Što je veća frekvencija preklapanja transformatora, to je njegov volumen manji. Dakle, znači li to da ne postoji gornja granica frekvencije preklapanja? Dakle, može li volumen biti vrlo malen?
Odgovor je negativan. U stvarnom radnom procesu, frekvencija visokofrekventnih transformatora određena je višestrukim čimbenicima i može se podijeliti na nekoliko aspekata:
1. Topologija kruga flyback topologija: Transformatori imaju funkcije pohrane i transformacije energije, s uobičajeno korištenom radnom frekvencijom od 40-100 kHz. Kada je frekvencija ispod 40 kHz, volumen željezne jezgre je prevelik, što rezultira većim volumenom napajanja; Kada frekvencija prelazi 100 kHz, naponski skokovi uzrokovani induktivitetom curenja mogu oštetiti sklopni tranzistor.
Topologija usmjerenja prema naprijed: Uobičajeni raspon je 60-150 kHz, ali zahtijeva uravnoteženje gubitaka magnetske jezgre i gubitaka u prekidaču. Topologija push-pull/polumost/puni most: Simetrična dvosmjerna magnetizirana magnetska jezgra s prekidačem, veća učinkovitost, podržava više frekvencije u rasponu od stotina kHz do MHz, ali zahtijeva složeniji dizajn upravljanja i odvođenje topline.
2. Karakteristike materijala magnetske jezgre uključuju gubitak magnetske histereze i gubitak vrtložnih struja. Unutar određenog raspona, gubitak magnetske jezgre raste s porastom frekvencije. Stoga bi različiti materijali magnetske jezgre trebali imati različite frekvencijske raspone korištenja kako bi se osigurali relativno niži gubici magnetske jezgre. Na primjer, mangan-cinkov ferit prikladan je za upotrebu na frekvencijama u rasponu od 10 do 300 kHz, dok je nikal-cinkov ferit prikladan za upotrebu na frekvencijama iznad 1 MHz.
Drugo, kako se frekvencija povećava, maksimalni intenzitet magnetske indukcije treba smanjiti kako bi se izbjeglo zasićenje magnetske jezgre. Na primjer, intenzitet magnetske indukcije DMR40 iznosi 0,38 T, a pri projektiranju na frekvenciji od 100 kHz obično uzimamo vrijednost od oko 0,2 T.
3. Brzina preklapanja uređaja za napajanje MOS tranzistor pripada unipolarnim uređajima, s vremenom uključivanja i isključivanja u nanosekundama. Teoretska radna frekvencija može doseći MHz, a stvarna maksimalna radna frekvencija je nekoliko stotina KHz. IGBT pripada bipolarnim uređajima, s relativno dugim vremenom isključivanja i maksimalnom radnom frekvencijom obično između 40~50 KHz.
4. Povećanje učinkovitosti i učestalosti odvođenja topline dovodi do povećanja gubitaka u prekidačima i pogonima, što rezultira smanjenjem ukupne učinkovitosti i povećanjem stvaranja topline. Kako bismo osigurali da je temperatura proizvoda unutar normalnog raspona, potrebne su dodatne mjere za rješavanje problema odvođenja topline.
5. Na visokim frekvencijama, trošak se povećava zbog povećanih gubitaka u prekidaču, što zahtijeva više mjera za upravljanje odvođenjem topline, što dovodi do povećanja troškova. Drugo, kondenzatori i induktiviteti često doživljavaju degradaciju performansi na visokim frekvencijama, te moramo odabrati uređaje koji su prikladni za više frekvencije, što povećava troškove. U praktičnom dizajnu, troškovi su ograničeni, što često određuje gornju granicu radne frekvencije.
6. Karakteristike čipa: PWM kontrolni čipovi često imaju zahtjeve za gornju granicu frekvencije kako bi reagirali na dinamičke promjene opterećenja. To također određuje da je frekvencija preklapanja transformatora unutar određenog raspona.
Vrijeme objave: 06.08.2025.
