Posso usar um bloqueador de modo comum como indutor acoplado em um conversor SEPIC

Realmente não entendo a diferença entre os chokes de modo comum e os indutores acoplados. As duas bobinas são enroladas em torno do mesmo núcleo, mas eu sei que elas têm finalidades diferentes. Quero projetar um conversor SEPIC com um indutor acoplado, mas ele exige altas classificações de corrente e valor de indutância em torno de 1 mH. No entanto, os indutores acoplados não possuem essas especificações, enquanto os chokes de modo comum possuem. Está tudo bem em usar um afogador de modo comum como indutor acoplado no conversor SEPIC se os indutores estiverem conectados de modo que seu fluxo esteja na mesma direção? Documento de referência da Texas Instruments

Talvez. Mas a resposta provável é 'não é para a sua inscrição', infelizmente. Além disso, uma pergunta melhor poderia ser: " Devo usar um estrangulamento de modo comum em vez de um indutor acoplado?" E a resposta para essa pergunta é sempre não .

Normalmente, as bobinas de modo comum têm duas classificações, a corrente do modo diferencial e a corrente do modo comum. Se você encontrou um estrangulamento maciço do tamanho de um gato doméstico obeso que 'tem as especificações corretas' (ele tem a alta corrente de modo comum que você precisa), então certamente funcionará. Certamente não será a melhor escolha, mas funcionará.

Se você estiver observando as classificações atuais do modo comum e as descrevendo como algo como 'alto' ou a unidade tiver amperes inteiros, essa é a classificação atual do modo diferencial. Essa classificação não faz sentido para todas as aplicações em que alguém usaria um indutor acoplado. Essa classificação atual é uma classificação de quantos amperes de corrente no modo diferencial podem ser manipulados. Há muito pouco (em outras palavras, há corrente perfeitamente equilibrada, igual, em fase entre os enrolamentos, mas em direções opostas, como a potência e o retorno do solo, por exemplo).

Essa corrente cancela seu próprio fluxo magnético, de modo que apenas verá o valor da indutância do vazamento da indutância. Em outras palavras, a corrente no modo diferencial é a corrente máxima apenas se você não estiver realmente 'usando' a indutância. É essencialmente resistência limitada. Como é a classificação para correntes que não armazenam energia magneticamente e lembre-se, a indutância é uma medida de energia armazenada em um campo magnético.

O que é importante para o SEPIC, ou realmente qualquer circuito que use um indutor para, bem, sua indutância, é a corrente de saturação desse indutor. Essa é a corrente máxima que o núcleo magnético pode suportar antes que ocorra uma queda de indutância escolhida (20 a 30% é freqüentemente usado como essa queda). Ou, de outra maneira, a corrente de saturação é a quantidade de energia que o núcleo magnético pode armazenar em um campo magnético antes de ficar "cheio". Quando está "cheio", o núcleo magnético não pode armazenar mais energia; portanto, o aumento da corrente além desse ponto armazena rapidamente apenas energia adicional como um núcleo de ar, o que se apresenta como uma rápida perda de indutância.

Como isso realmente se desenrola é altamente dependente do material principal. Ferritas de todos os tipos saturam como gelatina quente, atingindo uma parede de carboneto de silício a 100 km / h. Chegar muito perto do ponto de saturação simplesmente não é feito, é muito arriscado e a queda é muito súbita.

Os núcleos de pó de ferro, ou o meu favorito, o carbonil ferro, saturam linearmente, então você ainda terá 40% da indutância restante, mesmo depois de ter atingido o dobro da corrente de saturação. Você também terá perdas de núcleo ridiculamente altas usando um núcleo de pó como esse em qualquer frequência útil, mas pode ser útil para correntes de pico em determinadas situações.

Os estranguladores podem ser um dos principais núcleos; os dois tipos são usados ​​frequentemente para os estrangulamentos comuns. Mas isso realmente não importa, porque não há choques de modo comum classificados para alta corrente em 1mh. Não há bobinas que atendam às suas especificações - porque você está usando a classificação de corrente no modo diferencial como se fosse a corrente de saturação, e não é. Um grande estrangulador de 1mh classificado para qualquer coisa além de centenas de miliamperes de saturação / corrente no modo comum seria do tamanho de um gato doméstico extremamente gordo (como mencionado anteriormente). 1 milihenry é uma tonelada . Você precisa de mililitros / polegadas ^ 3 de material do núcleo magnético para armazenar tanta energia. De jeito nenhum.

Veja esse cara, por exemplo. Já é um gigante, pelo menos para as coisas no nível de PCB, e tem sua classificação de indutância e não, ele não suporta 16A de corrente antes de saturar. Ele vai lidar com 240mA . Para uso como um indutor acoplado, é 240mA de corrente de pico. Eu não chamaria isso de 'alta corrente', mas você realmente não mencionou que tipo de correntes precisava, então talvez isso seja suficiente. Provavelmente não.

Isso me leva ao que não será a resposta para a pergunta que você fez, mas a resposta que você precisa. Duvido muito que você encontre um indutor acoplado produzido em massa e barato (ou um estrangulador que possa ser mal utilizado como um) que atenda às suas especificações. Se você realmente precisa de 1mH a 10A ou o que quer que tenha em mente, espere ter algo personalizado e espere que seja muito caro.

A razão pela qual não existe é porque não há necessidade de indutores acoplados tão grandes e sem razão para produzi-los em massa e reduzir o custo como bobinas e indutores acoplados razoáveis. O que estou tentando dizer é que, se você acha que precisa de um indutor acoplado de alta corrente de 1mH, seu design é inerentemente defeituoso. A única razão pela qual penso que exigiria tanta indutância é que você deseja converter correntes muito altas para uma frequência de comutação muito baixa.

Esse design está errado. Não há razão para fazer isso. Eu suspeito que você tenha escolhido algum controlador ou driver específico que tenha uma frequência de comutação relativamente baixa e queira criar um conveter DC / DC inferior e impraticável a um custo extremo e sem vantagem, exceto que você não precisa aprender a usar um chip realmente adequado ao seu objetivo final. Eu suspeito disso porque eu estive lá, provavelmente todos já temos em algum momento. Não julgo aqui e admito livremente que sou culpado no passado. E o que sei agora é que, se você acha que precisa de um indutor tão grande e com alta potência, não sabe o suficiente sobre a comutação de conversores para construir um com essa alta potência.

Não desista desse objetivo, mas trabalhe nesse sentido, dando alguns passos intermediários e criando coisas menores. Aprenda o seu caminho em várias topologias e controladores. Descubra como selecionar seus próprios mosfets. Aprenda por que os eletrolíticos são apenas resistores glorificados acima de 100KHz, ou o que acontece com capacitores cerâmicos de classe II sob polarização DC (dica: eles perdem capacitância. Às vezes, a maioria disso. Diversão! = P). Saiba por que você estará otimizando um layout para cada milímetro e quanto custa algumas nanoenries de indutância parasitária. Aprenda a reduzir a tensão de toque dos nós da chave. Acima de tudo, saiba por que um conversor SEPIC não é apropriado ou necessário para algo de alta potência que pode ter uma entrada acima ou abaixo da saída. Você faria muito melhor com um verdadeiro aumento de 4 botões.

Ignorando tudo isso, você nem precisa de um indutor acoplado - basta usar dois indutores. Eles não precisam estar no mesmo núcleo. A única coisa que o compartilhamento de um núcleo faz com que você seja a corrente de ondulação reduzida. Ou você pode fazer o mesmo duplicando a frequência de comutação ou usando duas fases na frequência atual. Qualquer um destes seria muito mais fácil, mais barato, eficaz e factível. De fato, dobrar a frequência também oferece todos os tipos de outras coisas boas, como menor ondulação de entrada, menor indutância necessária, menor tamanho e menor custo.

Não é 1990, temos elementos de comutação que podem ter perdas tão baixas que as perdas resistivas dos indutores de indutância mais alta, bem como as perdas de núcleo / histerese, superam as perdas de comutação até as centenas de KHz. E mesmo assim, ir mais rápido pode custar um watt ou dois, se você estiver fazendo certo. Dê uma olhada no LT8705 ou em dezenas de outros conversores de impulso de 4 interruptores. Eles permitem que você faça tudo o que um séptico poderia fazer, mas com 10 µH de indutância, menos EMI, mais eficiência, seja menor que um baralho de cartas e possa ser construído usando componentes que realmente existem. Se você estiver usando algo que alterna entre 52KHz ou 70Khz ou 100KHz, estará com 26 a 27 anos desatualizado. Se você deseja converter altos níveis de energia, não poderíamos voltar com facilidade, não sem que seja mais caro do que simplesmente usar grandes transformadores lineares de ferro e cobre / ancoragens para barcos. Há um motivo pelo qual as fontes de alimentação do modo de comutação começaram a aparecer quando o fizeram. As fontes de alimentação de modo de chave de alta potência eram maiores que as fontes lineares (mas possivelmente um pouco mais leves) até relativamente recentemente. A densidade de energia que você parece estar imaginando não era possível com o chip selecionado. Mas tudo bem, existem alternativas muito melhores agora.

Então, eu sei que você nunca perguntou sobre isso.

Mas se eu lhe der a resposta mais útil que vai além do que você realmente pediu, é simplesmente quando você diz que precisa de um indutor acoplado de 1mh de alta corrente .... não. Você não

Os estrangulamentos do modo comum têm apenas alta indutância devido ao fluxo acumulado das correntes diferenciais, o que significa que, se você tentar usá-los como indutores normais, eles não terão sua indutância nominal.

Em outras palavras, eles só têm alta indutância para diferenças de corrente entre os enrolamentos, mas os enrolamentos em si não têm a indutância nominal.

Se você der uma olhada na folha de dados de alguns choques no modo comum, verá que a indutância é classificada em correntes muito pequenas (corrente no modo comum), digamos 100 mA ou mais, mesmo que o próprio indutor seja classificado para 10 A ou Mais.

http://www.murata.com/~/media/webrenewal/products/emc/emifil/knowhow/26to30.ashx

Em princípio, você poderia usar um afogador de modo comum como indutor acoplado em um transformador séptico ou como 1: 1 em outro circuito, pois todos esses são apenas dois enrolamentos enrolados em um núcleo magnético.

No entanto, ele terá uma capacidade atual muito menor do que você esperaria olhando a folha de dados. As bobinas de modo comum devem ser usadas com correntes quase idênticas nos dois enrolamentos, de modo que os fluxos gerados cancelem quase perfeitamente.

Portanto, eles não precisam armazenar energia significativa e podem apresentar uma alta indutância a qualquer desequilíbrio atual.

É tentador usar um estrangulador de modo comum porque é pequeno, barato e fácil de encontrar. No entanto, não será bom porque a corrente flui no SEPIC e em seus primos CUK e ZETA fazem com que os campos magnéticos adicionem e não cancelem .