インダクタ電流の分析| よくなる

The design of インダクタは、スイッチング電源の設計においてエンジニアに多くの課題をもたらします。 エンジニアは、インダクタンス値を選択するだけでなく、インダクタが耐えることができる電流、巻線抵抗、機械的サイズなども考慮する必要があります。 インダクタへのDC電流の影響。これにより、適切なインダクタを選択するために必要な情報も提供されます。

インダクタの機能を理解する

インダクタは、スイッチング電源の出力にあるLCフィルタ回路のLとして理解されることがよくあります（Cは出力コンデンサです）。 この理解は正しいですが、インダクタの設計を理解するには、インダクタの動作をより深く理解する必要があります。

降圧変換では、インダクタの一端がDC出力電圧に接続されます。 もう一方の端は、スイッチング周波数スイッチングを介して入力電圧またはGNDに接続されます。

インダクタはMOSFETを介して入力電圧に接続され、インダクタはGNDに接続されます。 このタイプのコントローラを使用しているため、インダクタは2つの方法で接地できます。ダイオード接地またはMOSFET接地です。 後者の場合、コンバーターは「同期」モードと呼ばれます。

ここで、これら2つの状態でインダクタを流れる電流が変化するかどうかをもう一度考えてみます。 インダクタの一方の端は入力電圧に接続され、もう一方の端は出力電圧に接続されます。 降圧コンバータの場合、入力電圧は出力電圧よりも高くなければならないため、インダクタに正の電圧降下が発生します。 逆に、状態2では、元々入力電圧に接続されていたインダクタの一端がグランドに接続されています。 降圧コンバータの場合、出力電圧は正でなければならないため、インダクタに負の電圧降下が発生します。

したがって、インダクタの電圧が正の場合、インダクタの電流は増加します。 インダクタの電圧が負の場合、インダクタの電流は減少します。

非同期回路でのインダクタのオン電圧降下またはショットキーダイオードの順方向電圧降下は、入力および出力電圧と比較して無視できます。

インダクタコアの飽和

計算されたインダクタのピーク電流から、インダクタで何が生成されているかを知ることができます。 インダクタを流れる電流が増加すると、そのインダクタンスが減少することは容易に理解できます。 これは、磁気コア材料の物理的特性によって決まります。 インダクタンスがどれだけ減少するかが重要です。インダクタンスが大幅に減少すると、コンバータは正しく動作しなくなります。 インダクタを流れる電流が非常に大きく、インダクタが有効な場合、その電流は「飽和電流」と呼ばれます。 これはインダクタの基本的なパラメータでもあります。

実際、変換回路のスイッチングパワーインダクタは常に「ソフト」飽和状態になっています。 電流がある程度増加すると、インダクタンスは急激に減少しません。これは「ソフト」飽和特性と呼ばれます。 電流が再び増加すると、インダクタが損傷します。 インダクタンスの低下は、多くの種類のインダクタに存在します。

このソフトサチュレーション機能により、DC出力電流での最小インダクタンスがすべてのコンバータで指定されている理由を知ることができ、リップル電流の変化がインダクタンスに深刻な影響を与えることはありません。 すべてのアプリケーションで、リップル電流は出力電圧のリップルに影響を与えるため、可能な限り小さいと予想されます。 これが、人々が常にDCの出力電流の下で​​のインダクタンスを懸念し、仕様のリップル電流の下で​​のインダクタンスを無視する理由です。

以上がインダクタ電流解析の紹介です。インダクタについて詳しく知りたい方はお気軽にお問い合わせください。