El secreto de los inductores: el principio de funcionamiento de la inductancia mínima

Con el desarrollo de los materiales semiconductores, la tercera generación de semiconductores de nitruro de galio y carburo de silicio ha entrado gradualmente en la visión de la gente, reduciendo continuamente el tamaño de los cargadores. Un cargador multipuerto que permite la carga simultánea de varios dispositivos ha facilitado enormemente nuestras vidas. Las fuentes de alimentación móviles de baja potencia también están saliendo gradualmente del mercado, y cada vez más baterías de carga rápida de alta potencia están entrando en el mercado. El tamaño no difiere significativamente de las baterías de carga ordinarias, pero admiten entrada y salida de alta potencia.
El propósito de los inductores de potencia suele ser construir circuitos de filtro LC a la salida de fuentes de alimentación conmutadas, donde L es el inductor de potencia (C es la capacitancia de salida). Entender este nivel no es suficiente. Para optimizar el diseño de los inductores, incluso en muchas situaciones, los problemas de calentamiento y altura se centran en los inductores. Debemos comprender qué componentes forman parte del calentamiento de los inductores. Como los productos electrónicos son cada vez más pequeños y delgados, con el tiempo será necesario aclarar esta cuestión. Para resolver el problema del calentamiento, es necesario conocer en profundidad la naturaleza del comportamiento de los inductores durante su funcionamiento.
En muchas topologías de fuentes de alimentación conmutadas, el principio de aplicación es el mismo. Tomemos como ejemplo una topología buck, como se muestra en la Figura 1. Un lado del inductor está conectado a la entrada o GND en el punto de conmutación del interruptor de potencia, y el otro lado está conectado a la tensión de salida. En el circuito, los transistores de potencia Q1 y los diodos libres de potencia CR1 conmutan a alta velocidad para su funcionamiento. Con la mejora de la tecnología de semiconductores, cada vez más diodos en vacío de los circuitos Buck han sido sustituidos por interruptores de potencia, y se han utilizado ampliamente en muchos campos.
Tenga en cuenta que cuando los tubos superior e inferior (también conocidos como High Side y Low Side) son interruptores de potencia, no se permite que los dos tubos de potencia se enciendan simultáneamente (si se encienden al mismo tiempo, la entrada de impedancia de bucle a GND es la más baja, causando un cortocircuito directo, y haciendo que el circuito falle). Por lo tanto, los tubos superior e inferior deben encenderse y apagarse en un momento adecuado para permitir que los dos tubos trabajen alternativamente, lo que se denomina "tiempo muerto". Es decir, cuando Q1 está encendido, Q2 debe estar apagado, y cuando Q2 está encendido, Q1 debe estar apagado, y el control de sincronización debe realizarse con mucha precisión. Por lo tanto, tanto la parte superior como la inferior son circuitos de conmutación de potencia de interruptores de potencia, también conocidos como conversión de potencia de rectificadores síncronos.