Courant de saturation de mon inducteur en désaccord avec les formules

J'ai enroulé mon premier inducteur et j'ai vérifié l'inductance avec 2 méthodes.

Cependant, lorsque je teste son courant de saturation, son bien inférieur à la formule m'a donné:

(unités: volts, microsecondes, mm², tours)$B_{peak} = \dfrac{V\cdot T_{on}}{A_e\cdot N}$

J'ai réglé à 0,2 Tesla et j'utilise du matériel N87 dans mon noyau.$B_{peak}$

J'admets que mes enroulements étaient bâclés, mais à part ça, je ne sais pas ce qui pourrait causer un courant de saturation aussi faible. Cela a fait exploser mon convertisseur de boost à chaque fois.

Voici mon circuit de test pour mesurer à la fois le courant de saturation, où j'augmente la largeur d'impulsion jusqu'à ce qu'il sature et que j'utilise également pour la mesure d'inductance de la méthode 2.

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

1. Le N87 est un matériau en ferrite droit, pas un espace d'air distribué comme les types de matériaux en fer en poudre. Ce n'est pas parce qu'il est sous forme toroïdale qu'il s'agit d'un matériau à espace distribué - N87 dans un tore saturera de la même manière que N87 dans un noyau E. Il n'y a rien de mal à utiliser de la ferrite droite pour une inductance de suralimentation, tant que vous l'écartez (plus à ce sujet plus tard). Le fait qu'il soit sous forme toroïdale signifie que vous ne pouvez pas l'écarter. Vous voudrez peut-être passer à Kool-Mu si vous souhaitez vous en tenir à un facteur de forme toroïdal.

2. $A_L$$A_L$

3. Les inductances de suralimentation transportent à la fois le courant de magnétisation et l'énergie pour la charge (qui sera stockée magnétiquement et délivrée pendant le temps d'arrêt). puisque vous commencez à fonctionner sur une courbe BH qui ne se remet pas à zéro. (Bmax est toujours Bmax, mais vous avez maintenant un décalage CC sur lequel Bpeak monte.) Ce sont les raisons pour lesquelles l'inductance a besoin d'un espace d'air - le noyau ne pourra pas gérer un courant CC significatif sans saturation sinon.

4. Je ne suis pas sûr de comprendre votre circuit de test. Les deux extrémités de l'inductance sont essentiellement fixées à 5 V, ce qui signifie que les deux condensateurs (C1 et C2) ne contribuent en rien à la simulation. Si votre véritable convertisseur boost est organisé de cette manière, ce n'est pas un convertisseur boost et ne fonctionnera jamais. L1 doit libérer son énergie stockée via D1 vers la charge, ce qui ne peut jamais se produire lorsque D1 et la charge sont connectées comme indiqué. La seule connexion entre l'entrée et la sortie doit être via L1 et D1. Je mettrais également R1 dans la source de Q1 et ferais une seule mesure référencée au sol au lieu d'une construction mathématique. (L1 ne sature que lorsque Q1 est activé, donc la mesurer lorsque Q1 est désactivé n'a pas d'importance.)

Réponse modifiée en fonction de la question modifiée

Cette réponse a été modifiée car le focus de la question a changé. Ma réponse d'origine est toujours ci-dessous car elle était pertinente pour la question d'origine.

Dans tout inducteur, B (densité de flux magnétique) et H (intensité du champ magnétique) forment la courbe BH et à partir de cette courbe, vous pouvez voir que B n'augmente pas linéairement avec H - c'est ce qu'on appelle la saturation: -

H est la force motrice en ampères-tours derrière la création de flux et est dimensionnée en unités d'ampères par mètre. Sa formule est:

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

B, la densité de flux est liée à H dans la formule suivante:

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

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

Donc, si vous savez à quel point vos pics actuels atteignent (ou devraient atteindre) et vous savez combien de tours vous avez (et quel matériau et taille de noyau vous utilisez), vous pouvez calculer B, la densité de flux.

$l_e$

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

Si nous le connectons à la formule B / H et utilisons une perméabilité relative (2200) à partir des fiches techniques du N87, nous obtenons: -

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

Cela ne peut signifier que le noyau est saturé car:

• Toute l'énergie magnétique n'a pas été supprimée au moment où l'inductance est de nouveau pulsée
• Le flux de rémanence + le nouveau flux (impulsion) provoque la saturation (voir le diagramme de la courbe BH)
• Pour une raison quelconque, il y a plus de courant dans l'inductance
• Aussi improbable que cela puisse paraître, la ferrite n'est pas N87

Personnellement, je regarderais la densité de flux de rémanence pour voir à quel point cela pourrait être élevé. Je viens de jeter un coup d'œil et l'intensité du champ coercitif dans la spécification pour N87 est de 21 A / m. Parce que vous ne vous débarrassez pas du flux de rémanence, il y a une intensité de champ magnétique équivalente de 21 A / m qui s'ajoute aux 72,5 A / m que vous appliquez, ce qui signifie que vous appliquez réellement 93,5A / m et cela se traduit par une densité de flux de plus comme 260mT.

$A_L$

$0.077\times\sqrt{2}$

Réponse originale

Ci-dessous est tiré d'un commentaire du PO et mon explication plus bas est d'expliquer comment sa méthode est défectueuse: -

J'ai d'abord utilisé une résistance de 1,5kohm en série avec l'inductance de 6,8 mH et vérifié la demi-amplitude à une onde sinusoïdale de ~ 61 kHz 1vpp

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

En réalité, s'il y a 1 Vp-p à travers l'inductance, ce sera quand il aura une réactance de plus comme 1060 ohms et à 61 kHz, c'est quand L = 2,8 mH.

$T_{ON}$