Аналіз впливу насичення котушки індуктивності на рівень електромагнітних завад DC/DC-перетворювачів

Автор(и)

  • Vladimir Makarenko Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського" пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0003-1232-5198
  • Olexy Lukashev Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського" пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0002-9217-4504

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.220445

Ключові слова:

кондуктивна завада, спектр завади, нелінійна індуктивність, матеріал осердя, немагнітний зазор

Анотація

Наведено результати дослідження впливу конструктивних параметрів нелінійної котушки індуктивності на рівень створюваних DC/DC-перетворювачами електромагнітних завад. В роботі запропоновані моделі, призначені для роботи в середовищі LTspice XVII, що дозволяють досліджувати спектри кондуктивних завад, коефіцієнт корисної дії і рівень пульсацій вихідної напруги перетворювача. Результати моделювання показали, що на рівень кондуктивних завад впливають об'єм і матеріал осердя котушки індуктивності, а також наявність в осерді немагнітного зазору. Наведено результати вимірювання спектрів кондуктивних перешкод при різних значеннях площі поперечного перерізу осердя котушки DC/DC-перетворювача. При номінальній площі перетину осердя, розрахованої з урахуванням вихідної потужності перетворювача, проведені дослідження залежності рівня кондуктивних завад від ширини немагнітного зазору в осерді котушки індуктивності. В ході досліджень із застосуванням моделі Чана виконаний аналіз впливу матеріалу осердя котушки індуктивності, на рівень завад, створюваних при роботі DC/DC-перетворювача. Проведено аналіз впливу ширини немагнітного зазору в осерді котушки індуктивності на рівень кондуктивных завад. Показано, що ширина немагнітного зазору повинна вибиратися з урахуванням матеріалу осердя котушки індуктивності. Результати моделювання для ряду часто використовуваних матеріалів дозволили визначити найбільш ефективний з них, з точки зору створюваних завад.

Результати, отримані при аналізі роботи імпульсного перетворювача напруги з урахуванням нелінійності котушки індуктивності, дозволили сформувати рекомендації, що дають можливість знизити рівень створюваних кондуктивних перешкод на величину від 4.5 до 6 дБ за рахунок вірного вибору матеріалу і конструктивних параметрів котушки

Біографії авторів

Vladimir Makarenko, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського" пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра акустичних та мультимедійних електронних систем

Olexy Lukashev, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського" пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Аспірант

Кафедра акустичних та мультимедійних електронних систем

Посилання

  1. Makarenko, V., Pilinsky, V. (2019). The Influence on the Conductive Interference Operation Mode of the Magnetic Core. 2019 IEEE 39th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO). doi: https://doi.org/10.1109/elnano.2019.8783659
  2. Chan, J. H., Vladimirescu, A., Gao, X.-C., Liebmann, P., Valainis, J. (1991). Nonlinear transformer model for circuit simulation. IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, 10 (4), 476–482. doi: https://doi.org/10.1109/43.75630
  3. Meares, L. G., Hymowitz, C. E. SPICE Models For Power Electronics. Available at: http://www.intusoft.com/articles/satcore.pdf
  4. Nana, B., Yamgoué, S. B., Tchitnga, R., Woafo, P. (2015). Simple Mathematical Model for Ferromagnetic Core Inductance and Experimental Validation. American Journal of Electrical and Electronic Engineering, 3 (2), 29–36. Available at: http://www.sciepub.com/portal/downloads?doi=10.12691/ajeee-3-2-2&filename=ajeee-3-2-2.pdf
  5. Modeling and simulation of nonlinear magnetic hysteresis. X-Engineer. Available at: https://x-engineer.org/projects/modeling-simulation-nonlinear-magnetic-hysteresis/
  6. Volodin, V. (2010). Gisterezisnaya model' nelineynoy induktivnosti simulyatora LTspice. Silovaya elektronika, 1, 56–60. Available at: https://power-e.ru/wp-content/uploads/2010_1_56.pdf
  7. Selection of Inductors and Capacitors for DC/DC Converters (2017). Tech Web. Available at: https://techweb.rohm.com/knowledge/dcdc/dcdc_pwm/dcdc_pwm02/2244
  8. How to Choose the Right Inductor for DC-DC Buck Applications (2019). Passive Blog Components. Available at: https://passive-components.eu/how-to-choose-the-right-inductor-for-dc-dc-buck-applications/
  9. Brown, M. (2001). Power Supply Cookbook. Newnes, 280. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-7506-7329-7.x5000-4
  10. Rusu, A. (2019). Kak rasschitat' impul'sniy preobrazovatel' elektricheskoy energii? RadioLotsman, 5, 24–30. Available at: https://www.rlocman.ru/book/book.html?di=589323
  11. Magnetics MPP THINZ™ (2004). Magnetics. Bulletin NO. MPP-T1. Available at: https://www.mag-inc.com/Media/Magnetics/File-Library/Product%20Literature/Powder%20Core%20Literature/MPPTHINZBulletinRev3.pdf?ext=.pdf
  12. Inductance (2006). Design Information. Arnold Magnetic Technologies. Available at: https://powermagnetics.co.uk/wp-content/uploads/2020/04/dPowder-Core-Design-Bulletin.pdf

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-31

Як цитувати

Makarenko, V., & Lukashev, O. (2020). Аналіз впливу насичення котушки індуктивності на рівень електромагнітних завад DC/DC-перетворювачів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(5 (108), 28–37. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.220445

Номер

Том 6 № 5 (108) (2020): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Vladimir Makarenko, Olexy Lukashev

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.