Overwegingen bij het ontwerp van de common-mode inductor van de schakelende voedingstransformator
Tijdens het ontwerpproces van de stroomtransformator moeten ingenieurs het ontwerp van de common-mode-inductor en de numerieke selectie strikt berekenen en voltooien, wat rechtstreeks verband houdt met de bedrijfsnauwkeurigheid van de schakelende voedingstransformator. In het artikel van vandaag zullen we het ontwerp van common-mode-inductoren van schakelende voedingstransformatoren kort analyseren om te zien aan welke problemen aandacht moet worden besteed tijdens het ontwerp- en berekeningsproces van common-mode-inductoren van vermogenstransformatoren. Bij het ontwerp en het productieproces van vermogenstransformatoren moeten ingenieurs common-mode-inductoren ontwerpen, waarvoor hoofdzakelijk drie basisparameters nodig zijn, namelijk ingangsstroom, impedantie en frequentie, en kernselectie. Laten we eerst naar de ingangsstroom kijken. Deze parameterwaarde bepaalt direct de draaddiameter die nodig is voor de wikkeling. Bij het berekenen en selecteren van de draaddiameter bedraagt de stroomdichtheid doorgaans 400 A/cm³, maar deze waarde moet veranderen naarmate de temperatuur van de inductor stijgt. Normaal gesproken worden de wikkelingen bediend met behulp van een enkele draad, waardoor hoogfrequente ruis en skin-effectverliezen worden verminderd. Tijdens het berekeningsproces wordt de impedantie van de common-mode-inductor van de schakelende voedingstransformator doorgaans gespecificeerd als de minimumwaarde onder de gegeven frequentieomstandigheden. Lineaire impedanties in serie zorgen voor de algemeen vereiste geluidsdemping. Maar in feite worden problemen met lineaire impedantie vaak het meest over het hoofd gezien. Daarom gebruiken ontwerpers vaak een 50W lineair impedantie-gestabiliseerd netwerkinstrument om common-mode-inductoren te testen, en het is geleidelijk een standaardmethode geworden voor het testen van de prestaties van common-mode-inductoren. Maar de verkregen resultaten zijn vaak heel anders dan de werkelijkheid. Wanneer de common-mode-inductor normaal is, zal de hoekfrequentie in feite eerst een frequentie produceren die de -6dB-verzwakking per octaaf verhoogt (de hoekfrequentie is -3dB geproduceerd door de common-mode-inductor). Deze hoekfrequentie is gewoonlijk laag, zodat de inductieve reactantie voor impedantie kan zorgen. Daarom kan de inductantie worden uitgedrukt met deze formule, namelijk: Ls=Xx/2πf. Er is nog een ander probleem waar ingenieurs op moeten letten, namelijk dat ze bij het ontwerpen van common-mode-inductoren aandacht moeten besteden aan het kernmateriaal en het vereiste aantal windingen. Laten we eerst eens kijken naar de selectie van het magnetische kernmodel. Als er een gespecificeerde inductieruimte is, zullen we het juiste magnetische kernmodel selecteren op basis van deze ruimte. Als er geen regeling is, wordt het magnetische kernmodel meestal naar believen geselecteerd. Na het bepalen van het kernmodel van de vermogenstransformator is de volgende stap het berekenen van het maximale aantal windingen dat de kern kan maken. Over het algemeen heeft een common-mode-inductor twee wikkelingen, meestal een enkele laag, en elke wikkeling is verdeeld over elke zijde van de kern. De twee wikkelingen moeten op een bepaalde afstand van elkaar gescheiden zijn. Dubbellaagse en gestapelde wikkelingen worden ook af en toe gebruikt, maar deze aanpak zal de verdeelde capaciteit van de wikkeling vergroten en de hoogfrequente prestaties van de inductor 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 binnenradius van de kern. Daarom kan het maximale aantal windingen worden berekend aan de hand van de diameter van de koperdraad plus isolatie en de omtrek die door elke wikkeling wordt ingenomen.
