چۆن بە شێوەیەکی كارآمدزتر هەڵبژێردردنی ئیندۇكتۆرە كارامەت زۆر لە دیسی-دیسی كۆنڤێرتەرەكان

لە گۆڕەكانی DC-DC بە فریكوانسی بەرز، سەرجاوەكە ڕەوشتی ڕاپەڕینی كە لەسەر دەربونی DC دادەنرێت دیاریدەكات. چی گۆڕەكە بە شێوەی buck، boost، یان buck-boost بێت، سەرجاوەكە ڕاپەڕینەكە دادەخات تا دەربونی DC ی شاردراو بۆبەخشێت. كارایی سەرجاوەكە زۆرترین دەبێت كاتێك هەموو شكاكانی ئاسك و مس لە كەمترین پلەدا بن. بۆ ئەوەی زۆرترین كارایی - یعنی كەمترین شك - بەهەڵبژاردنی پۆشەیەكی باش بۆ داخستنی ڕاپەڕینی ڕەوشت بەدەست بهێنین، گرنگە كە دڵی سەرجاوەكە تاكنا نەكات و پێچەكەكانی گەرمی بەرز نەبن کاتێک ڕەوشتی كاركردن بەردەوام بێت. ئەم بابەتە ڕێگەكانی جوانكاری شكاكانی سەرجاوە دیاریدەكات و ڕێگەكانی دیزاین و هەڵبژاردنی سەرجاوەكانی كارای بەرز بە شێوەیەكی خێرا دەردەخات.

١. جوانكاری شكاكانی سەرجاوە

هەڵچوونی هستی و مسی کۆری ئیندۆکتەر کارێکی زۆر ئاڵۆزە. بە شێوەیەکی گشتی هەڵچوونی کۆر پشت به‌ چەندین هۆکار وابەسته‌، وەک بەهاي كراوه‌كانی سه‌ركه‌وتن، فريكونسي داهاتوو، موادی كۆر، پارامه‌تره‌كانی كۆر، و ده‌ستپێكه‌كانی هه‌وا لە ناو كۆر. كراوه‌كانی سه‌ركه‌وتن و فريكونسي داهاتووی سه‌رنج به‌كارهێنه‌ره‌كان ده‌بێته‌، دواتر موادی كۆر، پارامه‌تره‌كان و ده‌ستپێكه‌كانی هه‌وا به‌ ئیندۆكته‌ر ده‌بێته‌.

هاوکێشەی تایبەت بەهەڵچوونی کۆر بریتییە لە هاوکێشەی شتاینمێتس:

کە:

Pvc = هەڵچوونی توانای هەر یەکەیەکی ڕووبەری کۆر

K, x, y = دواییەکانی ماددەی کۆر

f = فریکۆنسی داخستن و کردنەوە

B = شێوەی شارازی مەغناطیسی

ئەم هاوکێشەیە نیشاندەدات کە دوچاربوونی هستی (دوچاربوونی ئاسن) لەسەر فریکانسی (f) و شلۆقی مەگنەتی (B) دابەنیە. لەبەرچوونکە شلۆقی مەگنەتی لەسەر کارەبای ڕاپیریدا دابەنیە، هەردووکیان گۆڕانی دابەن بە بەکارهێنان دەبن. دوچاربوونی هستی لەگەڵ خودی سووتەنەریشدا پەیوەندی هەیە، چونکە موادی هستی دیاری دەکات کە ھاوکاتەکان K، x، و y. زیاتر، شلۆقی مەگنەتی بە ھاوبەشی لەسەر ڕووبەری کاریگەری هستی (Ae) و ژمارەی چەقەکان (N) دابەنیە. بۆیە دوچاربوونی هستی لەسەر بەکارهێنان و دیزاینی تایبەتی سووتەنەردا دابەنیە.

بە پێچەوانەو، ھەژمارکردنی دوچاربوونی مسی DC بەراستی ئاسانە:

کە:

Pdc = دوچاربوونی هێزی DC (W)

Idc_rms = کارەبای RMSی سووتەنەر (A)

DCR = ڕەسایی DCی پێچینی سووتەنەر (Ω)

ئەزموونکردنی هەڵوەشاندنەوەی مس لە ئۆنکەرە زۆرتر کۆمپلێکسە، چونکە بەهۆی زیادبوونی پێچەوانەی ئۆنکەرە دەبێت بەهۆی ئەفەکتی جەستە و ئەفەکتی نزیکبوونەوە لە فریکانسی بەرزدا. کەوتووی ESR (پێچەوانەی زنجیرەی هاوتا) یان ACR (پێچەوانەی ئۆنکەرە) دەتوانێت زیادبوونێکی سەروو پێچەوانە نیشان بدات لە فریکانسی بەرز. بەڵام، ئەم کەوتووانە بە سطحی کارەبای بچووکی زۆر دەپێوردرێن و بۆیە هەڵوەشاندنەوەی ئاسن ناگرن کە دەرکەوتنی کارەبای شاخاوە، کە بەرھەمێکی تێگەیشتنی نادرۆستە.

بۆ نمونە، کەوتووی ESR بەرامبەر فریکانسی وەک لە وێنەی ١ دیارە.

وێنەی ١. ESR بەرامبەر فریکانس

بەپێی ئەم گرافە، ESR زۆر بەرزە سەروو ١ مێگاھرتز. بەکارھێنانی ئەم ئیندەکتۆرە سەروو ئەم فریکانسە دەردەخات زۆر بەرز بێت لە هەڵوەشاندنەوەی مس، کە ئەنجامی داهێنانەکە دەکات بە هەڵبژاردەیەکی ناگونجاو. بەڵام لە بەکارھێنانی ڕاستەقینەدا، هەڵوەشاندنەوەی راستی ئیندەکتۆر زۆر کەمترە لەوەی کەمکردنەوەی پێشکەش دەکات.

نموونەی خوارەوە ببینە:

وای دابنێ کۆنتڕۆڵکەرەکە دەربڕینی ٥ڤۆڵت لە سەر ٠٫٤ ئامپێر (٢٫٠ وات) و فریکانسی گۆڕانکاری ٢٠٠ کیلۆھرتزی هەبێت. ١٠میکرۆھێنری Codaca هاوتور هەڵبژێردراوە، لەگەڵ پەیوەندی تیپیکی ESR بەرامبەر دۆخی فریکانسی وەک لە وێنەی ١. لە فریکانسی کارکردنی ٢٠٠ کیلۆهرتز، ESR تەواو ٠.٨Ωە.

بۆ کۆنڤێرتەری باک، کارەبای سەرەکی هاوکاتی هاوتەشتە بەربەر کارەبای بارکراوی ٠.٤ A. دەتوانین شکستنەوەی کارەبای لە هاوتەرشدا بدۆزینەوە وەک:

٦.٠% = ٠.١٢٨W / (٢.٠W + ٠.١٢٨W) (هاوتەرش ٦%ی کارەبای داخڵی دەخوات)

بەڵام، ئەگەر هەمان کۆنڤێرتەر بەکاربهێنین لە ٤ مگا هرتز، لە کەوتەی ESR دەبینین کە R نزیکەی ١١Ωە. شکستنەوەی کارەبای لە هاوتەرشدا ئەنجام دەدات بە:

٤٦.٨% = ١.٧٦W / (٢.٠W + ١.٧٦W) (هاوتەرش ٤٦.٨%ی کارەبای داخڵی دەخوات)

بەپێی ئەم هesابکردنە، وادیارە ئەم هاوتەرشە نابێت بەکاربهێنرێت لەم فریکانسییە یان زیاتر.

لە ڕاستیدا، کارایەتی کۆنڤێرتەر زۆر باشترە لەوەی لەسەر بنەمای کەوتەی ESR-فریکانسی هesابکراوە. ئەمە هۆکەیەکە:

وێنەی ٢ وێنەیەکی سادەکراوی کارەبای کارەبایی بۆ کۆنڤێرتەری باک نیشان دەدات لە مۆدی ڕاهێنانی پێکهاتوودا لەگەڵ کارەبای کەمی ڕاپل.

وێنەی 2. وێنەی کارەبایی سادەکراوی گۆڕاندنی بەک لە کاتی ڕاپەڕین

ئەگەر ئیپ-پ (شارەزایی شاخ و دامەوە) نزیکەی ١٠٪ ی شارەزایی ناوەند بێت:

I_dc = 0.4 A

I_p-p = 0.04 A

بۆ ئەوەی توانای لەدوانچوونی ئیندەکتەر بە شێوەیەکی راست بپێورێت، پێویستە دابەش بکرێت بۆ توانای لەدوانچوونی هەموو فریکانس (توانای لەدوانچوونی DC) و توانای لەدوانچوونی بەرزی فریکانس.

وشکی هەموو فریکانس (کە بە شێوەیەکی سەربه‌خۆ DCR ە) نزیکەی ٠.٧Ω لەسەر نموونەکە. شارەزایی ناوەندی شارەزایی بار + شارەزایی شاخ و دامەوەیە. لەبەر ئەوەی شارەزایی شاخ و دامەوە بچووکە، شارەزایی فعەلی نزیکەی یەکسانە بە شارەزایی باری DC.

بۆ توانای لەدوانچوونی بەرزی فریکانس، ئەوەیە , R ESR (٢٠٠kHz)ە، کە I تەنها بەهای RMS (ناوەندی جەمساز)ی شارەزایی شاخ و دامەوەیە:

لە ٢٠٠ kHz دا، توانای لەدوانچوونی AC یەکسانە بە:

بۆیە، لە ٢٠٠ kHz دا، توانای لەدوانچوونی ئیندەکتەری پێشبینیکراو ٠.١١٢ W + ٠.٠٠٠١٠٦ W = ٠.١١٢١٠٦ W.

دەستپێککردنی لەدوانچوون لە ٢٠٠ کیلۆهرتز تەنها بە شێوەیەکی سەوا کەمتر (کەمتر لە ١٪) لە لەدوانچوونی پێشبینیکراوی DCR.

ئێستا، با لەدوانچوونی لە ٤ مگا هرتز هەژمار بکەین. لەدوانچوونی فریکانسی نزم هەمان دەمێنێتەوە بە ٠٫١١٢ وات.

پێویستە هەژمارکردنی لەدوانچوونی AC بەهێزی ESR لە ٤ مگا هرتز بکات، کە پێشتر بڕی دانرابوو بە ١١ ئۆهم:

بۆیە، گشتی لەدوانچوونی کۆئیندۆکتۆر لە ٤ مگا هرتز دەکاتە ٠٫١١٢ وات + ٠٫٠٠١٤٧ وات = ٠٫١١٣٤٧ وات.

ئەمە زۆر شیکردنەوەی تێدایە. لەدوانچوونی پێشبینیکراو تەنها بە شێوەیەکی نزیکەیی ١٫٣٪ زیاترە لە لەدوانچوونی DCR، کە زۆر کەمترە لە ١٫٧٦ واتی پێشبینیکراوی پێشتر. زیاتر، کەس نایت لە هەمان بەهای ئیندۆکتانس بەکاربهێنێت لە ٤ مگا هرتز وەک لە ٢٠٠ کیلۆهرتز؛ بەهای ئیندۆکتانسی بچووکتر بەکار دەهێنرێت، و DCRی ئەم ئیندۆکتۆر بچووکترەش کەمتر دەبێت.

٢. دیزاینی کۆئیندۆکتۆری بە کارایی بەرز

بۆ گوهێنەرەکانی کارا بە شێوەیەکی ناوخۆیی کە کارەبای شاخ و دۆڵ کەمە لەسەر کارەبای بار، پێویستە هەژمارێکی مناسب بۆ دەست دان بەهایەکە بکرێت بە بەکارهێنانی تێکڕای DCR و ESR. زیاتر، دەست دان بەهای لە سەرچاوەی منحنی ESR داخڵی دەست دان بەهاى ئاسن ناکات. کارامەیی کۆلکەرەوە دەست پێدەکات لەگەڵ کۆی دەست دان بەهای مس و ئاسن. Codaca کارامەیی کۆلکەرەوە بهێنە باشتر بە هەڵبژاردنی موادی کەم دەست دان بەها و دیزاین کردنی کۆلکەرەوە بۆ کەمترین دەست دان بەها. بەکارهێنانی پێوەندی ناوەڕاست کەمترین DCR دابین دەکات لە ناو جۆرەکانی دیاریکراو، کە دەست دان بەهاى مس دکەنەوە. موادی بناغەی باشتر دەست دان بەهاى لە فریکانسی بەرز دکەنەوە، کە بەم شێوەیە کارامەیی گشتی کۆلکەرەوە دەبەهێنێت.

بۆ نموونە، زنجیرە CSEGی کۆمپانیاکەی Codaca بۆ کۆلکەرەوەی کارا بۆ بەکارهێنانی فریکانسی بەرز و کارەبای چاکتری بەرز بهێنراوەتە باشتر. ئەم کۆلکەرەوانە تایبەتمەندییە نرمەکانی تەواوبوونی هەیانە و لەگەڵ ئەوەشدا کەمترین دەست دان بەهاى AC و DCRی کەمتر لە فریکانسی 200 kHz و زیاتر دابین دەکەن.

وێنەی 3 دیاگریکتی هێزی کارەبایی بەرامبەر تەنهاچونی کارەبا بۆ هێزدانەرەکانی 3.8/3.3 µH لە زنجیرەی CSBX , CSEC , û CSEB زنجیرەی CSBX، CSEC، و CSEB بەوازنە باشترین هەڵبژاردەن بۆ پاراستنی هێزی کارەبایی لە تەنهاچونی 12A یان زۆرتر.

خشتەی 1. پێشبینی کردنی DCR و Isat بۆ زنجیرەی CSBX، CSEC، و CSEB.

کاتێک هەڵمەتی AC و هەموو هەڵمەتی هێزدانەرەکان لە 200KHz پێشبینی دەکرێت، زنجیرەی CSEB، بە ساختی نوێیەکەی کە هەموو دیزاینی پێشوو دادەپەڕێت، کەمترین هەڵمەتی DC و AC دەدات. ئەمە زنجیرەی CSEB دەکاتە هەڵبژاردەی بەهێز بۆ بەکارهێنانی گۆڕانکاری هێزی فریکانسی بەرز کە پێویستی بە دووبارەبوونەوەی تەنهاچونی بەرزە و کەمترین هەڵمەتی DC و AC داوایە.

وێنەی 3. پێشبینی کردنی منحنی تەنهاچونی تەماش و تەنهاچونی گەرمی بۆ هێزدانەرەکانی 3.8/3.3μH لە زنجیرەی CSBX، CSEC، و CSEB.

وێنەی 4. پێشبینی کردنی هەڵمەتی AC و هەموو هەڵمەتی لە 200KHz بۆ زنجیرەی CSBX، CSEC، و CSEB.

3. ئامرازی هەڵبژاردنی خێرا بۆ هێزدانەر

بۆ هەڵبژاردنی زووترین کات بۆ ئیندۆکتەر بۆ مامهندە، کۆداکا ئامرازی هەڵبژاردنی دروست کردووە کە دەتوانێت شکستەکان هەژمار بکات بەپێی داتای بنچینە و سیمپێچکراو بۆ هەموو دۆخی بەکارهێنان. ئەنجامەکانی ئەم ئامرازانە داخوازی ناکات بۆ وەرگرتنی زانیاری دیزاینی ئیندۆکتەر (وەکوو ماددەی هستی، Ae، و ژمارەی پێچەکان) یان ئەنجامدانی هەژمارکردنە دەستییەکان.

ئامرازەکانی هەڵبژاردنی کۆداکا بەهای پێویستی ئیندۆکتانس دەهەژمارن بەپێی دۆخی کارکردن وەکوو فشاری کارا/دەربار، فریکانسی گۆڕان، کارەبای ناوەندی، و کارەبای توندوتیژی. بە داخڵکردنی ئەم زانیارییە بۆ دۆزینەوەی ئیندۆکتەری پۆوت، دەتوانیت فیلتر بکەیت بۆ ئیندۆکتەرەکان کە پێداویستییەکان پڕ دەکەنەوە، لەگەڵ ئیندۆکتانسی هەر ئیندۆکتەر، DCR، کارەبای تەماش، کارەبای گەرمی، دۆخی کارکردن، و زانیاریەکانی تر.

ئەگەر پێشتر دەزانیت که‌ ئیندۆکتانس و كورنتی پێویست بۆ کارەکەت چییە، دەتوانیت زانیاریەکە بنێریت بەم شێوەیە دۆزینەوەی ئیندۆکتۆری هێز لە ئەنجامەکاندا تێچوونی هستی و پێچکردن و ڕیزبڕینی کورنتی ساتورن بۆ هەر ئیندۆکتۆرێک نیشاندراوە، کە دەتوانیت بپشکنیت ئایا ئیندۆکتۆرەکە لە نزیک تایبەتمەندییە دیزاینەکەی دەمێنێتەوە لە کاتی کورنتی چەکی کارکردن.

ئامرازەکان دەتوانن بەکاربهێنرێن بۆ دروستکردنی ژمارەی ئیندۆکتانس بەرامبەر ڕەفتاری کورنت بۆ پێداویستی جیاوازی جیاوازی جۆرە ئیندۆکتۆرەکان. دەتوانیت دەست پێبکەیت بە ڕیزکردنی ئەنجامەکان بەپێی تێچوونی گشتی. چاککردنەوەی هەموو زانیاری ئیندۆکتۆر (تا چوار جۆر) لەسەر یەک نووسراو و ڕیزکردنیان یارمەتی ئەم تێگەیشتنە دەدات، کە دەتوانیت کارەبای ترین ئیندۆکتۆر هەڵبژێریت.

گەڕان بە تێچوونی گشتی دەتوانێت ئاڵۆز بێت، بەڵام ئەم گەڕانانە لە ناو ئامرازە هەڵبژاردنەکانی کۆداتسا دا دروست کراون، بۆیە هەڵبژاردن، پێداویستی و تێگەیشتن سادەترین شێوەی خۆی دەبێت، بۆی ئەتوانیت بە کارایەتی زیاتر ئیندۆکتۆری هێزی بە کارایەتی بەرز هەڵبژێریت.

【چاودێرییەکان】:

ماڵپەڕی Codaca: هەڵبژاردنی ئیندۆکتۆری گۆڕەوەی DC/DC - شەنزهێن کۆمپانیای ئەلیکترۆنیکی کۆداکا، کۆمپانیای سەربەخۆ (codaca.com)

ماڵپەڕی Codaca: دۆزینەوەی ئیندۆکتۆری توان - شەنزهێن کۆمپانیای ئەلیکترۆنیکی کۆداکا، کۆمپانیای سەربەخۆ (codaca.com)

ماڵپەڕی Codaca: پێناسەی لەدەستدانی توانی ئیندۆکتۆر - شەنزهێن کۆمپانیای ئەلیکترۆنیکی کۆداکا، کۆمپانیای سەربەخۆ (codaca.com)