¿Qué hacer con un inductor planar muy caliente?

El problema es que los núcleos que se utilizan no tienen espacio, por lo que el inductor se satura. Una topología con operación de tipo Flyback almacena energía en el núcleo cuando el interruptor está encendido, moviendo el núcleo hacia arriba en la curva BH. Pero, para el ejemplo simple de conducción discontinua (DCM), cuando el interruptor se apaga y la corriente cae a cero, B no vuelve a cero sino a un punto residual elevado. Por lo tanto, el \ $ \ Delta B \ $ utilizable es muy pequeño y el núcleo se encuentra en saturación. La conducción continua (MCP) es aún peor en este sentido.

Al agregar un espacio, el punto residual se acerca a cero, lo que da un \ $ \ Delta B \ $ utilizable. En el caso de una brecha, la inductancia será determinada por la brecha, no tanto por el núcleo \ $ \ mu \ $. Considere la inductancia de un inductor de núcleo abierto; con la sección transversal del núcleo \ $ A_c \ $ y la longitud de la brecha \ $ l_g \ $ y los giros sinuosos \ $ n \ $:

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

también relaciona la corriente máxima de devanado (\ $ I _ {\ text {max}} \ $) al flujo de brecha (\ $ B _ {\ text {max}} \ $):

\ $ n I _ {\ text {max}} \ $ = \ $ \ frac {B _ {\ max} l_g} {\ mu _o} \ $

Comenzando con un valor para \ $ L_g \ $, \ $ B _ {\ text {max}} \ $, \ $ A_c \ $, y \ $ I _ {\ text {max}} \ $, es posible para tener una idea de lo que \ $ l_g \ $ y \ $ n \ $ para el inductor deben ser. Deje que \ $ L_g \ $ = 100 \ $ \ mu H \ $, \ $ B _ {\ text {max}} \ $ = 0.2T, \ $ A_c \ $ = 20 \ $ 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 \ $

y

\ $ n \ $ = \ $ \ frac {i _ {\ max} L_g} {A_c B _ {\ max}} \ $ = \ $ \ frac {1Amp 100 \ mu H} {20 mm ^ 2 0.2T } \ $ = \ $ 25 vueltas \ $

Este análisis es bastante simplificado, deja mucho de lado, pero da una idea de qué esperar. El diseño de estos tipos de inductores se involucra mucho. Puede consultar " Inductor and Flyback Transformer Design " como referencia.

Creo que estás usando material N87, así que voy a hacer un cálculo rápido de las cosas. A 500 kHz, la corriente del inductor puede elevarse hasta cierto valor en 1 microsegundo (ciclo de trabajo 50:50). Usted dice que tiene una inductancia de 244 uH, por lo que con 18 V aplicada espero que la corriente aumente hasta: -

18V x 1 us / 244 uH = 74mA: esta es la corriente de magnetización (almacena el enrgy que se libera en el próximo semiciclo) pero suena realmente muy bajo. La energía almacenada en el devanado principal debe transferirse a la salida y esta energía es de 0,66 uJ (todavía suena muy bajo). La potencia que se puede transferir a una carga es, por lo tanto, de 0,66 uJ x 500 kHz = 0,33 vatios.

Creo que necesitas ver otros ejemplos en la hoja de datos que has vinculado. Veo uno que puede trabajar con voltajes de hasta 30 V y operar a 300 kHz usando un inductor de 150 uH, así que creo que sus principales pérdidas son las pérdidas de cobre en los devanados. ¿Cómo los fabricó?

También señalaré que el material N87 también le dará una pérdida de aproximadamente 5 a 10% a 500 kHz, por lo que probablemente no sea la mejor opción.

Agregado a esto, asegúrese de que el devanado de salida produzca un voltaje negativo cuando se aplique positivo al primario. En otras palabras, la fase de los devanados es fundamental para este tipo de circuito de retorno.

Mi razonamiento acerca de esta evaluación de modo discontinuo es que, aunque puede que esperes correr en modo de conducción continua, puedes obtener una idea razonable mirándola en DCM y tratando de averiguar si DCM está en el estadio correcto.

El orificio para la pata central del núcleo en el PCB se ve plateado en la figura. ¿Está enchapado en el PCB real? Si es así, eso explica por qué podrías tener grandes corrientes. Tienes un turno corto que se acopla a través del núcleo.