Jo augstāka ir transformatora pārslēgšanās frekvence, jo mazāks tā tilpums. Tātad, vai tas nozīmē, ka pārslēgšanās frekvencei nav augšējās robežas? Tātad, vai tilpums var būt ļoti mazs?
Atbilde ir negatīva. Faktiskajā darba procesā augstfrekvences transformatoru frekvenci nosaka vairāki faktori, un to var iedalīt vairākos aspektos:
1. Ķēdes topoloģijas atgriezeniskā topoloģija: Transformatoriem ir enerģijas uzkrāšanas un pārveidošanas funkcijas, un to parasti izmanto darba frekvenci 40–100 kHz. Ja frekvence ir zem 40 kHz, dzelzs kodola tilpums ir pārāk liels, kā rezultātā palielinās barošanas avota tilpums; ja frekvence pārsniedz 100 kHz, sprieguma lēcieni noplūdes induktivitātes dēļ var sabojāt komutācijas tranzistoru.
Tiešā topoloģija: izplatītākais diapazons ir 60–150 kHz, taču tas prasa līdzsvarot magnētiskā kodola zudumus un slēdža zudumus. Pusvirziena/pustilta/pilnā tilta topoloģija: simetrisks slēdža vadīts divvirzienu magnetizēts magnētiskais kodols, augstāka efektivitāte, atbalsta augstākas frekvences diapazonā no simtiem kHz līdz MHz, taču tam nepieciešama sarežģītāka vadības konstrukcija un siltuma izkliede.
2. Magnētisko serdeņu materiālu raksturlielumi ietver magnētiskās histerēzes zudumus un virpuļstrāvas zudumus. Noteiktā diapazonā magnētiskās serdes zudumi palielinās, palielinoties frekvencei. Tāpēc dažādiem magnētiskās serdes materiāliem jābūt ar atšķirīgiem frekvenču izmantošanas diapazoniem, lai nodrošinātu relatīvi zemākus magnētiskās serdes zudumus. Piemēram, mangāna cinka ferīts ir piemērots lietošanai frekvencēs no 10 līdz 300 kHz, bet niķeļa cinka ferīts ir piemērots lietošanai frekvencēs virs 1 MHz.
Otrkārt, palielinoties frekvencei, ir jāsamazina maksimālā magnētiskās indukcijas intensitāte, lai izvairītos no magnētiskā kodola piesātinājuma. Piemēram, DMR40 magnētiskās indukcijas intensitāte ir 0,38 T, un, projektējot 100 kHz frekvencē, mēs parasti ņemam vērtību aptuveni 0,2 T.
3. Jaudas ierīces komutācijas ātruma MOS tranzistors pieder pie vienpolārām ierīcēm, kuru ieslēgšanās un izslēgšanās laiks ir nanosekundēs. Teorētiskā darba frekvence var sasniegt MHz, bet faktiskā maksimālā darba frekvence ir vairāki simti kHz. IGBT pieder pie bipolārām ierīcēm, kurām ir relatīvi ilgs izslēgšanās laiks un maksimālā darba frekvence parasti ir no 40 līdz 50 kHz.
4. Efektivitātes un siltuma izkliedes frekvences palielināšanās noved pie slēdžu un piedziņas zudumu palielināšanās, kā rezultātā samazinās kopējā efektivitāte un palielinās siltuma ražošana. Lai nodrošinātu, ka produkta temperatūra ir normālā diapazonā, ir jāveic papildu pasākumi siltuma izkliedes novēršanai.
5. Augstās frekvencēs izmaksas palielinās, jo palielinās slēdžu zudumi, kas prasa vairāk pasākumu siltuma izkliedes pārvaldībai, kā rezultātā palielinās izmaksas. Otrkārt, kondensatoriem un induktoriem augstās frekvencēs bieži pasliktinās veiktspēja, un mums jāizvēlas ierīces, kas ir piemērotas augstākām frekvencēm, kas palielina izmaksas. Praktiskajā projektēšanā izmaksas ir ierobežotas, kas bieži vien nosaka darba frekvences augšējo robežu.
6. Mikroshēmas raksturlielumi: PWM vadības mikroshēmām bieži ir frekvences augšējās robežas prasības, lai reaģētu uz dinamiskām slodzes izmaiņām. Tas arī nosaka, ka transformatora pārslēgšanās frekvence ir noteiktā diapazonā.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 6. augusts
