تعتبر الحث جزءًا مهمًا من مصدر الطاقة DC/DC. هناك العديد من العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار مغو، مثل قيمة الحث، DCR، الحجم، وتيار التشبع. غالبًا ما يتم إساءة فهم خصائص تشبع المحاثات وتسبب المشاكل. ستناقش هذه الورقة كيفية وصول الحث إلى التشبع، وكيف يؤثر التشبع على الدائرة، وطريقة اكتشاف تشبع الحث.
أسباب تشبع الحث
أولاً، افهم بشكل حدسي ما هو تشبع الحث، كما هو موضح في الشكل 1:
الشكل 1
نحن نعلم أنه عند تمرير تيار عبر الملف في الشكل 1، سيولد الملف مجالًا مغناطيسيًا؛
سيتم ممغنطة النواة المغناطيسية تحت تأثير المجال المغناطيسي، وسوف تدور المجالات المغناطيسية الداخلية ببطء.
عندما يكون النواة المغناطيسية ممغنطة بالكامل، يكون اتجاه المجال المغناطيسي هو نفس اتجاه المجال المغناطيسي، حتى لو زاد المجال المغناطيسي الخارجي، لا يوجد مجال مغناطيسي يمكن أن يدور، ويدخل الحث في حالة مشبعة .
من وجهة نظر أخرى، في منحنى المغنطة الموضح في الشكل 2، فإن العلاقة بين كثافة التدفق المغناطيسي B وشدة المجال المغناطيسي H تلبي الصيغة الموجودة على اليمين في الشكل 2:
عندما تصل كثافة التدفق المغناطيسي إلى Bm، لم تعد كثافة التدفق المغناطيسي تزيد بشكل ملحوظ مع زيادة شدة المجال المغناطيسي، ويصل الحث إلى التشبع.
من العلاقة بين الحث والنفاذية μ، يمكننا أن نرى:
عندما يتم تشبع الحث، سيتم تقليل الميكرومتر بشكل كبير، وفي النهاية سيتم تقليل الحث بشكل كبير وسيتم فقدان القدرة على قمع التيار.
الشكل 2
نصائح لتحديد تشبع الحث
هل هناك أي نصائح للحكم على تشبع الحث في التطبيقات العملية؟
ويمكن تلخيصها في فئتين رئيسيتين: الحساب النظري والاختبار التجريبي.
☆يمكن أن يبدأ الحساب النظري من الحد الأقصى لكثافة التدفق المغناطيسي والحد الأقصى لتيار الحث.
☆يركز الاختبار التجريبي بشكل أساسي على شكل موجة تيار الحث وبعض طرق الحكم الأولية الأخرى.
يتم وصف هذه الأساليب أدناه.
احسب كثافة التدفق المغناطيسي
هذه الطريقة مناسبة لتصميم الحث باستخدام النواة المغناطيسية. تتضمن المعلمات الأساسية طول الدائرة المغناطيسية والمنطقة الفعالة Ae وما إلى ذلك. يحدد نوع النواة المغناطيسية أيضًا درجة المادة المغناطيسية المقابلة، وتضع المادة المغناطيسية أحكامًا مقابلة بشأن فقدان النواة المغناطيسية وكثافة التدفق المغناطيسي المشبع.
باستخدام هذه المواد يمكننا حساب كثافة التدفق المغناطيسي القصوى حسب الوضع التصميمي الفعلي، كما يلي:
من الناحية العملية، يمكن تبسيط الحساب باستخدام ui بدلاً من ur؛ أخيرًا، بالمقارنة مع كثافة تدفق التشبع للمادة المغناطيسية، يمكننا الحكم على ما إذا كانت الحث المصمم لديه خطر التشبع.
احسب الحد الأقصى لتيار الحث
هذه الطريقة مناسبة لتصميم الدوائر مباشرة باستخدام المحاثات النهائية.
طبولوجيا الدوائر المختلفة لها صيغ مختلفة لحساب تيار الحث.
لنأخذ شريحة باك MP2145 كمثال، يمكن حسابها وفقًا للصيغة التالية، ويمكن مقارنة النتيجة المحسوبة بقيمة مواصفات الحث لتحديد ما إذا كان الحث سيكون مشبعًا.
اذا حكمنا من خلال الشكل الموجي الحالي الاستقرائي
هذه الطريقة هي أيضًا الطريقة الأكثر شيوعًا وعملية في الممارسة الهندسية.
بأخذ MP2145 كمثال، يتم استخدام أداة محاكاة MPSmart للمحاكاة. من شكل موجة المحاكاة، يمكن ملاحظة أنه عندما لا يكون المحث مشبعًا، يكون تيار المحث عبارة عن موجة مثلثة ذات ميل معين. عندما يكون المحرِّض مشبعًا، سيكون لشكل موجة تيار المحرِّض تشويه واضح، والذي يحدث نتيجة لانخفاض الحث بعد التشبع.
في الممارسة الهندسية، يمكننا ملاحظة ما إذا كان هناك تشويه لشكل موجة تيار الحث بناءً على ذلك للحكم على ما إذا كان الحث مشبعًا.
يوجد أدناه الشكل الموجي المُقاس على اللوحة التجريبية MP2145. ويمكن ملاحظة أن هناك تشويهًا واضحًا بعد التشبع، وهو ما يتوافق مع نتائج المحاكاة.
قم بقياس ما إذا كان الحث يسخن بشكل غير طبيعي واستمع إلى صفير غير طبيعي
هناك العديد من المواقف في الممارسة الهندسية، قد لا نعرف النوع الأساسي الدقيق، ومن الصعب معرفة حجم تيار تشبع الحث، وأحيانًا ليس من المناسب اختبار تيار الحث؛ في هذا الوقت، يمكننا أيضًا تحديد ما إذا كان التشبع قد حدث بشكل مبدئي عن طريق قياس ما إذا كان الحث لديه ارتفاع غير طبيعي في درجة الحرارة، أو الاستماع إلى ما إذا كان هناك صرخة غير طبيعية.
تم تقديم بعض النصائح لتحديد تشبع الحث هنا. آمل أن يكون مفيدا.
وقت النشر: 07 يوليو 2023
