Ontwerpoverwegingen voor common-mode-inductie van schakelende vermogenstransformator
In het ontwerpproces van vermogenstransformatoren moeten ingenieurs het common-mode-inductantieontwerp en de numerieke selectie strikt berekenen en voltooien, wat rechtstreeks van invloed is op de operationele nauwkeurigheid van schakelende vermogenstransformatoren. In het artikel van vandaag zullen we een korte analyse uitvoeren van het common-mode-inductantieontwerp van schakelende vermogenstransformatoren, en bekijken aan welke kwesties aandacht moet worden besteed bij het ontwerp- en berekeningsproces van de common-mode-inductantie van vermogenstransformatoren. Bij het ontwerp- en productieproces van vermogenstransformatoren moeten ingenieurs common-mode-inductoren ontwerpen, waarvoor hoofdzakelijk drie basisparameters nodig zijn: ingangsstroom, impedantie en frequentie, en selectie van de magnetische kern. Laten we eerst eens kijken naar de ingangsstroom. Deze parameterwaarde bepaalt direct de benodigde draaddiameter voor de wikkeling. Bij het berekenen en selecteren van de draaddiameter wordt doorgaans uitgegaan van een stroomdichtheid van 400 A/cm³, maar deze waarde moet variëren met de temperatuurstijging van de inductantie.
Meestal wordt de wikkeling bediend met een enkele draad, wat hoogfrequente ruis en skin-effectverliezen kan verminderen. Bij het berekeningsproces wordt de impedantie van de common-mode-inductantie van de schakelende voedingstransformator doorgaans gespecificeerd als een kleine waarde bij de gegeven frequentieomstandigheden. De lineaire impedantie in serie kan voor de algemeen vereiste geluidsdemping zorgen. In werkelijkheid wordt de kwestie van lineaire impedantie echter vaak over het hoofd gezien, dus gebruiken ontwerpers vaak een 50W lineaire impedantie-stabiel netwerkinstrument om common-mode-inductoren te testen, en worden ze geleidelijk een standaardmethode voor het testen van de prestaties van common-mode-inductoren. Maar de verkregen resultaten verschillen meestal aanzienlijk van de werkelijke situatie. In feite zal de common-mode-inductantie eerst een frequentie van -6dB-verzwakking per octaafverhoging van de hoekfrequentie produceren tijdens normaal bedrijf (de hoekfrequentie is -3dB geproduceerd door de common-mode-inductantie). Deze hoekfrequentie is meestal erg laag, zodat de inductantie voor impedantie kan zorgen.
Daarom kan de inductantie worden uitgedrukt met behulp van deze formule, dwz Ls=Xx/2 π f. Er is nog een ander probleem waar ingenieurs hier aandacht aan moeten besteden, namelijk aandacht besteden aan het materiaal van de magnetische kern en het vereiste aantal windingen bij het ontwerpen van een common-mode-inductor. Laten we eerst eens kijken naar de selectie van magnetische kernmodellen. Als er op dit moment een gespecificeerde inductieruimte is, zullen we op basis van deze ruimte het juiste magnetische kernmodel selecteren. Als er geen regelgeving is, is de selectie van magnetische kernmodellen meestal willekeurig.
Na het bepalen van het magnetische kernmodel van de vermogenstransformator, is de volgende taak het berekenen van het aantal grote windingen dat de magnetische kern kan winden. Over het algemeen heeft een common-mode-inductor twee wikkelingen, meestal een enkele laag, en elke wikkeling is verdeeld over elke zijde van de magnetische kern, met een bepaalde afstand tussen de twee wikkelingen. Dubbellaagse en gestapelde wikkelingen worden ook af en toe gebruikt, maar deze aanpak kan de verdeelde capaciteit van de wikkeling verbeteren en de hoogfrequente prestaties van de inductantie verminderen. Omdat de diameter van de koperdraad wordt bepaald door de grootte van de lineaire stroom, kan de binnenomtrek worden berekend door de straal van de koperdraad af te trekken van de binnenstraal van de magnetische kern. Daarom kan voor grotere spoelen de diameter van de koperdraad met isolatie en de omtrek van elke wikkeling worden berekend.
