Çok sıcak düzlemsel indüktör hakkında ne yapmalı?

Ben ne yapıyorum:

Gelen 18v - 36v beslemesinden ± 24v üretmek için bir DCDC dönüştürücü tasarlıyorum. Bunun için TI TPS54160 kullanıyorum ve Geniş Giriş Voltajı ile Split Rail Güç Kaynağı Oluşturma belgesini izliyorum .

Yerden tasarruf etmek için, split transformatör çekirdeği kullanarak düzlemsel bir transformatör tasarladım. Transformatörün her bir tarafına 12 tur koydum, bu da çekirdeğin veri sayfasına göre 244uH (12x12x1700nH) vermelidir.

Katma:

Doğru bileşen değerlerini hesaplamak için TI tarafından sağlanan Excel tabanlı bir hesap makinesi kullanıyorum . Hesap makinesi bu devre topolojisini bu IC ile tasarlamak içindir.

Sorun:

Sorun, 500kHz anahtarlama frekansında transformatörün çok ısınmasıdır. Anahtarlama frekansını düşürürsem, biraz daha soğuyabilirim, ama çok fazla azaltırsam, devre artık yeterli sürücü akımına sahip değildir.

Benim sorum:

Sürüm 2'de ne denemeliyim? Fiziksel olarak daha büyük bir transformatör çekirdeği yardımcı olur mu? Transformatördeki tur sayısını azaltmayı denemeli miyim? 500kHz'de sadece 65uH'ye ihtiyacım olduğunu hesaplıyorum, bu yüzden kesinlikle 8 dönüşe gidebilirim.

$\Delta B$

$\Delta B$$\mu$$A_c$$l_g$$n$

$L_g$$\frac{n^2 A_c \mu _o}{l_g}$

$I_{\text{max}}$$B_{\text{max}}$

$n I_{\text{max}}$$\frac{B_{\max } l_g}{\mu _o}$

Bir değerle başlayarak , , ve , ne bir fikir edinmek mümkündür ve indüktör olması gerekir için. Let = 100 , = 0.2t'lik, = 20$L_g$$B_{\text{max}}$$A_c$$I_{\text{max}}$$l_g$$n$$L_g$$\mu H$$B_{\text{max}}$$A_c$$mm^2$

$l_g$ = = ~$\frac{I_{\max }^2 L_g \mu _o}{A_c B_{\max }^2}$$\frac{1 Amp^2 100\mu H \mu _o}{20 mm^2 0.2T^2}$$0.16 mm$

ve

$n$ = = =$\frac{i_{\max } L_g}{A_c B_{\max }}$$\frac{1Amp 100\mu H}{20 mm^2 0.2T}$$25 turns$

Bu analiz oldukça basitleştirilmiş, çok şey bırakıyor, ancak ne beklenmesi gerektiği hakkında bir fikir veriyor. Bu tür indüktörlerin tasarımı çok karmaşıktır. Referans olarak " İndüktör ve Geri Dönüş Trafosu Tasarımı " na bakabilirsiniz .

Sanırım N87 materyalini kullanıyorsun, bu yüzden hızlı bir hesaplama yapacağım. 500 kHz'de indüktör akımı 1 mikrosaniyede (50:50 görev döngüsü) belirli bir değere yükselebilir. Bunun 244 uH endüktansı olduğunu söylüyorsunuz, bu nedenle 18V uygulandığında akımın yükselmesini bekliyorum: -

18V x 1 us / 244 uH = 74mA - bu mıknatıslanma akımıdır (bir sonraki yarım döngüde serbest bırakılan enerjiyi depolar) ama gerçekten, gerçekten düşük geliyor. Ana sargıda depolanan enerji çıkışa aktarılmalıdır ve bu enerji 0.66 uJ'dir (hala çok düşük geliyor). Bu nedenle bir yüke aktarılabilen güç 0,66 uJ x 500 kHz = 0,33 watt'tır.

Bağladığınız veri sayfasındaki diğer örneklere bakmanız gerektiğini düşünüyorum. 150 uH'luk bir indüktör kullanarak 30V kadar yüksek voltajlarla çalışabilen ve 300 kHz'de çalışabilen bir tane görüyorum, bu yüzden ana kayıplarınızın sargılardaki bakır kayıpları olduğunu düşünüyorum - bunları nasıl ürettiniz?

Ayrıca N87 malzemesinin size 500 kHz'de yaklaşık% 5 ila 10 kayıp vereceğini de göstereceğim, bu yüzden muhtemelen en iyi seçim değil.

Buna ek olarak, primere pozitif uygulandığında çıkış sargısının negatif voltaj ürettiğinden emin olun. Başka bir deyişle, sargıların aşamalı olarak işlenmesi bu geri dönüş devresinin temelini oluşturur.

Bu süreksiz mod değerlendirmesi hakkındaki düşüncem, sürekli iletim modunda çalışmayı beklemenize rağmen, DCM'de bakarak ve DCM'nin doğru basketbol sahasında olup olmadığını anlamaya çalışarak makul bir fikir edinebilmenizdir.

PCB üzerindeki çekirdeğin orta ayağı için delik şekilde kaplanmış görünüyor. Gerçek PCB'de kaplanmış mı? Eğer öyleyse, bu neden büyük akımlara sahip olabileceğinizi açıklar. Bir var kısa devre dönüş çekirdek aracılığıyla bağlanmış olur.