Tengo una pregunta sobre el efecto después de la corriente sobre la corriente de saturación en un regulador DC-DC. Estoy pensando en una teoría que debido al hecho de que la inductancia se degradará si se alcanzó y se supera Isat, y por la ecuación V = Ldi / dt, ya que la V se mantiene igual (¿se asume que Vout está en estado estable? no estoy seguro de por qué ...), y L ahora está degradado, por lo que (di / dt) se incrementa, y es por eso que podemos ver una rampa ascendente en la forma de onda actual (al final de un ciclo), en lugar de una forma lineal subir corriente en funcionamiento normal. No estoy seguro si mi entendimiento es correcto, pero necesito una explicación más intuición para explicar por qué el inductor actuaría como un cable (¿o algo más?) Después de que la corriente exceda a Isat, y es probable que dañe el componente (el inductor o el MOS?). ¿Puede alguien ayudarme en esto con algunas ecuaciones fundamentales? Muchas gracias!
¿Cómo entiendo el efecto cuando la corriente de carga está sobre la corriente de saturación del inductor?
2 respuestas
En mi opinión, antes de "jugar" con cualquier fórmula, solo explicaría la saturación del inductor en un convertidor conmutado de la siguiente manera:
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En un convertidor conmutado en una fase de carga, el inductor está cargado, se genera un flujo magnético en el inductor.
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En la fase de descarga, el inductor se descarga a la salida. El flujo magnético en el inductor se vuelve más pequeño a medida que se descarga.
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Las repeticiones anteriores de carga y descarga, observe cómo la energía eléctrica se convierte en flujo magnético y devuelve la energía eléctrica. Esto es similar a lo que sucede en un transformador ordinario.
Entonces, ahora qué pasa si el inductor se satura. La saturación simplemente significa que el núcleo del inductor no puede almacenar más flujo (energía magnética) de lo que ya tiene. Si lo cobras más (más tiempo), no almacenará la energía.
Normalmente, un inductor resiste los cambios actuales ya que la acumulación de flujo también genera un EMF posterior que resiste el cambio. Esta es la razón que explica por qué si aplica un voltaje constante a través de un inductor, la corriente aumentará linealmente.
Pero cuando está saturado, el flujo ya está en el máximo, por lo que no puede aumentar, por lo que no se genera un EMF posterior, el aumento actual no está controlado / trabajado por el EMF posterior. El inductor se comporta como un corto (o más preciso: es la resistencia en serie).
Si el inductor se comporta de forma breve, la corriente de carga en el convertidor conmutado aumentará más de lo que se supone que debe ser. En funcionamiento normal (inductor no saturado), el inductor limita la corriente. Cuando el inductor está saturado, ya no limita la corriente. Por lo tanto, tener protección contra sobrecorriente en su lugar es esencial (a menos que el diseño se base en resistencias en serie, pero eso daría lugar a una pérdida de eficiencia en el funcionamiento normal).
Por lo tanto, un convertidor conmutado sin protección contra sobrecorriente en la entrada podría dañarse a sí mismo cuando el inductor se satura.
Cuando el inductor se satura, no se puede suministrar suficiente energía a la salida, por lo que la tensión de salida disminuirá.
Dependiendo del diseño, un convertidor conmutado podría "hacer lo mejor que puede" e intentará entregar tanta energía a la salida como sea posible mientras golpea constantemente la protección de sobrecorriente en la entrada. protección de sobrecarga).
Los núcleos magnéticos se saturan gradualmente; Algunos más rápidos que otros. En otras palabras, su permeabilidad magnética disminuye a medida que aumenta la magnitud de la corriente: -
Este efecto es apenas perceptible en las magnitudes de corriente bajas (la curva azul) pero a medida que los giros de la corriente y de la herida aumentan para formar un campo H más grande, la saturación se ve más claramente. También hay pérdidas por histéresis magnética que aumentan a medida que aumenta la magnitud de la corriente, pero son diferentes a la reducción de la permeabilidad (la pendiente de la curva BH).
Si la permeabilidad (\ $ \ mu \ $) disminuye, también lo hace la inductancia: -
Encuantoaporquélapermeabilidadsereduceconunacorrientecreciente,sereducealosdominiosmagnéticosenelmaterialmagnético;solohaytantogiroygiroquepuedenhacer.Unavezquesehayanalineadosegúnlaimagendelaizquierda,nohaymásespacioparaunamayoralineación:-
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