Dapatkah saya menggunakan choke mode umum sebagai induktor berpasangan dalam konverter SEPIC

Saya tidak begitu mengerti perbedaan antara mode tersedak umum dan induktor berpasangan. Mereka berdua 2 gulungan melingkari inti yang sama tetapi saya tahu mereka memiliki tujuan yang berbeda. Saya ingin merancang konverter SEPIC dengan induktor berpasangan tetapi membutuhkan peringkat arus tinggi dan nilai induktansi sekitar 1 mH. Namun, induktor berpasangan tidak memiliki spesifikasi ini sedangkan choke mode umum memiliki. Apakah saya tetap bisa menggunakan mode tercekik umum sebagai induktor berpasangan dalam konverter SEPIC jika induktor terhubung sedemikian rupa sehingga fluksnya berada pada arah yang sama? Dokumen rujukan dari Texas Instruments

Mungkin. Tetapi jawaban yang mungkin adalah 'bukan untuk aplikasi Anda', sayangnya. Dan lebih jauh lagi, pertanyaan yang lebih baik mungkin, " Haruskah saya menggunakan mode tersedak umum daripada induktor digabungkan?" Dan jawaban untuk pertanyaan itu selalu tidak .

Mode tersedak umumnya memiliki dua peringkat, mode diferensial saat ini, dan mode umum saat ini. Jika Anda telah menemukan beberapa choke besar seukuran kucing rumah gemuk yang 'memiliki spesifikasi yang tepat' (ia memiliki arus mode umum tinggi yang Anda butuhkan), maka tentu saja, ia akan 'bekerja'. Ini tentu bukan pilihan terbaik, tetapi akan berhasil.

Jika Anda melihat peringkat saat ini dari mode umum tersedak dan menggambarkannya sebagai sesuatu seperti 'tinggi' atau unit adalah ampere keseluruhan, maka itu adalah peringkat saat ini mode diferensial. Peringkat ini tidak ada artinya untuk aplikasi apa pun di mana seseorang akan menggunakan induktor berpasangan. Peringkat saat ini adalah peringkat berapa banyak ampere dari mode diferensial saat ini dapat ditangani. Ada sangat sedikit (dengan kata lain, ada arus yang seimbang sempurna, sama, dalam fase antara belitan, tetapi dalam arah yang berlawanan, seperti kekuatan dan ground return untuknya misalnya).

Arus ini membatalkan fluks magnetnya sendiri, sehingga hanya akan melihat nilai induktansi kebocoran. Dengan kata lain, arus mode diferensial adalah arus maksimum hanya jika Anda tidak benar-benar 'menggunakan' induktansi. Ini pada dasarnya resistensi terbatas. Karena peringkat untuk arus yang tidak menyimpan energi secara magnetis, dan perlu diingat, induktansi adalah ukuran energi yang disimpan dalam medan magnet.

Apa yang penting untuk SEPIC, atau benar-benar setiap sirkuit yang menggunakan induktor untuk, well, induktansinya, adalah arus saturasi induktor itu. Ini adalah arus maksimum yang dapat ditahan oleh inti magnetik sebelum terjadi penurunan induktansi yang dipilih (20-30% sering digunakan sebagai penurunan ini). Atau dengan kata lain, arus saturasi adalah berapa banyak energi yang dapat disimpan oleh inti magnetik dalam medan magnet sebelum 'penuh'. Ketika 'penuh', maka inti magnetik tidak dapat menyimpan lebih banyak energi, sehingga meningkatkan arus melampaui titik ini akan dengan cepat hanya menyimpan energi tambahan sebanyak inti udara, yang hadir sebagai kehilangan induktansi yang cepat.

Bagaimana ini benar-benar dimainkan sangat tergantung pada bahan inti. Ferit dari semua jenis jenuh seperti jello panas mengenai dinding silikon karbida pada kecepatan 100mph. Pergi terlalu dekat ke titik jenuh sama sekali tidak dilakukan, terlalu berisiko, dan drop-off terlalu mendadak.

Inti serbuk besi, atau besi karbonil favorit saya, jenuh secara linear, sehingga Anda masih memiliki 40% induktansi yang tersisa bahkan setelah Anda mengalami arus jenuh dua kali lipat. Anda juga akan memiliki kehilangan inti sangat tinggi menggunakan inti bubuk seperti itu pada frekuensi yang berguna, tetapi itu dapat berguna untuk arus puncak dalam situasi tertentu.

Tersedak bisa menjadi inti, kedua jenis terbiasa untuk tersedak mode umum sering. Tapi itu tidak terlalu penting, karena tidak ada mode choke umum yang dinilai untuk arus tinggi pada 1mh. Tidak ada choke yang memenuhi spesifikasi Anda - karena Anda menggunakan peringkat mode diferensial saat ini seolah-olah arus saturasi, dan tidak. Sebuah choke 1mh besar dengan nilai lebih dari ratusan miliamps saturasi / mode arus umum akan menjadi ukuran kucing rumah yang sangat gemuk (seperti yang disebutkan sebelumnya). 1 millihenry adalah satu ton . Anda membutuhkan bahan inti magnetik tipis mililiter / inci ^ 3 jika Anda ingin menyimpan energi sebanyak itu. Tidak ada jalan lain.

Ambil contoh orang ini. Ini sudah menjadi raksasa setidaknya untuk hal-hal tingkat PCB, dan memiliki peringkat induktansi Anda dan tidak, itu tidak akan menangani 16A arus sebelum jenuh. Ini akan menangani 240mA . Untuk digunakan sebagai induktor berpasangan, ini adalah arus puncak 240mA. Saya tidak akan menyebut itu 'arus tinggi', tetapi Anda tidak benar-benar menyebutkan jenis arus yang Anda butuhkan, jadi mungkin itu sudah cukup. Mungkin tidak.

Ini membawa saya ke apa yang tidak akan menjadi jawaban untuk pertanyaan yang Anda ajukan, tetapi jawaban yang Anda butuhkan. Saya sangat ragu Anda akan menemukan induktor yang diproduksi secara massal dan murah (atau tersedak yang dapat digunakan secara salah) yang memenuhi spesifikasi Anda. Jika Anda benar-benar membutuhkan 1mH pada 10A atau apa pun yang ada dalam pikiran Anda, maka perkirakan untuk membuat barang seperti itu dibuat khusus, dan perkirakan harganya sangat mahal.

Alasan tidak ada adalah karena tidak perlu untuk induktor berpasangan yang besar dan tidak ada alasan untuk memproduksinya secara massal dan mendapatkan biaya turun seperti tersedak dan induktor berpasangan yang masuk akal. Apa yang saya coba katakan adalah, jika Anda pikir Anda memerlukan induktor arus tinggi 1mH, maka desain Anda secara inheren cacat. Satu-satunya alasan saya berpikir bahwa itu akan memerlukan begitu banyak induktansi adalah Anda ingin mengkonversi arus yang terlalu tinggi untuk frekuensi switching yang terlalu rendah.

Desain itu salah. Tidak ada alasan untuk melakukan itu. Saya menduga Anda telah memilih beberapa pengontrol atau driver tertentu yang memiliki frekuensi switching yang relatif rendah, dan ingin membangun konverter DC / DC yang lebih rendah dan tidak praktis dengan biaya ekstrem dan tanpa keuntungan, kecuali Anda tidak perlu belajar cara menggunakan chip yang sebenarnya sesuai untuk tujuan akhir Anda. Saya curiga karena saya pernah ke sana, mungkin kita semua pernah mengalami hal tertentu. Saya tidak membuat keputusan di sini, dan dengan bebas mengaku bersalah karenanya di masa lalu saya. Dan yang saya tahu sekarang adalah bahwa jika Anda pikir Anda memerlukan induktor besar dan daya tinggi, maka Anda tidak cukup tahu tentang beralih konverter untuk membangun yang daya tinggi.

Jangan menyerah tujuan itu, tetapi bekerja ke arah itu dengan mengambil beberapa langkah menengah dan membuat hal-hal kecil. Pelajari jalan Anda di sekitar sekelompok topologi dan pengontrol. Cari tahu cara memilih MOSFET Anda sendiri. Pelajari mengapa elektrolitik hanyalah resistor yang dimuliakan di atas 100KHz, atau apa yang terjadi pada kapasitor keramik kelas II di bawah bias DC (petunjuk: mereka kehilangan kapasitansi. Terkadang sebagian besar. Menyenangkan! = P). Pelajari mengapa Anda akan mengoptimalkan tata letak untuk setiap milimeter dan berapa banyak nanohenrie dari induktansi parasit dapat dikenakan biaya. Pelajari cara mematikan tegangan dering sakelar node. Yang terpenting, pelajari mengapa konverter SEPIC tidak sesuai atau diperlukan untuk sesuatu daya tinggi yang dapat memiliki input di atas atau di bawah output. Anda akan melakukan jauh lebih baik dengan 4-switch true buck-boost.

Mengabaikan semua itu, Anda bahkan tidak memerlukan induktor berpasangan pada saat itu - Anda hanya dapat menggunakan dua induktor. Mereka tidak perlu berada di inti yang sama. Satu-satunya hal berbagi inti membuat Anda berkurang arus riak. Atau Anda bisa melakukan hal yang sama dengan menggandakan frekuensi switching, atau menggunakan dua fase pada frekuensi saat ini. Salah satu dari ini akan jauh lebih mudah, lebih murah, efektif, dan dapat dilakukan. Bahkan, menggandakan frekuensi memberi Anda segala macam hal baik lainnya juga, seperti berkurangnya riak masukan, berkurangnya induktansi yang diperlukan, ukuran lebih rendah, biaya lebih rendah.

Ini bukan tahun 1990, kami memiliki elemen switching yang dapat memiliki kerugian rendah seperti memiliki kerugian resistif dari induktansi induktansi yang lebih tinggi, serta kerugian inti / histeresis, lebih besar daripada kerugian switching hingga ratusan KHz. Dan bahkan kemudian, pergi lebih cepat dapat dikenakan biaya satu atau dua watt jika Anda melakukannya dengan benar. Lihatlah LT8705 atau lusinan konverter penambah buck 4 switch lainnya. Mereka akan membiarkan Anda melakukan semua yang bisa dilakukan oleh sepic tetapi dengan induktansi 10μH, lebih sedikit EMI, lebih efisien, lebih kecil dari setumpuk kartu, dan dapat dibangun menggunakan komponen yang benar-benar ada. Jika Anda menggunakan sesuatu yang beralih pada 52KHz atau 70KHz atau 100KHz, maka Anda sudah ketinggalan zaman 26-27 tahun. Jika Anda ingin mengkonversi level daya tinggi, yah, kami tidak bisa mundur dengan mudah, bukan tanpa itu menjadi lebih mahal daripada hanya menggunakan besi besar dan trafo linear tembaga besar / jangkar kapal. Ada alasan beralih mode catu daya mulai muncul di saat itu. Catu daya mode sakelar daya tinggi lebih besar dari pasokan linier (tetapi mungkin sedikit lebih ringan) hingga yang relatif baru. Kepadatan daya yang Anda bayangkan tidak mungkin terjadi dengan chip apa pun yang Anda pilih. Tapi tidak apa-apa, ada alternatif yang jauh lebih baik sekarang.

Jadi, saya tahu Anda tidak pernah bertanya tentang itu.

Tetapi jika saya memberi Anda jawaban yang paling berguna yang melampaui apa yang Anda tanyakan sebenarnya adalah bahwa ketika Anda mengatakan Anda membutuhkan induktor arus tinggi 1mh .... tidak. Kamu tidak.

Mode umum tersedak hanya memiliki induktansi tinggi karena akumulasi fluks dari arus diferensial, yang berarti bahwa jika Anda mencoba menggunakannya sebagai induktor normal, mereka tidak akan memiliki induktansi pengenalnya.

Dengan kata lain, mereka hanya memiliki induktansi tinggi untuk perbedaan saat ini antara belitan, tetapi belitan itu sendiri tidak memiliki induktansi pengenal.

Jika Anda melihat lembar data dari beberapa mode tersedak umum, Anda akan melihat bahwa induktansi dinilai pada arus yang sangat kecil (mode umum saat ini), katakan 100 mA atau lebih, bahkan jika induktor itu sendiri dinilai untuk 10 A atau lebih.

http://www.murata.com/~/media/webrenewal/products/emc/emifil/knowhow/26to30.ashx

Pada prinsipnya Anda bisa menggunakan choke mode umum sebagai induktor berpasangan dalam transformator sepic atau sebagai 1 :: 1 di sirkuit lain karena semua ini hanya dua gulungan yang berliku ke inti magnet.

Namun, itu akan memiliki kemampuan saat ini jauh lebih rendah daripada yang Anda harapkan dengan melihat lembar data. Mode tersedak umum dimaksudkan untuk digunakan dengan arus yang hampir sama di kedua belitan sedemikian rupa sehingga fluks yang dihasilkan batal hampir sempurna.

Mereka karenanya tidak perlu menyimpan energi yang signifikan dan dapat menghadirkan induktansi yang tinggi terhadap ketidakseimbangan saat ini.

Sangat menggoda untuk menggunakan mode umum tersedak karena mereka kecil, murah dan mudah ditemukan. Namun tidak akan menjadi baik karena arus mengalir di SEPIC dan pada sepupunya CUK dan ZETA membuat medan magnet menambah dan tidak membatalkan .