نحوه انتخاب سلف قالب‌گیری شده مناسب برای مدار

انتخاب سلف قالب‌گیری شده (چوک قالب‌گیری) مناسب برای مدار، نه فقط بر اساس ظاهر آن، بلکه با تمرکز بر عملکرد دینامیکی و محدودیت‌های فیزیکی آن در مدار.

سلف‌های یکپارچه عمدتاً در مدارهای قدرت (مانند مبدل‌های DC-DC) برای انجام عملکردهای ذخیره‌سازی انرژی، فیلتر کردن و هرزگردی استفاده می‌شوند. برای کمک به شما در انتخاب بهینه، فرآیند انتخاب را به پنج مرحله کلیدی زیر تقسیم می‌کنیم:

۱. ابعاد فیزیکی و بسته‌بندی را تعیین کنید (مرحله ۱: آیا جا می‌شود؟)

این اساسی‌ترین معیار غربالگری است. سلف‌های یکپارچه معمولاً ساختارهای مستطیلی شکل استانداردی شبیه تراشه دارند.

* محدودیت‌های ابعادی: اندازه و محدودیت‌های ارتفاع پدهای رزرو شده روی PCB را اندازه‌گیری کنید. ابعاد رایج شامل 3.0×3.0 میلی‌متر، 4.0×4.0 میلی‌متر، 5.0×5.0 میلی‌متر و غیره است که ارتفاع آنها از 1.0 میلی‌متر تا 5.0 میلی‌متر متغیر است.

* طراحی ترمینال: تأیید کنید که آیا این یک پین استاندارد "دو ترمینال" است یا یک پین "چهار ترمینال" که برای کاهش تابش در نظر گرفته شده است.

* توجه: حتی اگر طول و عرض یکسان باشند، ارتفاع اغلب میزان تحمل توان سلف را تعیین می‌کند. مطمئن شوید که سلف اشتباه انتخاب نمی‌کنید.

۲. اندوکتانس (مقدار L) را محاسبه و تطبیق دهید

اندوکتانس، میزان ریپل جریان را تعیین می‌کند. انتخاب آن خیلی بزرگ یا خیلی کوچک، بر راندمان منبع تغذیه تأثیر می‌گذارد.

* به دفترچه راهنمای تراشه مراجعه کنید: برگه‌های اطلاعات اکثر مدارهای مجتمع مدیریت توان (IC) فرمول‌های پیشنهادی برای محاسبه مقادیر اندوکتانس ارائه می‌دهند.

فرمول کلی را می‌توان به صورت L={(V_{in}-V_{out})XV_{out}/{V_{in}Xf_{sw}XI_{out} XRippleRatio}} تقریب زد.

* که در آن f_{sw} فرکانس سوئیچینگ است و RippleRatio معمولاً 20%~30% است.

* تلرانس: سلف‌های یکپارچه معمولاً تلرانسی معادل ±20% یا ±30% دارند (مثلاً گریدهای M یا N)، و باید در طول محاسبات، حاشیه‌ای در نظر گرفته شود.

۳. پارامترهای جریان هسته: هر دو «جریان» باید در نظر گرفته شوند

این بخش مستعدترین بخش برای خطا است! برگه اطلاعات مربوط به سلف‌های قالب‌گیری شده یکپارچه معمولاً دو جریان نامی مختلف را مشخص می‌کند و هر دو شرط باید همزمان برقرار باشند:

* جریان اشباع (I_{sat}): حد مجاز

* تعریف: جریانی که در آن اندوکتانس به نسبت معینی (معمولاً ۱۰٪ تا ۳۰٪ مقدار اولیه) کاهش می‌یابد.

*روش انتخاب: I_{sat} باید بزرگتر از جریان پیک (I_{peak}) در مدار باشد.

*محاسبه پیک جریان: I_{peak} = I_{out} + ΔI_L/2 (یعنی جریان خروجی به علاوه نیمی از جریان ریپل).

*پیامدها: اگر I_sat کافی نباشد، سلف فوراً از نظر مغناطیسی اشباع می‌شود و باعث افت شدید اندوکتانس و افزایش سریع جریان می‌شود که ممکن است ترانزیستور سوئیچینگ را بسوزاند.

جریان افزایش دما (I2 {rms}): شاخص گرمایش

تعریف: جذر میانگین مربع جریانی که در آن دمای سطح یک سلف به میزان مشخصی (معمولاً ۴۰ درجه سانتیگراد) افزایش می‌یابد.

*نحوه انتخاب: I2 {rms} باید بیشتر از حداکثر جریان خروجی (I2 {out}) در مدار باشد.

*نتیجه: اگر I2 {rms} کافی نباشد، سلف بیش از حد گرم می‌شود که نه تنها راندمان را کاهش می‌دهد، بلکه ممکن است به اتصالات لحیم PCB نیز آسیب برساند.

۴. به مقاومت DC (DCR) و راندمان توجه کنید

DCR (مقاومت جریان مستقیم) مقاومت خود سیم پیچ سلف است.

*تأثیر: DCR می‌تواند باعث اتلاف مس شود (P_ {loss}=I ^ 2 XR)، که مستقیماً به گرما تبدیل می‌شود و راندمان برق را کاهش می‌دهد.

*تعادل: وقتی اندازه و هزینه اجازه دهد، DCR کوچکتر بهتر است.

۵. فرکانس خود رزونانس را در نظر بگیرید

پدیده القای الکترومغناطیسی که زمانی رخ می‌دهد که جریان عبوری از خود رسانا تغییر کند. وقتی از یک سیم فلزی برای ساخت یک سیم‌پیچ استفاده می‌شود و جریان عبوری از سیم‌پیچ تغییر می‌کند، یک پدیده القای الکترومغناطیسی قابل توجه رخ خواهد داد. نیروی محرکه الکتریکی معکوس خودالقایی سیم‌پیچ مانع تغییر جریان می‌شود و در تثبیت جریان نقش دارد. به طور خاص، اگر یک سلف در حالتی باشد که هیچ جریانی از آن عبور نکند، هنگام روشن شدن مدار سعی می‌کند مانع از عبور جریان از آن شود. اگر یک سلف در حالتی باشد که جریان از آن عبور کند، هنگام قطع مدار سعی می‌کند جریان ثابتی را حفظ کند.