Nennstrom der Buck-Induktivität

Wenn der obere Schalter eingeschaltet ist, hat die Induktivität eine konstante Spannung$E$darüber, so dass sein Strom linear mit der Zeit entsprechend ansteigt$di/dt = E/L$, was zu der üblichen dreieckigen Induktorstromwellenform führt.

Wenn das Kernmaterial in die Nähe der Sättigung kommt, nimmt die Induktivität ab, was bedeutet$di/dt$erhöht sich. Dadurch entsteht eine Stromform, die nicht mehr dreieckig, sondern „stachelig“ ist. Sobald die Sättigung erreicht ist, "läuft" der Strom schnell weg. Die Sättigung ist in der Scope-Aufnahme aus diesem Artikel sichtbar :

Dies ist eine Situation, die Sie bei normalem Gebrauch für Ihren Nennlaststrom vermeiden möchten, da dies zu erhöhten Verlusten führt. Wie Sie jedoch bemerkt haben, müssen Sie einen Kompromiss eingehen. Auch wenn der Induktorstrom bei normalem Gebrauch einen Spitzenwert von 2,5 A erreicht, was bedeutet, dass ein kleiner Induktor, der über diesem Strom sättigt, geeignet wäre, kann der Strom im Falle eines Kurzschlusses am Ausgang oder während des Starts, wenn die Last viel hat, viel höher werden Kapazität und die Sanftanlauframpe ist zu schnell.

In diesem Fall geht der DC-DC-Chip bis zu seiner internen Stromgrenze, aber sobald diese Grenze überschritten wird, dauert es eine gewisse Zeit, bis der FET abgeschaltet wird. Da die gesättigte Induktivität eine viel niedrigere Induktivität hat, steigt der Strom viel schneller an als eine Berechnung basierend auf dem ursprünglichen Induktivitätswert, sodass der Strom zum Zeitpunkt des Ausschaltens des FET möglicherweise unsichere Werte erreicht hat.

Wenn der obere FET kurzgeschlossen ausfällt, wird die Eingangsspannung mit dem Ausgang verbunden, sodass der Rest der Platine eine Überspannung bekommt und braten wird. Sofern der untere FET nicht ebenfalls kurzgeschlossen wird, wird der Chip in diesem Fall die Versorgung kurzschließen und seine Strombegrenzung testen.

Glücklicherweise (siehe Abschnitt 4.14 im Datenblatt) hat dieser spezielle Chip einen cleveren Schutz, der nach 8 Zyklen, die die Überstromerkennung auslösen, für 1 ms schläft, und wenn dies geschieht, wird er schließlich abgeschaltet. Sie müssen also nicht überdimensionieren, um eine Überhitzung bei einem Dauerkurzschluss zu vermeiden, Sie müssen lediglich vermeiden, den FET nach 8 Zyklen zu zerstören.

Die Sättigung ist kein EIN/AUS-Phänomen, sondern ein allmähliches Phänomen. Einige Kernmaterialien haben ein weiches "Knie" in der Induktivität-gegen-Strom-Kurve, und andere haben ein härteres Knie. Da Sie also eine kleine Induktivität wünschen, würde ich mich für eine entscheiden, die etwas unterhalb der Überstromgrenze (z. B. 4 A) zu sättigen beginnt, aber immer noch mindestens eine gewisse Induktivität bis zu 7 A beibehält. Vielleicht eine weiche Sättigung , obwohl ich diese nie benutzt habe.

Eine weitere Option besteht darin, die Strombegrenzung zu verringern oder einen Chip auszuwählen, der eine einstellbare Strombegrenzung hat.

@peufeu hat dir die lange Antwort gegeben (und es ist gut), aber ich hatte mir das schon ausgedacht, also hier ist es:

Die kurze Antwort ist, dass Sie den Induktor nicht beschädigen, aber Sie könnten den Chip beschädigen.

Die heutigen Abwärtswandler begrenzen den Strom intern, und während des Startvorgangs treiben sie die Induktivität an die Stromgrenze des Chips. Aber sie reagieren mit endlicher Geschwindigkeit.

Das Treiben der Induktivität in die Sättigung bedeutet, dass die effektive Induktivität abfällt, der Strom schneller ansteigt, als der Chip erwartet, und als Folge hat der Chip möglicherweise keine Zeit, seinen FET abzuschalten, bevor er überstromig wird.

Ich würde in den sauren Apfel beißen und entweder einen Chip mit einem niedrigeren Maximalstrom finden oder einen Induktor verwenden, dessen Sättigungsstrom den Maximalstrom des Chips zumindest kaum erreicht.