O design do transformador de potência de comutação
O projeto do transformador de potência de comutação é dividido em três aspectos: reduzir a perda do transformador de comutação tanto quanto possível; Minimize o vazamento do transformador de comutação; Tente suprimir o ruído de áudio do transformador de comutação.
1. Reduza a perda do transformador de comutação:
① Perda de corrente contínua. A perda DC do transformador de comutação é causada pela perda de cobre da bobina. A fim de melhorar a eficiência, fios mais grossos devem ser selecionados tanto quanto possível.
(2) Perda de CA. A perda CA do transformador de comutação é causada pelo efeito de pele da corrente de alta frequência e pela perda do núcleo magnético. A corrente de alta frequência sempre tende a fluir da superfície ao passar pelo fio, o que reduzirá a área de fluxo efetiva do fio e tornará a impedância CA equivalente do fio muito maior do que a resistência do cobre. A capacidade de penetração do fio pela corrente de alta frequência é inversamente proporcional à raiz quadrada da frequência de comutação. Para reduzir a impedância do cobre CA, o raio do fio não deve exceder 2 vezes a profundidade que a corrente de alta frequência pode atingir. A perda do núcleo magnético do transformador de comutação também reduzirá a eficiência da conversão de energia.
2. Reduza o vazamento do transformador de comutação:
No projeto do transformador de comutação deve reduzir o vazamento ao mínimo, porque quanto maior o vazamento, maior a faixa de tensão de pico, maior a perda do circuito de braçadeira de dreno, o que inevitavelmente levará à redução da eficiência de energia. Para um transformador de comutação que atenda aos padrões de isolação e segurança, a indutância de fuga deve ser de 1% a 3% da indutância primária quando o secundário estiver aberto. Será difícil atingir menos de 1 por cento no processo de fabricação. As seguintes medidas podem ser tomadas para reduzir o vazamento:
(1) Reduzir o número de voltas Np do enrolamento primário;
② Aumente a largura do enrolamento;
③ Aumente a proporção de altura e largura do enrolamento;
(4) Reduza a camada de isolamento entre os enrolamentos;
⑤ Aumente o grau de acoplamento entre os enrolamentos.
O vazamento pode ser efetivamente reduzido selecionando o formato apropriado do núcleo, reduzindo o número de voltas primárias e aumentando a proporção. A indutância de fuga é proporcional ao quadrado do número de voltas primárias. O tamanho do núcleo escolhido deve ser grande o suficiente para que o enrolamento primário possa ser enrolado em duas ou menos camadas, o que minimiza o vazamento primário e a capacitância distribuída. Não use o núcleo magnético robusto, devido ao seu tamanho grande, pequena proporção de altura para largura, vazamento não é adequado para núcleo magnético tipo EE, ETD, EI, EC.
O fio com isolamento triplo é um novo fio isolado de alto desempenho desenvolvido no mundo este ano, este fio tem três camadas de isolamento, o meio é o fio central. Sua camada isolante é de filme de poliamida dourado, denominado"filme de ouro"fora do país; A espessura total da camada de isolamento é de apenas 20~100um, mas pode suportar o pulso de alta tensão de milhares de volts. O fio com isolamento triplo é adequado para a tecnologia de ponta, campo de defesa nacional, para a produção de enrolamento de motor em miniatura, enrolamento de transformador de alta frequência de fonte de alimentação de comutação miniaturizada. Suas vantagens são alta resistência de isolamento (quaisquer duas camadas podem suportar tensão de segurança AC3000V), não precisa adicionar uma camada de barreira para garantir a margem de segurança e não precisa envolver a camada de fita isolante entre os estágios; Alta densidade de corrente. O volume dos transformadores de comutação enrolados nele pode ser reduzido pela metade em comparação com aquele enrolado em fio esmaltado. Um esquema de projeto ideal de transformador de comutação é usar fio esmaltado comum de alta resistência para enrolar os estágios primário e de realimentação,
No processo de comutação da fonte de alimentação, a capacitância distribuída do enrolamento é carregada e descarregada repetidamente e sua energia é absorvida. A capacitância distribuída não apenas reduzirá a eficiência da fonte de alimentação de comutação, mas também formará um oscilador LC com indutância distribuída de enrolamento para produzir ruído de toque. A capacitância distribuída do enrolamento primário tem uma influência particularmente significativa. Para reduzir a capacitância distribuída, o comprimento do fio de cada volta deve ser reduzido o máximo possível, e a extremidade inicial do enrolamento primário deve ser conectada ao dreno, e uma parte do enrolamento primário deve ser usada para reproduzir um papel de blindagem, de modo a reduzir o grau de acoplamento do enrolamento adjacente.
3. Suprima o ruído de áudio do transformador de comutação:
① A atração entre os núcleos magnéticos EE ou EI pode fazer com que os dois núcleos magnéticos se desloquem. A atração ou repulsão entre as correntes do enrolamento também pode compensar a bobina. Além disso, o núcleo magnético EE ou EI pode causar deformações periódicas quando submetido a vibração mecânica. Os fatores acima farão com que o transformador de comutação emita ruído de áudio durante o trabalho, e a frequência do ruído de áudio da fonte de alimentação de comutação abaixo de 10W é de 10 a 20KHz. A fim de evitar o deslocamento relativo entre os núcleos magnéticos, a resina epóxi é geralmente usada como cimento para unir as três superfícies de contato (incluindo a coluna central) de dois núcleos magnéticos. Mas essa conexão rígida não é ideal, porque não minimiza o ruído de áudio e, como há muito cimento, o núcleo magnético pode quebrar facilmente sob estresse mecânico. Recentemente, um especial"conta de vidro"o cimento tem sido usado no exterior para unir EE, EI e outros tipos de núcleo de ferrite, e o efeito é muito bom. Este adesivo é uma mistura de esferas de vidro e adesivo na proporção de 1:9. Pode ser curado após ser colocado em uma temperatura de mais de 100 graus Celsius por 1 hora.
② Para evitar que o campo magnético de fuga do transformador de comutação interfira no circuito adjacente, uma folha de cobre pode ser enrolada na parte externa do transformador. A cinta de blindagem é equivalente a um anel de curto-circuito, que pode inibir o campo magnético de vazamento. A fita blindada deve ser aterrada.
