Une nouvelle gamme d'inductances blindées à profil bas pour convertisseurs CC/CC

TT Electronics a lancé la série HA74 d'inductances à montage en surface, qui peuvent aider à améliorer l'efficacité des régulateurs de commutation soumis à des contraintes d'espace et de poids.

Lorsque j'ai débuté dans le monde de l'ingénierie professionnelle, je ne m'intéressais pas beaucoup aux inductances. Une inductance de base est un composant passif très simple, utilisé depuis longtemps. De plus, les concepteurs analogiques tentent souvent de les éliminer.cet articlevous pouvez en savoir plus sur les caractéristiques indésirables des inducteurs et découvrir des circuits intelligents basés sur des amplificateurs opérationnels qui fournissent une réponse de filtre de second ordre sans avoir besoin d'inductance.

Cependant, j'ai progressivement appris que de nombreux efforts de conception étaient encore consacrés aux inductances, même en dehors du domaine RF. Pourquoi ? Parce qu'elles jouent un rôle central dans le fonctionnement des régulateurs de tension à découpage, et de nos jours, ces derniers sont omniprésents.

Inductances et fréquence de commutation

Plusieurs décisions et détails entrent en jeu lors de la conception d'un régulateur de commutation, mais lechoix de la fréquence de commutationest un facteur déterminant. De nombreux aspects des performances du convertisseur, notamment la réponse transitoire, les interférences électromagnétiques (EMI), la taille, le coût et le rendement, sont influencés par la fréquence de commutation.

Il me semble que la tendance générale actuelle est aux convertisseurs à fréquence plus élevée, malgré le fait que des fréquences de commutation plus élevées soient associées à une efficacité moindre, ce qui conduit à une durée de vie réduite de la batterie des appareils portables.

Ceci vous donne un exemple de la relation entre la fréquence de commutation et le rendement. Ce graphique est tiré duFiche de donnéespour un régulateur abaisseur fabriqué par Linear Tech/Analog Devices.

Je suppose que cela est dû en grande partie au fait que la taille et le coût réduits associés à une fréquence de commutation plus élevée constituent une exigence impérieuse dans de nombreuses applications. J'ai récemment écrit à propos d'unnouveau convertisseur DC/DC de STMicroelectronicsqui fonctionne à des fréquences allant jusqu'à 2 MHz et utilise des circuits de contrôle complexes pour obtenir une efficacité élevée et un faible courant de repos tout en maintenant la compatibilité avec les systèmes à espace restreint.

Alors que les concepteurs cherchent à augmenter la fréquence de commutation et à satisfaire également les demandes de faible coût, de petite taille et de faibleEMI rayonnées, ils auront besoin d'inductances optimisées pour cet environnement. Les inductances idéales ne sont pas affectées négativement par des fréquences de commutation plus élevées ; elles présentent simplement une impédance qui augmente régulièrement avec la fréquence. Les inductances réelles, en revanche, ne sont pas aussi simples.

La série HA74

Ces nouvelles inductances de TT Electronics sont destinées aux convertisseurs CC/CC haute fréquence à espace restreint, notamment aux applications automobiles. Certifiées AEC-Q200, elles fonctionnent sur une plage de températures impressionnante de –55 °C à +155 °C.

La gamme HA74 est conçue pour offrir une densité de puissance élevée et un rendement élevé dans un boîtier compact et discret. Elle est recommandée pour des fréquences de commutation allant jusqu'à 3 MHz.

Les inductances réelles présentent des caractéristiques résistives qui entraînent une perte de puissance, laquelle réduit l'efficacité du circuit régulateur global. Bien que l'on considère souvent une inductance comme ayant une résistance continue, divers aspects de son comportement résistif sont influencés par la fréquence.

Je ne suis certainement pas un expert en physique des inducteurs, donc pour les détails, je vais m'appuyer sur une note d'application de Texas Instruments.Rapport de candidature SLVA157, la perte par hystérésis magnétique, la perte par courants de Foucault, les pertes par effet de peau et les pertes par rayonnement sont toutes des composantes dépendant de la fréquence de la perte totale créée par un inducteur.

La fiche technique de la série HA74 est plutôt succincte, et je ne dispose pas d'informations détaillées sur les caractéristiques qui rendent ces inductances adaptées aux applications haute fréquence. Tout ce que je sais avec certitude, c'est qu'elles présentent une composition de noyau en alliage métallique à faibles pertes, et je suppose que les matériaux et la configuration des bobinages sont optimisés pour de faibles pertes à hautes fréquences.

Capacité actuelle

Si vous regardez le convertisseur abaisseur de base illustré ci-dessous, vous pouvez voir que le courant circulant vers la charge doit passer par l'inducteur.

Les inductances utilisées dans les régulateurs à découpage doivent pouvoir supporter le courant requis sans échauffement ni saturation excessifs. Les dispositifs HA74 sont conçus pour des courants compris entre 1,2 A et 2,9 A. Le graphique suivant illustre l'effet des courants élevés sur la température et l'inductance du HA74-054R7, le composant dont le courant nominal est de 2,9 A.

Parcelle extraite de la HA74Fiche de données.

Quels défis avez-vous rencontrés lors de l'optimisation de circuits convertisseurs DC/DC pour une application donnée ? N'hésitez pas à nous laisser un commentaire.

Nouvelles de :

https://www.allaboutcircuits.com/news/une-nouvelle-gamme-d-inductances-blindées-à-profil-bas-pour-convertisseurs-cc-cc/