Dòng bão hòa của cuộn cảm của tôi không đồng ý với công thức

Tôi đã làm tổn thương cuộn cảm đầu tiên của mình và tôi đã xác minh độ tự cảm bằng 2 phương pháp.

Tuy nhiên, khi tôi kiểm tra dòng bão hòa của nó, nó thấp hơn nhiều so với công thức đã cho tôi:

(đơn vị: vôn, micro giây, mm², lượt)$B_{peak} = \dfrac{V\cdot T_{on}}{A_e\cdot N}$

Tôi đặt ở mức 0,2 Tesla và tôi đang sử dụng vật liệu N87 trong lõi của mình.$B_{peak}$

Tôi thừa nhận cuộn dây của tôi rất cẩu thả, nhưng khác hơn là tôi không chắc điều gì có thể gây ra dòng bão hòa thấp như vậy. Điều này đã khiến bộ chuyển đổi tăng tốc của tôi nổ tung mỗi lần.

Đây là mạch thử nghiệm của tôi để đo cả dòng bão hòa, trong đó tôi tăng độ rộng xung cho đến khi nó bão hòa và cũng sử dụng cho phép đo điện cảm của phương pháp 2.

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

1. N87 là vật liệu ferrite thẳng, không phân bố khe hở không khí như các loại vật liệu sắt dạng bột. Chỉ vì nó ở dạng hình xuyến không có nghĩa là vật liệu có khe hở phân tán - N87 trong hình xuyến sẽ bão hòa giống như N87 trong lõi E. Không có gì sai khi sử dụng ferrite thẳng cho cuộn cảm tăng áp, miễn là bạn thu hẹp nó (nhiều hơn về điều này sau). Thực tế là nó ở dạng hình xuyến có nghĩa là bạn không thể vượt qua nó. Bạn có thể muốn chuyển sang Kool-Mu nếu bạn muốn gắn bó với yếu tố hình xuyến.

2. $A_L$$A_L$

3. Cuộn cảm tăng cường mang cả dòng từ hóa và năng lượng cho tải (sẽ được lưu trữ từ tính và phân phối trong thời gian tắt.) Một khi bộ chuyển đổi bắt đầu hoạt động ở chế độ dẫn liên tục (khi dòng điện dẫn không bao giờ về 0), nó thậm chí còn tệ hơn kể từ khi bạn bắt đầu vận hành trên đường cong BH không thiết lập lại về không. (Bmax vẫn là Bmax, nhưng giờ bạn đã có bù DC mà Bpeak đang chạy.) Đây là những lý do mà cuộn cảm cần khe hở không khí - lõi sẽ không thể xử lý bất kỳ dòng DC đáng kể nào nếu không bão hòa.

4. Tôi không chắc tôi hiểu mạch thử nghiệm của bạn. Cả hai đầu của cuộn cảm về cơ bản được kẹp vào 5V, có nghĩa là hai tụ điện (C1 và C2) không đóng góp gì cho mô phỏng. Nếu trình chuyển đổi tăng thực sự của bạn được sắp xếp theo cách này, thì đó không phải là trình chuyển đổi tăng tốc và sẽ không bao giờ hoạt động. L1 cần giải phóng năng lượng lưu trữ của nó thông qua D1 vào tải, điều này không bao giờ có thể xảy ra khi D1 và tải được kết nối như được hiển thị. Kết nối duy nhất giữa đầu vào và đầu ra phải thông qua L1 và D1. Tôi cũng sẽ đặt R1 vào nguồn Q1 và thực hiện phép đo tham chiếu mặt đất duy nhất thay vì xây dựng toán học. (L1 sẽ chỉ bão hòa khi Q1 bật, do đó, đo nó khi Q1 tắt là không liên quan.)

Trả lời thay đổi cho phù hợp với câu hỏi thay đổi

Câu trả lời này đã được chỉnh sửa vì trọng tâm của câu hỏi đã thay đổi. Câu trả lời ban đầu của tôi vẫn còn dưới đây vì nó có liên quan đến câu hỏi ban đầu.

Trong bất kỳ cuộn cảm nào, B (mật độ từ thông) và H (cường độ từ trường) tạo thành đường cong BH và từ đường cong đó bạn có thể thấy B không tăng tuyến tính với H - điều này được gọi là bão hòa: -

H là lực đẩy của vòng xoay phía sau tạo ra từ thông và được đo theo đơn vị ampe trên mỗi mét. Đó là công thức:

$\frac{I N}{l_e}$$l_e$$l_e$$\pi$

B, mật độ từ thông có liên quan đến H theo công thức sau:

$\frac{B}{H} = \mu_0 \mu_r$

$\mu_o$$\mu_r$$4\pi\times10^{-7}$

Vì vậy, nếu bạn biết mức cao nhất hiện tại của bạn tại (hoặc dự kiến) và bạn biết bạn có bao nhiêu lượt (và kích thước vật liệu và lõi bạn đang sử dụng), bạn có thể tính B, mật độ từ thông.

$l_e$

$H = \frac{0.077 \times 51}{0.05415} = 72.5$

Nếu chúng ta cắm công thức này vào công thức B / H và sử dụng độ thấm tương đối (2200) từ các bảng dữ liệu của N87, chúng ta sẽ nhận được: -

$B = 4\pi\times10^{-7}\times 72.5\times 2200$

Điều này chỉ có nghĩa là lõi đang bão hòa vì:

• Không phải tất cả năng lượng từ tính đã bị loại bỏ vào thời điểm cuộn cảm được đập lại
• Thông lượng Remanence + thông lượng mới (xung) đang gây bão hòa (xem sơ đồ đường cong BH)
• Vì lý do nào, có nhiều dòng điện đi vào cuộn cảm
• Có vẻ như không có vẻ gì, ferrite không phải là N87

Cá nhân tôi sẽ nhìn vào mật độ thông lượng Remanence để xem mức độ này có thể cao đến mức nào. Chỉ cần nhìn qua và cường độ trường cưỡng chế trong thông số kỹ thuật cho N87 là 21 A / m. Bởi vì bạn không thoát khỏi thông lượng Remanence, có cường độ từ trường tương đương 21 A / m, tăng thêm 72,5 A / m mà bạn đang áp dụng có nghĩa là bạn thực sự đang áp dụng 93,5A / m và điều này dẫn đến mật độ từ thông là giống như 260mT.

$A_L$

$0.077\times\sqrt{2}$

Câu trả lời gốc

Dưới đây được lấy từ một bình luận của OP và lời giải thích của tôi tiếp tục là giải thích cách thức của anh ấy bị lỗi: -

Đầu tiên tôi sử dụng điện trở 1,5kohm nối tiếp với cuộn cảm 6,8mH và xác nhận một nửa biên độ ở sóng hình sin ~ 61 kHz 1vpp

$X_L$$\frac{1500}{2\Pi F}$

Trong thực tế nếu có 1Vp-p trên cuộn cảm, điều này sẽ xảy ra khi nó có độ phản ứng giống như 1060 ohms và ở 61kHz, đây là khi L = 2,8mH.

$T_{ON}$