Astoņas izplatītas augstfrekvences magnētisko komponentu projektēšanas kļūdas komutācijas barošanas avotā
1) Magnētiskā serdeņa optimizēta dizaina loga aizpildīšana
Daudzi barošanas bloku dizaineri domā, ka augstfrekvences magnētisko komponentu projektēšanā vislabāko dizainu var iegūt, aizpildot serdes logu, bet tā nav. Daudzu augstfrekvences transformatoru un induktoru konstrukcijā mēs varam konstatēt, ka, pievienojot vienu vai vairākus tinumu slāņus vai izmantojot emaljētus vadus ar lielāku stieples diametru, ne tikai nevar iegūt optimālo efektu, bet arī palielinās kopējais tinumu zudums. tinuma tuvuma efekta dēļ.
Tāpēc augstfrekvences magnētisko komponentu projektēšanā nav nozīmes pat tad, ja tinums pilnībā neaptin dzelzs serdes logu, bet aptin tikai 25% no loga laukuma. Jums nav jācenšas aizpildīt visu loga laukumu.
Šo nepareizo priekšstatu galvenokārt ietekmē jaudas frekvences magnētisko komponentu konstrukcija. Strāvas frekvences transformatora konstrukcijā tiek uzsvērta serdes un tinuma integritāte, tāpēc starp serdi un tinumu nav atstarpes, un tinums parasti ir paredzēts, lai aizpildītu visu logu, tādējādi nodrošinot tā mehānisko stabilitāti. Tomēr augstfrekvences magnētisko komponentu konstrukcijai šī prasība nav noteikta.
2) "dzelzs zudums=vara zudums" optimizēta transformatora konstrukcija
Daudzi jaudas dizaineri, pat daudzās atsauces grāmatās par magnētisko komponentu projektēšanu, uzskaita "dzelzs zudumu=vara zudumu" kā vienu no kritērijiem augstfrekvences transformatoru optimālai konstrukcijai, taču tas tā nav. Augstfrekvences transformatora konstrukcijā atšķirība starp dzelzs zudumiem un vara zudumiem var būt liela, un dažreiz atšķirība var sasniegt pat lielumu, taču tas nenozīmē, ka augstfrekvences transformators nav labi izstrādāts.
Šo nepareizo priekšstatu ietekmē arī strāvas frekvences transformatora konstrukcija. Strāvas frekvences transformatori bieži vien aizņem lielu platību lielā tinumu skaita dēļ, tāpēc no termiskās stabilitātes un termiskās vienmērības viedokļa tiek iegūts empīriskā projektēšanas noteikums "dzelzs zudums=vara zudums".
Tomēr augstfrekvences transformatoriem šis īkšķa noteikums nav spēkā. Komutācijas barošanas avota augstfrekvences transformatora projektēšanā ir daudz faktoru, lai noteiktu optimālo konstrukciju, un "dzelzs zudums=vara zudums" faktiski ir vismazāk skartais aspekts.
3) Magnetizētā induktivitāte ar noplūdes induktivitāti=1%
Pēc magnētisko komponentu projektēšanas daudzi barošanas bloku projektētāji, iesniedzot attiecīgās tehniskās prasības transformatoru ražotājiem, bieži izskaidro noplūdes induktivitātes prasības. Daudzas tehniskās lapas ir marķētas ar līdzīgām tehniskajām prasībām, piemēram, "magnetizējošā induktivitāte ar noplūdes induktivitāti=1%" vai "magnetizējošā induktivitāte ar noplūdes induktivitāti < 2%". Patiesībā šāda veida rakstīšana vai dizaina standarts ir ļoti neprofesionāls.
Barošanas avota izstrādātājam ir jānosaka pieļaujamās noplūdes induktivitātes skaitliskais ierobežojums atbilstoši ķēdes parastajām darba prasībām. Transformatora izgatavošanas procesā noplūdes induktivitāte ir jāsamazina, cik vien iespējams, nepasliktinot citus transformatora parametrus (piemēram, pagrieziena-pagrieziena kapacitāti), nevis kā tehnisku prasību noteikt proporcionālu attiecību starp noplūdes induktivitāti un magnetizācijas induktivitāti. .
Tā kā saistība starp noplūdes induktivitāti un magnetizācijas induktivitāti ļoti atšķiras atkarībā no gaisa spraugas esamības vai neesamības transformatorā. Ja nav gaisa spraugas, noplūdes induktivitāte var būt mazāka par 0,1% no magnetizējošās induktivitātes, savukārt, ja ir gaisa sprauga, pat tad, ja transformatora tinumi ir cieši savienoti, proporcionālā attiecība starp noplūdi. induktivitāte un magnetizējošā induktivitāte var sasniegt 10%.
Tāpēc magnētisko komponentu ražotājam kā transformatora konstrukcijas indeksu nevajadzētu norādīt proporcionālo attiecību starp noplūdes induktivitāti un magnetizēšanas induktivitāti. Pretējā gadījumā tas parādīs, ka jūs nesaprotat zināšanas par noplūdēm vai jums patiešām nerūp faktiskā noplūdes vērtība. Pareizais veids ir norādīt pieļaujamās noplūdes induktivitātes absolūto vērtību. Protams, noteiktu proporciju var pievienot vai atņemt, un šīs proporcijas tipiskā vērtība ir 20%.
4) Noplūdes induktivitāte ir saistīta ar magnētiskā serdeņa caurlaidību.
Daži barošanas bloku dizaineri uzskata, ka, pievienojot tinumiem magnētisko serdi, tinumi būs ciešāk savienoti un samazinās noplūdes induktivitāte starp tinumiem; Daži barošanas bloku dizaineri domā, ka pēc magnētiskā serdeņa pievienošanas tinumiem magnētiskais kodols tiks savienots ar lauku starp tinumiem, kas var palielināt noplūdes induktivitāti.
Faktiski komutācijas barošanas avota projektēšanā divu koaksiālo tinumu transformatoru noplūdes induktivitātei nav nekā kopīga ar magnētisko serdeņu esamību. Šis rezultāts var būt nesaprotams, jo materiālam ar relatīvo caurlaidību vairāku tūkstošu apmērā ir maza ietekme uz noplūdes induktivitāti, kad tas atrodas tuvu spolei.
Simtiem transformatoru izmērītie rezultāti liecina, ka noplūdes induktivitātes izmaiņas būtībā nav lielākas par 10% ar magnētisko serdi vai bez tā, un daudzas izmaiņas ir tikai aptuveni 2%.
5) Transformatora tinuma strāvas blīvuma optimālā vērtība ir 2A/mm ~ 3.1A/mm.
Daudzi barošanas bloku dizaineri bieži uzskata strāvas blīvumu tinumā kā optimālas konstrukcijas standartu, izstrādājot augstfrekvences magnētiskos komponentus.
Faktiski optimālajam dizainam nav nekāda sakara ar tinuma strāvas blīvumu. Patiešām svarīgi ir tas, cik lieli zudumi ir tinumā un vai siltuma izkliedēšanas pasākumi ir pietiekami, lai nodrošinātu temperatūras paaugstināšanos pieļaujamajā diapazonā.
Mēs varam iedomāties divus ārkārtējus siltuma izkliedes pasākumu gadījumus komutācijas barošanas avotā. Ja siltuma izkliedēšanai izmanto attiecīgi šķidruma iegremdēšanu un vakuumu, atbilstošais strāvas blīvums tinumā būs diezgan atšķirīgs.
Faktiskajā komutācijas barošanas avota attīstībā mēs nerūpējamies par strāvas blīvumu, bet tikai par to, cik karsta ir vadu pakete. Vai temperatūras paaugstināšanās ir pieņemama?
Šī kļūdainā koncepcija ir tāda, ka dizaineri vienkāršo mainīgo lielumu skaitu un tādējādi vienkāršo aprēķinu procesu, lai izvairītos no nogurdinošas atkārtotas izmēģinājuma un kļūdas, taču šī vienkāršošana nepaskaidro piemērošanas nosacījumus.
6), primārā tinuma zudums=sekundārā tinuma zudums "optimizēta transformatora konstrukcija.
Daudzi barošanas bloku dizaineri uzskata, ka optimizētais transformatora dizains atbilst tam, ka transformatora primārā tinuma zudumi ir vienādi ar sekundāro tinumu zudumu. Pat daudzās magnētisko komponentu dizaina grāmatās tas tiek uzskatīts par optimāla dizaina standartu. Faktiski tas nav optimāla dizaina standarts.
Dažos gadījumos transformatora dzelzs zudumi un vara zudumi var būt līdzīgi. Bet tam nav lielas nozīmes, ja ir liela atšķirība starp primārā tinuma zudumu un sekundārā tinuma zudumu.
Vēlreiz jāuzsver, ka augstfrekvences magnētisko komponentu projektēšanā mūs satrauc tas, cik karsts ir tinums izmantotajā siltuma izkliedes režīmā. Primārā tinuma zudums=sekundārā tinuma zudums ir tikai empīrisks noteikums strāvas frekvences transformatora projektēšanā.
7) Ja tinuma diametrs ir mazāks par iespiešanās dziļumu, augstfrekvences zudumi būs ļoti mazi.
Tas, ka tinuma diametrs ir mazāks par iespiešanās dziļumu, nenozīmē, ka nav lielu augstfrekvences zudumu. Ja transformatora tinumā ir daudz slāņu, pat ja stieples diametrs ir daudz plānāks par iespiešanās dziļumu, tas var izraisīt lielus augstfrekvences zudumus spēcīga tuvuma efekta dēļ.
Tāpēc, apsverot tinumu zudumus, mums vajadzētu ne tikai spriest par zaudējumiem no emaljētas stieples biezuma, bet arī vispusīgi apsvērt visas tinuma struktūras izkārtojumu, ieskaitot tinuma režīmu, tinumu slāņus un tinuma biezumu.
8) Transformatora atvērtās ķēdes rezonanses frekvencei tiešā ķēdē jābūt daudz augstākai par pārslēgšanas frekvenci.
Daudzi barošanas bloku dizaineri domā, ka transformatora atvērtās ķēdes rezonanses frekvencei jābūt daudz augstākai par pārveidotāja pārslēgšanas frekvenci, projektējot un pārbaudot transformatoru. Faktiski transformatora atvērtās ķēdes rezonanses frekvencei nav nekā kopīga ar pārslēgšanas frekvenci.
Mēs varam iedomāties robežgadījumu: ideālam magnētiskajam kodolam tā induktivitāte ir bezgalīga, taču būs arī salīdzinoši maza pagrieziena līdz pagrieziena kapacitāte, un tā rezonanses frekvence ir aptuveni nulle, kas ir daudz mazāka par pārslēgšanas frekvenci.
Tas, kas patiešām ir saistīts ar ķēdi, ir transformatora īssavienojuma rezonanses frekvence. Parasti transformatora īssavienojuma rezonanses frekvencei jābūt lielākai par divām pārslēgšanas frekvences kārtām.
