయస్కాంతీకరించబడినప్పుడు, దాని అయస్కాంతీకరణ (మాగ్నెటైజేషన్) సున్నాకి తగ్గించబడుతుంది, ఆ సమయంలో అవసరమైన అయస్కాంత క్షేత్ర బలం. తక్కువ బలవంతం అంటే డీమాగ్నెటైజేషన్‌కు తక్కువ నిరోధకత మరియు తక్కువ హిస్టెరిసిస్ నష్టం అని కూడా అర్థం.

మాంగనీస్-జింక్ మరియు నికెల్-జింక్ ఫెర్రైట్‌లు సాపేక్షంగా అధిక సాపేక్ష పారగమ్యత (μr), వరుసగా 1500-15000 మరియు 100-1000. వారి అధిక అయస్కాంత పారగమ్యత ఒక నిర్దిష్ట వాల్యూమ్‌లో ఇనుము కోర్‌ను ఎక్కువగా చేస్తుంది. ఇండక్టెన్స్. అయినప్పటికీ, ప్రతికూలత ఏమిటంటే, దాని సహించదగిన సంతృప్త ప్రవాహం తక్కువగా ఉంటుంది మరియు ఐరన్ కోర్ సంతృప్తమైన తర్వాత, అయస్కాంత పారగమ్యత తీవ్రంగా పడిపోతుంది. ఐరన్ కోర్ సంతృప్తమైనప్పుడు ఫెర్రైట్ మరియు పౌడర్ ఐరన్ కోర్ల యొక్క అయస్కాంత పారగమ్యత తగ్గుతున్న ధోరణి కోసం మూర్తి 4ని చూడండి. పోలిక. పవర్ ఇండక్టర్లలో ఉపయోగించినప్పుడు, ప్రధాన అయస్కాంత వలయంలో గాలి ఖాళీ మిగిలి ఉంటుంది, ఇది పారగమ్యతను తగ్గిస్తుంది, సంతృప్తతను నివారించవచ్చు మరియు మరింత శక్తిని నిల్వ చేస్తుంది; గాలి అంతరాన్ని చేర్చినప్పుడు, సమానమైన సాపేక్ష పారగమ్యత దాదాపు 20- 200 మధ్య ఉంటుంది. పదార్థం యొక్క అధిక నిరోధక శక్తి ఎడ్డీ కరెంట్ వల్ల కలిగే నష్టాన్ని తగ్గించగలదు కాబట్టి, అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద నష్టం తక్కువగా ఉంటుంది మరియు దీనికి మరింత అనుకూలంగా ఉంటుంది. అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు, EMI ఫిల్టర్ ఇండక్టర్‌లు మరియు పవర్ కన్వర్టర్‌ల శక్తి నిల్వ ఇండక్టర్‌లు. ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ పరంగా, నికెల్-జింక్ ఫెర్రైట్ వినియోగానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది (>1 MHz), అయితే మాంగనీస్-జింక్ ఫెర్రైట్ తక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్‌లకు (<2 MHz) అనుకూలంగా ఉంటుంది.

1

మూర్తి 1. మాగ్నెటిక్ కోర్ యొక్క హిస్టెరిసిస్ కర్వ్ (BR: రీమనెన్స్; BSAT: సంతృప్త మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ డెన్సిటీ)

3. పౌడర్ ఐరన్ కోర్

పౌడర్ ఐరన్ కోర్లు కూడా మృదువైన-అయస్కాంత ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థాలు. అవి వివిధ పదార్థాల ఇనుప పొడి మిశ్రమాలు లేదా ఇనుప పొడి మాత్రమే తయారు చేస్తారు. ఫార్ములా వివిధ కణ పరిమాణాలతో అయస్కాంత రహిత పదార్థాలను కలిగి ఉంటుంది, కాబట్టి సంతృప్త వక్రత సాపేక్షంగా సున్నితంగా ఉంటుంది. పౌడర్ ఐరన్ కోర్ ఎక్కువగా టొరాయిడల్ గా ఉంటుంది. మూర్తి 2 పౌడర్ ఐరన్ కోర్ మరియు దాని క్రాస్ సెక్షనల్ వీక్షణను చూపుతుంది.

సాధారణ పౌడర్ ఐరన్ కోర్లలో ఐరన్-నికెల్-మాలిబ్డినం మిశ్రమం (MPP), సెండస్ట్ (సెండస్ట్), ఐరన్-నికెల్ మిశ్రమం (హై ఫ్లక్స్) మరియు ఐరన్ పౌడర్ కోర్ (ఐరన్ పౌడర్) ఉన్నాయి. వేర్వేరు భాగాల కారణంగా, దాని లక్షణాలు మరియు ధరలు కూడా భిన్నంగా ఉంటాయి, ఇది ఇండక్టర్ల ఎంపికను ప్రభావితం చేస్తుంది. కిందివి పైన పేర్కొన్న కోర్ రకాలను పరిచయం చేస్తాయి మరియు వాటి లక్షణాలను సరిపోల్చండి:

A. ఐరన్-నికెల్-మాలిబ్డినం మిశ్రమం (MPP)

Fe-Ni-Mo మిశ్రమం MPP గా సంక్షిప్తీకరించబడింది, ఇది molypermalloy పౌడర్ యొక్క సంక్షిప్తీకరణ. సాపేక్ష పారగమ్యత సుమారు 14-500, మరియు సంతృప్త మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ సాంద్రత దాదాపు 7500 గాస్ (గాస్), ఇది ఫెర్రైట్ యొక్క సంతృప్త మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ సాంద్రత (సుమారు 4000-5000 గాస్) కంటే ఎక్కువ. చాలా మంది బయట ఉన్నారు. MPP అతి చిన్న ఇనుము నష్టాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు పౌడర్ ఐరన్ కోర్లలో అత్యుత్తమ ఉష్ణోగ్రత స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది. బాహ్య DC కరెంట్ సంతృప్త కరెంట్ ISATకి చేరుకున్నప్పుడు, ఇండక్టెన్స్ విలువ ఆకస్మిక అటెన్యుయేషన్ లేకుండా నెమ్మదిగా తగ్గుతుంది. MPP మెరుగైన పనితీరును కలిగి ఉంటుంది కానీ అధిక ధరను కలిగి ఉంటుంది మరియు సాధారణంగా పవర్ కన్వర్టర్‌ల కోసం పవర్ ఇండక్టర్ మరియు EMI ఫిల్టరింగ్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది.

బి. సెండస్ట్

ఐరన్-సిలికాన్-అల్యూమినియం మిశ్రమం ఐరన్ కోర్ అనేది ఇనుము, సిలికాన్ మరియు అల్యూమినియంతో కూడిన మిశ్రమం ఐరన్ కోర్, ఇది సాపేక్ష అయస్కాంత పారగమ్యత 26 నుండి 125 వరకు ఉంటుంది. ఐరన్ పౌడర్ కోర్ మరియు MPP మరియు ఐరన్-నికెల్ మిశ్రమం మధ్య ఇనుము నష్టం ఉంటుంది. . సంతృప్త మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ సాంద్రత MPP కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది, దాదాపు 10500 గాస్. ఉష్ణోగ్రత స్థిరత్వం మరియు సంతృప్త ప్రస్తుత లక్షణాలు MPP మరియు ఐరన్-నికెల్ మిశ్రమం కంటే కొంచెం తక్కువగా ఉంటాయి, కానీ ఐరన్ పౌడర్ కోర్ మరియు ఫెర్రైట్ కోర్ కంటే మెరుగ్గా ఉంటాయి మరియు సాపేక్ష ధర MPP మరియు ఐరన్-నికెల్ మిశ్రమం కంటే చౌకగా ఉంటుంది. ఇది ఎక్కువగా EMI ఫిల్టరింగ్, పవర్ ఫ్యాక్టర్ కరెక్షన్ (PFC) సర్క్యూట్‌లు మరియు స్విచ్చింగ్ పవర్ కన్వర్టర్‌ల పవర్ ఇండక్టర్‌లలో ఉపయోగించబడుతుంది.

సి. ఐరన్-నికెల్ మిశ్రమం (హై ఫ్లక్స్)

ఐరన్-నికెల్ మిశ్రమం కోర్ ఇనుము మరియు నికెల్‌తో తయారు చేయబడింది. సాపేక్ష అయస్కాంత పారగమ్యత సుమారు 14-200. ఇనుము నష్టం మరియు ఉష్ణోగ్రత స్థిరత్వం MPP మరియు ఇనుము-సిలికాన్-అల్యూమినియం మిశ్రమం మధ్య ఉంటాయి. ఐరన్-నికెల్ అల్లాయ్ కోర్ అత్యధిక సంతృప్త మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ డెన్సిటీని కలిగి ఉంటుంది, దాదాపు 15,000 గాస్, మరియు అధిక DC బయాస్ కరెంట్‌లను తట్టుకోగలదు మరియు దాని DC బయాస్ లక్షణాలు కూడా మెరుగ్గా ఉంటాయి. అప్లికేషన్ పరిధి: యాక్టివ్ పవర్ ఫ్యాక్టర్ కరెక్షన్, ఎనర్జీ స్టోరేజ్ ఇండక్టెన్స్, ఫిల్టర్ ఇండక్టెన్స్, ఫ్లైబ్యాక్ కన్వర్టర్ యొక్క హై ఫ్రీక్వెన్సీ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ మొదలైనవి.

D. ఐరన్ పౌడర్

ఐరన్ పౌడర్ కోర్ ఒకదానికొకటి ఇన్సులేట్ చేయబడిన చాలా చిన్న కణాలతో అధిక స్వచ్ఛత ఐరన్ పౌడర్ కణాలతో తయారు చేయబడింది. తయారీ ప్రక్రియ అది పంపిణీ చేయబడిన గాలి ఖాళీని కలిగి ఉంటుంది. రింగ్ ఆకారంతో పాటు, సాధారణ ఐరన్ పౌడర్ కోర్ ఆకారాలు కూడా E-రకం మరియు స్టాంపింగ్ రకాలను కలిగి ఉంటాయి. ఐరన్ పౌడర్ కోర్ యొక్క సాపేక్ష అయస్కాంత పారగమ్యత సుమారు 10 నుండి 75 వరకు ఉంటుంది మరియు అధిక సంతృప్త మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ సాంద్రత 15000 గాస్‌లు. పౌడర్ ఐరన్ కోర్లలో, ఐరన్ పౌడర్ కోర్ అత్యధిక ఐరన్ నష్టాన్ని కలిగి ఉంటుంది కానీ తక్కువ ధరను కలిగి ఉంటుంది.

TDK ద్వారా తయారు చేయబడిన PC47 మాంగనీస్-జింక్ ఫెర్రైట్ యొక్క BH వక్రతలను మూర్తి 3 చూపిస్తుంది మరియు మైక్రోమెటల్స్ ద్వారా తయారు చేయబడిన పొడి ఇనుము కోర్లు -52 మరియు -2; మాంగనీస్-జింక్ ఫెర్రైట్ యొక్క సాపేక్ష అయస్కాంత పారగమ్యత పౌడర్ ఐరన్ కోర్ల కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు సంతృప్తమైనది మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ సాంద్రత కూడా చాలా భిన్నంగా ఉంటుంది, ఫెర్రైట్ సుమారు 5000 గాస్ మరియు ఐరన్ పౌడర్ కోర్ 10000 గాస్ కంటే ఎక్కువ.

3

మూర్తి 3. వివిధ పదార్థాల మాంగనీస్-జింక్ ఫెర్రైట్ మరియు ఐరన్ పౌడర్ కోర్ల BH కర్వ్

సారాంశంలో, ఇనుము కోర్ యొక్క సంతృప్త లక్షణాలు భిన్నంగా ఉంటాయి; ఒకసారి సంతృప్త కరెంట్ మించిపోయినప్పుడు, ఫెర్రైట్ కోర్ యొక్క అయస్కాంత పారగమ్యత బాగా పడిపోతుంది, ఐరన్ పౌడర్ కోర్ నెమ్మదిగా తగ్గుతుంది. మూర్తి 4 అదే అయస్కాంత పారగమ్యత కలిగిన పౌడర్ ఐరన్ కోర్ యొక్క అయస్కాంత పారగమ్యత తగ్గుదల లక్షణాలను మరియు వివిధ అయస్కాంత క్షేత్ర బలాల క్రింద గాలి అంతరం ఉన్న ఫెర్రైట్‌ను చూపుతుంది. ఇది ఫెర్రైట్ కోర్ యొక్క ఇండక్టెన్స్‌ను కూడా వివరిస్తుంది, ఎందుకంటే కోర్ సంతృప్తమైనప్పుడు పారగమ్యత తీవ్రంగా పడిపోతుంది, సమీకరణం (1) నుండి చూడవచ్చు, ఇది ఇండక్టెన్స్‌ను తీవ్రంగా పడిపోతుంది; పౌడర్ కోర్ పంపిణీ చేయబడిన గాలి గ్యాప్‌తో, అయస్కాంత పారగమ్యత ఐరన్ కోర్ సంతృప్తమైనప్పుడు రేటు నెమ్మదిగా తగ్గుతుంది, కాబట్టి ఇండక్టెన్స్ మరింత మెల్లగా తగ్గుతుంది, అంటే ఇది మెరుగైన DC బయాస్ లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. పవర్ కన్వర్టర్ల దరఖాస్తులో, ఈ లక్షణం చాలా ముఖ్యమైనది; ఇండక్టర్ యొక్క స్లో సంతృప్త లక్షణం బాగా లేకుంటే, ఇండక్టర్ కరెంట్ సంతృప్త కరెంట్‌కి పెరుగుతుంది మరియు ఇండక్టెన్స్‌లో ఆకస్మిక తగ్గుదల స్విచ్చింగ్ క్రిస్టల్ యొక్క ప్రస్తుత ఒత్తిడిని తీవ్రంగా పెంచుతుంది, ఇది నష్టం కలిగించడం సులభం.

4

మూర్తి 4. వివిధ అయస్కాంత క్షేత్ర బలం కింద గాలి ఖాళీతో పౌడర్ ఐరన్ కోర్ మరియు ఫెర్రైట్ ఐరన్ కోర్ యొక్క అయస్కాంత పారగమ్యత డ్రాప్ లక్షణాలు.

ఇండక్టర్ విద్యుత్ లక్షణాలు మరియు ప్యాకేజీ నిర్మాణం

స్విచింగ్ కన్వర్టర్‌ని డిజైన్ చేసేటప్పుడు మరియు ఇండక్టర్‌ని ఎంచుకున్నప్పుడు, ఇండక్టెన్స్ విలువ L, ఇంపెడెన్స్ Z, AC రెసిస్టెన్స్ ACR మరియు Q విలువ (నాణ్యత కారకం), రేట్ చేయబడిన కరెంట్ IDC మరియు ISAT మరియు కోర్ లాస్ (కోర్ లాస్) మరియు ఇతర ముఖ్యమైన విద్యుత్ లక్షణాలు అన్నీ తప్పనిసరిగా ఉండాలి. పరిగణించబడుతుంది. అదనంగా, ఇండక్టర్ యొక్క ప్యాకేజింగ్ నిర్మాణం మాగ్నెటిక్ లీకేజ్ యొక్క పరిమాణాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది, ఇది EMIని ప్రభావితం చేస్తుంది. ఇండక్టర్‌లను ఎంచుకోవడానికి పరిగణనలుగా పైన పేర్కొన్న లక్షణాలను క్రిందివి విడిగా చర్చిస్తాయి.

1. ఇండక్టెన్స్ విలువ (L)

ఇండక్టర్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ విలువ సర్క్యూట్ రూపకల్పనలో అత్యంత ముఖ్యమైన ప్రాథమిక పరామితి, అయితే ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద ఇండక్టెన్స్ విలువ స్థిరంగా ఉందో లేదో తనిఖీ చేయాలి. ఇండక్టెన్స్ యొక్క నామమాత్రపు విలువ సాధారణంగా బాహ్య DC బయాస్ లేకుండా 100 kHz లేదా 1 MHz వద్ద కొలుస్తారు. మరియు మాస్ ఆటోమేటెడ్ ఉత్పత్తి యొక్క అవకాశాన్ని నిర్ధారించడానికి, ఇండక్టర్ యొక్క సహనం సాధారణంగా ± 20% (M) మరియు ± 30% (N). ఫిగర్ 5 అనేది వేన్ కెర్ యొక్క LCR మీటర్‌తో కొలవబడిన Taiyo Yuden ఇండక్టర్ NR4018T220M యొక్క ఇండక్టెన్స్-ఫ్రీక్వెన్సీ క్యారెక్టివ్ గ్రాఫ్. చిత్రంలో చూపినట్లుగా, ఇండక్టెన్స్ విలువ వక్రరేఖ 5 MHz కంటే ముందు సాపేక్షంగా ఫ్లాట్‌గా ఉంటుంది మరియు ఇండక్టెన్స్ విలువ దాదాపు స్థిరంగా పరిగణించబడుతుంది. పరాన్నజీవి కెపాసిటెన్స్ మరియు ఇండక్టెన్స్ ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే ప్రతిధ్వని కారణంగా అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్‌లో, ఇండక్టెన్స్ విలువ పెరుగుతుంది. ఈ రెసొనెన్స్ ఫ్రీక్వెన్సీని సెల్ఫ్ రెసొనెంట్ ఫ్రీక్వెన్సీ (SRF) అంటారు, ఇది సాధారణంగా ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉండాలి.

5

మూర్తి 5, తైయో యుడెన్ NR4018T220M ఇండక్టెన్స్-ఫ్రీక్వెన్సీ క్యారెక్ట్రిక్ మెజర్‌మెంట్ రేఖాచిత్రం

2. ఇంపెడెన్స్ (Z)

మూర్తి 6లో చూపినట్లుగా, వివిధ పౌనఃపున్యాల వద్ద ఇండక్టెన్స్ యొక్క పనితీరు నుండి కూడా ఇంపెడెన్స్ రేఖాచిత్రం చూడవచ్చు. ఇండక్టర్ యొక్క ఇంపెడెన్స్ పౌనఃపున్యం (Z=2πfL)కి దాదాపుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది, కాబట్టి ఎక్కువ పౌనఃపున్యం, రియాక్టెన్స్ AC రెసిస్టెన్స్ కంటే చాలా పెద్దదిగా ఉంటుంది, కాబట్టి ఇంపెడెన్స్ స్వచ్ఛమైన ఇండక్టెన్స్ లాగా ప్రవర్తిస్తుంది (దశ 90˚). అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద, పరాన్నజీవి కెపాసిటెన్స్ ప్రభావం కారణంగా, ఇంపెడెన్స్ యొక్క స్వీయ-ప్రతిధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీ పాయింట్ చూడవచ్చు. ఈ పాయింట్ తర్వాత, ఇంపెడెన్స్ పడిపోతుంది మరియు కెపాసిటివ్ అవుతుంది, మరియు దశ క్రమంగా -90 ˚ కి మారుతుంది.

6

3. Q విలువ మరియు AC నిరోధకత (ACR)

ఇండక్టెన్స్ నిర్వచనంలో Q విలువ అనేది ప్రతిఘటనకు ప్రతిస్పందించే నిష్పత్తి, అంటే, ఫార్ములా (2)లో వలె, ప్రతిఘటన యొక్క వాస్తవ భాగానికి ఊహాత్మక భాగం యొక్క నిష్పత్తి.

(2)

ఇక్కడ XL అనేది ఇండక్టర్ యొక్క ప్రతిచర్య, మరియు RL అనేది ఇండక్టర్ యొక్క AC రెసిస్టెన్స్.

తక్కువ పౌనఃపున్య శ్రేణిలో, AC నిరోధకత ఇండక్టెన్స్ వల్ల కలిగే ప్రతిచర్య కంటే పెద్దదిగా ఉంటుంది, కాబట్టి దాని Q విలువ చాలా తక్కువగా ఉంటుంది; పౌనఃపున్యం పెరిగేకొద్దీ, ప్రతిచర్య (సుమారు 2πfL) పెద్దదిగా మరియు పెద్దదిగా మారుతుంది, చర్మ ప్రభావం (చర్మ ప్రభావం) మరియు సామీప్యత (సామీప్యత) ప్రభావం కారణంగా ప్రతిఘటన ఉన్నప్పటికీ, ప్రభావం పెద్దదిగా మరియు పెద్దదిగా మారుతుంది మరియు Q విలువ ఇప్పటికీ ఫ్రీక్వెన్సీతో పెరుగుతుంది. ; SRF వద్దకు చేరుకున్నప్పుడు, ఇండక్టివ్ రియాక్టెన్స్ క్రమంగా కెపాసిటివ్ రియాక్టెన్స్ ద్వారా ఆఫ్‌సెట్ చేయబడుతుంది మరియు Q విలువ క్రమంగా చిన్నదిగా మారుతుంది; SRF సున్నా అయినప్పుడు, ఇండక్టివ్ రియాక్టెన్స్ మరియు కెపాసిటివ్ రియాక్టెన్స్ పూర్తిగా ఒకేలా ఉంటాయి కాబట్టి అదృశ్యమవుతాయి. మూర్తి 7 Q విలువ మరియు NR4018T220M యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ మధ్య సంబంధాన్ని చూపుతుంది మరియు సంబంధం విలోమ గంట ఆకారంలో ఉంటుంది.

7

మూర్తి 7. తైయో యుడెన్ ఇండక్టర్ NR4018T220M Q విలువ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ మధ్య సంబంధం

ఇండక్టెన్స్ యొక్క అప్లికేషన్ ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్‌లో, Q విలువ ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే అంత మంచిది; AC రెసిస్టెన్స్ కంటే దాని ప్రతిచర్య చాలా ఎక్కువ అని అర్థం. సాధారణంగా చెప్పాలంటే, ఉత్తమ Q విలువ 40 కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది, అంటే ఇండక్టర్ యొక్క నాణ్యత మంచిది. అయితే, సాధారణంగా DC బయాస్ పెరిగినప్పుడు, ఇండక్టెన్స్ విలువ తగ్గుతుంది మరియు Q విలువ కూడా తగ్గుతుంది. ఫ్లాట్ ఎనామెల్డ్ వైర్ లేదా మల్టీ-స్ట్రాండ్ ఎనామెల్డ్ వైర్ ఉపయోగించినట్లయితే, స్కిన్ ఎఫెక్ట్, అంటే AC రెసిస్టెన్స్ తగ్గించవచ్చు మరియు ఇండక్టర్ యొక్క Q విలువను కూడా పెంచవచ్చు.

DC నిరోధకత DCR సాధారణంగా రాగి తీగ యొక్క DC నిరోధకతగా పరిగణించబడుతుంది మరియు వైర్ వ్యాసం మరియు పొడవు ప్రకారం ప్రతిఘటనను లెక్కించవచ్చు. అయినప్పటికీ, చాలా తక్కువ ప్రస్తుత SMD ఇండక్టర్‌లు వైండింగ్ టెర్మినల్ వద్ద SMD యొక్క రాగి షీట్‌ను తయారు చేయడానికి అల్ట్రాసోనిక్ వెల్డింగ్‌ను ఉపయోగిస్తాయి. అయినప్పటికీ, రాగి తీగ పొడవుగా ఉండదు మరియు ప్రతిఘటన విలువ ఎక్కువగా లేనందున, వెల్డింగ్ నిరోధకత తరచుగా మొత్తం DC నిరోధకత యొక్క గణనీయమైన నిష్పత్తికి కారణమవుతుంది. TDK యొక్క వైర్-వౌండ్ SMD ఇండక్టర్ CLF6045NIT-1R5Nని ఉదాహరణగా తీసుకుంటే, కొలిచిన DC రెసిస్టెన్స్ 14.6mΩ, మరియు వైర్ వ్యాసం మరియు పొడవు ఆధారంగా లెక్కించబడిన DC రెసిస్టెన్స్ 12.1mΩ. ఈ వెల్డింగ్ రెసిస్టెన్స్ మొత్తం DC రెసిస్టెన్స్‌లో దాదాపు 17% ఉంటుందని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి.

AC రెసిస్టెన్స్ ACR స్కిన్ ఎఫెక్ట్ మరియు సామీప్య ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది ఫ్రీక్వెన్సీతో ACR పెరుగుతుంది; సాధారణ ఇండక్టెన్స్ యొక్క దరఖాస్తులో, AC భాగం DC భాగం కంటే చాలా తక్కువగా ఉన్నందున, ACR వల్ల కలిగే ప్రభావం స్పష్టంగా లేదు; కానీ తక్కువ లోడ్ వద్ద, DC భాగం తగ్గినందున, ACR వల్ల కలిగే నష్టాన్ని విస్మరించలేము. స్కిన్ ఎఫెక్ట్ అంటే AC పరిస్థితులలో, కండక్టర్ లోపల కరెంట్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ అసమానంగా ఉంటుంది మరియు వైర్ ఉపరితలంపై కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది, దీని ఫలితంగా సమానమైన వైర్ క్రాస్-సెక్షనల్ ప్రాంతం తగ్గుతుంది, దీని వలన వైర్ యొక్క సమాన నిరోధకత పెరుగుతుంది ఫ్రీక్వెన్సీ. అదనంగా, వైర్ వైండింగ్‌లో, ప్రక్కనే ఉన్న వైర్లు కరెంట్ కారణంగా అయస్కాంత క్షేత్రాల జోడింపు మరియు వ్యవకలనానికి కారణమవుతాయి, తద్వారా కరెంట్ వైర్ ప్రక్కనే ఉన్న ఉపరితలంపై కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది (లేదా కరెంట్ దిశను బట్టి సుదూర ఉపరితలంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ), ఇది సమానమైన వైర్ అంతరాయానికి కూడా కారణమవుతుంది. ప్రాంతం తగ్గుతుంది మరియు సమానమైన ప్రతిఘటన పెరుగుతుంది అనే దృగ్విషయం సామీప్య ప్రభావం అని పిలవబడుతుంది; బహుళస్థాయి వైండింగ్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ అప్లికేషన్‌లో, సామీప్య ప్రభావం మరింత స్పష్టంగా ఉంటుంది.

8

వైర్-గాయం SMD ఇండక్టర్ NR4018T220M యొక్క AC నిరోధకత మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ మధ్య సంబంధాన్ని మూర్తి 8 చూపిస్తుంది. 1kHz ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద, ప్రతిఘటన దాదాపు 360mΩ ఉంటుంది; 100kHz వద్ద, ప్రతిఘటన 775mΩకి పెరుగుతుంది; 10MHz వద్ద, ప్రతిఘటన విలువ 160Ωకి దగ్గరగా ఉంటుంది. రాగి నష్టాన్ని అంచనా వేసేటప్పుడు, గణన తప్పనిసరిగా చర్మం మరియు సామీప్య ప్రభావాల వల్ల కలిగే ACRని పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి మరియు దానిని ఫార్ములా (3)కి సవరించాలి.

4. సంతృప్త కరెంట్ (ISAT)

సంతృప్త కరెంట్ ISAT అనేది సాధారణంగా 10%, 30% లేదా 40% వంటి ఇండక్టెన్స్ విలువను అటెన్యూట్ చేసినప్పుడు గుర్తించబడిన బయాస్ కరెంట్. గాలి-గ్యాప్ ఫెర్రైట్ కోసం, దాని సంతృప్త కరెంట్ లక్షణం చాలా వేగంగా ఉంటుంది, 10% మరియు 40% మధ్య చాలా తేడా లేదు. మూర్తి 4 చూడండి. అయితే, అది ఐరన్ పౌడర్ కోర్ అయితే (స్టాంప్డ్ ఇండక్టర్ వంటివి), సంతృప్త వక్రరేఖ సాపేక్షంగా సున్నితంగా ఉంటుంది, మూర్తి 9లో చూపినట్లుగా, ఇండక్టెన్స్ అటెన్యుయేషన్‌లో 10% లేదా 40% వద్ద బయాస్ కరెంట్ చాలా ఎక్కువ భిన్నంగా ఉంటుంది, కాబట్టి సంతృప్త ప్రస్తుత విలువ రెండు రకాల ఇనుప కోర్ల కోసం ఈ క్రింది విధంగా విడిగా చర్చించబడుతుంది.

ఎయిర్-గ్యాప్ ఫెర్రైట్ కోసం, సర్క్యూట్ అప్లికేషన్‌ల కోసం గరిష్ట ఇండక్టర్ కరెంట్ యొక్క ఎగువ పరిమితిగా ISATని ఉపయోగించడం సహేతుకమైనది. అయితే, ఇది ఐరన్ పౌడర్ కోర్ అయితే, స్లో సంతృప్త లక్షణం కారణంగా, అప్లికేషన్ సర్క్యూట్ యొక్క గరిష్ట కరెంట్ ISAT కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పటికీ సమస్య ఉండదు. అందువల్ల, ఈ ఐరన్ కోర్ లక్షణం కన్వర్టర్ అప్లికేషన్‌లను మార్చడానికి చాలా అనుకూలంగా ఉంటుంది. భారీ లోడ్‌లో, మూర్తి 9లో చూపిన విధంగా ఇండక్టర్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ విలువ తక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, కరెంట్ రిపుల్ ఫ్యాక్టర్ ఎక్కువగా ఉంటుంది, అయితే కరెంట్ కెపాసిటర్ కరెంట్ టాలరెన్స్ ఎక్కువగా ఉంటుంది కాబట్టి ఇది సమస్య కాదు. లైట్ లోడ్ కింద, ఇండక్టర్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ విలువ పెద్దది, ఇది ఇండక్టర్ యొక్క అలల కరెంట్‌ను తగ్గించడానికి సహాయపడుతుంది, తద్వారా ఇనుము నష్టాన్ని తగ్గిస్తుంది. మూర్తి 9 TDK యొక్క గాయం ఫెర్రైట్ SLF7055T1R5N మరియు స్టాంప్డ్ ఐరన్ పౌడర్ కోర్ ఇండక్టర్ SPM6530T1R5M యొక్క సంతృప్త కరెంట్ కర్వ్‌ను అదే నామమాత్రపు ఇండక్టెన్స్ విలువతో పోల్చింది.

9

మూర్తి 9. గాయం ఫెర్రైట్ మరియు స్టాంప్డ్ ఐరన్ పౌడర్ కోర్ యొక్క సంతృప్త కరెంట్ వక్రత ఇండక్టెన్స్ యొక్క అదే నామమాత్రపు విలువ క్రింద

5. రేటెడ్ కరెంట్ (IDC)

ఇండక్టర్ ఉష్ణోగ్రత Tr˚Cకి పెరిగినప్పుడు IDC విలువ DC బయాస్. స్పెసిఫికేషన్‌లు దాని DC రెసిస్టెన్స్ విలువ RDCని 20˚C వద్ద సూచిస్తాయి. రాగి తీగ యొక్క ఉష్ణోగ్రత గుణకం ప్రకారం సుమారు 3,930 ppm, Tr యొక్క ఉష్ణోగ్రత పెరిగినప్పుడు, దాని నిరోధక విలువ RDC_Tr = RDC (1+0.00393Tr), మరియు దాని విద్యుత్ వినియోగం PCU = I2DCxRDC. ఈ రాగి నష్టం ఇండక్టర్ యొక్క ఉపరితలంపై వెదజల్లుతుంది మరియు ఇండక్టర్ యొక్క ఉష్ణ నిరోధకత ΘTH లెక్కించబడుతుంది:

(2)

టేబుల్ 2 TDK VLS6045EX సిరీస్ (6.0×6.0×4.5mm) యొక్క డేటా షీట్‌ను సూచిస్తుంది మరియు 40˚C ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల వద్ద ఉష్ణ నిరోధకతను గణిస్తుంది. సహజంగానే, అదే శ్రేణి మరియు పరిమాణం యొక్క ఇండక్టర్ల కోసం, అదే ఉపరితల ఉష్ణ వెదజల్లే ప్రాంతం కారణంగా లెక్కించిన ఉష్ణ నిరోధకత దాదాపు ఒకే విధంగా ఉంటుంది; మరో మాటలో చెప్పాలంటే, వివిధ ఇండక్టర్‌ల రేట్ చేయబడిన ప్రస్తుత IDCని అంచనా వేయవచ్చు. వివిధ శ్రేణి (ప్యాకేజీలు) ఇండక్టర్‌లు వేర్వేరు ఉష్ణ నిరోధకతలను కలిగి ఉంటాయి. TDK VLS6045EX సిరీస్ (సెమీ-షీల్డ్) మరియు SPM6530 సిరీస్ (మోల్డ్) యొక్క ఇండక్టర్స్ యొక్క ఉష్ణ నిరోధకతను టేబుల్ 3 పోల్చింది. పెద్ద థర్మల్ రెసిస్టెన్స్, లోడ్ కరెంట్ ద్వారా ఇండక్టెన్స్ ప్రవహించినప్పుడు ఉత్పత్తి చేయబడిన ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల ఎక్కువ; లేకపోతే, తక్కువ.

(2)

పట్టిక 2. 40˚C ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల వద్ద VLS6045EX సిరీస్ ఇండక్టర్స్ యొక్క ఉష్ణ నిరోధకత

ఇండక్టర్ల పరిమాణం సారూప్యంగా ఉన్నప్పటికీ, స్టాంప్డ్ ఇండక్టర్స్ యొక్క ఉష్ణ నిరోధకత తక్కువగా ఉంటుంది, అంటే వేడి వెదజల్లడం మంచిది అని టేబుల్ 3 నుండి చూడవచ్చు.

(3)

టేబుల్ 3. వివిధ ప్యాకేజీ ఇండక్టర్స్ యొక్క ఉష్ణ నిరోధకత యొక్క పోలిక.

6. కోర్ నష్టం

కోర్ లాస్, ఐరన్ లాస్ అని పిలుస్తారు, ప్రధానంగా ఎడ్డీ కరెంట్ నష్టం మరియు హిస్టెరిసిస్ నష్టం వల్ల సంభవిస్తుంది. ఎడ్డీ కరెంట్ నష్టం యొక్క పరిమాణం ప్రధానంగా ప్రధాన పదార్థం "ప్రవర్తించడం" సులభం కాదా అనే దానిపై ఆధారపడి ఉంటుంది; వాహకత ఎక్కువగా ఉంటే, అంటే, రెసిస్టివిటీ తక్కువగా ఉంటుంది, ఎడ్డీ కరెంట్ నష్టం ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు ఫెర్రైట్ యొక్క రెసిస్టివిటీ ఎక్కువగా ఉంటే, ఎడ్డీ కరెంట్ నష్టం సాపేక్షంగా తక్కువగా ఉంటుంది. ఎడ్డీ కరెంట్ నష్టం కూడా ఫ్రీక్వెన్సీకి సంబంధించినది. ఎక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీ, ఎడ్డీ కరెంట్ నష్టం ఎక్కువ. అందువల్ల, కోర్ మెటీరియల్ కోర్ యొక్క సరైన ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీని నిర్ణయిస్తుంది. సాధారణంగా చెప్పాలంటే, ఐరన్ పౌడర్ కోర్ యొక్క వర్కింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ 1MHzకి చేరుకుంటుంది మరియు ఫెర్రైట్ యొక్క వర్కింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ 10MHzకి చేరుకుంటుంది. ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఈ ఫ్రీక్వెన్సీని మించి ఉంటే, ఎడ్డీ కరెంట్ నష్టం వేగంగా పెరుగుతుంది మరియు ఐరన్ కోర్ ఉష్ణోగ్రత కూడా పెరుగుతుంది. అయితే, ఐరన్ కోర్ మెటీరియల్స్ యొక్క వేగవంతమైన అభివృద్ధితో, అధిక ఆపరేటింగ్ పౌనఃపున్యాలతో ఇనుము కోర్లు కేవలం మూలలో ఉండాలి.

మరొక ఇనుప నష్టం హిస్టెరిసిస్ నష్టం, ఇది హిస్టెరిసిస్ కర్వ్ ద్వారా చుట్టబడిన ప్రాంతానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది, ఇది కరెంట్ యొక్క AC భాగం యొక్క స్వింగ్ వ్యాప్తికి సంబంధించినది; AC స్వింగ్ ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, హిస్టెరిసిస్ నష్టం అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది.

ఇండక్టర్ యొక్క సమానమైన సర్క్యూట్‌లో, ఇండక్టర్‌తో సమాంతరంగా అనుసంధానించబడిన రెసిస్టర్ తరచుగా ఇనుము నష్టాన్ని వ్యక్తీకరించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ఫ్రీక్వెన్సీ SRFకి సమానంగా ఉన్నప్పుడు, ఇండక్టివ్ రియాక్టెన్స్ మరియు కెపాసిటివ్ రియాక్టెన్స్ రద్దు అవుతాయి మరియు సమానమైన రియాక్టెన్స్ సున్నా అవుతుంది. ఈ సమయంలో, ఇండక్టర్ యొక్క ఇంపెడెన్స్ వైండింగ్ రెసిస్టెన్స్‌తో సిరీస్‌లో ఐరన్ లాస్ రెసిస్టెన్స్‌కి సమానం, మరియు ఐరన్ లాస్ రెసిస్టెన్స్ వైండింగ్ రెసిస్టెన్స్ కంటే చాలా పెద్దది, కాబట్టి SRF వద్ద ఇంపెడెన్స్ ఇనుము నష్ట నిరోధకతకు దాదాపు సమానంగా ఉంటుంది. తక్కువ-వోల్టేజ్ ఇండక్టర్‌ను ఉదాహరణగా తీసుకుంటే, దాని ఇనుము నష్టం నిరోధకత సుమారు 20kΩ ఉంటుంది. ఇండక్టర్ యొక్క రెండు చివర్లలోని ప్రభావవంతమైన విలువ వోల్టేజ్ 5Vగా అంచనా వేయబడినట్లయితే, దాని ఇనుము నష్టం సుమారు 1.25mW ఉంటుంది, ఇది ఇనుము నష్టం నిరోధకత ఎంత పెద్దదైతే అంత మంచిదని చూపిస్తుంది.

7. షీల్డ్ నిర్మాణం

ఫెర్రైట్ ఇండక్టర్స్ యొక్క ప్యాకేజింగ్ నిర్మాణంలో నాన్-షీల్డ్, సెమీ-షీల్డ్ అయస్కాంత జిగురు మరియు షీల్డ్ ఉన్నాయి మరియు వాటిలో దేనిలోనైనా గణనీయమైన గాలి అంతరం ఉంటుంది. సహజంగానే, గాలి గ్యాప్ అయస్కాంత లీకేజీని కలిగి ఉంటుంది మరియు చెత్త సందర్భంలో, ఇది చుట్టుపక్కల ఉన్న చిన్న సిగ్నల్ సర్క్యూట్లతో జోక్యం చేసుకుంటుంది లేదా సమీపంలోని అయస్కాంత పదార్థం ఉన్నట్లయితే, దాని ఇండక్టెన్స్ కూడా మార్చబడుతుంది. మరొక ప్యాకేజింగ్ నిర్మాణం స్టాంప్డ్ ఐరన్ పౌడర్ ఇండక్టర్. ఇండక్టర్ లోపల ఖాళీ లేదు మరియు వైండింగ్ నిర్మాణం ఘనమైనది కాబట్టి, అయస్కాంత క్షేత్రం వెదజల్లే సమస్య చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. మూర్తి 10 అనేది స్టాంప్డ్ ఇండక్టర్ పైన మరియు వైపున 3 మిమీ వద్ద లీకేజ్ అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క పరిమాణాన్ని కొలవడానికి RTO 1004 ఓసిల్లోస్కోప్ యొక్క FFT ఫంక్షన్‌ను ఉపయోగించడం. టేబుల్ 4 వివిధ ప్యాకేజీ నిర్మాణ ఇండక్టర్ల లీకేజ్ అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క పోలికను జాబితా చేస్తుంది. నాన్-షీల్డ్ ఇండక్టర్స్ అత్యంత తీవ్రమైన అయస్కాంత లీకేజీని కలిగి ఉన్నట్లు చూడవచ్చు; స్టాంప్డ్ ఇండక్టర్‌లు అతిచిన్న అయస్కాంత లీకేజీని కలిగి ఉంటాయి, ఉత్తమ అయస్కాంత కవచ ప్రభావాన్ని చూపుతాయి. . ఈ రెండు నిర్మాణాల యొక్క ఇండక్టర్స్ యొక్క లీకేజ్ అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క పరిమాణంలో వ్యత్యాసం దాదాపు 14dB, ఇది దాదాపు 5 రెట్లు.

10

మూర్తి 10. స్టాంప్డ్ ఇండక్టర్ పైన మరియు వైపున 3mm వద్ద కొలిచిన లీకేజ్ అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క పరిమాణం

(4)

టేబుల్ 4. వివిధ ప్యాకేజీ నిర్మాణ ఇండక్టర్ల లీకేజ్ అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క పోలిక

8. కలపడం

కొన్ని అప్లికేషన్‌లలో, కొన్నిసార్లు PCBలో బహుళ సెట్ల DC కన్వర్టర్‌లు ఉంటాయి, ఇవి సాధారణంగా ఒకదానికొకటి అమర్చబడి ఉంటాయి మరియు వాటి సంబంధిత ఇండక్టర్‌లు కూడా ఒకదానికొకటి పక్కన అమర్చబడి ఉంటాయి. మీరు మాగ్నెటిక్ జిగురుతో నాన్-షీల్డ్ లేదా సెమీ-షీల్డ్ రకాన్ని ఉపయోగిస్తే, EMI జోక్యాన్ని ఏర్పరచడానికి ఇండక్టర్‌లు ఒకదానితో ఒకటి జతచేయబడవచ్చు. అందువల్ల, ఇండక్టర్‌ను ఉంచేటప్పుడు, మొదట ఇండక్టర్ యొక్క ధ్రువణతను గుర్తించాలని సిఫార్సు చేయబడింది మరియు ఇండక్టర్ యొక్క లోపలి పొర యొక్క ప్రారంభ మరియు మూసివేసే బిందువును బక్ కన్వర్టర్ యొక్క VSW వంటి కన్వర్టర్ యొక్క స్విచింగ్ వోల్టేజ్‌కు కనెక్ట్ చేయండి, ఇది కదిలే అంశం. అవుట్‌లెట్ టెర్మినల్ అవుట్‌పుట్ కెపాసిటర్‌కు కనెక్ట్ చేయబడింది, ఇది స్టాటిక్ పాయింట్; కాబట్టి రాగి తీగ వైండింగ్ ఒక నిర్దిష్ట స్థాయి విద్యుత్ క్షేత్ర కవచాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. మల్టీప్లెక్సర్ యొక్క వైరింగ్ అమరికలో, ఇండక్టెన్స్ యొక్క ధ్రువణాన్ని ఫిక్సింగ్ చేయడం వలన మ్యూచువల్ ఇండక్టెన్స్ యొక్క పరిమాణాన్ని పరిష్కరించడానికి మరియు కొన్ని ఊహించని EMI సమస్యలను నివారించడానికి సహాయపడుతుంది.

అప్లికేషన్లు:

మునుపటి అధ్యాయం ప్రధాన పదార్థం, ప్యాకేజీ నిర్మాణం మరియు ఇండక్టర్ యొక్క ముఖ్యమైన విద్యుత్ లక్షణాల గురించి చర్చించింది. ఈ అధ్యాయం బక్ కన్వర్టర్ యొక్క సముచితమైన ఇండక్టెన్స్ విలువను ఎలా ఎంచుకోవాలో మరియు వాణిజ్యపరంగా అందుబాటులో ఉన్న ఇండక్టర్‌ను ఎంచుకోవడానికి సంబంధించిన అంశాలను వివరిస్తుంది.

సమీకరణం (5)లో చూపినట్లుగా, ఇండక్టర్ విలువ మరియు కన్వర్టర్ యొక్క స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఇండక్టర్ రిపుల్ కరెంట్ (ΔiL)ని ప్రభావితం చేస్తుంది. ఇండక్టర్ అలల కరెంట్ అవుట్‌పుట్ కెపాసిటర్ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది మరియు అవుట్‌పుట్ కెపాసిటర్ యొక్క అలల కరెంట్‌ను ప్రభావితం చేస్తుంది. అందువల్ల, ఇది అవుట్‌పుట్ కెపాసిటర్ ఎంపికను ప్రభావితం చేస్తుంది మరియు అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ యొక్క అలల పరిమాణాన్ని మరింత ప్రభావితం చేస్తుంది. ఇంకా, ఇండక్టెన్స్ విలువ మరియు అవుట్‌పుట్ కెపాసిటెన్స్ విలువ కూడా సిస్టమ్ యొక్క అభిప్రాయ రూపకల్పన మరియు లోడ్ యొక్క డైనమిక్ ప్రతిస్పందనను ప్రభావితం చేస్తాయి. పెద్ద ఇండక్టెన్స్ విలువను ఎంచుకోవడం కెపాసిటర్‌పై తక్కువ కరెంట్ ఒత్తిడిని కలిగి ఉంటుంది మరియు అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ అలలను తగ్గించడానికి మరియు ఎక్కువ శక్తిని నిల్వ చేయడానికి కూడా ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది. అయినప్పటికీ, పెద్ద ఇండక్టెన్స్ విలువ పెద్ద వాల్యూమ్‌ను సూచిస్తుంది, అంటే అధిక ధర. అందువల్ల, కన్వర్టర్ రూపకల్పన చేసేటప్పుడు, ఇండక్టెన్స్ విలువ రూపకల్పన చాలా ముఖ్యం.

(5)

ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్ మరియు అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ మధ్య అంతరం ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ఇండక్టర్ అలల కరెంట్ ఎక్కువగా ఉంటుందని ఫార్ములా (5) నుండి చూడవచ్చు, ఇది ఇండక్టర్ డిజైన్ యొక్క చెత్త పరిస్థితి. ఇతర ప్రేరక విశ్లేషణతో కలిపి, స్టెప్-డౌన్ కన్వర్టర్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ డిజైన్ పాయింట్ సాధారణంగా గరిష్ట ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్ మరియు పూర్తి లోడ్ పరిస్థితులలో ఎంచుకోబడాలి.

ఇండక్టెన్స్ విలువను రూపొందించేటప్పుడు, ఇండక్టర్ అలల కరెంట్ మరియు ఇండక్టరు పరిమాణం మధ్య ట్రేడ్-ఆఫ్ చేయడం అవసరం, మరియు ఫార్ములా (6)లో వలె అలల కరెంట్ ఫ్యాక్టర్ (అలల కరెంట్ ఫ్యాక్టర్; γ) ఇక్కడ నిర్వచించబడింది.

(6)

ఫార్ములా (6)ని ఫార్ములా (5)గా మార్చడం, ఇండక్టెన్స్ విలువను ఫార్ములా (7)గా వ్యక్తీకరించవచ్చు.

(7)

ఫార్ములా (7) ప్రకారం, ఇన్‌పుట్ మరియు అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ మధ్య వ్యత్యాసం పెద్దగా ఉన్నప్పుడు, γ విలువను పెద్దదిగా ఎంచుకోవచ్చు; దీనికి విరుద్ధంగా, ఇన్‌పుట్ మరియు అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ దగ్గరగా ఉంటే, γ విలువ డిజైన్ తప్పనిసరిగా చిన్నదిగా ఉండాలి. ఇండక్టర్ రిపుల్ కరెంట్ మరియు సైజు మధ్య ఎంచుకోవడానికి, సాంప్రదాయ డిజైన్ అనుభవ విలువ ప్రకారం, γ సాధారణంగా 0.2 నుండి 0.5 వరకు ఉంటుంది. ఇండక్టెన్స్ యొక్క గణనను మరియు వాణిజ్యపరంగా అందుబాటులో ఉన్న ఇండక్టర్‌ల ఎంపికను వివరించడానికి క్రింది RT7276ని ఉదాహరణగా తీసుకుంటోంది.

డిజైన్ ఉదాహరణ: RT7276 అధునాతన స్థిరాంకం ఆన్-టైమ్ (అడ్వాన్స్‌డ్ కాన్స్టాంట్ ఆన్-టైమ్; ACOTTM) సింక్రోనస్ రెక్టిఫికేషన్ స్టెప్-డౌన్ కన్వర్టర్‌తో రూపొందించబడింది, దీని స్విచింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ 700 kHz, ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్ 4.5V నుండి 18V, మరియు అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ 1.05V . పూర్తి లోడ్ కరెంట్ 3A. పైన చెప్పినట్లుగా, ఇండక్టెన్స్ విలువ 18V యొక్క గరిష్ట ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్ మరియు 3A యొక్క పూర్తి లోడ్ పరిస్థితులలో తప్పనిసరిగా రూపొందించబడాలి, γ యొక్క విలువ 0.35గా తీసుకోబడుతుంది మరియు పై విలువ సమీకరణం (7), ఇండక్టెన్స్‌గా భర్తీ చేయబడుతుంది. విలువ ఉంది

1.5 µH సంప్రదాయ నామమాత్రపు ఇండక్టెన్స్ విలువ కలిగిన ఇండక్టర్‌ని ఉపయోగించండి. క్రింది విధంగా ఇండక్టర్ అలల కరెంట్‌ను లెక్కించడానికి ప్రత్యామ్నాయ సూత్రం (5).

కాబట్టి, ఇండక్టర్ యొక్క గరిష్ట కరెంట్

మరియు ఇండక్టర్ కరెంట్ (IRMS) యొక్క ప్రభావవంతమైన విలువ

ఇండక్టర్ అలల భాగం చిన్నది అయినందున, ఇండక్టర్ కరెంట్ యొక్క ప్రభావవంతమైన విలువ ప్రధానంగా దాని DC భాగం, మరియు ఈ ప్రభావవంతమైన విలువ ఇండక్టర్ రేటెడ్ కరెంట్ IDCని ఎంచుకోవడానికి ప్రాతిపదికగా ఉపయోగించబడుతుంది. 80% డీరేటింగ్ (డిరేటింగ్) డిజైన్‌తో, ఇండక్టెన్స్ అవసరాలు:

L = 1.5 µH (100 kHz), IDC = 3.77 A, ISAT = 4.34 A

TDK యొక్క వివిధ శ్రేణుల అందుబాటులో ఉన్న ఇండక్టర్‌లను టేబుల్ 5 జాబితా చేస్తుంది, పరిమాణంలో సారూప్యంగా ఉంటుంది కానీ ప్యాకేజీ నిర్మాణంలో భిన్నంగా ఉంటుంది. స్టాంప్డ్ ఇండక్టర్ (SPM6530T-1R5M) యొక్క సంతృప్త కరెంట్ మరియు రేటెడ్ కరెంట్ పెద్దవిగా ఉన్నాయని మరియు థర్మల్ రెసిస్టెన్స్ తక్కువగా ఉంటుంది మరియు వేడి వెదజల్లడం మంచిది అని టేబుల్ నుండి చూడవచ్చు. అదనంగా, మునుపటి అధ్యాయంలోని చర్చ ప్రకారం, స్టాంప్డ్ ఇండక్టర్ యొక్క ప్రధాన పదార్థం ఐరన్ పౌడర్ కోర్, కాబట్టి ఇది సెమీ-షీల్డ్ (VLS6045EX-1R5N) మరియు షీల్డ్ (SLF7055T-1R5N) ఇండక్టర్‌ల ఫెర్రైట్ కోర్‌తో పోల్చబడుతుంది. అయస్కాంత జిగురుతో. , మంచి DC బయాస్ లక్షణాలను కలిగి ఉంది. RT7276 అధునాతన స్థిరమైన ఆన్-టైమ్ సింక్రోనస్ రెక్టిఫికేషన్ స్టెప్-డౌన్ కన్వర్టర్‌కు వర్తించే వివిధ ఇండక్టర్‌ల సమర్థత పోలికను మూర్తి 11 చూపిస్తుంది. ఈ మూడింటి మధ్య సామర్థ్య వ్యత్యాసం గణనీయంగా లేదని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి. మీరు హీట్ డిస్సిపేషన్, DC బయాస్ లక్షణాలు మరియు మాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్ డిస్సిపేషన్ సమస్యలను పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, SPM6530T-1R5M ఇండక్టర్‌లను ఉపయోగించమని సిఫార్సు చేయబడింది.

(5)

టేబుల్ 5. TDK యొక్క వివిధ శ్రేణుల ఇండక్టెన్సుల పోలిక

11

మూర్తి 11. వివిధ ఇండక్టర్లతో కన్వర్టర్ సామర్థ్యం యొక్క పోలిక

మీరు అదే ప్యాకేజీ నిర్మాణం మరియు ఇండక్టెన్స్ విలువను ఎంచుకుంటే, SPM4015T-1R5M (4.4×4.1×1.5mm) వంటి చిన్న సైజు ఇండక్టర్‌లను ఎంచుకుంటే, దాని పరిమాణం చిన్నది అయినప్పటికీ, DC రెసిస్టెన్స్ RDC (44.5mΩ) మరియు థర్మల్ రెసిస్టెన్స్ ΘTH ( 51˚C) /W) పెద్దది. అదే స్పెసిఫికేషన్ల కన్వర్టర్‌ల కోసం, ఇండక్టర్ ద్వారా తట్టుకునే కరెంట్ యొక్క ప్రభావవంతమైన విలువ కూడా అదే. సహజంగానే, DC నిరోధం అధిక భారం కింద సామర్థ్యాన్ని తగ్గిస్తుంది. అదనంగా, పెద్ద ఉష్ణ నిరోధకత అంటే పేలవమైన వేడి వెదజల్లడం. అందువల్ల, ఒక ఇండక్టరును ఎన్నుకునేటప్పుడు, తగ్గిన పరిమాణం యొక్క ప్రయోజనాలను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం మాత్రమే కాకుండా, దానితో పాటుగా ఉన్న లోపాలను కూడా విశ్లేషించడం అవసరం.

ముగింపులో

పవర్ కన్వర్టర్‌లను మార్చడంలో సాధారణంగా ఉపయోగించే నిష్క్రియ భాగాలలో ఇండక్టెన్స్ ఒకటి, ఇది శక్తి నిల్వ మరియు వడపోత కోసం ఉపయోగించబడుతుంది. అయితే, సర్క్యూట్ డిజైన్‌లో, ఇది ఇండక్టెన్స్ విలువపై మాత్రమే దృష్టి పెట్టాల్సిన అవసరం లేదు, అయితే AC రెసిస్టెన్స్ మరియు Q విలువ, కరెంట్ టాలరెన్స్, ఐరన్ కోర్ సంతృప్తత మరియు ప్యాకేజీ నిర్మాణం మొదలైన వాటితో సహా ఇతర పారామీటర్‌లు తప్పనిసరిగా అన్ని పారామీటర్‌లు. ఇండక్టర్‌ను ఎన్నుకునేటప్పుడు పరిగణించాలి. . ఈ పారామితులు సాధారణంగా కోర్ మెటీరియల్, తయారీ ప్రక్రియ మరియు పరిమాణం మరియు ధరకు సంబంధించినవి. అందువల్ల, ఈ వ్యాసం వివిధ ఐరన్ కోర్ పదార్థాల లక్షణాలను మరియు విద్యుత్ సరఫరా రూపకల్పనకు సూచనగా తగిన ఇండక్టెన్స్‌ను ఎలా ఎంచుకోవాలో పరిచయం చేస్తుంది.