トロイドインダクターの設計 バランス付け材料と性能

エンジニアや趣味者は,特定のインダクタルのアプリケーションのためにトロイドコアとフェライト材料を選択する際にしばしば課題に直面します.精密な誘導値と動作周波数を持つ窒息器を設計する際に,プロセスは特に複雑になります.60kHzのアプリケーションでは26mHの窒息装置などです

選択プロセスを複雑にするいくつかの基本的な問題があります.

• 標準化されたラベルの欠如:製造者によって色コード (緑,白,黒) が大きく異なるため,同じ色はしばしば異なる材料特性を表しています.
• 製品に関する不完全な情報:多くのサプライヤーは,AL値,透通性,または飽和流密度などの重要な電磁パラメータなしで基本的な次元データのみを提供します.
• 性能予測の難しさ実験的な測定は理論的な計算から頻繁に逸脱し,インダクタンスがサイズや回転によって線形的にスケールされないことを示しています
• パラメータの混乱:透気性や流体密度といった 重要な概念は よく誤解され 材料の選択が誤りになります
• 設計ツールの制限:利用可能な計算機には,通常,エンドユーザーには利用できない正確な材料仕様が必要です.

透過性 (μ) は,磁気流を集中させる材料の能力を測定する.材料は2つの主要なカテゴリーに分類される:

• 低透気性材料 (10-100):通常は鉄粉末コアで,ブロードバンドトランスフォーマーやフィルターに適した柔らかい飽和性特性を有します.
• 高透気性材料 (20000まで):通常はフェライトで,電源フィルターとEMI抑制の損失が少ない高誘導性値を提供します.

流体密度 (B) は,面積単位あたりの磁場強さを表す.材料の飽和点 (Bsat) を超えると,透気性は劇的に低下し,構成要素を損傷する可能性があります."高流量"材料は,より高いBsat値を提供します.,より高い電流処理を可能にします.

核材料は周波数依存の損失特性を表している.フェライトは通常,より高い周波数でよりよく動作する.鉄粉核は低周波アプリケーションに適している.材料 の 選択 が 適切 で は ない の は,過度に 熱さ を 加え,効率 を 低下 さ せる.

• 誘導力 (L): 26mH
• 周波数 (f): 60kHz
• 電流: 15A (試験では8.4Aで測定)

60kHzの動作では,低損失フェライト (フェアライト77/78シリーズ) が最適な選択である.設計プロセスには,次のことが必要である.

• AL値の決定:実験測定は,AL ≈ 4.132mH/N2 を計算して,0.5mH を出す11回転を示した.
• ターン計算:N = √[(26×1000) /4.132] ≈ 79回転
• ワイヤの選択:#14 AWG固体または42×#30 AWG15A容量のために鎖
• コアサイズ:≈48mm直径で79回転に対応する

実践的な考慮事項には,以下が含まれます.

• 寄生体容量を最小限にするために,連帯分布
• LCRメーターによるインダクタンス検証
• 運用条件下での拡張式熱試験
• 振動鏡で電圧波形を監視する

実験の結果は いくつかの重要な洞察を明らかにしました

• AL≈4.132mH/N2の緑色トロイドは26mHで約79回転を必要とする
• 複数のコアを積み重ねると 非線形誘導力が増加します
• 白色テレビコアは緑色コアよりも高い透気性を示した.
• 大きな黒いコアではAL値が非常に低い
• 鎖状のワイヤ (42×#30 AWG) は15Aで優れた熱性能を示した.

26mH/60kHz のアプリケーションでは,この装置は,電源が電源を供給し,電源を供給し,十分な横切りの面積を持つ高ALフェライトコア適正なゲージワイヤーで巻き込まれており,運用条件下で適切に実装され検証された場合,最適なソリューションを提供します.