¿Los inductores en paralelo son una solución viable?

Estoy haciendo un diseño de tablero con espacio limitado, en términos de área de superficie. Así que encontré un inductor que es 15   m H , 2.3   A R METRO S . necesito sobre 3.5   A R METRO S , así que estaba pensando en poner en paralelo dos 8.2   m H ( 2.7   A R METRO S ) Llegar 16.4   m H en 5.4   A R METRO S  (máximo) , con cada inductor en lados opuestos del tablero. ¿Es esta una solución viable?

Si hace esto, tenga cuidado, ya que los inductores pueden sumarse o restarse entre sí si no están protegidos o si interactúan magnéticamente. De esta manera, los inductores en realidad tienen una especie de polaridad, porque los campos que crean tienen polaridad (Norte vs. Sur). Si tiene estas placas hechas usando selección y lugar, puede obtener un 50 % de suma y un 50 % de resta, estadísticamente hablando, a medida que los campos magnéticos pasan a través de la PCB. Pero si esa diferencia hace que falle (la placa no funciona), no hace falta decir que la reelaboración necesaria podría ser bastante costosa. ¡Vale la pena probarlo, seguro!

Respuestas (4)

Si tuviera que construir un "supercomponente" a partir de 4 inductores idénticos (o 4 resistencias idénticas) en 2 cadenas de 2 componentes cada una,

   +--X1--X2--+--
   |          |
---+--X3--X4--+

(suponiendo una inductancia mutua insignificante, lo cual es cierto para muchos inductores "blindados" comunes), y si cada uno de los cuatro componentes tiene una impedancia X idéntica, entonces los 4 pueden considerarse como un todo como un solo supercomponente, que tendrá la misma impedancia neta X y también puede manejar el doble de corriente y disipar 4 veces más potencia. (Esto está relacionado con la idea de medir la resistencia de la hoja en "Ohms por cuadrado". )

Es posible que haya habido momentos ;-) ;-) en los que ya compré una bolsa a granel de exactamente la impedancia que necesito, y luego descubrí que no puede manejar la potencia. Si uso la disposición cuadrada, me permite continuar con la creación de prototipos con los componentes que tengo a mano, donde cada componente tiene exactamente la impedancia neta X deseada, mientras espero que se envíen los componentes "correctos".

A veces, la clasificación actual está limitada por consideraciones térmicas: las corrientes más altas harán que los cables se sobrecalienten y algo se derretirá y causará daños permanentes o derretirá la soldadura. En esos casos, la potencia disipada es proporcional a la superficie. El uso de N componentes en lugar de un componente grande facilita el enfriamiento y puede ahorrar espacio neto. (A veces, N componentes en paralelo, cada uno con N veces la impedancia deseada X, ocupa el menor espacio. Y N componentes en serie, cada uno con 1/N de la impedancia deseada X, tiene la menor capacitancia parásita).

A veces, la clasificación actual está limitada por la saturación del núcleo: las corrientes más altas saturarán el núcleo de ferrita, lo que hará que la inductancia caiga fuera de la especificación. En esos casos, la energía máxima (temporalmente) almacenada en el núcleo es proporcional al volumen del núcleo. El uso de un componente grande que contiene todo el volumen necesario generalmente usa menos área de placa que el uso del mismo volumen de núcleo dividido en un grupo de componentes más pequeños.

Para una mayor confiabilidad, con cuatro componentes en serie, si alguno falla, todos fallan, lo que multiplica su riesgo, pero también puede ser lo que desee (que funcione o que no funcione). Con cuatro componentes en paralelo, si un componente falla, el circuito aún podría funcionar aceptablemente (o podría ser algo malo). Pero, cuantos más componentes distribuya el vataje, menor será el cambio si uno falla.
Además, el patrón de matriz 2x2 de "supercomponentes" también funciona con condensadores y resistencias, y se extiende a 3x3, 4x4 y cualquier otra matriz cuadrada N-by-N. Finalmente, cumplí con mis requisitos de potencia e inductancia con dos inductores para poder cumplir con una limitación de altura de 4,5 mm para la que no pude encontrar un solo componente.

Esa no es una solución viable. Tiene razón en que el paralelismo le permitiría pasar más corriente total, pero la inductancia efectiva disminuiría.

La inductancia equivalente para inductores paralelos es

L mi q tu i v = ( 1 L 1 + 1 L 2 + . . . + 1 L norte ) − 1

La inductancia equivalente para inductores en serie es

L mi q tu i v = L 1 + L 2 + . . . + L norte

Para los inductores en serie, la clasificación de corriente equivalente sería básicamente igual al inductor de clasificación más baja en el circuito. Por ejemplo, para un inductor de 2 A RMS en serie con un inductor de 1 A RMS, la clasificación de corriente equivalente sería 1 A RMS.

Para los inductores paralelos, la corriente (CC) se dividiría en partes iguales entre ellos, por lo que la corriente total a través de la red podría ser I t o t a yo = norte I r a t mi d dónde norte es el número de inductores en paralelo y I r a t mi d vuelve a ser la más baja de las calificaciones actuales.

Para 8.2 m H = L necesitaría ocho de esos inductores para cumplir con sus especificaciones. Son dos ramas paralelas cada una con cuatro inductores en serie. Esto dividiría la corriente de 3,5 A RMS de manera uniforme entre cada rama (1,75 A RMS en cada una) y produciría una inductancia efectiva de ( 1 / 2 ) ( 4 ) ( 8.2 m H ) = ( 2 ) ( 8.2 m H ) = 16.4 m H . Supongo que este enfoque no ahorraría espacio en el tablero.

Su mejor apuesta probablemente sea encontrar otro inductor con una clasificación de corriente más alta. O como se sugiere en los comentarios a la respuesta de Markrages, podría poner en paralelo dos inductores de mayor valor. Cualquiera que use la menor cantidad de espacio parece que sería la mejor solución.

Los inductores paralelos no se suman, son condensadores. Los inductores funcionan como resistencias en este sentido. Pero sí, no deberías tener ningún problema con esa solución.

El paralelo le dará 4.1uH @ 5.4Arms.

La serie le dará 16.4uH @2.7Arms.

Necesitará cuatro de esos inductores para cumplir con sus especificaciones.

Entonces tendría problemas con inductores de 33 µH en paralelo porque tendrían la mitad del límite de corriente rms. Mmm.
¿Qué pasa con el acoplamiento inductivo entre ellos? ¿Afectaría al cálculo?
la inductancia mutua afectará un poco el cálculo de la inductancia.
Dos inductores de 33uH en paralelo le darán un inductor de 16,5 uH con el doble de la clasificación de corriente individual, ya que cada uno toma la mitad de la corriente total.
@markrages, sí, pero cada inductor ya tendría (aproximadamente) la mitad de la clasificación rms individual porque necesita el doble de cable.
No existe tal cosa como un almuerzo gratis. La capacidad de almacenamiento de energía de un inductor es proporcional a la inductancia y la corriente. Entonces, está encontrando tamaños físicos similares que tienen un almacenamiento de energía similar. Similar a los condensadores: el doble de la clasificación de voltaje, la mitad de la capacitancia para el mismo tamaño físico. Aproximadamente.
La alta inductancia mutua de @markrage cambiaría por completo el cálculo, ya que si enrolla el inductor con un par de cables trenzados (que es como dos inductores con coeficiente de acoplamiento = 1), en su mayoría duplica la capacidad actual sin reducir la inductancia. No existe un efecto equivalente para los condensadores.
@Thomas Necesita aproximadamente 1.41 veces más cable ya que la inductancia aumenta a la segunda potencia del conteo de vueltas.
¿Los inductores en paralelo son una solución viable?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v