¿Debería preocuparme por el uso de inductores estándar en aplicaciones de conmutación de alto voltaje?

Estoy interesado en construir un convertidor SEPIC con un rango de entrada de hasta 1200 VDC. Digikey enumera una gran cantidad de inductores que pueden ser viables para mi aplicación. Pero me preocupa el voltaje en cuestión, y ninguno de los inductores que he examinado tiene una clasificación de voltaje. ¿Hay alguna preocupación particular por usar un inductor comercial en un convertidor de conmutación a este voltaje? ¿Rotura del aislamiento? ¿Estilo sinuoso? ¿Algo en lo que no haya pensado?

Respuestas (3)

La respuesta es sí. Su lista de preocupaciones es buena (ruptura del aislamiento, enfoque del devanado) y le agregaría el espacio libre entre las terminaciones/conductores del inductor, incluido cualquier cable expuesto entre el devanado y el conductor del componente que está soldado a la PCB. Probablemente no sea un factor importante, ya que la L que elijas será bastante grande y los cables probablemente estarán muy separados, pero dependiendo del estilo de bobinado, podrías terminar (¡ja!) con los terminales uno al lado del otro, lo que podría permitir vías de fuga o formación de arcos.

Este artículo de Coilcraft explica algunas de las razones por las que los voltajes no se especifican para los inductores y se hace eco de las preocupaciones que ya ha planteado para una aplicación de alto voltaje.

  • Si realmente mencionó SEPIC , debe especificar un rango de nivel de entrada (Vin,min; Vin,max) en lugar de un solo nivel, y también especificar un nivel de salida dentro de ese rango Vin,min < Vout < Vin,max. Si su Vout < Vin,min < Vin,max o Vout > Vin,max > Vin,min, no necesita SEPIC en absoluto. Además, hablando de conversión de energía, no especificó la corriente de salida que necesita, supongo que la corriente es más de 10 A.

  • La entrada nominal de 1200 Vdc es algo de las técnicas HVDC (U >= 1 kV), IMO mientras que SEPIC es algo de LVDC (U << 1kV). Por lo tanto, tal vez lo que necesita no es SPEIC, sino algo así como un transformador [de potencia] de estado sólido (SST, también llamado transformador electrónico) o un inversor de potencia monofásico con balasto. Que los dispositivos generalmente se construyen alrededor de módulos IGBT + controladores especializados y si necesita encontrar otros componentes relacionados (condensadores, inductores, etc.) primero debe seleccionar IGBT+ctrl y guiarse por sus hojas de datos y/o notas de aplicación.

  • Al final, si SEPIC sigue siendo exactamente la arquitectura que desea, puede buscar un transformador de potencia con 1) potencia nominal, 2) voltaje, 3) aislamiento, 4) inductancia y 5) frecuencia que satisfagan su diseño, porque a) en muchas instancias de SEPIC, al menos dos inductores de potencia pueden estar bobinados en un solo núcleo, y b) encontrar un transformador de potencia correctamente especificado es una tarea menos complicada que hacer lo mismo para un inductor. Además, cuando encuentre el transformador apropiado, encontrará las respuestas a las preguntas sobre el inductor que necesita, examinando la construcción del transformador.

Dudo que pueda encontrar algún inductor con una clasificación de voltaje. La única forma de que el voltaje en un inductor se convierta en un problema es si está ubicado demasiado cerca de otro componente, como un escudo, donde podría formar un arco. De lo contrario, Q, la frecuencia de resonancia propia y la corriente máxima son las principales preocupaciones.

Recuerde que el voltaje entre los devanados individuales, o entre los conductores, suele ser muy pequeño.

Bueno, el voltaje a través de los cables será mi voltaje de entrada completo, al menos durante el estado de encendido del ciclo de conmutación.
DE ACUERDO. Entonces, esencialmente, está preguntando si el aislamiento entre cada vuelta podría romperse y provocar un cortocircuito. ¿Sí?
Eso, o cualquier otro posible problema en el que no haya pensado.
Esto no es verdad; Se garantiza que las bobinas de alto voltaje no se romperán, no absorberán agua, etc.
No sabía esto, pero en retrospectiva, tiene sentido.