כיצד לבחור את המשרן היצוק המתאים למעגל

בחירת המשרן היצוק (Molding Choke) המתאים למעגל, לא רק לפי מראהו, אלא גם על ידי התמקדות בביצועיו הדינמיים ובמגבלותיו הפיזיות במעגל.

סלילים מונוליטיים משמשים בעיקר במעגלי כוח (כגון ממירי DC-DC) לביצוע פונקציות אחסון אנרגיה, סינון ותנועה חופשית. כדי לעזור לכם לבצע את הבחירה האופטימלית, נפרק את תהליך הבחירה לחמשת השלבים העיקריים הבאים:

1. קבע את המידות הפיזיות והאריזה (שלב 1: האם זה יתאים?)

זהו קריטריון הסינון הבסיסי ביותר. סלילים מונוליתיים הם בדרך כלל מבנים מלבניים סטנדרטיים דמויי שבב.

* אילוצי מידות: מדדו את מגבלות הגודל והגובה של הפדים השמורים על גבי המעגל המודפס. מידות נפוצות כוללות 3.0×3.0 מ"מ, 4.0×4.0 מ"מ, 5.0×5.0 מ"מ וכו', עם גבהים הנעים בין 1.0 מ"מ ל-5.0 מ"מ.

* עיצוב טרמינלים: יש לאשר האם מדובר בעיצוב פינים סטנדרטי של "שני טרמינלים" או "ארבעה טרמינלים" שנועד להפחית קרינה.

* הערה: גם אם האורך והרוחב זהים, הגובה קובע לעתים קרובות את סבילות ההספק של המשרן. הקפידו לא לבחור את המשרן הלא נכון.

2. חשב והתאם את ההשראות (ערך L)

האינדוקטוניות קובעת את גודל אדוות הזרם. בחירה בה גדולה מדי או קטנה מדי תשפיע על יעילות ספק הכוח.

* עיין במדריך השבב: גיליונות הנתונים של רוב המעגלים המשולבים (IC) לניהול צריכת חשמל מספקים נוסחאות מומלצות לחישוב ערכי השראות.

ניתן לקרב את הנוסחה הכללית כך: L={(V_{in}-V_{out})XV_{out}/{V_{in}Xf_{sw}XI_{out} XRippleRatio}}

* כאשר f_{sw} הוא תדר המיתוג, ו-RippleRatio הוא בדרך כלל 20%~30%.

* סבילות: למשרנים מונוליטיים יש בדרך כלל סבילות של ±20% או ±30% (למשל, דרגות M או N), ויש לשמור מרווח זמן במהלך החישובים.

3. פרמטרים של זרם הליבה: יש לקחת בחשבון את שני ה"זרמים"

זהו החלק המועד ביותר לטעויות! גיליון הנתונים עבור סלילים יצוקים אינטגרליים מציין בדרך כלל שני זרמים מדורגים שונים, ושני התנאים חייבים להתקיים בו זמנית:

* זרם רוויה (I_{sat}): גבול קשיח

* הגדרה: הזרם כאשר ההשראות יורדת ליחס מסוים (בדרך כלל 10% עד 30% מהערך ההתחלתי).

*שיטת בחירה: I_{sat} חייב להיות גדול מזרם השיא (I_{peak}) במעגל.

*חישוב זרם שיא: I_{peak} = I_{out} + ΔI_L/2 (כלומר, זרם המוצא ועוד מחצית מזרם האדווה).

*השלכות: אם ה-I_sat אינו מספיק, המשרן ירווה באופן מיידי מבחינה מגנטית, מה שיגרום לירידה חדה בהשראות ולעלייה מהירה בזרם, מה שעלול לשרוף את טרנזיסטור המיתוג.

זרם עליית הטמפרטורה (I2 {rms}): מדד חימום

*הגדרה: זרם שורש ממוצע הריבועים שבו טמפרטורת פני השטח של משרן עולה בערך מסוים (בדרך כלל 40 מעלות צלזיוס).

*כיצד לבחור: I2 {rms} חייב להיות גדול מזרם המוצא המקסימלי (I2 {out}) במעגל.

*תוצאה: אם I2 {rms} אינו מספיק, המשרן יתחמם יתר על המידה, מה שלא רק מפחית את היעילות אלא גם עלול לפגוע בחיבורי ההלחמה של המעגל המודפס.

4. שימו לב להתנגדות DC (DCR) וליעילות

DCR (התנגדות זרם ישר) היא ההתנגדות של סליל המשרן עצמו.

*השפעה: DCR יכול לגרום לאובדן נחושת (P_ {loss}=I ^ 2 XR), אשר מומרת ישירות לחום ומפחיתה את יעילות החשמל.

*איזון: כאשר הגודל והעלות מאפשרים זאת, עדיף DCR קטן יותר.

5. שקול את תדר התהודה העצמית

תופעת האינדוקציה האלקטרומגנטית המתרחשת כאשר הזרם הזורם דרך המוליך עצמו משתנה. כאשר חוט מתכת משמש ליצירת סליל והזרם הזורם דרך הסליל משתנה, מתרחשת תופעת אינדוקציה אלקטרומגנטית משמעותית. הכוח האלקטרו-מניע ההפוך המושרה מעצמה על ידי הסליל מעכב את שינוי הזרם ומשחק תפקיד בייצוב הזרם. באופן ספציפי, אם משרן נמצא במצב שבו אין זרם עובר דרכו, הוא ינסה לחסום את זרימת הזרם דרכו כאשר המעגל מופעל; אם משרן נמצא במצב שבו זרם עובר דרכו, הוא ינסה לשמור על זרם קבוע כאשר המעגל מנותק.