Tervezési szempontok a kapcsolóüzemű tápegység transzformátorok közös üzemmódú induktoraihoz
A teljesítménytranszformátor tervezési folyamata során a mérnököknek szigorúan ki kell számítaniuk és teljesíteniük kell a közös módusú induktivitás tervezését és az érték kiválasztását, amely közvetlenül kapcsolódik a kapcsoló teljesítménytranszformátor működési pontosságához. Mai cikkünkben röviden elemezzük a kapcsolóüzemű tápegység transzformátor közös módú induktivitásának tervezését, és megnézzük, milyen problémákra kell figyelni a teljesítménytranszformátor közös módusú induktivitásának tervezése és számítása során. A teljesítménytranszformátorok tervezési és gyártási folyamatában a mérnököknek közös üzemmódú induktorokat kell tervezniük. Három alapvető paraméter szükséges, nevezetesen a bemeneti áram, impedancia és frekvencia, valamint a mag kiválasztása. Nézzük először a bemeneti áramot. Ez a paraméterérték közvetlenül meghatározza a tekercseléshez szükséges huzalátmérőt. A huzalátmérő kiszámításakor és kiválasztásakor az áramsűrűség általában 400A/cm³, de ennek az értéknek az induktor hőmérsékletének emelkedésével kell változnia. A tekercseket jellemzően egyetlen vezetékkel működtetik, ami csökkenti a nagyfrekvenciás zajt és a bőrhatás veszteségeket. A számítási folyamat során a kapcsolóüzemű tápegység transzformátor közös módusú induktivitásának impedanciáját általában minimális értékként adjuk meg az adott frekvenciaviszonyok mellett. A soros lineáris impedancia biztosítja a tipikusan szükséges zajcsillapítást. Valójában azonban a lineáris impedancia problémáját gyakran a legkönnyebb figyelmen kívül hagyni, ezért a tervezők gyakran 50 W-os lineáris impedancia-stabilizáló hálózati eszközt használnak a közös módusú induktorok tesztelésére, és ez fokozatosan standard módszerré vált a közös módusú induktorok teljesítményének tesztelésére. . A kapott eredmények azonban általában egészen eltérnek a valóságtól. Valójában a közös módusú induktor sarokfrekvenciája először -6 dB oktávonkénti csillapítást produkál (a sarokfrekvencia a közös módusú induktor által termelt -3 dB) a normál sarokfrekvencián. Ez a sarokfrekvencia általában nagyon alacsony, így az induktív reaktancia impedanciát tud biztosítani. Ezért az induktivitás kifejezhető ezzel a képlettel, nevezetesen: Ls=Xx/2πf. Van még egy probléma, amire a mérnököknek figyelniük kell, vagyis a közös módusú induktorok tervezésénél ügyelni kell a mag anyagára és a szükséges fordulatszámra. Először is nézzük meg a magtípus kiválasztását. Ha van adott induktivitástér, akkor ennek megfelelően választjuk ki a megfelelő magtípust. Ha nincs szabályozás, a magtípust általában tetszés szerint választják ki. A teljesítménytranszformátor magmodelljének meghatározása után a következő feladat a mag által feltekerhető maximális fordulatszám kiszámítása. Általánosságban elmondható, hogy egy közös módusú induktor két tekercsből áll, általában egyetlen rétegből, és mindegyik tekercs a mágneses mag mindkét oldalán van elosztva, és a két tekercset bizonyos távolságra el kell választani egymástól. Alkalmanként kétrétegű és halmozott tekercseket is használnak, de ez a gyakorlat növeli a tekercs elosztott kapacitását és csökkenti az induktivitás nagyfrekvenciás teljesítményét. Mivel a rézhuzal átmérőjét a lineáris áram nagysága határozza meg, a belső kerület kiszámítható úgy, hogy a mágneses mag belső kör sugarából kivonjuk a rézhuzal sugarát. Ezért a maximális fordulatszám a rézhuzal és a szigetelés átmérője és az egyes tekercsek által elfoglalt kerület alapján számítható ki.
