Современная электроника №9/2023

ВОПРОСЫ ТЕОРИИ 46 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 9 / 2023 Импедансный подход к анализу индуктивных компонентов Александр Емельянов Классическим методом анализа пара - метров пассивных компонентов явля - ется использование измерителей RLC. Ключевым недостатком их использова - ния является измерение параметров на одной конкретной частоте . При таком измерении высока вероятность попа - дания на нелинейный участок частот - ной характеристики импеданса , что приведёт к искажениям измеренных значений параметров ёмкости или индуктивности , а также активного сопротивления . Одним из самых точных методов определения параметров пассивных компонентов является измерение их импеданса в широком диапазоне частот . Амплитудно - и фазочастот - ная характеристики покажут , на каком участке частот компонент имеет рези - стивный , индуктивный и ёмкостный характер , позволят визуально выбрать допустимую частоту для анализа и определить интересуемый параметр . На примере индуктивного компо - нента рассмотрим , какую информа - цию о нём несёт его импеданс . Пока - жем математическую основу метода и приведём практический пример изме - рения на одном из популярных дрос - селей – IHLP4040DZER4R7M11. Часть I: Теоретическая основа импедансного метода . Дроссель как физический компонент Дроссели как физические компонен - ты представляют собой некоторое сопро - тивление , индуктивность и ёмкость . Их можно описать следующей схемой замещения , являющейся моделью с рас - пределёнными параметрами ( рис . 1). В диапазоне частот импе - данс дросселя образует активное сопро - тивление или сопротивление потерь . | Z ( f )| = R ϕ ( f ) = 0 В данном диапазоне частот импе - данс имеет резистивный характер , сдвиг фаз между током и напряжени - ем равен нулю . Частоту мож - но считать минимальной частотой использования дросселя . В диапазоне частот импеданс дросселя образует реактив - ное сопротивление индуктивности : , . В данном диапазоне частот в импе - дансе дросселя преобладает индуктив - ная составляющая , напряжение опере - жает по фазе ток на радиан . На частотах выше импеданс дросселя образует реактивное сопротив - ление паразитной ёмкости компонента , . В данном диапазоне частот импеданс имеет ёмкостный характер , напряже - ние запаздывает по фазе относитель - но тока на радиан . Частоту можно считать максимальной часто - той использования дросселя . Динамика изменения индуктивности от протекающего тока . Насыщение Работу любого дросселя , выполнен - ного из магнитного материала , мож - но описать кривой намагничивания – зависимостьюиндукциимагнитного поля от магнитной напряжённости ( рис . 2). Достижение индукции насыщения B H означает , что энергия , передаваемая полем через площадь магнитопровода , достигла максимума , имагнитный поток Φ = L ⋅ I в точке насыщения не может стать больше . С увеличением силы тока I уменьшается индуктивность L . С целью предотвращения применения на производстве комплектующих изделий , не соответствующих требованиям или низкого качества , на предприятии проводится входной контроль ЭРИ . Эта процедура является важной и ответственной задачей при производстве высококачественных модулей электропитания для ответственных сфер применения в компании ВОЛЬТБРИКС . Рис . 1. Амплитудо - и фазочастотная характеристики в асимптотическом приближении (1) (2) (3)