אי אפשר לחשוב היום על מוצר אלקטרוני / חשמלי ללא מימוש פנימי או חיצוני של פתרונות להמרה ועיבוד הספק. פתרונות מתוחכמים וטופולוגיות שונות ומשונות של ספקי כוח. שתי הטופולוגיות הנפוצות והפשוטה ביותר בהמרת מתחי אספקה, הן ה- BUCK CONVERTER וה- BOOST CONVERTER המבוססות על אגירת אנרגיית מגנטית בסליל ומסירתו לעומס.
טופולוגיית ה- BUCK מאפשרת המרה של מתח כניסה למתח מוצא נמוך יותר ללא בידוד גלווני ביניהם (בשונה מה- FLYBACK הכולל בידוד כזה). טופולוגיית ה- BOOST מאפשרת המרה של מתח כניסה למתח מוצא גבוה יותר ללא בידוד גלווני ביניהם (בשונה מה- FORWARD הכולל בידוד כזה).
בלב טופולוגיות ה- BUCK או ה- BOOST נמצא סליל המוצא – שהוא האלמנט אוגר האנרגיה במעגל, המאפשר את ההמרה בשילוב בקר ה- PWM המממש את יחס ההמרה של המתחים. תכנון נכון של סליל המוצא (Output Inductor) יבטיח פעולה תקינה של המעגל לאורך זמן וביצועים טובים בתנאי סביבה שונים (טמפ , לחות, לחץ ברומטרי וכו).
ה- Output Inductor בטופולוגיות ה- BUCK CONVERTER וה- BOOST
סליל המוצא בטופולוגיית ה- BUCK\BOOST אוגר אנרגיה בחצי הראשון של מחזור המיתוג ומשחרר אותה לעומס בחצי השני. הסליל מורכב בד"כ ממסגרת פלסטיק (BUBIN) עליה מלופפות הכריכות.
במרכז המסגרת (BUBIN) מורכב לרוב חומר פררומגנטי (Ferromagnetic – CORE) אשר מרכז את השדה המגנטי כלומר יוצר ריכוז של קווי השטף המגנטי (צפיפות שטף B) וזאת כדי לקבל השראות גדולה ככל האפשר בנפח נתון.
כמו כן בחירה נכונה של ה CORE ותייל הליפוף תיתן נצילות גבוהה (הפסדים תרמיים ומגנטיים נמוכים), נפח אופטימאלי, וזליגות רעש אלקטרומגנטי נמוכים. תכנון נכון של סליל המוצא יבטיח גם גליות זרם נמוכה (Low Ripple).
Output Inductor משולב במעגל ספק אופייני BUCK
Output Inductor משולב במעגל ספק אופייני BOOST
יתרונות וחסרונות של טופולוגיות ה BUCK \ BOOST
יתרונות
- פשטות תכן
- נצילות (הפסדים נמוכים) 90% ויותר
- אמינות
חסרונות
- רעשי מיתוג וקרינה אלמ"ג – EMC
- שימוש ברכיבים חיצוניים – קבלים דיודות
- מחיר ושטח BOARD
עקרונות תכנון של סליל המוצא – Output Inductor
בחירת BUBIN
בהתאם לזרם המוצא, וגודל ההשראות הנדרשת (מספר כריכות \ סוג וגודל ה CORE) נבחר BUBIN מתאימה.
בחירת CORE
בהתאם להשראות הנדרשת, ישנם חומרים פררומגנטיים שונים אשר ייתנו השראות גבוהה בנפח נמוך (צפיפות שטף מגנטי B מוגברת). שילוב של טכניקות בידוד שונות / שימוש בחומרי גלם מבוססי אבקת ברזל ודבק – ייתנו הפסדים נמוכים. (זרמי מערבולת \ הפסדי ליבה).
בחירה נכונה של ה- CORE תיתן לנו גם עקומת השראות שטוחה ורוויה בזרם גבוה יחסית.
בחירת תייל הליפוף
בהתאם לזרם המוצא, וההפסדים הנדרשים (שטח חתך, התנגדות DCR) לקבלת השראות מקסימאלית והפסדים נמוכים.
בחירת סוג המארז
תאפשר הרכבה נוחה על ה- PCB, SMT \ TH, Low profile וכן במקרים בהם נדרשת קרינת אלמ"ג נמוכה EMC, נשתמש ב- Shilled (Monolithic inductors).
לסיכום שימוש ב- Output Inductor בטופולוגית BUCK ו- BOOST Converter
אנו רואים ששימוש ב- Output inductor מתאים ומתוכנן היטב, הן במעגל בטופולוגית BUCK והן במעגל בטופולוגית BOOST, יבטיח ביצועים טובים של המעגל, יחד עם יציבות פרמטרים בטמפרטורה ובתנאי סביבה משתנים. סליל מוצא (Output inductor) טוב ייתן לנו השראות גבוהה בתדר העבודה שלנו (מיתוג) בשילוב רוויה רחוקה (Saturation current) ועליית טמפ' נמוכה (Temperature rise ΔT/Amp).
חברת Ronicon Engineering מייצגת חברות טייוואניות ותיקות המובילות בתחום המגנטיקה.
לחברות אלו יש ניסיון רב בתכנון סלילי BUCK ו- BOOST והם יודעים להתאים את הסלילים הללו לדרישות הלקוח. כמו כן אנחנו נותנים, בעזרת המהנדסים של יצרני המגנטיקה, יעוץ לתכנון מיטבי של המעגל האלקטרוני.
ניתן לפנות אלינו דרך האתר שלנו ואנחנו נפנה אתכם במהירות למהנדסים לקבלת תמיכה ויעוץ.