Anahtarlama regülatörleri, giriş voltajını daha yüksek veya daha düşük bir çıkış voltajına dönüştürür; bunun için elektrik enerjisini geçici olarak depolamak için bir indüktör kullanılır. İndüktörün boyutu, anahtarlama regülatörünün anahtarlama frekansına ve devreden akan beklenen akıma bağlıdır; peki doğru indüktör değerini nasıl seçerim? İndüktör değeri, indüktör akımı dalgalanmasını içeren ortak bir formül kullanılarak belirlenebilir.
Anahtarlama regülatörlerine ilişkin veri sayfalarının çoğunda, uygulama notlarının çoğunda ve diğer açıklayıcı metinlerde, endüktör akımı dalgalanmasının nominal yükte çalışmanın yüzde 30'u olması tavsiye edilir. Bu, indüktör akımı tepe noktalarının ve indüktör akımı vadilerinin, nominal yük akımındaki ortalama akımdan sırasıyla yüzde 15 daha yüksek ve yüzde 15 daha düşük olduğu anlamına gelir. Neden yüzde 30 indüktör akım dalgalanmasının veya akım dalgalanma oranının (CR) seçilmesi iyi bir uzlaşma olarak değerlendirilebilir?
Şekil 1'de gösterilen para dönüştürücüler için Denklem 1 geçerlidir:
Şekil 1. Buck dönüştürücü kullanıldığında karşılık gelen indüktör akımı dalgalanması.
Bu formül, mevcut dalgalanma oranına (CR, L) dayalı olarak bir Buck dönüştürücü için gerekli endüktansı hesaplar. Bu oran genellikle 0.3 veya yüzde 30 tepeden tepeye dalgalanma olarak belirtilir. Bu formülde, ilgili anahtarlama frekansına bağlı olarak D görev döngüsünü ve T döngü süresini temsil eder.
Farklı bir indüktör akımı dalgalanması kullandığınızda ne olur?
Şekil 2'de kırmızı çizgi, devrenin indüktör akım dalgalanmasını temsil eder (3 A çıkış akımıyla yüzde 30 akım dalgalanma oranı (CR). Bu, anahtarlama regülatör devresi tasarımında yaygın bir uzlaşma seçimidir. Mavi dalga biçimi bir indüktöre karşılık gelir) yüzde 133'lük akım dalgalanması ve yeşil dalga biçimi yüzde 7'lik bir indüktör akım dalgalanmasına karşılık gelir.
Şekil 2. Nominal yükte yüzde 30'luk bir dalgalanma akım oranı için indüktör akımı dalgalanması (kırmızı), küçük indüktör akımı dalgalanması (mavi) ve büyük indüktör akımı dalgalanması (yeşil).
Şekil 3, çıkış akımı olarak kısmi nominal yükte (örneğin 1A) çalışan aynı devreyi göstermektedir. Şekil 3'teki mavi dalga formunda gösterildiği gibi, yüksek indüktör akımı dalgalanmasında, indüktör her döngüde tamamen boşalacaktır. Bu moda süreksiz iletim modu (DCM) denir. Bu modda, kontrol döngüsünün kararlılığı değişir ve daha yüksek çıkış voltajı dalgalanması üretebilir.
Şekil 3. Kısmi yükte yüzde 30'luk bir dalgalanma akım oranına sahip indüktör akım dalgalanması (kırmızı), küçük indüktör akım dalgalanması (mavi) ve büyük indüktör akım dalgalanması (yeşil).
Dolayısıyla DCM'den kaçınmak için belirli bir dalgalı akım oranının kullanılması gerekir. Yüzde 30'luk dalgalı akım oranında iyi bir uzlaşma elde edilir. Dalgalanma akım oranı düşükse sistem kısmi yüklerde dahi çoğu zaman sürekli akım iletim modunda çalışacaktır. Yani devreyi optimize ederek bu modda çalışmak mümkündür.
Çok yüksek bir dalgalı akım oranı seçersem ne olur?
Yüzde 30'un üzerindeki dalgalı akım oranları, daha küçük indüktör boyutlarına ve daha düşük maliyetlere neden olur. Bununla birlikte, tepe akımları önemli ölçüde daha yüksektir ve tipik devrelerin kabul edebileceğinden çok daha yüksek miktarda elektromanyetik girişim (EMI) üretir. Ayrıca sürekli iletim modunu (CCM) kullanmak için yük akımının daha da yüksek olması gerekir. Bu henüz bir sorun değil ancak bu modda çalışma özellikleri değişiyor ve devre tasarlanırken bu dikkate alınmalıdır.
Ek olarak, daha düşük bir indüktör akımı dalgalanmasına kıyasla daha düşük bir indüktör akımı dalgalanmasından daha yüksek bir çıkış voltajı elde edilir.
Çok düşük bir dalgalı akım oranı seçersem ne olur?
Yüzde 30'un altındaki dalgalanma akım oranları, daha büyük indüktör boyutlarına ve daha yüksek maliyetlere neden olur. Enerji depolama cihazının büyük boyutundan dolayı, geçici yük tepkisi biraz daha düşük olacaktır. Örneğin, yüksek yük akımının bağlantısını hızlı bir şekilde keserken, indüktörde depolanan gücün bir yere aktarılması gerekir. Bu, çıkış kapasitörü (COUT) üzerindeki voltajın yükselmesine neden olur. İndüktördeki elektrik enerjisi ne kadar fazla olursa, çıkış voltajı da o kadar yüksek olur. Aşırı voltaj besleme devresine zarar verebilir.
Farklı indüktör akım dalgalanma oranlarının avantaj ve dezavantajlarını tarttıktan sonra çoğu uygulama için yaklaşık yüzde 30 veya daha fazla bir akım dalgalanma oranının daha uygun olduğunu bulduk. Ancak bazı durumlarda sonuçlar kabul edilebilir olduğu sürece bundan sapmak mümkündür.
2010 yılında kurulan Zhejiang NeoDen Technology Co., LTD., SMT alma ve yerleştirme makinesi, reflow fırın, şablon baskı makinesi, SMT üretim hattı ve diğer SMT Ürünleri konusunda uzmanlaşmış profesyonel bir üreticidir.
2010 yılında 100'den fazla çalışanı ve 8000'den fazla Metrekare ile kuruldu. Standart yönetimi sağlamak ve maliyetten tasarruf etmenin yanı sıra en ekonomik etkileri elde etmek için bağımsız mülkiyet hakları fabrikası.
NeoDen makinelerinin imalatı, kalitesi ve teslimatı için güçlü yetenekleri sağlamak için kendi işleme merkezine, yetenekli montajcıya, testçiye ve kalite kontrol mühendislerine sahipti.
Daha iyi ve daha hızlı yerel hizmet ve hızlı yanıt sağlamak için tüm dünyada 10000'den fazla kullanıcıya başarıyla hizmet vermek üzere Asya, Avrupa, Amerika, Okyanusya ve Afrika'da 40'tan fazla küresel ortak.