Nyheter

Vi använder cookies för att förbättra din upplevelse. Genom att fortsätta att surfa på denna webbplats godkänner du vår användning av cookies. Mer information.
Induktorerna i applikationer för DC-DC-omvandlare för fordon måste väljas noggrant för att uppnå rätt kombination av kostnad, kvalitet och elektrisk prestanda. I den här artikeln ger fälttillämpningsingenjören Smail Haddadi vägledning om hur man beräknar de erforderliga specifikationerna och vilken handel- avslag kan göras.
Det finns cirka 80 olika elektroniska applikationer inom fordonselektronik, och varje applikation kräver sin egen stabila kraftskena, som härleds från batterispänningen. Detta kan uppnås med en stor, förlustlös "linjär" regulator, men en effektiv metod är att använda en "buck" eller "buck-boost" omkopplingsregulator, eftersom detta kan uppnå effektivitet och effektivitet på mer än 90%.Kompakthet. Denna typ av omkopplingsregulator kräver en induktor.Att välja rätt komponent kan ibland verka lite mystiskt, eftersom de nödvändiga beräkningarna har sitt ursprung i 1800-talets magnetiska teori. Designers vill se en ekvation där de kan "ansluta" sina prestandaparametrar och få "korrekt" induktans och strömvärden så att att de helt enkelt kan välja från reservdelskatalogen. Men saker och ting är inte så enkelt: vissa antaganden måste göras, för- och nackdelar måste vägas, och det kräver vanligtvis flera designiterationer. Trots det kanske perfekta delar inte är tillgängliga som standard och måste göras om för att se hur induktorer som finns på hyllan passar.
Låt oss betrakta en buck-regulator (Figur 1), där Vin är batterispänningen, Vout är den lägre spänningsprocessorns kraftskena och SW1 och SW2 slås på och av växelvis. Den enkla överföringsfunktionsekvationen är Vout = Vin.Ton/ (Ton + Toff) där Ton är värdet när SW1 är stängd och Toff är värdet när den är öppen. Det finns ingen induktans i denna ekvation, så vad gör den? Enkelt uttryckt måste induktorn lagra tillräckligt med energi när SW1 slås på för att låta den bibehålla uteffekten när den är avstängd. Det är möjligt att beräkna den lagrade energin och likställa den med den energi som krävs, men det finns faktiskt andra saker som måste beaktas först. Den alternerande omkopplingen av SW1 och SW2 gör att strömmen i induktorn stiger och sjunker, och bildar därigenom en triangulär "rippelström" på det genomsnittliga likströmsvärdet. Sedan flödar rippelströmmen in i C1, och när SW1 är stängd släpper C1 den. Strömmen genom kondensator ESR kommer att producera utspänning rippel. Om detta är en kritisk parameter, och kondensatorn och dess ESR är fasta efter storlek eller kostnad, kan detta ställa rippel ström och induktansvärde.
Vanligtvis ger valet av kondensatorer flexibilitet.Detta betyder att om ESR är låg kan rippelströmmen vara hög. Detta orsakar dock sina egna problem.Till exempel, om rippelns "dal" är noll under vissa lätta belastningar, och SW2 är en diod, under normala omständigheter kommer den att sluta leda under en del av cykeln och omvandlaren kommer att gå in i läget "diskontinuerlig ledning". I detta läge kommer överföringsfunktionen att ändras och det blir svårare att uppnå det bästa steady state.Moderna buck-omvandlare använder vanligtvis synkron likriktning, där SW2 är MOSEFT och kan leda dräneringsström i båda riktningarna när den är påslagen. Detta innebär att induktorn kan svänga negativt och bibehålla kontinuerlig ledning (Figur 2).
I detta fall kan topp-till-topp-rippelströmmen ΔI tillåtas vara högre, vilket sätts av induktansvärdet enligt ΔI = ET/LE är induktorspänningen som appliceras under tiden T. När E är utspänningen , är det lättast att överväga vad som händer vid avstängningstiden Toff för SW1.ΔI är störst vid denna tidpunkt eftersom Toff är störst vid överföringsfunktionens högsta inspänning. Till exempel: För en maximal batterispänning på 18 V, en utgång på 3,3 V, en topp-till-topp-rippel på 1 A och en switchfrekvens på 500 kHz, L = 5,4 µH. Detta förutsätter att det inte finns något spänningsfall mellan SW1 och SW2. Belastningsströmmen är inte beräknas i denna beräkning.
En kort sökning i katalogen kan avslöja flera delar vars strömvärden matchar den erforderliga belastningen. Det är dock viktigt att komma ihåg att rippelströmmen överlagras på likströmsvärdet, vilket betyder att i exemplet ovan kommer induktorströmmen faktiskt att nå en topp. vid 0,5 A över belastningsströmmen. Det finns olika sätt att utvärdera strömmen för en induktor: som en termisk mättnadsgräns eller en magnetisk mättnadsgräns. Termiskt begränsade induktorer är vanligtvis klassade för en given temperaturökning, vanligtvis 40 oC, och kan drivs med högre strömmar om de kan kylas.Mättnad måste undvikas vid toppströmmar, och gränsen kommer att minska med temperaturen.Det är nödvändigt att noggrant kontrollera induktansdatabladets kurva för att kontrollera om den begränsas av värme eller mättnad.
Induktansförlust är också en viktig faktor. Förlusten är huvudsakligen ohmsk förlust, som kan beräknas när rippelströmmen är låg. Vid höga rippelnivåer börjar härdförlusterna dominera, och dessa förluster beror på vågformens form såväl som frekvens och temperatur, så det är svårt att förutsäga. Faktiska tester utförda på prototypen, eftersom detta kan indikera att lägre rippelström är nödvändig för bästa totala effektivitet. Detta kommer att kräva mer induktans och kanske högre DC-resistans - detta är en iterativ bearbeta.
TT Electronics högpresterande HA66-serie är en bra utgångspunkt (Figur 3). Dess sortiment inkluderar en 5,3 µH-del, en märkmättnadsström på 2,5 A, en 2 A-belastning tillåten och en rippel på +/- 0,5 A. Dessa delar är idealiska för fordonstillämpningar och har erhållit AECQ-200-certifiering från ett företag med ett TS-16949 godkänt kvalitetssystem.
Denna information härrör från material som tillhandahålls av TT Electronics plc och har granskats och anpassats.
TT Electronics Co., Ltd. (2019, 29 oktober). Ströminduktorer för DC-DC-tillämpningar för bilar.AZoM. Hämtad från https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=17140 den 27 december 2021.
TT Electronics Co., Ltd. "Power inductors for automotive DC-DC applications".AZoM.27 december 2021..
TT Electronics Co., Ltd. "Power inductors for automotive DC-DC applications".AZoM.https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=17140.(Åtkom den 27 december 2021).
TT Electronics Co., Ltd. 2019. Ströminduktorer för DC-DC-tillämpningar för bilar.AZoM, visade den 27 december 2021, https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=17140.
AZoM pratade med professor Andrea Fratalocchi från KAUST om hans forskning, som fokuserade på tidigare okända aspekter av kol.
AZoM diskuterade med Dr Oleg Panchenko hans arbete i SPbPU Lightweight Materials and Structure Laboratory och deras projekt, som syftar till att skapa en ny lätt gångbro med hjälp av nya aluminiumlegeringar och friktionsrörsvetsteknik.
X100-FT är en version av X-100 universell testmaskin anpassad för fiberoptisk testning. Dess modulära design tillåter dock anpassning till andra testtyper.
MicroProf® DI optiska ytinspektionsverktyg för halvledarapplikationer kan inspektera strukturerade och ostrukturerade wafers under hela tillverkningsprocessen.
StructureScan Mini XT är det perfekta verktyget för betongskanning;den kan exakt och snabbt identifiera djupet och positionen av metalliska och icke-metalliska föremål i betong.
Ny forskning i China Physics Letters undersökte supralednings- och laddningstäthetsvågor i enskiktsmaterial odlade på grafensubstrat.
Den här artikeln kommer att utforska en ny metod som gör det möjligt att designa nanomaterial med en noggrannhet på mindre än 10 nm.
Denna artikel rapporterar om framställning av syntetiska BCNT genom katalytisk termisk kemisk ångavsättning (CVD), vilket leder till snabb laddningsöverföring mellan elektroden och elektrolyten.