Determination of the necessary inductor core dimensions for switching electrical energy converters
Завантаження...
Дата
2018
Автори
Русу, Олександр Петрович
Кадацький, Анатолій Федорович
Kadatskyy, А. F.
Rusu, Oleksandr P.
Назва журналу
ISSN журналу
Назва тому
Видавець
Анотація
Each developer of switching electrical energy converters, sooner or later, faces the need to
select or develop an inductor. However, currently, the method of choosing an inductor core for switching
converters is very ambiguous, fragmented and confused. In the article, formulas are obtained that allow
determining the minimum-necessary product of the core cross-sectional area by the core window crosssectional
area for the inductors of the most common switching converters circuits: buck, boost, buck-boost and
fly-buck. In addition, the best mode of core operation, from the energy point of view, in which the maximum
converters power density is provided both in the transmission and recuperation modes, is analyzed in the
article. The article is intended for a wide range of electronics developers, including for specialists engaged in
research of switching electrical energy converters. Кожен розробник імпульсних перетворювачів електричної енергії рано чи пізно
стикається з необхідністю вибору або розробки накопичувального дроселя. Однак на сьогоднішній день
методика вибору магнітопроводів для цих приладів дуже неоднозначна, розрізнена і заплутана. Це
призводить до того, що на практиці проектування або вибір дроселя для імпульсного перетворювача
електричної енергії перетворюється в ітераційний процес, що полягає в переборі доступних
магнітопроводів, з подальшою перевіркою чи задовольняє отриманий результат технічному завданню.
Очевидно, що такий метод проектування вимагає значних витрат часу, а його результат може бути
далекий від оптимального. У статті отримані формули, що дозволяють визначити мінімально-
необхідний добуток площі поперечного перетину осердя на площу поперечного перетину вікна
магнітопроводу для дроселів найбільш поширених схем імпульсних перетворювачів: зонижувальної,
підвищувальної, інвертувальної і зворотноходової. Крім цього, у статті зроблено аналіз найкращого з
енергетичної точки зору режиму роботи магнітопроводу, за якого забезпечується найбільша питома
потужність перетворювачів електричної енергії як в режимі передачі, так і в режимі рекуперації,і на
підставі проведеного аналізу визначено, що найбільшу потужність можна отримати при роботі
магнітопроводу дроселя у граничному режимі. Розглянуто також вплив параметрів реальних магнітних
матеріалів, зокрема остаточної намагніченості, на величину максимальної потужності перетворювача. Стаття призначена для широкого кола розробників електроніки, в тому числі і для фахівців, що
займаються дослідженнями імпульсних перетворювачів електричної енергії. Використання результатів
проведених досліджень дозволяє значно скоротити витрати часу на проектування імпульсних
перетворювачів електричної енергії як постійної, так і змінної напруги, а також підвищити їх головні
техніко-економічні показники.
Бібліографічний опис
Kadatskyy А. F., Rusu О. P. Determination of the necessary inductor core dimensions for switching electrical energy converters / А. F. Kadatskyy, О. P. Rusu // Наукові праці ОНАЗ ім. О.С. Попова. – 2018. – № 1. – С. 125-134.
Ключові слова
electrical energy, switching converter/regulator, buck/boost/buck-boos/fly-back converter, inductor, core, cross-sectional area of the core/core window, електрична енергія, імпульсний перетворювач/регулятор, знижувальний/ підвищувальний/інвертувальний/зворотноходовий перетворювач, дросель, магнітопровід, площа поперечного перетину осердя/вікна, Research Subject Categories::TECHNOLOGY
Цитування
Kadatskyy А. F., Rusu О. P. Determination of the necessary inductor core dimensions for switching electrical energy converters / А. F. Kadatskyy, О. P. Rusu // Наукові праці ОНАЗ ім. О.С. Попова. – 2018. – № 1. – С. 125-134.