प्रेरण संतृप्ति का आकलन करने के लिए कुछ सुझाव

डीसी/डीसी विद्युत आपूर्ति में प्रेरकत्व एक महत्वपूर्ण घटक है। प्रेरक चुनते समय कई कारकों पर विचार करना आवश्यक है, जैसे प्रेरकत्व मान, डीसीआर, आकार और संतृप्ति धारा। प्रेरकों की संतृप्ति विशेषताओं को अक्सर गलत समझा जाता है और वे समस्याएँ पैदा करते हैं। यह लेख इस बात पर चर्चा करेगा कि प्रेरकत्व संतृप्ति तक कैसे पहुँचता है, संतृप्ति परिपथ को कैसे प्रभावित करती है, और प्रेरकत्व संतृप्ति का पता लगाने की विधि। 

प्रेरण संतृप्ति के कारण

सबसे पहले, सहज रूप से समझें कि प्रेरण संतृप्ति क्या है, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है:

चित्र 1

हम जानते हैं कि जब चित्र 1 में कुंडली के माध्यम से धारा प्रवाहित की जाती है, तो कुंडली एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करेगी;

चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया के तहत चुंबकीय कोर चुंबकित हो जाएगा, और आंतरिक चुंबकीय डोमेन धीरे-धीरे घूमेगा।

जब चुंबकीय कोर पूरी तरह से चुंबकित होता है, तो चुंबकीय डोमेन की दिशा चुंबकीय क्षेत्र के समान होती है, भले ही बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में वृद्धि हो, चुंबकीय कोर में कोई चुंबकीय डोमेन नहीं होता है जो घूम सकता है, और प्रेरकत्व संतृप्त अवस्था में प्रवेश करता है।

एक अन्य दृष्टिकोण से, चित्र 2 में दिखाए गए चुंबकीयकरण वक्र में, चुंबकीय फ्लक्स घनत्व B और चुंबकीय क्षेत्र की ताकत H के बीच संबंध चित्र 2 में दाईं ओर दिए गए सूत्र से मिलता है:

जब चुंबकीय फ्लक्स घनत्व Bm तक पहुंच जाता है, तो चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता में वृद्धि के साथ चुंबकीय फ्लक्स घनत्व में उल्लेखनीय वृद्धि नहीं होती है, और प्रेरकत्व संतृप्ति तक पहुंच जाता है।

प्रेरकत्व और पारगम्यता µ के बीच संबंध से, हम देख सकते हैं:

जब प्रेरकत्व संतृप्त हो जाता है, तो µm बहुत कम हो जाएगा, और अंततः प्रेरकत्व बहुत कम हो जाएगा और धारा को दबाने की क्षमता खो जाएगी।

चित्र 2

प्रेरण संतृप्ति निर्धारित करने के लिए सुझाव

क्या व्यावहारिक अनुप्रयोगों में प्रेरकत्व संतृप्ति का आकलन करने के लिए कोई सुझाव हैं?

इसे दो मुख्य श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: सैद्धांतिक गणना और प्रयोगात्मक परीक्षण।

☆सैद्धांतिक गणना अधिकतम चुंबकीय फ्लक्स घनत्व और अधिकतम प्रेरकत्व धारा से शुरू हो सकती है।

☆प्रायोगिक परीक्षण मुख्य रूप से प्रेरकत्व धारा तरंगरूप और कुछ अन्य प्रारंभिक निर्णय विधियों पर केंद्रित है।

इन विधियों का वर्णन नीचे किया गया है।

चुंबकीय फ्लक्स घनत्व की गणना करें

यह विधि चुंबकीय कोर का उपयोग करके प्रेरकत्व डिज़ाइन करने के लिए उपयुक्त है। कोर मापदंडों में चुंबकीय परिपथ की लंबाई le, प्रभावी क्षेत्रफल Ae आदि शामिल हैं। चुंबकीय कोर का प्रकार संबंधित चुंबकीय पदार्थ के ग्रेड को भी निर्धारित करता है, और चुंबकीय पदार्थ चुंबकीय कोर की हानि और संतृप्त चुंबकीय फ्लक्स घनत्व पर संगत प्रावधान करता है।

इन सामग्रियों के साथ, हम वास्तविक डिज़ाइन स्थिति के अनुसार अधिकतम चुंबकीय प्रवाह घनत्व की गणना कर सकते हैं, इस प्रकार:

व्यवहार में, गणना को सरल बनाया जा सकता है, ur के बजाय ui का उपयोग करके; अंत में, चुंबकीय सामग्री के संतृप्ति प्रवाह घनत्व के साथ तुलना करके, हम यह निर्धारित कर सकते हैं कि डिज़ाइन किए गए अधिष्ठापन में संतृप्ति का जोखिम है या नहीं।

अधिकतम प्रेरकत्व धारा की गणना करें

यह विधि तैयार प्रेरकों का उपयोग करके सीधे सर्किट डिजाइन करने के लिए उपयुक्त है।

विभिन्न सर्किट टोपोलॉजी में प्रेरकत्व धारा की गणना के लिए अलग-अलग सूत्र होते हैं।

उदाहरण के रूप में बक चिप MP2145 लें, इसकी गणना निम्न सूत्र के अनुसार की जा सकती है, और गणना किए गए परिणाम की तुलना इंडक्शन विनिर्देश मूल्य के साथ की जा सकती है ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि इंडक्शन संतृप्त होगा या नहीं।

प्रेरणिक धारा तरंगरूप द्वारा निर्णय

यह विधि इंजीनियरिंग अभ्यास में सबसे आम और व्यावहारिक विधि भी है।

MP2145 को उदाहरण के तौर पर लेते हुए, सिमुलेशन के लिए MPSmart सिमुलेशन टूल का उपयोग किया जाता है। सिमुलेशन तरंग से, यह देखा जा सकता है कि जब प्रेरक संतृप्त नहीं होता है, तो प्रेरक धारा एक निश्चित ढलान वाली त्रिकोणीय तरंग होती है। जब प्रेरक संतृप्त होता है, तो प्रेरक धारा तरंग में एक स्पष्ट विकृति होगी, जो संतृप्ति के बाद प्रेरकत्व में कमी के कारण होती है।

इंजीनियरिंग अभ्यास में, हम यह देख सकते हैं कि क्या प्रेरकत्व धारा तरंगरूप में विकृति है, जिसके आधार पर हम यह निर्णय ले सकते हैं कि प्रेरकत्व संतृप्त है या नहीं।

नीचे MP2145 डेमो बोर्ड पर मापी गई तरंग आकृति दी गई है। यह देखा जा सकता है कि संतृप्ति के बाद स्पष्ट विकृति है, जो सिमुलेशन परिणामों के अनुरूप है।

मापें कि क्या प्रेरकत्व असामान्य रूप से गर्म हो गया है और असामान्य सीटी की आवाज़ सुनें

इंजीनियरिंग अभ्यास में कई स्थितियां हैं, हम सटीक कोर प्रकार को नहीं जान सकते हैं, अधिष्ठापन संतृप्ति वर्तमान आकार को जानना मुश्किल है, और कभी-कभी अधिष्ठापन वर्तमान का परीक्षण करना सुविधाजनक नहीं होता है; इस समय, हम प्रारंभिक रूप से यह भी निर्धारित कर सकते हैं कि क्या संतृप्ति हुई है, यह मापकर कि क्या अधिष्ठापन में असामान्य तापमान वृद्धि है, या यह सुनकर कि क्या कोई असामान्य चीख है।

यहाँ प्रेरकत्व संतृप्ति निर्धारित करने के लिए कुछ सुझाव दिए गए हैं। मुझे आशा है कि ये उपयोगी रहे होंगे।