Corriente de saturación en inductores de chip

Los inductores realmente no son mi punto fuerte, y me he estado confundiendo un poco sobre la corriente nominal frente a la corriente de saturación.

Sé que la corriente nominal es la cantidad de corriente que el inductor puede manejar antes de que la temperatura aumente demasiado, y todo lo que sé sobre la corriente de saturación es cuando se acerca y se supera ese umbral, el núcleo se llena de flujo magnético y la inductancia comienza a caer.

Me encontré con un inductor de chip AQUÍ que planeo usar en un circuito regulador de impulso. Es más barato y más pequeño que el inductor actual que estoy usando, con la misma corriente nominal. Sin embargo, mientras que el anterior tenía una corriente de saturación de 900 mA, este es muy bajo a 250 mA.

¿Por qué hay tanta diferencia en la corriente de saturación en los inductores de chips? Mi chip regulador de refuerzo ha recomendado valores de inductor de 2,2 uH a 4,7 uH, por lo que si mi corriente alcanza un máximo de 300 mA durante unos pocos ms y la inductancia cae un poco, ¿seguirá estando bien usarlo? ¿Y este cambio en la inductancia afectaría la estabilidad de salida de alguna manera?

Por mucho que me encantaría ahorrar dinero y espacio en PCB, no sé lo suficiente sobre estos parámetros para tomar una decisión informada. Cualquier consejo sobre cómo proceder es apreciado.

Tendrá que calcular o usar un software de diseño para encontrar la corriente máxima del inductor en las condiciones en las que está operando. Asegúrese de verificar los límites extremos de sus rangos operativos. Para un convertidor elevador, verifique la corriente máxima con la corriente de carga máxima y el voltaje de entrada mínimo.

Respuestas (3)

Mirando la hoja de datos del " inductor de chip ", página 2: Inductancia sobre corriente, concluyo que solo hasta aproximadamente 100 mA este inductor se comporta "correctamente".

El otro inductor tiene un gráfico similar, también en la página 2, por lo que diría que es utilizable hasta 600 mA.

¡Esa es una diferencia de 6x!

Solo si está 100% seguro de que su aplicación mantiene la corriente a través del inductor siempre por debajo de 100 mA, consideraría el inductor de chip.

Tenga en cuenta que dependiendo de si estamos tratando con un convertidor reductor o elevador y cuáles son las relaciones de voltaje de entrada/salida, la corriente momentánea a través del inductor puede ser mucho mayor que las corrientes (promedio) que entran y salen del convertidor. En casos extremos, la corriente a través del inductor puede ser 10 veces más alta o incluso más.

El inductor del chip es físicamente más pequeño y tiene una construcción diferente, por lo que simplemente es menos capaz de almacenar energía magnética .

Es un convertidor elevador, con una sola entrada de batería AAA (1.6V - 0.95V) y una salida de 3V. La corriente general (medida por un analizador de potencia de Agilent) es un promedio de 400 uA, pero durante el funcionamiento, se producen picos de 50 mA durante aproximadamente 10-20 ms y picos potenciales de 200-220 mA durante aproximadamente 1-2 ms.
Gracias por la respuesta, esta ha sido la respuesta más útil a la pregunta hasta ahora.
¿Cuál sería el mayor efecto secundario si la corriente de saturación se excediera momentáneamente? No estoy muy seguro de qué sucede con el regulador de impulso real una vez que el inductor se satura. Iba a experimentar con mi placa de desarrollo, ¡pero pensé que era mejor preguntar antes de empezar a fumar componentes!
@MCG Cuando la bobina se satura, la parte de inductancia de la bobina básicamente se vuelve corta , por lo que queda la resistencia en serie de la bobina. Eso hace que la corriente aumente aún más y potencialmente podría destruir los transistores de conmutación. Además, una vez saturada, la bobina no puede almacenar más energía, por lo que incluso si el convertidor sigue intentando cargar más la bobina, esa energía se pierde. Me mantendría alejado de la saturación. Puedes investigarlo en un dev. tablero , pero use circunstancias controladas, por ejemplo, para evitar que las corrientes se vuelvan demasiado grandes.
Encantador, eso es lo que buscaba, junto con los puntos en la respuesta. ¡Gracias por la ayuda!

La ecuación general:

I S a t = B metro a X ⋅ norte ⋅ A q L

B metro a X está dada por el material del núcleo. Si quieres más alto I S a t , pero no quiero reducir la inductancia L , entonces necesita más devanados y/o sección transversal del núcleo A q , resultando ambos en una inductancia más grande y más costosa.

Según el material del núcleo, la indcutancia puede caer drásticamente después de la saturación y puede obtener picos de corriente muy altos en cada cambio. Esto calentará sus semiconductores y reducirá su vida útil o los destruirá inmediatamente.

Eso es bueno para uso general, pero ¿qué pasa con estos componentes particulares vinculados en la pregunta? Y en particular, ¿por qué estos inductores de chip tienen una corriente de saturación mucho menor, pero una corriente nominal igual? Además, tenga en cuenta que mencioné que los picos solo serían por unos pocos ms, por lo que estaba interesado en la estabilidad de salida
La corriente nominal está relacionada con problemas térmicos (propiedades del cable), la corriente de saturación está relacionada con las propiedades del núcleo (geometría del núcleo, espacio, número de vueltas). Ambos son parámetros de entrada para un diseño de inductor.
Podría haber inestabilidad en el lazo de control actual, depende del diseño del controlador.

Tendrá que calcular o usar un software de diseño para encontrar la corriente máxima del inductor en las condiciones en las que está operando. Asegúrese de verificar los límites extremos de sus rangos operativos.

Para un convertidor elevador, verifique la corriente máxima con la corriente de carga máxima y el voltaje de entrada mínimo. Si la corriente máxima no excede la corriente de saturación del inductor más pequeño, no dude en usarlo.

Corriente de saturación en inductores de chip
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