インダクタ電流と最大電力計算ツール

スイッチング電源やバック/ブースト回路で使用されるインダクタは\ 通常電圧パルスで駆動されます.インダクタに一定の電圧が印加されると\ 電流は時間の関数として直線的に増加します.したがって\パルス幅が長いほど 瞬時電流はより高い値に達します.

Ipk = V × Ton / L

例えば\初期電流がゼロの状態で\1mHのインダクタに10Vを1ms印加した場合\ 1ms後の電流は以下のようになります：

Ipk = 10V × 1ms / 1mH = 10A

このように\一般的なインダクタでは電流が急速に上昇することがわかります.

パワーインダクタはコア材料を使用してインダクタンスを増加させているため\ ほとんどのインダクタとトランジスタは\定格飽和電流を超えると飽和します. 飽和はコアの効果が失われ「空気コイル」と同じ状態になるポイントです. 空気コイルはインダクタンスが低いため(そもそもコアを使用している理由が失われ)\ インダクタンスが急激に低下し\上記の式からもわかるように電流が急上昇します. 制御不能な電流の急上昇はMOSFETを破損させる傾向があります.実際\ コイルを駆動しているMOSFETが頻繁に破損する場合\それは飽和問題である可能性が高く\ より高い飽和特性を持つインダクタを使用することで解決できます.

不連続モード(各サイクルで電流が完全に放電される状態)でコイルを使用する場合\ 以下の疑問が生じます：使用すべき最大パルスオン時間はどれくらいか? コイルに伝達される電力はどれくらいか?

計算式

これらの式は\コイルが各サイクルで全ての電流を放電すると仮定しています.

F_min = 1 / (2 × Ton_max)

Ipk = V × Ton / L

Ton_max = I_sat × L / V

Irms = Ipk / sqrt(3)

Vrms = Vpk × sqrt(デューティサイクル)

P = I × V × sqrt(デューティサイクル) / sqrt(3)

デューティサイクル50%の場合：

P = I × V / sqrt(6)

E = L × I² / 2