Bobin Seçimi Hesaplama (DC-DC)
- Standart değer (E12)
- —
- Görev oranı
- —
- Ortalama bobin akımı
- —
- Dalgalanma ΔI
- —
- Tepe akım
- —
- RMS akım
- —
- Doyma akımı (öneri)
- —
- Tepe enerji
- —
- Tipik bobin boyutu
- —
Kullanılan formüller
Buck: D = Vout/Vin, L = (Vin − Vout)·D / (fsw·ΔI)
Boost: D = 1 − Vin/Vout, IL = Iout/(1 − D), L = Vin·D / (fsw·ΔI)
Itepe = IL + ΔI/2 · Irms = √(IL² + ΔI²/12)
Kısa cevap Buck dönüştürücü için bobin nasıl hesaplanır?
Buck dönüştürücüde endüktans L = (V_in − V_out) × D / (f_sw × ΔI) formülüyle hesaplanır; D = V_out / V_in, ΔI genellikle çıkış akımının %20 – 40'ıdır. Bobinin doyma akımı tepe akımdan (I_out + ΔI/2) en az %30 büyük, RMS akım sınırı ise devredeki RMS akımdan büyük olmalıdır.
Anahtarlamalı bir güç kaynağı tasarlarken en çok soru işareti yaratan parça genellikle bobindir. Veri sayfasında bir değer önerilir, ama elinizdeki giriş gerilimi, akım ve frekans farklıysa ne yapacaksınız? Bu araç buck (düşürücü), boost (yükseltici) ve ters çeviren buck-boost dönüştürücüler için gereken endüktansı, standart değeri, akım dalgalanmasını, tepe ve RMS akımı ve bobinin sahip olması gereken doyma akımını hesaplar. Bobin akımının üçgen dalga biçimini de anahtarın açık ve kapalı olduğu anları göstererek canlandırır.
Endüktans neye göre seçilir?
Bobin değeri, akımdaki dalgalanmayı (ΔI) belirler. Dalgalanma genellikle ortalama bobin akımının %20 – 40'ı olacak şekilde seçilir. Daha küçük dalgalanma için büyük bobin gerekir: bobin büyür, pahalılaşır ve yük değişimlerine yavaş tepki verir. Daha büyük dalgalanma bobini küçültür ama çıkış kondansatöründeki gerilim dalgalanmasını ve anahtardaki tepe akımı artırır. %30 çoğu tasarım için iyi bir uzlaşmadır.
- Buck: L = (Vin − Vout) × D / (fsw × ΔI), D = Vout / Vin. En büyük dalgalanma en yüksek giriş geriliminde oluşur; hesabı o değerle yapın.
- Boost: L = Vin × D / (fsw × ΔI), D = 1 − Vin/Vout. Bobin akımı çıkış akımından büyüktür (Iout / (1 − D)); en kötü durum en düşük giriş gerilimidir.
Bobin veri sayfasında nelere bakılır?
- Doyma akımı (Isat): Endüktansın belirli bir oranda (genellikle %20 – 30) düştüğü akım. Tepe akım bunu aşarsa endüktans çöker, akım hızla yükselir ve anahtar zarar görebilir. Araç en az %30 pay önerir.
- Isınma akımı (Irms veya Itemp): Bobinin 40 °C kadar ısındığı RMS akım. RMS akım bunun altında kalmalıdır.
- DCR: Bobinin DC direnci; bakır kaybı Irms² × DCR'dir. DCR değerini girerseniz araç kaybı hesaplar.
- Ekranlı (shielded) yapı: Manyetik alanı içinde tutar, çevredeki devreleri daha az etkiler. Modern tasarımlarda ekranlı veya kalıplanmış (molded) bobinler tercih edilir.
Çalışılmış örnek
12 V → 5 V, 2 A, 500 kHz buck: D ≈ %41,7; ΔI = 0,6 A için L = (12 − 5) × 0,417 / (500 000 × 0,6) ≈ 9,7 µH. Standart 10 µH seçildiğinde dalgalanma 0,58 A, tepe akım 2,29 A olur. Doyma akımı en az yaklaşık 3 A olan, 5×5 – 6×6 mm boyutlarında ekranlı bir güç bobini uygundur.
Sıkça sorulan sorular
Veri sayfasındaki önerilen değerden farklı bobin kullanabilir miyim?
Akım modlu denetleyicilerde eğim telafisi (slope compensation) belirli bir endüktans aralığı için ayarlanır; çok farklı bir değer kararsızlığa yol açabilir. Önerilen aralığın içinde kalın ve hesabı bu aralıkta ince ayar için kullanın.
Bobin neden ısınıyor veya ötüyor?
Isınma genellikle yüksek DCR veya doymaya yakın çalışmadan kaynaklanır. Duyulabilir ses, hafif yükte denetleyicinin darbe atlama moduna geçmesiyle anahtarlama frekansının ses bandına inmesinden olur.
Doyma akımı nasıl ölçülür?
Veri sayfasındaki endüktans–akım eğrisine bakılır. Pratikte bobin akımını bir akım probuyla izlemek, eğrinin üçgenden "köpekbalığı yüzgeci" şekline dönüştüğü noktada doymanın başladığını gösterir.
Direnç, kondansatör ve diğer komponentler için ürünlerimize göz atın.
Bobin ve Güç Komponentleri