सर्किट के लिए उपयुक्त मोल्डेड इंडक्टर का चयन कैसे करें

सर्किट के लिए उपयुक्त मोल्डेड इंडक्टर (मोल्डिंग चोक) का चयन केवल उसकी दिखावट के आधार पर नहीं, बल्कि सर्किट में उसके गतिशील प्रदर्शन और भौतिक सीमाओं पर ध्यान केंद्रित करके किया जाना चाहिए।

मोनोलिथिक इंडक्टर मुख्य रूप से पावर सर्किट (जैसे डीसी-डीसी कन्वर्टर) में ऊर्जा भंडारण, फ़िल्टरिंग और फ्रीव्हीलिंग कार्यों के लिए उपयोग किए जाते हैं। आपको सर्वोत्तम विकल्प चुनने में मदद करने के लिए, हम चयन प्रक्रिया को निम्नलिखित पाँच प्रमुख चरणों में विभाजित करेंगे:

1. भौतिक आयामों और पैकेजिंग का निर्धारण करें (चरण 1: क्या यह फिट होगा?)

यह सबसे बुनियादी स्क्रीनिंग मानदंड है। मोनोलिथिक इंडक्टर आमतौर पर मानक चिप जैसी आयताकार संरचनाएं होती हैं।

* आयामी सीमाएँ: पीसीबी पर आरक्षित पैड के आकार और ऊँचाई की सीमाएँ मापें। सामान्य आयामों में 3.0×3.0 मिमी, 4.0×4.0 मिमी, 5.0×5.0 मिमी आदि शामिल हैं, जिनकी ऊँचाई 1.0 मिमी से 5.0 मिमी तक होती है।

* टर्मिनल डिजाइन: पुष्टि करें कि यह विकिरण को कम करने के उद्देश्य से बनाया गया मानक "दो-टर्मिनल" पिन है या "चार-टर्मिनल" पिन डिजाइन है।

* ध्यान दें: लंबाई और चौड़ाई समान होने पर भी, ऊंचाई अक्सर इंडक्टर की पावर टॉलरेंस निर्धारित करती है। गलत इंडक्टर का चुनाव न करें।

2. प्रेरकत्व (L मान) की गणना करें और उसका मिलान करें।

प्रेरकत्व धारा के उतार-चढ़ाव की मात्रा निर्धारित करता है। इसे बहुत अधिक या बहुत कम चुनने से बिजली आपूर्ति की दक्षता प्रभावित होगी।

* चिप मैनुअल देखें: अधिकांश पावर मैनेजमेंट इंटीग्रेटेड सर्किट (आईसी) के डेटाशीट में इंडक्टेंस मानों की गणना के लिए अनुशंसित सूत्र दिए गए हैं।

सामान्य सूत्र को लगभग इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है: L={(V_{in}-V_{out})XV_{out}/{V_{in}Xf_{sw}XI_{out} XRippleRatio}}

* जहां f_{sw} स्विचिंग आवृत्ति है, और रिपल अनुपात आमतौर पर 20%~30% होता है।

* सहनशीलता: मोनोलिथिक इंडक्टरों में आमतौर पर ±20% या ±30% की सहनशीलता होती है (जैसे, एम या एन ग्रेड), और गणना के दौरान एक मार्जिन आरक्षित रखा जाना चाहिए।

3. कोर करंट पैरामीटर: दोनों "करंट" पर विचार किया जाना चाहिए।

यह सबसे अधिक त्रुटि-प्रवण भाग है! इंटीग्रल मोल्डेड इंडक्टरों के डेटाशीट में आमतौर पर दो अलग-अलग रेटेड धाराओं का उल्लेख होता है, और दोनों शर्तों को एक साथ पूरा किया जाना चाहिए:

* संतृप्ति धारा (I_{sat}): कठोर सीमा

* परिभाषा: वह धारा जब प्रेरकत्व एक निश्चित अनुपात (आमतौर पर प्रारंभिक मान का 10% से 30%) तक गिर जाता है।

*चयन विधि: परिपथ में I_{sat} पीक करंट (I_{peak}) से अधिक होना चाहिए।

*पीक करंट की गणना: I_{peak} = I_{out} + ΔI_L/2 (अर्थात, आउटपुट करंट प्लस रिपल करंट का आधा)।

*परिणाम: यदि I_sat अपर्याप्त है, तो इंडक्टर तुरंत चुंबकीय रूप से संतृप्त हो जाएगा, जिससे प्रेरकत्व में तीव्र गिरावट आएगी और धारा में तेजी से वृद्धि होगी, जो स्विचिंग ट्रांजिस्टर को जला सकती है।

तापमान वृद्धि धारा (I2 {rms}): ताप सूचकांक

*परिभाषा: वह मूल माध्य वर्ग धारा जिस पर एक प्रेरक की सतह का तापमान एक निर्दिष्ट मान (आमतौर पर 40 डिग्री सेल्सियस) से बढ़ जाता है।

*चुनने का तरीका: I2 {rms} सर्किट में अधिकतम आउटपुट करंट (I2 {out}) से अधिक होना चाहिए।

*परिणाम: यदि I2 {rms} पर्याप्त नहीं है, तो इंडक्टर ज़्यादा गरम हो जाएगा, जिससे न केवल दक्षता कम होगी बल्कि पीसीबी के सोल्डर जॉइंट्स को भी नुकसान पहुँच सकता है।

4. डीसी प्रतिरोध (डीसीआर) और दक्षता पर ध्यान दें

डीसीआर (डायरेक्ट करंट रेजिस्टेंस) इंडक्टर कॉइल का स्वयं का प्रतिरोध है।

*प्रभाव: डीसीआर तांबे की हानि (पी_{हानि}=I^2XR) का कारण बन सकता है, जो सीधे गर्मी में परिवर्तित हो जाता है और बिजली दक्षता को कम करता है।

*संतुलन: जब आकार और लागत अनुमति दें, तो छोटा डीसीआर बेहतर होता है।

5. स्व-अनुनादी आवृत्ति पर विचार करें

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण वह घटना है जो चालक में प्रवाहित होने वाली धारा के परिवर्तन के कारण घटित होती है। जब किसी धातु के तार से कुंडली बनाई जाती है और उसमें प्रवाहित होने वाली धारा में परिवर्तन होता है, तो एक महत्वपूर्ण विद्युत चुम्बकीय प्रेरण घटना घटित होती है। कुंडली द्वारा स्वयं उत्पन्न विपरीत विद्युत प्रवर्तक बल धारा के परिवर्तन को रोकता है और धारा को स्थिर रखने में भूमिका निभाता है। विशेष रूप से, यदि किसी प्रेरक में कोई धारा प्रवाहित नहीं हो रही है, तो परिपथ चालू होने पर वह धारा के प्रवाह को रोकने का प्रयास करेगा; यदि किसी प्रेरक में धारा प्रवाहित हो रही है, तो परिपथ बंद होने पर वह स्थिर धारा बनाए रखने का प्रयास करेगा।