[ELSE 0]

Добрый день.

Всегда использовал индуктивности ряда CDRH104 для boost DC-DC, например, с 2,5В до 5В.

Например, CDRH104RNP-5R2NC (5.2μH±30% 22(16)mOhm  Isat(Ityp) = 5.60(7.00)А ). Важно: размер катушки 10х10 мм, полностью экранированная

Однако, нашел вот такую например, VLS3012HBX-4R7M (4.7μH, 200mOhm, Isatmax(Ityp max ) =2.51(2.01)A,  Isat(Ityp)=2.79(2.23)A )

либо вот такую VLS3012HBX-1R0M (1.0 ±20%μH 47mOhm Isatmax(Itypmax) = 5.50(4.62)A, Isat(Ityp)= 6.11 (5.13)A

Обе размером всего 3 на 3 мм. (полуэкранированная)

 

Мне подходит индуктивность от 1 до 6.8мкГн.

Ток нагрузки  - пиковый 1,4А (это с 1.2A запасом. 1.4A реальный недостижимый предел. Постоянный ток потребления будет 200 мА(5 сек)/20 мА(5 сек). В момент максимального потребления - импульсный характер 1.2А от 5 до 20 мс).

Выходное напряжение 5В.

Входное напряжение от 1,5В до до 2.9В.

Поясните, пож-та, мне непонятно два момента:

1. На что повлияет существенная разница в активном сопротивлении - 200 мОм против 22/47 мОм.

2. Почему такие разные размеры(3x3 против 10х10, высота разная, не в пользу CDRH)? могу ли я поставить индуктивность серии VLS3012?

 

 

 

Изменено 12 декабря, 2023 пользователем ELSE

[Plain 168]

1,2 А · 5 В / 1,5 В = 4 А, т.е. даже CDRH104 впритык.

[ELSE 0]

51 минуту назад, Plain сказал:

1,2 А · 5 В / 1,5 В = 4 А, т.е. даже CDRH104 впритык.

1,5А запаса это впритык??

[Plain 168]

Стандартные пульсации 30%: 4 А +15% = 4,6 А, ток насыщения 5,6 А, запас 1 А, но это всё без разницы — тема ведь про VLS3012, и ясно, что он здесь никаким боком.

[ChristinaChadzynski 1]

3 hours ago, Plain said:

1,2 А · 5 В / 1,5 В = 4 А, т.е. даже CDRH104 впритык.

Вы ток в индуктивности посчитали как мощность поделить на вх. напряжение??

[Plain 168]

Да.

[ELSE 0]

20 часов назад, Plain сказал:

Стандартные пульсации 30%: 4 А +15% = 4,6 А, ток насыщения 5,6 А, запас 1 А, но это всё без разницы — тема ведь про VLS3012, и ясно, что он здесь никаким боком.

Спасибо про пульсации что-то не подумал, так 1А тоже мало для варианта CDRH104? А какой тогда запас обычно нужно закладывать (с учётом пульсаций)?

Также подскажите, пож-та, про вариант с (в первом своем посте о нем писал.) - он подходит или нет:

VLS3012HBX-1R0M (1.0 ±20%μH 47mOhm Isatmax(Itypmax) = 5.50(4.62)A, Isat(Ityp)= 6.11 (5.13)A 

 

 

Изменено 13 декабря, 2023 пользователем ELSE

[arhiv6 14]

При выборе индуктивности следует ориентироваться не только на средний ток, а так же на пиковый. Под пиковым я имею в виду не пиковый ток нагрузки, а пик пульсаций тока индуктивности. Возьмите простой калькулятор http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps_e/smps_e.html и вбейте туда свои параметры источника. Например, в первом посте рассматривается источник 2.5В->5В с пиковым током нагрузки 1.2А и индуктивностью 5.2мкГн.

Не указан важный параметр - частота переключения ключа в источнике питания. Пусть для примера будет 100кГц. Тогда в индуктивносте пиковый ток составит 4,09А. Для CDRH104RNP-5R2NC ток насыщения (saturation current) 5.6А, т.е. она подходит.

А вот VLS3012HBX-4R7M из-за меньшей индуктивности при тех же параметрах имеет пиковый ток 4,32А, что сильно превышает её допустимый ток насыщения в 2.51А. Т.е её использовать нельзя. В случае с  VLS3012HBX-1R0M - пиковый ток будет 3,75А при токе насыщения 5.5А, но источник работает в режиме прерывных токов - из-за малой индуктивности за время периода ток в индуктивности успевает падать до нуля (рисунок ниже). Работать будет, но вызовет пульсации на выходе источника питания.

Попробуйте поиграться с этим калькулятором, вбив Вашу рабочую частоту, станет понятнее, какая индуктивность подходит лучше (ещё можете поставить чекбокс Proposal, тогда калькулятор сам предложит подходящий номинал индуктивности, из расчёта 40% пульсаций тока от среднего).

В 12.12.2023 в 16:26, ELSE сказал:

1. На что повлияет существенная разница в активном сопротивлении - 200 мОм против 22/47 мОм.

Не зависимо от номинала индуктивности средний ток через неё всегда будет одинаков (в данном примере на графике его сразу видно 2,74А). Та часть мощности, которая теряется на активном сопротивлении катушки считается как P=I*I*R что даст 0.548 Вт против 0.06/0.128 Вт при разных сопротивлениях.

 

P.S. Могу ещё порекомендовать серию катушек IHLP от Vishay - при малых габаритах они все экранированы, намотка сделана лентой, бывают разных размеров. А ещё для них есть сразу два калькулятора (попроще и посложнее) - там сразу считаются все активные и реактивные потери катушки с учётом характеристик её феррита и сразу показывает перегрев.

[Plain 168]

2 часа назад, ELSE сказал:

какой тогда запас обычно нужно закладывать

Правильнее на перегрев ориентироваться, он выражается в виде СКЗ (Irms) в паспорте, при котором он типично 40°C. Далее, поскольку это потери лишь в обмотке на постоянном токе, от Irms берётся 70%, т.е. 50% рассеиваемой мощности, а остальные 50% остаётся на потери в магнитопроводе, т.е. в данном случае Irms в паспорте должен быть 4 А / 0,7 = 5,7 А.

[Yuri7751 19]

16 hours ago, Plain said:

Правильнее на перегрев ориентироваться

Ага. Чтобы сделать жизнь ТС ещё веселей, замечу, что волшебные 30 или 40% пульсаций вовсе не догма и далеко не всегда сулят минимальный перегрев.

В этой связи полезно почитать статью CHOOSING THE INDUCTOR FOR A BUCK CONVERTER на ridleyengineering.com (нужна регистрация, поэтому ссылку не даю). Там показано, что для конкретной задачи все варианты от 40 до 200% оказались хороши (минимум потерь на 80% получился). Для буста всё то же самое верно. Резюме - надо считать.

[Plain 168]

20 минут назад, Yuri7751 сказал:

Резюме - надо считать.

Если бы было из чего. К стандартным дросселям производители в подавляющем большинстве дают лишь этот перегрев постоянным током, т.е. они их вообще позиционируют как фильтры в питании.

[ELSE 0]

В 13.12.2023 в 12:21, arhiv6 сказал:

При выборе индуктивности следует ориентироваться не только на средний ток, а так же на пиковый. Под пиковым я имею в виду не пиковый ток нагрузки, а пик пульсаций тока индуктивности. Возьмите простой калькулятор http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps_e/smps_e.html и вбейте туда свои параметры источника. Например, в первом посте рассматривается источник 2.5В->5В с пиковым током нагрузки 1.2А и индуктивностью 5.2мкГн.

Не указан важный параметр - частота переключения ключа в источнике питания. Пусть для примера будет 100кГц. Тогда в индуктивносте пиковый ток составит 4,09А. Для CDRH104RNP-5R2NC ток насыщения (saturation current) 5.6А, т.е. она подходит.

А вот VLS3012HBX-4R7M из-за меньшей индуктивности при тех же параметрах имеет пиковый ток 4,32А, что сильно превышает её допустимый ток насыщения в 2.51А. Т.е её использовать нельзя. В случае с  VLS3012HBX-1R0M - пиковый ток будет 3,75А при токе насыщения 5.5А, но источник работает в режиме прерывных токов - из-за малой индуктивности за время периода ток в индуктивности успевает падать до нуля (рисунок ниже). Работать будет, но вызовет пульсации на выходе источника питания.

Попробуйте поиграться с этим калькулятором, вбив Вашу рабочую частоту, станет понятнее, какая индуктивность подходит лучше (ещё можете поставить чекбокс Proposal, тогда калькулятор сам предложит подходящий номинал индуктивности, из расчёта 40% пульсаций тока от среднего).

Не зависимо от номинала индуктивности средний ток через неё всегда будет одинаков (в данном примере на графике его сразу видно 2,74А). Та часть мощности, которая теряется на активном сопротивлении катушки считается как P=I*I*R что даст 0.548 Вт против 0.06/0.128 Вт при разных сопротивлениях.

 

P.S. Могу ещё порекомендовать серию катушек IHLP от Vishay - при малых габаритах они все экранированы, намотка сделана лентой, бывают разных размеров. А ещё для них есть сразу два калькулятора (попроще и посложнее) - там сразу считаются все активные и реактивные потери катушки с учётом характеристик её феррита и сразу показывает перегрев.

Спасибо большое за подробное разъяснение и калькулятор. Действительно, забыл частоту. У меня 2МГц. Калькулятор не позволяет. Вбил 1 МГц. В целом понятно куда двигаться.

В 13.12.2023 в 13:50, Plain сказал:

Правильнее на перегрев ориентироваться, он выражается в виде СКЗ (Irms) в паспорте, при котором он типично 40°C. Далее, поскольку это потери лишь в обмотке на постоянном токе, от Irms берётся 70%, т.е. 50% рассеиваемой мощности, а остальные 50% остаётся на потери в магнитопроводе, т.е. в данном случае Irms в паспорте должен быть 4 А / 0,7 = 5,7 А.

Спасибо. Понятно.

9 часов назад, Yuri7751 сказал:

Ага. Чтобы сделать жизнь ТС ещё веселей, замечу, что волшебные 30 или 40% пульсаций вовсе не догма и далеко не всегда сулят минимальный перегрев.

В этой связи полезно почитать статью CHOOSING THE INDUCTOR FOR A BUCK CONVERTER на ridleyengineering.com (нужна регистрация, поэтому ссылку не даю). Там показано, что для конкретной задачи все варианты от 40 до 200% оказались хороши (минимум потерь на 80% получился). Для буста всё то же самое верно. Резюме - надо считать.

Спасибо. Я какие-то аналогичные статьи читал. Не очень понятно было. С калькулятором выше - гораздо веселее. Перечитаю еще раз. Спасибо!

[ELSE 0]

В 13.12.2023 в 12:21, arhiv6 сказал:

При выборе индуктивности следует ориентироваться не только на средний ток, а так же на пиковый. Под пиковым я имею в виду не пиковый ток нагрузки, а пик пульсаций тока индуктивности. Возьмите простой калькулятор http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps_e/smps_e.html и вбейте туда свои параметры источника. Например, в первом посте рассматривается источник 2.5В->5В с пиковым током нагрузки 1.2А и индуктивностью 5.2мкГн.

Не указан важный параметр - частота переключения ключа в источнике питания. Пусть для примера будет 100кГц. Тогда в индуктивносте пиковый ток составит 4,09А. Для CDRH104RNP-5R2NC ток насыщения (saturation current) 5.6А, т.е. она подходит.

А вот VLS3012HBX-4R7M из-за меньшей индуктивности при тех же параметрах имеет пиковый ток 4,32А, что сильно превышает её допустимый ток насыщения в 2.51А. Т.е её использовать нельзя. В случае с  VLS3012HBX-1R0M - пиковый ток будет 3,75А при токе насыщения 5.5А, но источник работает в режиме прерывных токов - из-за малой индуктивности за время периода ток в индуктивности успевает падать до нуля (рисунок ниже). Работать будет, но вызовет пульсации на выходе источника питания.

Попробуйте поиграться с этим калькулятором, вбив Вашу рабочую частоту, станет понятнее, какая индуктивность подходит лучше (ещё можете поставить чекбокс Proposal, тогда калькулятор сам предложит подходящий номинал индуктивности, из расчёта 40% пульсаций тока от среднего).

Не зависимо от номинала индуктивности средний ток через неё всегда будет одинаков (в данном примере на графике его сразу видно 2,74А). Та часть мощности, которая теряется на активном сопротивлении катушки считается как P=I*I*R что даст 0.548 Вт против 0.06/0.128 Вт при разных сопротивлениях.

 

P.S. Могу ещё порекомендовать серию катушек IHLP от Vishay - при малых габаритах они все экранированы, намотка сделана лентой, бывают разных размеров. А ещё для них есть сразу два калькулятора (попроще и посложнее) - там сразу считаются все активные и реактивные потери катушки с учётом характеристик её феррита и сразу показывает перегрев.

@arhiv6 откуда получилось 4.32А пиковый ток для VLS3012HBX-4R7M?

[arhiv6 14]

Те же параметры, что на скриншоте, только индуктивность 4.7e-6. А, понял. Опечатлся, получается 4.23A вместо 4.32A.

 

[Arlleex 131]

Подскажите пожалуйста, почему в подобных калькуляторах, а также в любых известных мне материалах форма тока - треугольная? Это рисуют только из упрощения? Ведь по факту она будет экспоненциальна.

Или же в преобразователях индуктивность всегда получается такая, что на частоте в сотни кГц коммутаций ток не успевает полностью "зарядить" индуктивность и мы видим только какую-то часть графика зарядки?