Desain switching power transformer
Desain switching power transformer dibagi menjadi tiga aspek: mengurangi kerugian switching transformator sejauh mungkin; Minimalkan kebocoran transformator pensaklaran; Cobalah untuk menekan kebisingan audio dari trafo switching.
1. Kurangi kerugian dari switching transformer:
① Kerugian arus searah. Kerugian DC dari transformator switching disebabkan oleh hilangnya tembaga pada koil. Untuk meningkatkan efisiensi, kabel yang lebih tebal harus dipilih sejauh mungkin.
(2) kerugian AC. Kerugian AC dari switching transformator disebabkan oleh efek kulit dari arus frekuensi tinggi dan hilangnya inti magnet. Arus frekuensi tinggi selalu cenderung mengalir dari permukaan ketika melewati kawat, yang akan mengurangi area aliran efektif kawat dan membuat impedansi setara AC kawat jauh lebih tinggi daripada resistansi tembaga. Kapasitas penetrasi kawat oleh arus frekuensi tinggi berbanding terbalik dengan akar kuadrat dari frekuensi switching. Untuk mengurangi impedansi tembaga AC, jari-jari kabel tidak boleh melebihi 2 kali kedalaman yang dapat dicapai oleh arus frekuensi tinggi. Hilangnya inti magnetik dari switching transformer juga akan mengurangi efisiensi konversi daya.
2. Kurangi kebocoran trafo switching:
Dalam desain transformator pensaklaran harus mengurangi kebocoran seminimal mungkin, karena semakin besar kebocoran, semakin besar rentang tegangan puncak, semakin besar kerugian rangkaian klem saluran, yang pasti akan menyebabkan penurunan efisiensi daya. Untuk transformator pensaklaran yang memenuhi standar insulasi dan keselamatan, induktansi kebocoran harus 1%~3% dari induktansi primer saat sekunder terbuka. Akan sulit untuk mencapai di bawah 1 persen dalam proses manufaktur. Langkah-langkah berikut dapat diambil untuk mengurangi kebocoran:
(1) Kurangi jumlah belitan Np belitan primer;
② Menambah lebar belitan;
③ Tingkatkan rasio tinggi dan lebar belitan;
(4) Mengurangi lapisan isolasi antara belitan;
⑤ Tingkatkan tingkat kopling antar belitan.
Kebocoran dapat dikurangi secara efektif dengan memilih bentuk inti yang sesuai, mengurangi jumlah putaran primer dan meningkatkan rasio aspek. Induktansi kebocoran sebanding dengan kuadrat jumlah lilitan primer. Ukuran inti yang dipilih harus cukup besar sehingga belitan primer dapat digulung dalam dua atau kurang lapisan, yang meminimalkan kebocoran primer dan kapasitansi terdistribusi. Jangan gunakan inti magnet yang tebal, karena ukurannya yang besar, rasio tinggi dan lebar yang kecil, kebocoran tidak cocok untuk inti magnet tipe EE, ETD, EI, EC.
Triple insulated wire adalah kawat berinsulasi kinerja tinggi baru yang dikembangkan di dunia tahun ini, kawat ini memiliki tiga lapisan insulasi, bagian tengahnya adalah kawat inti. Lapisan insulasinya adalah film poliamida emas, disebut"film emas"luar negeri; Ketebalan total lapisan insulasi hanya 20 ~ 100um, tetapi dapat menahan pulsa tegangan tinggi ribuan volt. Kawat berinsulasi rangkap tiga cocok untuk teknologi mutakhir, bidang pertahanan nasional, untuk produksi belitan motor mini, belitan trafo frekuensi tinggi dari catu daya switching mini. Keuntungannya adalah kekuatan insulasi yang tinggi (setiap dua lapisan dapat menahan tegangan pengaman AC3000V), tidak perlu menambahkan lapisan penghalang untuk memastikan margin keamanan, dan tidak perlu membungkus lapisan pita insulasi di antara tahap; Kepadatan arus tinggi. Volume belitan transformator pensaklaran di dalamnya dapat dikurangi setengahnya dibandingkan dengan belitan pada kawat berenamel. Skema desain yang optimal dari switching transformer adalah dengan menggunakan kawat berenamel kekuatan tinggi biasa untuk melilitkan tahap primer dan umpan balik,
Dalam proses mengalihkan catu daya, kapasitansi terdistribusi dari belitan diisi dan dibuang berulang kali, dan energinya diserap. Kapasitansi terdistribusi tidak hanya akan mengurangi efisiensi catu daya switching, tetapi juga membentuk osilator LC dengan induktansi belitan terdistribusi untuk menghasilkan suara dering. Kapasitansi terdistribusi dari belitan primer memiliki pengaruh yang sangat signifikan. Untuk mengurangi kapasitansi terdistribusi, panjang kawat setiap belokan harus dikurangi sejauh mungkin, dan ujung awal belitan primer harus dihubungkan ke saluran pembuangan, dan bagian dari belitan primer harus digunakan untuk bermain peran pelindung, sehingga dapat mengurangi derajat kopling dari belitan yang berdekatan.
3. Menekan kebisingan audio dari trafo switching:
① Daya tarik antara inti magnet EE atau EI dapat membuat dua inti magnet bergeser. Daya tarik atau tolakan antara arus belitan juga dapat mengimbangi koil. Selain itu, inti magnetik EE atau EI dapat menyebabkan deformasi berkala saat mengalami getaran mekanis. Faktor-faktor di atas akan menyebabkan transformator switching mengeluarkan suara audio saat bekerja, dan frekuensi suara audio dari catu daya switching di bawah 10W adalah 10 ~ 20KHz. Untuk mencegah perpindahan relatif antara inti magnet, resin epoksi biasanya digunakan sebagai semen untuk mengikat tiga permukaan kontak (termasuk kolom tengah) dari dua inti magnet. Namun sambungan yang kaku ini tidak ideal, karena tidak meminimalkan kebisingan audio, dan karena terlalu banyak semen, inti magnet dapat dengan mudah putus akibat tekanan mekanis. Baru-baru ini, khusus"manik kaca"semen telah digunakan di luar negeri untuk mengikat EE, EI dan jenis inti ferit lainnya, dan efeknya sangat bagus. Perekat ini merupakan campuran manik-manik kaca dan perekat dengan perbandingan 1:9. Bisa sembuh setelah diletakkan di suhu lebih dari 100 derajat Celcius selama 1 jam.
② Untuk mencegah medan magnet bocor dari trafo switching mengganggu sirkuit yang berdekatan, lembaran tembaga dapat dililitkan di bagian luar trafo. Sabuk pelindung setara dengan cincin hubung singkat, yang dapat menghambat medan magnet bocor. Pita pelindung harus di-ground.
