Việc lựa chọn cuộn cảm đúc (Molding Choke) phù hợp cho mạch không chỉ dựa vào hình thức bên ngoài mà còn phải tập trung vào hiệu năng và các hạn chế vật lý của nó trong mạch.
Cuộn cảm nguyên khối chủ yếu được sử dụng trong các mạch điện (như bộ chuyển đổi DC-DC) để thực hiện các chức năng lưu trữ năng lượng, lọc và tự do. Để giúp bạn đưa ra lựa chọn tối ưu, chúng tôi sẽ chia quá trình lựa chọn thành năm bước chính sau:
1. Xác định kích thước vật lý và bao bì (Bước 1: Có vừa không?)
Đây là tiêu chí sàng lọc cơ bản nhất. Cuộn cảm nguyên khối thường có cấu trúc hình chữ nhật tiêu chuẩn dạng chip.
* Giới hạn kích thước: Đo kích thước và chiều cao của các điểm tiếp xúc dự phòng trên PCB. Kích thước phổ biến bao gồm 3.0×3.0mm, 4.0×4.0mm, 5.0×5.0mm, v.v., với chiều cao từ 1.0mm đến 5.0mm.
* Thiết kế đầu nối: Xác nhận xem đó là đầu nối "hai cực" tiêu chuẩn hay thiết kế đầu nối "bốn cực" nhằm giảm bức xạ.
* Lưu ý: Ngay cả khi chiều dài và chiều rộng bằng nhau, chiều cao thường quyết định khả năng chịu tải của cuộn cảm. Hãy chắc chắn không chọn sai loại.
2. Tính toán và so sánh giá trị điện cảm (giá trị L).
Độ tự cảm quyết định biên độ gợn sóng dòng điện. Chọn giá trị quá lớn hoặc quá nhỏ sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của bộ nguồn.
* Tham khảo tài liệu hướng dẫn của chip: Hầu hết các mạch tích hợp (IC) quản lý nguồn đều có bảng dữ liệu kỹ thuật cung cấp các công thức được khuyến nghị để tính toán giá trị điện cảm.
Công thức tổng quát có thể được xấp xỉ như sau: L={(V_{in}-V_{out})XV_{out}/{V_{in}Xf_{sw}XI_{out} XRippleRatio}}
* trong đó f_{sw} là tần số chuyển mạch và RippleRatio thường là 20%~30%.
* Dung sai: Các cuộn cảm nguyên khối thường có dung sai ±20% hoặc ±30% (ví dụ: loại M hoặc N), và cần phải chừa một biên độ trong quá trình tính toán.
3. Các thông số dòng điện cốt lõi: Cả hai "dòng điện" đều phải được xem xét.
Đây là phần dễ xảy ra lỗi nhất! Bảng thông số kỹ thuật của cuộn cảm đúc liền khối thường quy định hai dòng điện định mức khác nhau, và cả hai điều kiện này phải được đáp ứng đồng thời:
* Dòng điện bão hòa (I_{sat}): Giới hạn cứng
* Định nghĩa: Dòng điện khi độ tự cảm giảm xuống một tỷ lệ nhất định (thường từ 10% đến 30% giá trị ban đầu).
*Phương pháp lựa chọn: I_{sat} phải lớn hơn dòng điện cực đại (I_{peak}) trong mạch.
*Cách tính dòng điện đỉnh: I_{peak} = I_{out} + ΔI_L/2 (tức là dòng điện đầu ra cộng với một nửa dòng điện gợn sóng).
*Hậu quả: Nếu I_sat không đủ, cuộn cảm sẽ bão hòa từ tính ngay lập tức, gây ra sự giảm mạnh độ tự cảm và dẫn đến sự tăng nhanh dòng điện, có thể làm cháy transistor chuyển mạch.
Dòng điện tăng nhiệt (I2 {rms}): chỉ số gia nhiệt
*Định nghĩa: Dòng điện hiệu dụng (RMS) mà tại đó nhiệt độ bề mặt của cuộn cảm tăng lên một giá trị xác định (thường là 40 °C).
*Cách lựa chọn: I2 {rms} phải lớn hơn dòng điện đầu ra tối đa (I2 {out}) trong mạch.
*Hậu quả: Nếu I2 {rms} không đủ, cuộn cảm sẽ quá nóng, điều này không chỉ làm giảm hiệu suất mà còn có thể làm hỏng các mối hàn trên mạch in.
4. Chú ý đến điện trở DC (DCR) và hiệu suất.
DCR (Điện trở một chiều) là điện trở của chính cuộn cảm.
*Tác động: DCR có thể gây ra tổn hao đồng (P_{loss}=I ^ 2 XR), tổn hao này được chuyển hóa trực tiếp thành nhiệt và làm giảm hiệu suất năng lượng.
*Cân bằng: Khi kích thước và chi phí cho phép, DCR nhỏ hơn sẽ tốt hơn.
5. Xem xét tần số tự cộng hưởng
Hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra khi dòng điện chạy qua chính dây dẫn thay đổi. Khi sử dụng dây kim loại để tạo thành cuộn dây và dòng điện chạy qua cuộn dây thay đổi, hiện tượng cảm ứng điện từ đáng kể sẽ xảy ra. Suất điện động ngược tự cảm của cuộn dây cản trở sự thay đổi của dòng điện và đóng vai trò ổn định dòng điện. Cụ thể, nếu một cuộn cảm ở trạng thái không có dòng điện chạy qua, nó sẽ cố gắng ngăn dòng điện chạy qua khi mạch được bật; nếu một cuộn cảm ở trạng thái có dòng điện chạy qua, nó sẽ cố gắng duy trì dòng điện không đổi khi mạch bị ngắt.
Thời gian đăng bài: 21/01/2026