SEPICコンバーターの結合インダクターとしてコモンモードチョークを使用できますか？

コモンモードチョークと結合インダクタの違いは本当にわかりません。どちらも同じコアに巻き付いている2つのコイルですが、目的が異なることは知っています。結合インダクタを備えたSEPICコンバータを設計したいのですが、高電流定格と約1 mHのインダクタンス値が必要です。ただし、結合インダクタにはこれらの仕様はありませんが、コモンモードチョークにはあります。磁束が同じ方向になるようにインダクタが接続されている場合、コモンモードチョークをSEPICコンバータの結合インダクタとして使用しても大丈夫ですか？ Texas Instrumentsからの参照ドキュメント

多分。ただし、残念ながら「アプリケーションには適さない」という答えが考えられます。さらに、「結合インダクタの代わりにコモンモードチョークを使用する必要がありますか？」そして、その質問への答えは常にノーです。

コモンモードチョークには通常、差動モード電流とコモンモード電流という2つの定格があります。「適切な仕様を備えている」（必要な高いコモンモード電流を持っている）肥満のイエネコのサイズの巨大なチョークを見つけた場合、確かに「うまくいく」でしょう。それは確かに最良の選択ではありませんが、動作します。

コモンモードチョークの現在の定格を見て、それらを「高」のようなものとして説明している場合、またはユニットが全体のアンペアである場合、それは差動モードの電流定格です。この定格は、結合インダクタを使用するアプリケーションには意味がありません。その電流定格は、何アンペアの差動モード電流を処理できるかを示す定格です。電流はほとんどありません（つまり、巻線間の位相は完全にバランスが取れており、等しい位相ですが、たとえば電力とグランドリターンのように反対方向です）。

この電流はそれ自体の磁束を打ち消すため、インダクタンスに相当する漏れインダクタンスのみが表示されます。つまり、実際にインダクタンスを「使用」していない場合のみ、差動モード電流が最大電流になります。 それは本質的に制限された抵抗です。磁気的にエネルギーを保存しない電流の定格であり、心に留めておく必要があるため、インダクタンスは磁場に保存されるエネルギーの尺度です。

SEPIC、またはインダクターをインダクタンスに使用する実際の回路にとって重要なのは、そのインダクターの飽和電流です。これは、選択されたインダクタンスの低下が発生する前に磁気コアが耐えることができる最大電流です（この低下として20〜30％が頻繁に使用されます）。または別の言い方をすれば、飽和電流は、磁気コアが「いっぱい」になる前に磁場にどれだけのエネルギーを蓄えることができるかです。それが「満杯」の場合、磁気コアはより多くのエネルギーを保存できません。そのため、このポイントを超えて電流を増やすと、空心と同じだけの追加のエネルギーのみが保存され、インダクタンスが急速に失われます。

これが実際にどのように機能するかは、コア素材に大きく依存します。あらゆる種類のフェライトが、時速100マイルで炭化ケイ素の壁に当たる熱いゼリーのように飽和します。飽和点に近づきすぎることは単純に行われず、リスクが高すぎ、急激な低下が早すぎます。

鉄粉コア、または私のお気に入りのカルボニル鉄は直線的に飽和するので、飽和電流を2倍にした後でも、インダクタンスの40％が残っています。また、任意の有用な周波数でそのようなパウダーコアを使用すると、途方もなく高いコア損失が発生しますが、特定の状況でのピーク電流に役立ちます。

チョークはどちらかのコアである可能性があり、両方のタイプがコモンモードチョークに頻繁に使用されます。しかし、1mhの高電流に定格されたコモンモードチョークがないため、それは本当に問題ではありません。 飽和電流のように差動モードの電流定格を使用しているため、仕様を満たすチョークはありません。数百ミリアンペア以上の飽和/コモンモード電流を定格とする大きな1mhチョークは、（前述のように）非常に太い家猫サイズになります。1ミリヘンリーは1 トンです。大量のエネルギーを蓄えたい場合は、磁気コア材料のミリリットル/インチ^ 3が必要です。それを回避する方法はありません。

この男を例にとってみましょう。それは、少なくともPCBレベルのものにとってはすでに巨大なものであり、インダクタンス定格があり、飽和する前に16Aの電流を処理しません。240mAに対応します。結合インダクタとして使用する場合、ピーク電流は240mAです。私はそれを「高電流」とは呼びませんが、どのような種類の電流が必要であるかを実際には言及しなかったので、それで十分でしょう。おそらくそうではないでしょう。

これは私があなたが尋ねた質問への答えになるつもりはないが、あなたが必要とする答えに連れて行ってくれます。あなたの仕様を満たす安価で大量生産された結合インダクター（または1つとして誤用される可能性のあるチョーク）が見つかることを強く疑います。あなたが実際に10Aで1mHまたはあなたが考えているものを必要とするなら、そのようなものをカスタムメイドで作ることを期待して、それが非常に高価であることを期待してください。

何もない理由は、それらを大量生産する理由がなく、チョークや合理的な結合インダクターのようにコストを下げるような結合インダクターが必要ないためです。私が言おうとしているのは、1mHの高電流結合インダクタが必要だと思う場合、設計には本質的に欠陥があるということです。非常に多くのインダクタンスが必要になると私が考える唯一の理由は、スイッチング周波数が低すぎるために高すぎる電流を変換したいということです。

そのデザインは間違っています。それをする理由はありません。スイッチング周波数が比較的低い特定のコントローラーまたはドライバーを選択し、極端なコストで利点のない、実用的ではないDC / DCコンベターを構築したいのではないかと思います。あなたの最終目標に実際に適したチップ。私はそこに行ったので、私はこれを疑っています。私はここでは判断を下さず、過去にそれについて有罪であることを自由に認めます。そして私が今知っているのは、もしあなたがそのような大きなインダクターと高出力が必要だと思うなら、その高出力のものを作るためのスイッチングコンバーターについて十分に知らないということです。

その目標をあきらめないでください。しかし、いくつかの中間的なステップを踏んでそれを目指し、小さなものを作ります。トポロジーとコントローラーの束を回避する方法を学びます。独自のmosfetを選択する方法を理解します。電解が100KHz以上の美化された抵抗器である理由、またはDCバイアス下のクラスIIセラミックコンデンサーに何が起こるかを学んでください（ヒント：静電容量を失う。レイアウトを1ミリごとに最適化する理由と、寄生インダクタンスの2、3ナノヘンリーがどれだけのコストになるかを学びます。スイッチノードのリンギング電圧を吸収する方法について説明します。何よりも、SEPICコンバーターが、出力より上または下に入力を持つ可能性のある高出力に適していない、または必要でない理由を学びます。あなたは4スイッチの真のバックブーストではるかにうまくいくでしょう。

これらをすべて無視すれば、その場合は結合インダクターも必要ありません。2つのインダクターを使用するだけで済みます。それらは同じコア上にある必要はありません。コアを共有すると、リップル電流が減少します。または、スイッチング周波数を2倍にするか、現在の周波数で2つのフェーズを使用して、同じことを行うことができます。これらはどちらもはるかに簡単で、安く、効果的で、実行可能です。実際、周波数を2倍にすると、入力リップルの低減、必要なインダクタンスの低減、サイズの縮小、コストの削減など、あらゆる種類の優れた機能も利用できるようになります。

それは1990年ではなく、高インダクタンスのインダクタによる抵抗損失やコア/ヒステリシス損失が数百KHzまでスイッチング損失を上回るほどの低損失を実現できるスイッチング素子があります。そしてそれでも、あなたがそれを正しくやっていれば、より速く行くことはあなたに1〜2ワットの費用をかけることができます。LT8705または他の数十の4スイッチ昇降圧コンバーターを見てください。彼らは、セピックができるすべてのことを可能にしますが、インダクタンスが10µH、EMIが少なく、効率が高く、カードのデッキよりも小さく、実際に存在するコンポーネントを使用して構築できます。52KHzまたは70Khzまたは100KHzで切り替わる何かを使用している場合は、約26〜27年古くなっています。高出力レベルを変換したい場合は、簡単に戻すことはできませんでした。大きな鉄と大きな銅の線形変圧器/ボートアンカーを単に使用するよりも高価になることなしに。切り替えモードの電源が表示され始めたのには理由があります。高電力スイッチモードの電源は、比較的最近まで、線形電源よりも大きかった（ただし、少し軽量化された）。あなたが想像しているように見える電力密度は、あなたがそれを選択したどんなチップでも不可能でした。しかし、それは問題ありません。現在、はるかに優れた代替手段があります。

だから、私はあなたがそれについて尋ねたことがないことを知っています。

しかし、私があなたに実際に尋ねたものを超える最も有用な答えをあなたに与えようとするなら、それはあなたがあなたが1mhの高電流結合インダクタが必要だと言うときだけです... いいえ。あなたはしません。

コモンモードチョークは、差動電流からの磁束が蓄積されているため、インダクタンスが高いだけです。つまり、通常のインダクタとして使用しようとすると、定格インダクタンスがなくなります。

つまり、巻線間の電流差に対してのみインダクタンスが高く、巻線自体には定格インダクタンスがありません。

いくつかのコモンモードチョークからデータシートを見ると、インダクター自体が10 Aまたはもっと。

http://www.murata.com/~/media/webrenewal/products/emc/emifil/knowhow/26to30.ashx

原則として、コモンモードチョークをセピックの結合インダクタとして、または別の回路の1 :: 1トランスとして使用できます。これらすべてが磁気コアに巻かれた2つの巻線にすぎないためです。

ただし、データシートを見ると予想よりもはるかに低い電流能力になります。コモンモードチョークは、生成される磁束がほぼ完全にキャンセルされるように、2つの巻線にほぼ同じ電流を使用することを目的としています。

そのため、大きなエネルギーを蓄積する必要がなく、電流の不均衡に対して高いインダクタンスを提供できます。

コモンモードチョークを使用するのは魅力的です。それらが小さくて安くて見つけやすいからです。ただし、電流がSEPICとその従兄弟に流れてCUKとZETAが磁場を追加し、キャンセルしないため、うまくいきません。 。