Выбор подходящего литого индуктора (формованного дросселя) для схемы должен основываться не только на его внешнем виде, но и на динамических характеристиках и физических ограничениях в схеме.
Монолитные индукторы в основном используются в силовых цепях (например, в преобразователях постоянного тока) для накопления энергии, фильтрации и обеспечения свободного хода. Чтобы помочь вам сделать оптимальный выбор, мы разделим процесс выбора на следующие пять ключевых этапов:
1. Определите физические размеры и упаковку (Шаг 1: Поместится ли?)
Это самый базовый критерий отбора. Монолитные индукторы обычно представляют собой стандартные прямоугольные структуры в виде чипов.
* Ограничения по размерам: Измерьте размеры и высоту зарезервированных контактных площадок на печатной плате. Распространенные размеры включают 3,0×3,0 мм, 4,0×4,0 мм, 5,0×5,0 мм и т. д., а высота варьируется от 1,0 мм до 5,0 мм.
* Конструкция клемм: Уточните, является ли клемма стандартной двухконтактной или четырехконтактной, предназначенной для снижения уровня излучения.
* Примечание: Даже если длина и ширина одинаковы, высота часто определяет допустимую мощность индуктора. Убедитесь, что вы не выбрали неправильный вариант.
2. Рассчитайте и подберите индуктивность (значение L).
Индуктивность определяет величину пульсаций тока. Слишком большое или слишком малое значение индуктивности повлияет на эффективность источника питания.
* Обратитесь к руководству пользователя микросхемы: в технических описаниях большинства интегральных схем управления питанием приведены рекомендуемые формулы для расчета значений индуктивности.
Общую формулу можно аппроксимировать как L={(V_{in}-V_{out})XV_{out}/{V_{in}Xf_{sw}XI_{out} XRippleRatio}}
* где f_{sw} — частота переключения, а коэффициент пульсации обычно составляет 20%–30%.
* Допуск: Монолитные индукторы обычно имеют допуск ±20% или ±30% (например, марки M или N), и при расчетах следует учитывать запас прочности.
3. Основные параметры тока: Необходимо учитывать оба «тока».
Это наиболее подверженная ошибкам часть! В технической документации на цельнолитые индукторы обычно указываются два разных номинальных тока, и оба условия должны выполняться одновременно:
* Ток насыщения (I_{sat}): Жесткое ограничение
* Определение: Ток, возникающий при снижении индуктивности до определенного значения (обычно от 10% до 30% от начального значения).
*Метод выбора: I_{sat} должен быть больше пикового тока (I_{peak}) в цепи.
*Расчет пикового тока: I_{peak} = I_{out} + ΔI_L/2 (т.е. выходной ток плюс половина пульсационного тока).
*Последствия: Если ток насыщения I_sat недостаточен, индуктор мгновенно насытится магнитным полем, что вызовет резкое падение индуктивности и приведет к быстрому увеличению тока, что может привести к выходу из строя переключающего транзистора.
Ток повышения температуры (I2 {среднеквадратичное значение}): индекс нагрева
*Определение: Среднеквадратичное значение тока, при котором температура поверхности индуктора повышается на заданное значение (обычно на 40 °C).
*Как выбрать: значение I2 {rms} должно быть больше максимального выходного тока (I2 {out}) в цепи.
*Последствие: Если тока I2 {среднеквадратичное значение} недостаточно, индуктор перегреется, что не только снизит эффективность, но и может повредить паяные соединения печатной платы.
4. Обратите внимание на сопротивление постоянному току (DCR) и эффективность.
Сопротивление постоянному току (DCR) — это сопротивление самой катушки индуктора.
*Влияние: Сопротивление постоянному току может вызывать потери меди (P_ {loss}=I ^ 2 XR), которые напрямую преобразуются в тепло и снижают эффективность преобразования энергии.
*Баланс: Если позволяют размер и стоимость, то меньший коэффициент сопротивления излучению предпочтительнее.
5. Рассмотрите собственную резонансную частоту.
Явление электромагнитной индукции возникает, когда изменяется ток, протекающий через сам проводник. Когда металлическая проволока используется для создания катушки, и ток, протекающий через катушку, изменяется, возникает значительное явление электромагнитной индукции. Самоиндуцированная обратная электродвижущая сила катушки препятствует изменению тока и играет роль в его стабилизации. В частности, если индуктор находится в состоянии, когда ток не проходит, он будет пытаться препятствовать протеканию тока при включении цепи; если же индуктор находится в состоянии, когда ток проходит, он будет пытаться поддерживать постоянный ток при выключении цепи.
Дата публикации: 21 января 2026 г.