Entwurfsüberlegungen für Gleichtaktinduktivitäten von Schaltnetzteiltransformatoren
Während des Entwurfsprozesses des Leistungstransformators müssen Ingenieure das Design der Gleichtaktinduktivität und die Wertauswahl genau berechnen und vervollständigen, was in direktem Zusammenhang mit der Betriebsgenauigkeit des Schaltleistungstransformators steht. Im heutigen Artikel werden wir kurz den Aufbau der Gleichtaktinduktivität des Schaltnetzteiltransformators analysieren und sehen, auf welche Probleme bei der Auslegung und Berechnung der Gleichtaktinduktivität des Leistungstransformators geachtet werden sollte. Im Entwurfs- und Produktionsprozess von Leistungstransformatoren müssen Ingenieure Gleichtaktinduktivitäten entwerfen. Es sind drei grundlegende Parameter erforderlich, nämlich Eingangsstrom, Impedanz und Frequenz sowie Kernauswahl. Schauen wir uns zunächst den Eingangsstrom an. Dieser Parameterwert bestimmt direkt den für die Wicklung erforderlichen Drahtdurchmesser. Bei der Berechnung und Auswahl des Drahtdurchmessers beträgt die Stromdichte üblicherweise 400 A/cm³, dieser Wert muss sich jedoch mit der Temperaturerhöhung des Induktors ändern. Typischerweise werden die Wicklungen mit einem einzigen Draht betrieben, was Hochfrequenzrauschen und Skineffektverluste reduziert. Bei der Berechnung wird im Allgemeinen die Impedanz der Gleichtaktinduktivität des Schaltnetzteiltransformators als Minimalwert unter den gegebenen Frequenzbedingungen angegeben. Eine lineare Serienimpedanz sorgt für die typischerweise erforderliche Rauschdämpfung. Tatsächlich lässt sich das Problem der linearen Impedanz jedoch oft am leichtesten übersehen. Daher verwenden Entwickler häufig ein 50-W-Netzwerkinstrument zur linearen Impedanzstabilisierung, um Gleichtaktinduktivitäten zu testen, und es hat sich nach und nach zu einer Standardmethode zum Testen der Leistung von Gleichtaktinduktivitäten entwickelt . Allerdings weichen die erzielten Ergebnisse meist deutlich von der Realität ab. Tatsächlich erzeugt die Eckfrequenz der Gleichtaktinduktivität zunächst eine Dämpfung von -6dB pro Oktave (die von der Gleichtaktinduktivität erzeugte Eckfrequenz beträgt -3dB) bei der normalen Eckfrequenz. Diese Eckfrequenz ist normalerweise sehr niedrig, sodass die induktive Reaktanz für Impedanz sorgen kann. Daher kann die Induktivität durch diese Formel ausgedrückt werden, nämlich: Ls=Xx/2πf. Es gibt ein weiteres Problem, auf das Ingenieure achten müssen: Beim Entwurf von Gleichtaktinduktoren müssen sie auf das Kernmaterial und die Anzahl der erforderlichen Windungen achten. Schauen wir uns zunächst die Auswahl des Kerntyps an. Wenn ein bestimmter Induktivitätsraum vorhanden ist, wählen wir entsprechend diesem Raum den geeigneten Kerntyp aus. Liegt keine Regelung vor, wird der Kerntyp in der Regel frei gewählt. Nach der Bestimmung des Kernmodells des Leistungstransformators besteht die nächste Aufgabe darin, die maximale Windungszahl zu berechnen, die der Kern wickeln kann. Im Allgemeinen hat ein Gleichtaktinduktor zwei Wicklungen, normalerweise eine einzelne Schicht, und jede Wicklung ist auf jeder Seite des Magnetkerns verteilt, und die beiden Wicklungen müssen durch einen bestimmten Abstand voneinander getrennt sein. Gelegentlich werden auch doppelschichtige und gestapelte Wicklungen verwendet, aber diese Vorgehensweise erhöht die verteilte Kapazität der Wicklung und verringert die Hochfrequenzleistung der Induktivität. Da der Durchmesser des Kupferdrahts durch die Stärke des linearen Stroms bestimmt wurde, kann der Innenumfang berechnet werden, indem der Radius des Kupferdrahts vom Innenkreisradius des Magnetkerns abgezogen wird. Daher kann die maximale Windungszahl anhand des Durchmessers des Kupferdrahts plus Isolierung und des von jeder Wicklung eingenommenen Umfangs berechnet werden.
