Aštuonios dažniausios aukšto dažnio magnetinių komponentų perjungimo maitinimo šaltinio projektavimo klaidos
1) Magnetinės šerdies optimizuoto dizaino lango užpildymas
Daugelis maitinimo šaltinių projektuotojų mano, kad projektuojant aukšto dažnio magnetinius komponentus geriausią dizainą galima gauti užpildžius šerdies langą, tačiau taip nėra. Daugelio aukšto dažnio transformatorių ir induktorių konstrukcijoje galime pastebėti, kad pridedant vieną ar kelis apvijų sluoksnius arba naudojant emaliuotus laidus su didesnio skersmens laidais ne tik nepavyks pasiekti optimalaus efekto, bet ir padidės bendri apvijų nuostoliai. dėl artumo efekto apvijoje.
Todėl projektuojant aukšto dažnio magnetinius komponentus nesvarbu, net jei apvija ne iki galo apvynioja geležies šerdies langą, o apgaubia tik 25% lango ploto. Nereikia stengtis užpildyti viso lango ploto.
Šią klaidingą nuomonę daugiausia įtakoja galios dažnio magnetinių komponentų konstrukcija. Galios dažnio transformatoriaus konstrukcijoje akcentuojamas šerdies ir apvijos vientisumas, todėl tarp šerdies ir apvijos nėra tarpo, o apvija paprastai skirta užpildyti visą langą, taip užtikrinant jo mechaninį stabilumą. Tačiau aukšto dažnio magnetinių komponentų konstrukcijoje šio reikalavimo nėra.
2) „geležies nuostolių=vario nuostoliai“ optimizuotas transformatoriaus dizainas
Daugelis galios projektuotojų, net daugelyje magnetinių komponentų projektavimo žinynų, įvardija „geležies nuostolius=vario nuostolius“ kaip vieną iš optimalaus aukšto dažnio transformatorių projektavimo kriterijų, tačiau taip nėra. Projektuojant aukšto dažnio transformatorių, skirtumas tarp geležies nuostolių ir vario nuostolių gali būti didelis, o kartais skirtumas gali siekti net tam tikrą dydį, tačiau tai nereiškia, kad aukšto dažnio transformatorius nėra gerai suprojektuotas.
Šią klaidingą nuomonę taip pat įtakoja galios dažnio transformatoriaus konstrukcija. Galios dažnio transformatoriai dažnai užima didelį plotą dėl didelio apvijų skaičiaus, todėl šiluminio stabilumo ir šiluminio vienodumo požiūriu gaunama empirinė projektavimo taisyklė „geležies nuostoliai=vario nuostoliai“.
Tačiau aukšto dažnio transformatoriams ši nykščio taisyklė negalioja. Projektuojant perjungimo maitinimo šaltinio aukšto dažnio transformatorių, yra daug veiksnių, lemiančių optimalų dizainą, o „geležies nuostoliai=vario nuostoliai“ iš tikrųjų yra mažiausiai susirūpinęs aspektas.
3) Įmagnetintas induktyvumas su nuotėkio induktyvumu=1 %
Suprojektavę magnetinius komponentus, daugelis maitinimo šaltinių projektuotojų, pateikdami atitinkamus techninius reikalavimus transformatorių gamintojams, dažnai paaiškina nuotėkio induktyvumo reikalavimus. Daugelis techninių lapų pažymėti panašiais techniniais reikalavimais, tokiais kaip „įmagnetinimo induktyvumas su nuotėkio induktyvumu=1%“ arba „magnetizuojantis induktyvumas, kai nuotėkio induktyvumas < 2 %“. Tiesą sakant, toks rašymo ar dizaino standartas yra labai neprofesionalus.
Maitinimo šaltinio projektuotojas turėtų nustatyti skaitinę leistino nuotėkio induktyvumo ribą pagal įprastus grandinės darbo reikalavimus. Gaminant transformatorių, nuotėkio induktyvumas turėtų būti sumažintas kiek įmanoma nepabloginant kitų transformatoriaus parametrų (pvz., talpos posūkis į posūkį), o ne kaip techninį reikalavimą pateikti proporcingą nuotėkio induktyvumo ir įmagnetinimo induktyvumo santykį. .
Kadangi ryšys tarp nuotėkio induktyvumo ir įmagnetinimo induktyvumo labai skiriasi, atsižvelgiant į oro tarpo buvimą ar nebuvimą transformatoriuje. Kai nėra oro tarpo, nuotėkio induktyvumas gali būti mažesnis nei 0,1 % įmagnetinimo induktyvumo, o esant oro tarpui, net jei transformatoriaus apvijos yra glaudžiai sujungtos, proporcingas ryšys tarp nuotėkio. induktyvumas ir įmagnetinimo induktyvumas gali siekti 10%.
Todėl proporcingas ryšys tarp nuotėkio induktyvumo ir įmagnetinimo induktyvumo neturėtų būti pateikiamas magnetinių komponentų gamintojui kaip transformatoriaus projektavimo indeksas. Priešingu atveju tai parodys, kad nesuprantate žinių apie nuotėkį arba jums tikrai nerūpi tikroji nuotėkio vertė. Teisingas būdas yra nurodyti absoliučią priimtino nuotėkio induktyvumo vertę. Žinoma, tam tikrą proporciją galima pridėti arba atimti, o tipinė šios proporcijos reikšmė yra 20%.
4) Nuotėkio induktyvumas yra susijęs su magnetinio šerdies pralaidumu.
Kai kurie maitinimo šaltinių projektuotojai mano, kad prie apvijų pridėjus magnetinę šerdį, apvijos bus glaudžiau sujungtos ir sumažės nuotėkio induktyvumas tarp apvijų; Kai kurie maitinimo šaltinių projektuotojai mano, kad magnetinė šerdis bus sujungta su lauku tarp apvijų, pridėjus magnetinę šerdį prie apvijų, o tai gali padidinti nuotėkio induktyvumą.
Tiesą sakant, projektuojant perjungimo maitinimo šaltinį, dviejų bendraašių apvijų transformatorių nuotėkio induktyvumas neturi nieko bendra su magnetinių šerdžių egzistavimu. Šis rezultatas gali būti nesuprantamas, nes medžiaga, kurios santykinis pralaidumas yra keli tūkstančiai, turi mažai įtakos nuotėkio induktyvumui, kai ji yra arti ritės.
Išmatuoti šimtų transformatorių rezultatai rodo, kad nuotėkio induktyvumo pokytis iš esmės yra ne didesnis kaip 10% su magnetine šerdimi arba be jos, o daugelis pokyčių yra tik apie 2%.
5) Optimali transformatoriaus apvijos srovės tankio vertė yra 2A/mm ~ 3,1A/mm.
Daugelis maitinimo šaltinių projektuotojų, projektuodami aukšto dažnio magnetinius komponentus, dažnai laiko apvijos srovės tankį optimalaus dizaino standartu.
Tiesą sakant, optimalus dizainas neturi nieko bendra su apvijos srovės tankiu. Iš tikrųjų svarbu, kiek nuostolių yra apvijoje ir ar pakanka šilumos išsklaidymo priemonių, kad būtų užtikrintas temperatūros kilimas leistinoje ribose.
Galime įsivaizduoti du kraštutinius šilumos išsklaidymo priemonių perjungimo maitinimo atveju atvejus. Kai šilumai išsklaidyti naudojami atitinkamai skysčio panardinimas ir vakuumas, atitinkamas srovės tankis apvijoje bus gana skirtingas.
Kurdami perjungiamą maitinimo šaltinį, mums nerūpi srovės tankis, o tik tai, kiek karšta yra laido pakuotė. Ar temperatūros kilimas yra priimtinas?
Ši klaidinga koncepcija yra ta, kad dizaineriai supaprastina kintamųjų skaičių ir taip supaprastina skaičiavimo procesą, kad išvengtų varginančių pakartotinių bandymų ir klaidų, tačiau šis supaprastinimas nepaaiškina taikymo sąlygų.
6), pirminės apvijos nuostoliai=antrinės apvijos nuostoliai "optimizuota transformatoriaus konstrukcija.
Daugelis maitinimo šaltinių projektuotojų mano, kad optimizuota transformatoriaus konstrukcija atitinka tai, kad transformatoriaus pirminės apvijos nuostoliai yra lygūs antrinės apvijos nuostoliams. Net daugelyje magnetinių komponentų dizaino knygų tai laikoma optimalaus dizaino standartu. Tiesą sakant, tai nėra optimalaus dizaino standartas.
Kai kuriais atvejais transformatoriaus geležies ir vario nuostoliai gali būti panašūs. Bet nesvarbu, ar yra didelis skirtumas tarp pirminės apvijos nuostolių ir antrinės apvijos nuostolių.
Dar kartą reikia pabrėžti, kad projektuojant aukšto dažnio magnetinius komponentus mums rūpi apvijos karštis, kai naudojamas šilumos išsklaidymo režimas. Pirminės apvijos nuostoliai=antrinės apvijos nuostoliai yra tik empirinė taisyklė kuriant galios dažnio transformatorių.
7) Jei apvijos skersmuo yra mažesnis už įsiskverbimo gylį, aukšto dažnio nuostoliai bus labai maži.
Vien todėl, kad apvijos skersmuo yra mažesnis už įsiskverbimo gylį, dar nereiškia, kad nėra didelių aukšto dažnio nuostolių. Jei transformatoriaus apvijoje yra daug sluoksnių, net jei laido skersmuo yra daug plonesnis už įsiskverbimo gylį, dėl stipraus artumo efekto tai gali sukelti didelius aukšto dažnio nuostolius.
Todėl, vertindami apvijos nuostolius, turėtume ne tik spręsti apie nuostolius iš emaliuotos vielos storio, bet ir visapusiškai apsvarstyti visos apvijos konstrukcijos išdėstymą, įskaitant apvijos režimą, apvijos sluoksnius ir apvijos storį.
8) Transformatoriaus atvirosios grandinės rezonansinis dažnis tiesioginėje grandinėje turi būti daug didesnis nei perjungimo dažnis.
Daugelis maitinimo šaltinių projektuotojų mano, kad projektuojant ir bandant transformatorių atvirosios grandinės rezonansinis transformatoriaus dažnis turi būti daug didesnis nei keitiklio perjungimo dažnis. Tiesą sakant, transformatoriaus atviros grandinės rezonansinis dažnis neturi nieko bendra su perjungimo dažniu.
Galime įsivaizduoti ribinį atvejį: idealiai magnetinei šerdies induktyvumas yra begalinis, tačiau bus ir santykinai maža posūkio iki posūkio talpa, o jo rezonanso dažnis yra apytiksliai lygus nuliui, o tai yra daug mažesnis už perjungimo dažnį.
Kas iš tikrųjų yra susiję su grandine, yra transformatoriaus trumpojo jungimo rezonanso dažnis. Paprastai transformatoriaus trumpojo jungimo rezonanso dažnis turėtų būti didesnis nei dvi perjungimo dažnio eilės.
