كيفية اختيار المحث المصبوب المناسب للدائرة

اختيار المحث المصبوب المناسب (الخانق المصبوب) للدائرة، ليس فقط من خلال مظهره، ولكن من خلال التركيز على أدائه الديناميكي وقيوده المادية في الدائرة.

تُستخدم المحاثات المتجانسة بشكل أساسي في دوائر الطاقة (مثل محولات التيار المستمر) لتخزين الطاقة، والترشيح، وتفريغ التيار. لمساعدتك في اتخاذ القرار الأمثل، سنقسم عملية الاختيار إلى الخطوات الرئيسية الخمس التالية:

1. تحديد الأبعاد المادية والتغليف (الخطوة 1: هل ستناسب؟)

هذا هو معيار الفحص الأساسي. عادةً ما تكون المحاثات المتجانسة عبارة عن هياكل مستطيلة قياسية تشبه الرقائق.

* القيود البُعدية: قم بقياس حدود حجم وارتفاع نقاط التوصيل المحجوزة على لوحة الدوائر المطبوعة. تشمل الأبعاد الشائعة 3.0×3.0 مم، و4.0×4.0 مم، و5.0×5.0 مم، وما إلى ذلك، مع ارتفاعات تتراوح من 1.0 مم إلى 5.0 مم.

* تصميم الطرفية: تأكد مما إذا كان دبوسًا قياسيًا "ذو طرفين" أو تصميم دبوس "ذو أربعة أطراف" يهدف إلى تقليل الإشعاع.

ملاحظة: حتى لو كان الطول والعرض متساويين، فإن الارتفاع غالبًا ما يحدد مدى تحمل الملف للطاقة. تأكد من اختيار الملف الصحيح.

2. احسب قيمة الحث (L) وقم بمطابقتها

تحدد قيمة الحث مقدار تموج التيار. اختيار قيمة كبيرة جدًا أو صغيرة جدًا سيؤثر على كفاءة مصدر الطاقة.

* راجع دليل الشريحة: توفر أوراق البيانات الخاصة بمعظم الدوائر المتكاملة لإدارة الطاقة (ICs) صيغًا موصى بها لحساب قيم الحث.

يمكن تقريب الصيغة العامة على النحو التالي: L={(V_{in}-V_{out})XV_{out}/{V_{in}Xf_{sw}XI_{out} XRippleRatio}}

* حيث f_{sw} هو تردد التبديل، و RippleRatio عادة ما يكون 20٪ ~ 30٪.

* التفاوت: عادةً ما يكون للمحاثات المتجانسة تفاوت بنسبة ±20% أو ±30% (على سبيل المثال، الدرجات M أو N)، ويجب الاحتفاظ بهامش أثناء الحسابات.

3. معايير التيار الأساسي: يجب مراعاة كلا "التيارين".

هذا هو الجزء الأكثر عرضة للخطأ! عادةً ما تحدد ورقة البيانات الخاصة بالمحاثات المصبوبة المتكاملة تيارين مصنفين مختلفين، ويجب استيفاء كلا الشرطين في وقت واحد:

* تيار التشبع (I_{sat}): حد أقصى

* التعريف: التيار عندما ينخفض ​​الحث إلى نسبة معينة (عادة من 10٪ إلى 30٪ من القيمة الأولية).

*طريقة الاختيار: يجب أن يكون I_{sat} أكبر من تيار الذروة (I_{peak}) في الدائرة.

*حساب التيار الذروي: I_{peak} = I_{out} + ΔI_L/2 (أي تيار الخرج بالإضافة إلى نصف تيار التموج).

*العواقب: إذا كان تيار التشبع غير كافٍ، فسوف يتشبع المحث مغناطيسيًا على الفور، مما يتسبب في انخفاض حاد في الحث ويؤدي إلى ارتفاع سريع في التيار، الأمر الذي قد يؤدي إلى احتراق ترانزستور التبديل.

تيار ارتفاع درجة الحرارة (I2 {rms}): مؤشر التسخين

*التعريف: متوسط ​​الجذر التربيعي للتيار الذي تزداد عنده درجة حرارة سطح المحث بقيمة محددة (عادة 40 درجة مئوية).

*كيفية الاختيار: يجب أن يكون I2 {rms} أكبر من تيار الخرج الأقصى (I2 {out}) في الدائرة.

*النتيجة: إذا لم تكن قيمة I2 {rms} كافية، فسوف ترتفع درجة حرارة المحث، مما لا يقلل الكفاءة فحسب، بل قد يؤدي أيضًا إلى تلف وصلات اللحام في لوحة الدوائر المطبوعة.

4. انتبه لمقاومة التيار المستمر (DCR) والكفاءة

مقاومة التيار المستمر (DCR) هي مقاومة ملف المحث نفسه.

*التأثير: يمكن أن يتسبب التيار المستمر في فقدان النحاس (P_ {loss}=I ^ 2 XR)، والذي يتحول مباشرة إلى حرارة ويقلل من كفاءة الطاقة.

*التوازن: عندما يسمح الحجم والتكلفة بذلك، يكون معدل تدفق الهواء الأصغر أفضل.

5. ضع في اعتبارك تردد الرنين الذاتي

ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي تحدث عندما يتغير التيار المار في الموصل نفسه. فعند استخدام سلك معدني لصنع ملف، وتغير التيار المار فيه، تحدث ظاهرة حث كهرومغناطيسي ملحوظة. تعمل القوة الدافعة الكهربائية العكسية الذاتية للملف على كبح تغير التيار، وتساهم في استقراره. تحديدًا، إذا كان المحث في حالة عدم مرور تيار فيه، فإنه سيحاول منع مرور التيار عند تشغيل الدائرة الكهربائية؛ أما إذا كان المحث في حالة مرور تيار فيه، فإنه سيحاول الحفاظ على تيار ثابت عند فصل الدائرة.