Il design del trasformatore di potenza switching
La progettazione del trasformatore di commutazione è suddivisa in tre aspetti: ridurre il più possibile la perdita del trasformatore di commutazione; Ridurre al minimo la perdita del trasformatore di commutazione; Prova a sopprimere il rumore audio del trasformatore di commutazione.
1. Ridurre la perdita del trasformatore di commutazione:
① Perdita di corrente continua. La perdita CC del trasformatore di commutazione è causata dalla perdita di rame della bobina. Per migliorare l'efficienza, è necessario selezionare fili più spessi per quanto possibile.
(2) Perdita CA. La perdita CA del trasformatore di commutazione è causata dall'effetto pelle della corrente ad alta frequenza e dalla perdita del nucleo magnetico. La corrente ad alta frequenza tende sempre a fluire dalla superficie quando passa attraverso il filo, il che ridurrà l'area di flusso effettiva del filo e renderà l'impedenza equivalente CA del filo molto più alta della resistenza del rame. La capacità di penetrazione del filo da parte della corrente ad alta frequenza è inversamente proporzionale alla radice quadrata della frequenza di commutazione. Per ridurre l'impedenza del rame CA, il raggio del filo non deve superare 2 volte la profondità che può raggiungere la corrente ad alta frequenza. La perdita del nucleo magnetico del trasformatore di commutazione ridurrà anche l'efficienza di conversione della potenza.
2. Ridurre le perdite del trasformatore di commutazione:
Nella progettazione del trasformatore di commutazione è necessario ridurre al minimo la dispersione, poiché maggiore è la dispersione, maggiore è l'intervallo di tensione di picco, maggiore è la perdita del circuito del morsetto di scarico, che porterà inevitabilmente alla riduzione dell'efficienza energetica. Per un trasformatore di commutazione che soddisfi gli standard di isolamento e sicurezza, l'induttanza di dispersione dovrebbe essere pari all'1%~3% dell'induttanza primaria quando il secondario è aperto. Sarà difficile raggiungere meno dell'1% nel processo di produzione. È possibile adottare le seguenti misure per ridurre le perdite:
(1) Ridurre il numero di spire Np dell'avvolgimento primario;
② Aumentare la larghezza dell'avvolgimento;
③ Aumentare il rapporto tra altezza e larghezza dell'avvolgimento;
(4) Ridurre lo strato isolante tra gli avvolgimenti;
⑤ Aumentare il grado di accoppiamento tra gli avvolgimenti.
La perdita può essere efficacemente ridotta selezionando la forma del nucleo appropriata, riducendo il numero di spire primarie e aumentando il rapporto di aspetto. L'induttanza di dispersione è proporzionale al quadrato del numero di spire primarie. La dimensione del nucleo scelta dovrebbe essere sufficientemente grande da consentire l'avvolgimento dell'avvolgimento primario in due o meno strati, il che riduce al minimo la dispersione primaria e la capacità distribuita. Non utilizzare il grosso nucleo magnetico, a causa delle sue grandi dimensioni, del piccolo rapporto tra altezza e larghezza, la perdita non è adatta per il nucleo magnetico di tipo EE, ETD, EI, EC.
Il filo a triplo isolamento è un nuovo filo isolato ad alte prestazioni sviluppato nel mondo quest'anno, questo filo ha tre strati isolanti, il centro è il filo centrale. Il suo strato isolante è un film di poliammide dorato, chiamato"pellicola d'oro"all'estero; Lo spessore totale dello strato isolante è di soli 20~100um, ma può sopportare l'alta tensione dell'impulso di migliaia di volt. Il filo a triplo isolamento è adatto per la tecnologia all'avanguardia, campo della difesa nazionale, per la produzione di avvolgimenti di motori in miniatura, avvolgimento di trasformatori ad alta frequenza di alimentatori a commutazione miniaturizzati. I suoi vantaggi sono l'elevata resistenza all'isolamento (due strati qualsiasi possono sopportare la tensione di sicurezza AC3000V), non è necessario aggiungere uno strato barriera per garantire il margine di sicurezza e non è necessario avvolgere lo strato di nastro isolante tra le fasi; Elevata densità di corrente. Il volume dei trasformatori di commutazione che vi si avvolgono può essere ridotto della metà rispetto a quello avvolto nel filo smaltato. Uno schema di progettazione ottimale del trasformatore di commutazione consiste nell'utilizzare un normale filo smaltato ad alta resistenza per avvolgere gli stadi primario e di retroazione,
Nel processo di commutazione dell'alimentazione, la capacità distribuita dell'avvolgimento viene caricata e scaricata ripetutamente e la sua energia viene assorbita. La capacità distribuita non solo ridurrà l'efficienza dell'alimentazione a commutazione, ma formerà anche un oscillatore LC con induttanza distribuita dell'avvolgimento per produrre rumore di risonanza. La capacità distribuita dell'avvolgimento primario ha un'influenza particolarmente significativa. Per ridurre la capacità distribuita, la lunghezza del filo di ogni spira dovrebbe essere ridotta il più possibile e l'estremità iniziale dell'avvolgimento primario dovrebbe essere collegata allo scarico e una parte dell'avvolgimento primario dovrebbe essere utilizzata per giocare un ruolo di schermatura, in modo da ridurre il grado di accoppiamento dell'avvolgimento adiacente.
3. Sopprimere il rumore audio del trasformatore di commutazione:
① L'attrazione tra i nuclei magnetici EE o EI può far spostare i due nuclei magnetici. L'attrazione o la repulsione tra le correnti di avvolgimento può anche compensare la bobina. Inoltre, il nucleo magnetico EE o EI può causare deformazioni periodiche se sottoposto a vibrazioni meccaniche. I fattori di cui sopra faranno sì che il trasformatore di commutazione emetta rumore audio durante il funzionamento e la frequenza del rumore audio dell'alimentatore switching inferiore a 10 W è 10 ~ 20 KHz. Per evitare lo spostamento relativo tra i nuclei magnetici, la resina epossidica viene solitamente utilizzata come cemento per unire le tre superfici di contatto (compresa la colonna centrale) di due nuclei magnetici. Ma questa connessione rigida non è l'ideale, perché non riduce al minimo il rumore audio e, poiché c'è troppo cemento, il nucleo magnetico può facilmente rompersi sotto stress meccanico. Recentemente, uno speciale"perle di vetro"il cemento è stato utilizzato all'estero per legare EE, EI e altri tipi di nucleo di ferrite e l'effetto è molto buono. Questo adesivo è una miscela di perle di vetro e adesivo in un rapporto di 1:9. Può essere indurito dopo essere stato posto a una temperatura superiore a 100 gradi Celsius per 1 ora.
② Per evitare che il campo magnetico di dispersione del trasformatore di commutazione interferisca con il circuito adiacente, è possibile avvolgere un foglio di rame attorno all'esterno del trasformatore. La cintura di schermatura è equivalente a un anello di cortocircuito, che può inibire il campo magnetico di dispersione. Il nastro schermato deve essere collegato a terra.
