Sarcina care merită în timp ce proiectați un transformator de putere este simplă. Este necesar să se obțină un dispozitiv cu dimensiuni minime, cu numărul minim posibil de viraje. Dar nucleul nu ar trebui să fie saturat. Efectul de saturație se datorează faptului că materialul de bază este magnetizat de câmpul magnetic. Gradul de magnetizare poate fi diferit. Dar există un anumit grad de magnetizare limitator, mai mult de care nucleul nu poate magnetiza. Realizarea acestei valori duce la faptul că continuarea inductanței bobinelor transformatorului scade brusc, iar curentul prin ele crește brusc. Mai mult decât atât, chiar abordarea față de această față a magnetizării complete este extrem de nedorită, deoarece caracteristicile transformatorului se deteriorează, iar pierderea de căldură crește.
Materialul de bază al transformatorului
Se crede adesea că transformatoarele de impuls trebuie să fie efectuate pe ferite. Acest lucru este doar parțial adevărat. Multe dispozitive de impuls funcționează la frecvențe destul de scăzute. Dacă frecvența este mai mică de 3 kHz, alegerea justificată fără echivoc va fi fierul transformatorului. La frecvențe de 3-7 kHz, alegerea nu este evidentă. Pentru frecvențele de peste 7 kHz, vor fi necesare ferite. Acum au apărut miezuri de fier pulverulent. Acestea combină avantajele feritei și fierului de transformator și se arată bine la frecvențe de până la 100 kHz. Cu toate acestea, acestea sunt încă inaccesibile.
Atenția dvs. este acordată selecției materialelor:
Teoria designului transformatorului
Să analizăm formulele:
[Inducție, T] = 1,257E-3 * [Permeabilitate magnetică de bază] * [Rezistență curentă, A] * [
[Inductanței. Гн] = 1.257E-9 * [Permeabilitatea magnetică a miezului] * [Aria secțiunii transversale a circuitului magnetic, sq. mm] * [numărul de rotații] ^ 2 / [Lungimea liniei magnetice medii a miezului, mm]
Inducția în aceste formule arată doar cât de mult va fi magnetizat nucleul. Inducerea saturației fierului transformator este 1 T (Tesla). Pentru feriți această valoare este de 0,3 T.
Pentru funcționarea transformatorului, inducția maximă acceptabilă este de obicei aleasă să fie mai mică decât inducerea saturației. Pentru fier se iau 0,5 T. Pentru feriti 0,15 T la frecvențe de până la 100 kHz, 0,05 - 0,07 pentru frecvențe mai mari.
[Curentul maxim de magnetizare posibil, A] = 0,25 * [Valoarea amplitudinii tensiunii, V] / [Frecvența, Hz] / [Inductanța, HH]
Coeficientul 0.25 rezultă din următoarele considerații. Tensiunea acționează asupra inductanței pe jumătate de perioadă. Dacă semnalul este simetric, curentul nu crește de la zero, ci de la valoarea maximă negativă la valoarea maximă pozitivă.
Această formulă este valabilă pentru un meander simetric. Pentru alte semnale simetrice, curentul de magnetizare va fi mai mic. Deci, puteți aplica această formulă cu o marjă, dar puteți folosi o formulă mai precisă:
[Curentul maxim de magnetizare posibil, A] = 0,25 * [Valoarea amplitudinii tensiunii, V] * [Frecvența, Hz] / [Inductanța, HH]
În general, tensiunea medie pe transformator trebuie să fie întotdeauna 0. Dacă se aplică o tensiune la înfășurare, înfășurarea va fi în mod necesar saturată. Dar există o schemă în care o tensiune simetrică de înfășurare este formată pe o sursă (pod, jumătate de pod circuit de alimentare cu energie, parțial push-pull) și sunt acelea în care sursa de tensiune generează doar jumătate și a doua forme jumătate bobina cea mai demagnetizare. Metodele de demagnetizare vor fi descrise într-un articol separat. Abonați-vă la știri. să fie conștienți de. Aici ne amintim doar un singur lucru. Miezurile fără decalaj sunt foarte slab magnetizate. Ele sunt predispuse la magnetizarea și conservarea unei astfel de stări. Deci, dacă demagnetizarea are loc forțat, atunci miezurile închise se vor potrivi, dacă demagnetizarea ar trebui să aibă loc spontan, atunci va fi nevoie de un decalaj.
Dacă în sursa de alimentare nu sunt folosite metode speciale pentru a asigura simetria tensiunii transformatorului, cum ar fi o jumătate de pod, o punte cu un condensator în serie cu transformatorul, este necesar și un gol. De exemplu, este adesea necesar pentru o topologie push-pull și o punte fără un condensator. În aceste cazuri, poate exista o ușoară asimetrie a tensiunii pe transformator din cauza unor parametri inegali ai cheii de alimentare. Pentru a compensa aceasta, este necesar să se facă un mic decalaj în miez și alimentat în meandru transformatorului ușor modificat - cu pauze între impulsuri de la 3 - 5% din durata impulsului, adică un factor de umplere de 95% - 97%. În acest timp, miezul va avea timp să se auto-magneticeze. Metoda de limitare a ciclului maxim de sarcină.
Este necesar să se înțeleagă că curentul de magnetizare nu este conectat la curentul comun prin bobina primară a transformatorului. Dacă transformatorul este încărcat, inducția de la curent în bobina primară este compensată de inducțiile din curenții bobinelor secundare și nu magnetizează miezul. Curentul de magnetizare este curentul fără sarcină al transformatorului.
Este demn de remarcat faptul că în diagrama modelul unei surse de alimentare cu transformator de tensiune se presupune simetrice este de fapt de la bun început și tranzitorii asociate cu modificări ale tensiunii de intrare sau de curent de sarcină, tensiunea la bornele transformatorului asimetric. Așadar, trebuie să oferim o marjă prin inducție. Dacă vom alege valorile de inducție mai mari recomandate, momentele de forța de magnetizare asimetrie actuală, și astfel de inducție, poate fi de două ori mai dorit, care nu depășește inducția de saturație. Dar, doar în cazul în care, dacă dimensiunile permit, este mai bine să alegeți cea mai acceptabilă inducție și mai puțin. Acest lucru nu numai că va împiedica saturația, ci va reduce și pierderea de căldură a miezului.
Trimiteți-le prietenilor: