Ток насыщения моего индуктора не согласуется с формулами

Я намотал свой первый индуктор и проверил индуктивность двумя способами.

Однако, когда я проверяю его ток насыщения, он намного ниже, чем по формуле:

$B_{peak} = \dfrac{V\cdot T_{on}}{A_e\cdot N}$ (единицы измерения: вольт, микросекунды, мм ² , витки)

Я установил на 0,2 Тесла, и я использую материал N87 в моем ядре.$B_{peak}$

Я признаю, что мои обмотки были небрежными, но кроме этого я не уверен, что могло вызвать такой низкий ток насыщения. Это заставляет мой буст-конвертер взрываться каждый раз.

Вот моя тестовая схема для измерения тока насыщения, где я увеличиваю ширину импульса, пока он не насыщается, а также использую для измерения индуктивности метода 2.

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

1. N87 - это прямой ферритовый материал, а не распределенный воздушный зазор, как у материала типа порошкового железа. Тот факт, что он находится в тороидальной форме, не означает, что это материал с распределенным зазором - N87 в тороиде будет насыщаться так же, как N87 в E-сердечнике. Нет ничего плохого в использовании прямого феррита для индуктора повышения напряжения, если вы его пропустите (подробнее об этом позже). Тот факт, что он находится в тороидальной форме, означает, что вы не можете разорвать его. Возможно, вы захотите переключиться на Kool-Mu, если вы хотите придерживаться тороидального форм-фактора.

2. $A_L$$A_L$

3. Повышающие индукторы передают как ток намагничивания, так и энергию для нагрузки (которая будет накапливаться магнитно и передаваться в нерабочее время). Как только преобразователь начинает работать в режиме непрерывной проводимости (когда ток индуктора никогда не падает до нуля), это еще хуже так как вы начинаете работать на кривой ЧД, которая не сбрасывается в ноль. (Bmax по-прежнему Bmax, но теперь у вас есть смещение постоянного тока, на котором движется Bpeak.) Это причины, по которым индуктор нуждается в воздушном зазоре - в противном случае сердечник не сможет обрабатывать значительный постоянный ток без насыщения.

4. Я не уверен, что понимаю вашу тестовую схему. Оба конца индуктора по существу зажаты до 5 В, что означает, что два конденсатора (С1 и С2) ничего не вносят в симуляцию. Если ваш настоящий повышающий преобразователь устроен таким образом, он не является повышающим преобразователем и никогда не будет работать. L1 должен отдавать накопленную энергию через D1 на нагрузку, что никогда не может произойти, когда D1 и нагрузка подключены, как показано. Единственное соединение между входом и выходом должно быть через L1 и D1. Я также поместил бы R1 в источник Q1 и сделал бы одно измерение с привязкой к земле вместо математической конструкции. (L1 будет насыщаться только при включенном Q1, поэтому измерение его при выключенном Q1 не имеет значения.)

Ответ изменен в соответствии с измененным вопросом

Этот ответ был отредактирован, потому что фокус вопроса изменился. Мой оригинальный ответ все еще ниже, потому что он имел отношение к исходному вопросу.

В любом индукторе B (плотность магнитного потока) и H (напряженность магнитного поля) образуют кривую BH, и из этой кривой вы можете видеть, что B не увеличивается линейно с H - это называется насыщением: -

H - движущая сила в ампер-оборотах, создающая поток, и измеряется в единицах ампер на метр. Это формула:

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

B, плотность потока связана с H в следующей формуле:

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

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

Итак, если вы знаете, на каком уровне ваш текущий пик (или ожидается), и знаете, сколько у вас витков (и какой материал и размер сердечника вы используете), вы можете рассчитать B, плотность потока.

$l_e$

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

Если мы включим это в формулу B / H и используем относительную проницаемость (2200) из листов данных N87, мы получим: -

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

Это может означать только то, что ядро ​​насыщается, потому что:

• Не вся магнитная энергия была удалена к тому времени, когда индуктор снова пульсирует
• Постоянный поток + новый поток (импульс) вызывает насыщение (см. Диаграмму кривой ЧД)
• По какой-то причине в индуктор идет больше тока
• Вряд ли, как кажется, феррит не является N87

Лично я бы посмотрел на плотность потока Remanence, чтобы увидеть, насколько он может быть высоким. Только что взглянул, и напряженность силового поля в спецификации для N87 составляет 21 А / м. Поскольку вы не избавляетесь от потока Remanence, существует эквивалентная напряженность магнитного поля 21 А / м, которая добавляет к 72,5 А / м, которые вы применяете, означает, что вы фактически применяете 93,5 А / м, и это приводит к плотности потока больше как 260mT.

$A_L$

$0.077\times\sqrt{2}$

Оригинальный ответ

Ниже было взято из комментария OP, и мое объяснение далее должно объяснить, как его метод неисправен:

Сначала я использовал 1,5-омный резистор последовательно с индуктором 6,8 мГн и проверил половину амплитуды при синусоидальной частоте ~ 61 кГц 1 ВПП

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

В действительности, если на индукторе имеется 1Vp-p, это происходит, когда его реактивное сопротивление больше примерно 1060 Ом, а на частоте 61 кГц, это когда L = 2,8 мГн.

$T_{ON}$