Перейти к содержанию
    

Stepdown теоретический вопрос по магнитному полю в индукторе

Добрый день,

 

не пинайте сильно, но очень надо для понимания.

 

Пусть у нас есть степдаун как из https://en.wikipedia.org/wiki/Buck_converter

 

Там есть две картинки, on-state и off-state.

 

Если измерить напряжение на индукторе, то полярность напряжения в on-state и off-state будет противоположной.

 

А вот направление магнитного поля в обоих случаях, будет противоположное, или все-таки в on-state напряженность магнитного поля будет нарастать, а в off-state - убывать, но направление вектора напряженности магнитного поля будет всегда однонаправленным?

 

Вдруг кто точно это понимает, пожалуйста, не оставьте меня наедине с проблемой и посвятите, пожалуйста!

 

Спасибо!

 

ИИВ

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Если магнитное поле будет направлено в одну сторону, то ни о каком перемагничивании сердечника говорить не стоит.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Добрый день,

Если измерить напряжение на индукторе, то полярность напряжения в on-state и off-state будет противоположной.

А вот направление магнитного поля в обоих случаях, будет противоположное, или все-таки в on-state напряженность магнитного поля будет нарастать, а в off-state - убывать, но направление вектора напряженности магнитного поля будет всегда однонаправленным?

Чтобы поменять направление поля, надо поменять направление тока в индукторе.

А теперь посмотрите, даст ли Вам схема это сделать?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Чтобы поменять направление поля, надо поменять направление тока в индукторе.

А теперь посмотрите, даст ли Вам схема это сделать?

Может быть и бывает, что вместо замыкающего диода перед индуктором ключ mosfet, и тогда схема "даст это сделать". Но и тогда делать это нет смысла, ну кроме особых случаев, когда нужно принять от нагрузки втекающий в выход ток.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Хорошо, переформулирую вопрос.

 

Нагрузкой у меня является сам индуктор, а польза от него должна быть в виде постоянного (возможно слабо пульсирующего) магнитного поля.

 

Просто омическое сопротивление моей катушки гуляет от 0.01 до 0.05Ом в зависимости от температуры, индуктивность составляет около 2мкГн, а мне необходимо загонять туда 100-400А что приводит к большим диапазонам напряжения. Делать источник питания на 100-400А с выходным 1-20В немного вломы, но под рукой есть 24В х 120А или 12В х 240А и хочется понять что произойдет с магнитным полем, если я сделаю такой степдаун сделав из моей нагрузки два в одном индуктор + нагрузку.

 

PS: магнитным материалом сердечника моего индуктора можно принять воздух :)

 

PPS: вопросов на каких номиналах такой степ-даун следать вроде не стоит, даже не военных мосфетов на 200А+ как грязи, стойка из 10 в параллель с плисоуправлением, думаю решит все вопросы. Основной мой вопрос собственно в заголовке - скажите, пожалуйста, как в этом случае ведет себя магнитное поле.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

как в этом случае ведет себя магнитное поле
Капитан Очевидность утверждает, что средний ток в катушке будет строго соответствовать закону Ома. Т.е. постоянная составляющая напряженности магнитного поля будет гулять обратно пропорционально сопротивлению катушки (предполагая, что провода и невоенные мосфеты намного более низкоомные, чем катушка).

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Капитан Очевидность утверждает, что средний ток в катушке будет строго соответствовать закону Ома. Т.е. постоянная составляющая напряженности магнитного поля будет гулять обратно пропорционально сопротивлению катушки (предполагая, что провода и невоенные мосфеты намного более низкоомные, чем катушка).

ничего не понял... простите. У меня нагрузка - это сама эта катушка, то есть нагрузка состоит из резистивной составляющей, это которая 0.01Ома (или 0.05Ом если катушка сильно нагрелась а ее водяное охлаждение не справляется). Будем считать, что у стойки мосфетов внутреннее сопротивление на порядок меньше и им пренебрежем.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

ничего не понял... простите. У меня нагрузка - это сама эта катушка, то есть нагрузка состоит из резистивной составляющей, это которая 0.01Ома (или 0.05Ом если катушка сильно нагрелась а ее водяное охлаждение не справляется). Будем считать, что у стойки мосфетов внутреннее сопротивление на порядок меньше и им пренебрежем.

Вам нужен источник тока. Только так получится "пренебречь" гулящей составляющей сопротивлений.

Изменено пользователем Фрол Кузьмич

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

ничего не понял...
В установившемся режиме среднее напряжение на катушке равно нулю. Следовательно, <VR>=(V1*ton-V2*toff)/T. <IR>=<VR>/R.

PS. <> - это среднее значение, V1 - напряжение, приложенное к катушке в первом интервале, V2 - во втором интервале.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Магнитное поле пропорционально току в катушке, т.е. оно будет однонаправленным.

А вот напряжение пропорционально производной тока, т.е. оно будет, скажем, положительным при "заряде" индуктора от источника и отрицательным при "разряде" через диод.

(А лучше к диоду добавить синхронный полевик).

Но.

Ваш индуктор будет нехило излучать на куче гармоник, т.к. излучение тоже зависит от производной поля.

Так что лучше все же сделать источник тока с отдельным дросселем.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

магнитное поле определяется током, напряжение на соленоиде "показывает": поле(ток) растет или уменьшается, в Вашей ссылке из wiki ток показан

(аналогично на конденсаторе полярность напряжения может быть постоянной, а ток (заряд/разряд) менять направление)

и степдаун даст пульсации тока, которые Вам похоже не нужны

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

и степдаун даст пульсации тока, которые Вам похоже не нужны

Да нужен конешно свой фильтр внутри источника тока, который и даст основное подавление пульсаций. Иначе ацкое внешнее ЭМ излучение, доп. нагрев индуктора из-за ВЧ эффектов, да и вообще просто неприлично.

Изменено пользователем Фрол Кузьмич

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Магнитное поле пропорционально току в катушке, т.е. оно будет однонаправленным.

ага, именно это-то мне и надобно!

 

А вот напряжение пропорционально производной тока, т.е. оно будет, скажем, положительным при "заряде" индуктора от источника и отрицательным при "разряде" через диод.

(А лучше к диоду добавить синхронный полевик).

это понятно, что с полевиком, но на диоде принцип проще обсуждать :)

 

Но.

Ваш индуктор будет нехило излучать на куче гармоник, т.к. излучение тоже зависит от производной поля.

Так что лучше все же сделать источник тока с отдельным дросселем.

Ну это да, я это конечно понимаю, ни куда эти гармоники не денутся, скин эффект их всех съест. Планируемая частота переключений около 4КГц, а там, куда будет все излучаться, будет стоять такая нехилая железка, которая все это в тепло рассеет.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Планируемая частота переключений около 4КГц
С катушкой 2 микрогенри? Тогда я не понимаю, что Вы называете "слабо пульсирующим" - 50% от среднего значения?

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Да нужен конешно свой фильтр внутри источника тока, который и даст основное подавление пульсаций. Иначе ацкое внешнее ЭМ излучение, доп. нагрев индуктора из-за ВЧ эффектов, да и вообще просто неприлично.

ну нагреется воздух в индукторе, ну и пусть, у меня все равно резистивно 2.5 киловатта в катушке рассеивается и это погоды не сделает.

 

С катушкой 2 микрогенри? Тогда я не понимаю, что Вы называете "слабо пульсирующим" - 50% от среднего значения?

а вот тут у меня снова не понимание, посоветуйте, пожалуйста, как правильнее.

 

Вот пусть резистивное 0.01Ом, пусть 2мкГн, напряжение на входе 24В х 120А, а хочется все, что есть на входе в магнитное поле трансформировать. То идеально было бы иметь 530А и 5.3В. Правильно ли я понимаю, что максимум трансформации будет как раз на 50% заполнении и такой частоте, при которой реактивное сопротивление будет равно резистивному? Но тогда и поле будет скакать сильно... А как сделать, чтоб и рыбку съесть амперов побольше вогнать, и чтоб поле не скакало, скажите, пожалуйста? (ессно без внешнего степдауна, который не сильно хотелось бы колхозить).

 

PS: Правильно ли я понимаю, что последовательно поставленный индуктор на 20мкГн с практически нулевым резистивным должен решить мою проблемы.

 

PPS: так, на всякий случай, шины проводников в катушке у меня примерно 20квмм сечением, то есть сильно много снаружи чего-то поставить мне тоже не сильно просто.

 

PPPS: для блюстителей EMI хорошо экранированная (два слоя сетки) комната в полностью выкопанном в гранитной скале подвале для этих целей у меня имеется, я не сумасшедший просто так эфир засорять, иначе ко мне сразу приедут :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...