Колкото по-висока е честотата на превключване на трансформатора, толкова по-малък е неговият обем. Това означава ли, че няма горна граница за честотата на превключване? И така, може ли обемът да бъде много малък?
Отговорът е отрицателен. В реалния работен процес честотата на високочестотните трансформатори се определя от множество фактори и може да бъде разделена на няколко аспекта:
1. Топология на веригата: flyback топология: Трансформаторите имат функции за съхранение и трансформация на енергия, с често използвана работна честота от 40-100kHz. Когато честотата е под 40kHz, обемът на желязната сърцевина е твърде голям, което води до по-голям обем на захранването; Когато честотата надвиши 100kHz, пиковете на напрежение, причинени от индуктивност на утечка, могат да повредят превключващия транзистор.
Топология „напред“: Обичайният диапазон е 60-150 kHz, но изисква балансиране на загубите в магнитното ядро и загубите в превключвателя. Топология „двупосочно/полумостово/пълномостово“: Симетрично задвижвано от превключвател двупосочно намагнитено магнитно ядро, по-висока ефективност, поддържа по-високи честоти, вариращи от стотици kHz до MHz, но изисква по-сложен дизайн на управлението и разсейване на топлината.
2. Характеристиките на материалите на магнитните сърцевини включват загуби от магнитен хистерезис и загуби от вихрови токове. В определен диапазон загубите в магнитната сърцевина се увеличават с увеличаване на честотата. Следователно, различните материали на магнитните сърцевини трябва да имат различни честотни диапазони, за да се осигурят относително по-ниски загуби в магнитната сърцевина. Например, манганово-цинковият ферит е подходящ за използване при честоти от 10 до 300 kHz, докато никелово-цинковият ферит е подходящ за използване при честоти над 1 MHz.
Второ, с увеличаване на честотата, максималната интензивност на магнитната индукция трябва да се намали, за да се избегне насищане на магнитното ядро. Например, интензитетът на магнитната индукция на DMR40 е 0,38T, а при проектиране за честота 100KHz обикновено се приема стойност от около 0,2T.
3. Скорост на превключване на захранващи устройства. MOS транзисторът принадлежи към еднополярните устройства, с време за включване и изключване в наносекунди. Теоретичната работна честота може да достигне MHz, а действителната максимална работна честота е няколкостотин KHz. IGBT принадлежи към биполярните устройства, с относително дълго време за изключване и максимална работна честота обикновено между 40~50 KHz.
4. Увеличаването на ефективността и честотата на разсейване на топлината води до увеличаване на загубите в превключвателите и задвижванията, което води до намаляване на общата ефективност и увеличаване на генерирането на топлина. За да се гарантира, че температурата на продукта е в нормални граници, са необходими повече мерки за справяне с разсейването на топлината.
5. При високи честоти цената се увеличава поради увеличените загуби в превключвателите, което изисква повече мерки за справяне с разсейването на топлината, което води до увеличаване на разходите. Второ, кондензаторите и индукторите често претърпяват влошаване на производителността при високи честоти и е необходимо да избираме устройства, подходящи за по-високи честоти, което увеличава разходите. В практическото проектиране разходите са ограничени, което често определя горната граница на работната честота.
6. Характеристики на чипа: PWM управляващите чипове често имат изисквания за горна граница на честотата, за да реагират на динамични промени в натоварването. Това също така определя, че честотата на превключване на трансформатора е в определен диапазон.
Време на публикуване: 06.08.2025 г.
