Спроба створити ідеальний елемент, типу ідеального напівпровідникового перемикача, є нездійсненною задачею, але вона зосереджує зусилля в правильному напрямку. Отже, у разі переключающего транзистора Ви знаєте, що повинні наскільки можливо наблизитися до вимикача, який є ідеальним провідником у включеному стані і ідеальним ізолятором, коли він вимкнений, і який змінює стан провідності миттєво. Якщо слідувати подібним принципом, то що б представляла собою ідеалізована котушка індуктивності? Вимоги, що пред’являються ІПП кажуть, що така котушка індуктивності повинна бути ненасичуваною, мати нульове опір постійному струму і не мати ніякої паразитної ємності між витками. Вимогу не мати насичення задовольняє котушка індуктивності без сердечника, але для високого значення індуктивності в ній довелося б намотати занадто багато витків тонкого дроту, що збільшить межвитковое ємність. Наявність ємності небажано тому, що вона призводить до появи як послідовного, так і паралельного резонансів, які погіршують роботу схеми. По крайней мере, Вам хотілося б сподіватися, що перша резонансна частота вашої котушки індуктивності буде набагато вище, ніж частота перемикань.

Єдиний спосіб знизити опір котушки індуктивності без сердечника полягає в тому, щоб використовувати провід більшого діаметру, який веде до появи чудовиська величезних розмірів. Щоб скоротити необхідне число витків, необхідно включити феромагнітний сердечник. А щоб уникнути наслідків передчасного і особливо різкого насичення осердя його необхідно забезпечити повітряним зазором. Оптимальна, але реальна, котушка індуктивності є в цьому випадку результатом компромісів, що враховують розмір дроти, число витків, ефективну проникність магнітного сердечника і величину повітряного зазору. Оскільки всі ці параметри взаємодіють, розрахунок відповідної котушки індуктивності є скоріше мистецтвом, ніж наукою. І, як можна очікувати в таких випадках, можливо використання не одного підходу. Криві намагнічування та втрат на рис. 12.5 показують природу суперечливих параметрів, використовуваних при розрахунку реальної котушки індуктивності.

Рис. 12.5. Створення гарної котушки індуктивності передбачає прийняття багатьох компромісних рішень. (А) Найбільш бажана лінійна крива намагнічування. Таку залежність можна отримати тільки при відсутності сердечника, але до неї можна наближатися застосовуючи феромагнітний сердечник з відповідним повітряним зазором. (В) Занадто великий повітряний зазор вимагає великого числа витків, а це збільшує втрати, рівні I2R. Існує емпіричне правило: Втрати I2R слід обмежити на рівні приблизно одного відсотка від вихідної потужності джерела.

Джерело: І.М.Готтліб Джерела живлення. Інвертори, конвертори, лінійні і імпульсні стабілізатори. Москва: Постмаркет, 2002. – 544 с.