Das Design des Schaltleistungstransformators
Das Design des Schalttransformators ist in drei Aspekte unterteilt: Reduzieren Sie den Verlust des Schalttransformators so weit wie möglich; Leckage des Schalttransformators minimieren; Versuchen Sie, das Audiorauschen des Schalttransformators zu unterdrücken.
1. Reduzieren Sie den Verlust des Schalttransformators:
① Gleichstromverlust. Der Gleichstromverlust des Schalttransformators wird durch den Kupferverlust der Spule verursacht. Zur Verbesserung des Wirkungsgrades sollten möglichst dickere Drähte gewählt werden.
(2) AC-Verlust. Der Wechselstromverlust des Schalttransformators wird durch den Skin-Effekt des Hochfrequenzstroms und den Verlust des Magnetkerns verursacht. Hochfrequenzstrom neigt immer dazu, von der Oberfläche zu fließen, wenn er durch den Draht fließt, was den effektiven Flussbereich des Drahts verringert und die äquivalente AC-Impedanz des Drahts viel höher macht als den Kupferwiderstand. Die Durchdringungskapazität des Drahtes durch den Hochfrequenzstrom ist umgekehrt proportional zur Quadratwurzel der Schaltfrequenz. Um die AC-Kupferimpedanz zu reduzieren, sollte der Radius des Drahtes das Zweifache der Tiefe, die der Hochfrequenzstrom erreichen kann, nicht überschreiten. Der magnetische Kernverlust des Schalttransformators verringert auch die Leistungsumwandlungseffizienz.
2. Reduzieren Sie die Leckage des Schalttransformators:
Bei der Konstruktion des Schalttransformators muss der Leckstrom auf ein Minimum reduziert werden, denn je größer der Leckstrom, desto größer der Spitzenspannungsbereich, desto größer der Drain-Clamp-Schaltungsverlust, was unweigerlich zu einer Verringerung der Energieeffizienz führt. Bei einem Schalttransformator, der die Isolations- und Sicherheitsstandards erfüllt, sollte die Streuinduktivität 1 % bis 3 % der Primärinduktivität betragen, wenn die Sekundärseite offen ist. Es wird schwierig sein, im Herstellungsprozess weniger als 1 Prozent zu erreichen. Zur Verringerung der Leckage können folgende Maßnahmen ergriffen werden:
(1) Reduzieren Sie die Windungszahl Np der Primärwicklung;
② Erhöhen Sie die Wickelbreite;
③ Erhöhen Sie das Höhen- und Breitenverhältnis der Wicklung;
(4) Reduzieren Sie die Isolationsschicht zwischen den Wicklungen;
⑤ Erhöhen Sie den Kopplungsgrad zwischen den Wicklungen.
Die Leckage kann effektiv reduziert werden, indem die geeignete Kernform ausgewählt, die Anzahl der Primärwindungen reduziert und das Aspektverhältnis erhöht wird. Die Streuinduktivität ist proportional zum Quadrat der Anzahl der Primärwindungen. Die gewählte Kerngröße sollte groß genug sein, dass die Primärwicklung in zwei oder weniger Schichten gewickelt werden kann, wodurch der Primärverlust und die verteilte Kapazität minimiert werden. Verwenden Sie keinen klobigen Magnetkern, da dieser aufgrund seiner Größe und des geringen Verhältnisses von Höhe zu Breite nicht für Magnetkerne vom Typ EE, ETD, EI und EC geeignet ist.
Dreifach isolierter Draht ist ein neuer hochleistungsisolierter Draht, der in diesem Jahr weltweit entwickelt wurde. Dieser Draht hat drei Isolationsschichten, die Mitte ist der Kerndraht. Seine Isolationsschicht ist goldene Polyamidfolie, genannt"goldener Film"im Ausland; Die Gesamtdicke der Isolierschicht beträgt nur 20 bis 100 µm, kann jedoch einer Impulshochspannung von Tausenden von Volt standhalten. Dreifach isolierter Draht eignet sich für die Spitzentechnologie im Bereich der nationalen Verteidigung, für die Herstellung von Miniaturmotorwicklungen, Hochfrequenztransformatorwicklungen von miniaturisierten Schaltnetzteilen. Seine Vorteile sind eine hohe Isolationsfestigkeit (zwei beliebige Schichten können einer Sicherheitsspannung von AC3000 V standhalten), es muss keine Sperrschicht hinzugefügt werden, um den Sicherheitsspielraum zu gewährleisten, und es muss keine Isolierbandschicht zwischen den Stufen gewickelt werden. Hohe Stromdichte. Das Volumen der darin gewickelten Schalttransformatoren kann im Vergleich zu dem in Lackdraht gewickelten um die Hälfte reduziert werden. Ein optimales Konstruktionsschema für Schalttransformatoren besteht darin, gewöhnlichen hochfesten Lackdraht zu verwenden, um die Primär- und Rückkopplungsstufen zu wickeln.
Beim Schalten der Stromversorgung wird die verteilte Kapazität der Wicklung wiederholt geladen und entladen, und ihre Energie wird absorbiert. Verteilte Kapazität verringert nicht nur die Effizienz des Schaltnetzteils, sondern bildet auch einen LC-Oszillator mit verteilter Wicklungsinduktivität, um Klingelgeräusche zu erzeugen. Einen besonders großen Einfluss hat die verteilte Kapazität der Primärwicklung. Um die verteilte Kapazität zu reduzieren, sollte die Drahtlänge jeder Windung so weit wie möglich reduziert werden, und das Anfangsende der Primärwicklung sollte mit dem Drain verbunden werden, und ein Teil der Primärwicklung sollte zum Spielen verwendet werden eine Abschirmrolle, um den Kopplungsgrad der benachbarten Wicklung zu reduzieren.
3. Unterdrücken Sie das Audiorauschen des Schalttransformators:
① Die Anziehung zwischen EE- oder EI-Magnetkernen kann dazu führen, dass sich die beiden Magnetkerne verschieben. Die Anziehung oder Abstoßung zwischen Wicklungsströmen kann die Spule auch versetzen. Darüber hinaus kann ein EE- oder EI-Magnetkern eine periodische Verformung verursachen, wenn er mechanischen Vibrationen ausgesetzt wird. Die oben genannten Faktoren führen dazu, dass der Schalttransformator beim Arbeiten Audiogeräusche abgibt, und die Audiorauschfrequenz des Schaltnetzteils unter 10 W beträgt 10 bis 20 kHz. Um die relative Verschiebung zwischen Magnetkernen zu verhindern, wird üblicherweise Epoxidharz als Kitt verwendet, um die drei Kontaktflächen (einschließlich der Mittelsäule) von zwei Magnetkernen zu verbinden. Aber diese starre Verbindung ist nicht ideal, da sie das Audiorauschen nicht minimiert und weil zu viel Kitt vorhanden ist, kann der Magnetkern bei mechanischer Belastung leicht brechen. Kürzlich ein besonderes"Glasperlen"Zement wurde im Ausland verwendet, um EE-, EI- und andere Arten von Ferritkernen zu verbinden, und die Wirkung ist sehr gut. Dieser Kleber ist eine Mischung aus Glasperlen und Kleber im Verhältnis 1:9. Es kann ausgehärtet werden, nachdem es 1 Stunde lang einer Temperatur von mehr als 100 Grad Celsius ausgesetzt wurde.
② Um zu verhindern, dass das magnetische Streufeld des Schalttransformators den angrenzenden Stromkreis stört, kann ein Kupferblech um die Außenseite des Transformators gewickelt werden. Das Abschirmband entspricht einem Kurzschlussring, der das Streumagnetfeld hemmen kann. Das Abschirmband sollte geerdet werden.
