หม้อแปลงแม่เหล็กเฟอร์ไรท์; คู่มือที่มีอํานาจสําหรับความรู้พื้นฐาน

หม้อแปลงไฟฟ้าส่วนใหญ่มีขดลวดรองและหลักเป็นคุณสมบัติพื้นฐาน ในเวลาอื่นๆอาจมีขดลวดที่สาม ดังนั้นควรมีโซ่แม่เหล็กที่มีประสิทธิภาพระหว่างขดลวดเพื่อขับเคลื่อนหม้อแปลง ดังนั้นจึงมีการเพิ่มวงจรแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความต้านทานต่ําเพื่อให้แน่ใจว่าโซ่แม่เหล็กทํางานได้ดี เส้นทางแม่เหล็กคือสิ่งที่เราเรียกว่าแกนหลัก

ตอนนี้แกนแม่เหล็กทําจากวัสดุต่างๆเช่นเฟอร์ไรท์เหล็กซิลิคอนและอื่นๆ บทความนี้จะมุ่งเน้นไปที่แกนเฟอร์ไรท์และอธิบายถึงประเภทข้อดีและการประยุกต์ใช้ที่แตกต่างกัน นอกจากนี้เราอาจให้ความรู้เพิ่มเติมที่อาจมีความสําคัญต่อคุณ

หม้อแปลงแม่เหล็กเฟอร์ไรท์คืออะไร?

บ่อยครั้งที่แกนแม่เหล็กเฟอร์ไรท์มีส่วนผสมของแมงกานีสสังกะสีแมงกานีสและเหล็กออกไซด์ เนื่องจากสารประกอบเหล่านี้มีแรงดึงดูดต่ําจึงเป็นเฟอร์ไรท์อ่อน ชนิดของแกนเฟอร์ไรท์ประกอบด้วยเปลือก,แหวน,ทรงกระบอกและแกนปิด

(วงแหวนหรือตัวเหนี่ยวนําทรงกระบอกที่แกนแม่เหล็ก)

เมื่อเทียบกับหม้อแปลงหลักเหล็กหม้อแปลงแม่เหล็กเฟอร์ไรท์มักมีความต้องการที่สูงขึ้น หม้อแปลงเฟอร์ไรท์มีข้อดีหลายประการรวมถึงความต้านทานต่อกระแสไฟฟ้าสูงการสูญเสียการหยุดชะงักของแม่เหล็กต่ําและการไม่ลามิเนต

ในทางกลับกันหม้อแปลงแกนเหล็กต้องซ้อนกันเพื่อให้ได้โหมดการสูญเสียกระแสน้ําวนต่ํา นอกจากนี้เนื่องจากคุณไม่สามารถซ้อนได้บางลงพวกเขามักจะไม่ถูกต้องในความถี่ที่สูงขึ้น

2ชนิดและข้อดีของหม้อแปลงแม่เหล็กเฟอร์ไรท์

ชนิด

ตารางต่อไปนี้แสดงประเภทหลักของหม้อแปลงแม่เหล็กเฟอร์ไรท์

สังกะสี

นอกเหนือจากความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กที่สูงขึ้นของMnZnแล้วยังมีความอิ่มตัวสูงกว่าเฟอร์ไรท์นิกเกิลสังกะสี ดังนั้นจึงเหมาะสําหรับแอพพลิเคชันที่มีความถี่ในการทํางานต่ํากว่า5 MHz นอกจากนี้อิมพีแดนซ์ของเคอร์เนลยังทํางานได้กับตัวเหนี่ยวนําที่ความเร็วสูงถึง70 MHz

โลหะผสมแมกนีเซียม-สังกะสี

เมื่อเทียบกับMnZn NiZnมีความต้านทานสูงกว่า ดังนั้นคุณจึงจะใช้มันเป็นหลักในแอพพลิเคชันที่ต้องใช้ช่วงความถี่ตั้งแต่ 2 ถึง 100 mhz. นอกจากนี้ความต้านทานสามารถรองรับตัวเหนี่ยวนําได้มากกว่า70 MHz อย่างไรก็ตามนิวเคลียสเฟอร์ไรท์มีความไวต่ออุณหภูมิและอุณหภูมิCurieต่ํากว่า500องศาเซลเซียส

ฝุ่น

ฝุ่นละอองเป็นขดลวดความถี่สูงที่สามารถใช้ร่วมกับเฟอร์ไรท์เท่านั้น

ลามิเนต/อสัณฐานและนาโนคริสตัล

ในกรณีส่วนใหญ่คุณจะพบลามิเนต/อสัณฐานและนาโนคริสตัลในพื้นที่ต่างๆเช่นUPSอุปกรณ์เชื่อมและอินเวอร์เตอร์

นอกจากนี้เป็นที่น่าสังเกตว่าแกนแม่เหล็กเฟอร์ไรท์มีรูปร่างที่แตกต่างกันดังต่อไปนี้:

แกน etd:ประการแรกเรามีแกนแม่เหล็กETDที่มีความต้านทานขดลวดต่ําสุดที่คอลัมน์กลาง ความต้านทานขดลวดช่วยให้สามารถปรับขนาดได้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้พลังงาน นอกจากนี้ยังมีความเหมาะสมกับตัวเหนี่ยวนําและหม้อแปลงไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ

เคอร์เนล eer:ประการที่สองเคอร์เนลEERมีลักษณะของคอลัมน์ศูนย์วงกลม ในกรณีส่วนใหญ่คอลัมน์กลางวงกลมช่วยให้เส้นทางขดลวดสั้นกว่าคอลัมน์กลางสี่เหลี่ยม

อี, ไอคอร์;ลักษณะของมันคือถังขดลวด คุณสามารถประกอบมันได้อย่างง่ายดาย e,Iวัตถุประสงค์หลักคือ:หม้อแปลงอินเวอร์เตอร์,บรอดแบนด์,แหล่งจ่ายไฟ,ตัวแปลง,ตัวเหนี่ยวนําโทรคมนาคมและความแตกต่าง

แกน efd:มีลักษณะของพื้นที่ตัดขวาง ดังนั้นการใช้หม้อแปลงหลายตัวและตัวเหนี่ยวนํารวมทั้งหม้อแปลงขนาดกะทัดรัดสามารถได้รับประโยชน์

(ตัวเหนี่ยวนําลูกแม่เหล็กเฟอร์ไรท์).

ผลประโยชน์

ข้อดีบางประการของหม้อแปลงแม่เหล็กเฟอร์ไรท์สําหรับแอพพลิเคชันไฟฟ้าส่วนใหญ่ได้แก่:

(สนามแม่เหล็กในปรากฏการณ์ความล่าช้า)

ข้อดีอื่นๆของหม้อแปลงแม่เหล็กเฟอร์ไรท์ในอุตสาหกรรมไฟฟ้าได้แก่:

ค่าความล่าช้าต่ํา,

ค่า q สูง,

การบิดเบือนสัญญาณต่ําและ

ความไวของดีซีต่ํา.

การประยุกต์ใช้หลักของหม้อแปลงแม่เหล็กเฟอร์ไรท์คืออะไร?

หม้อแปลงแม่เหล็กเฟอร์ไรท์มีหลากหลายแอพพลิเคชันรวมถึง:

ที่นี่พวกเขาลดหรือเพิ่มแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง

เห็นได้ชัดว่าเครื่องชาร์จโทรศัพท์มือถือแต่ละเครื่องมีจํานวนแอมป์และแรงดันไฟฟ้าที่เฉพาะเจาะจง ดังนั้นหม้อแปลงแม่เหล็กเฟอร์ไรท์จะช่วยเพิ่มหรือลดแรงดันไฟฟ้าตามความต้องการ

วงจรอิเล็กทรอนิกส์กําลังไฟฟ้าความถี่สูงทั้งหมดประกอบด้วยหม้อแปลงแม่เหล็กเฟอร์ไรท์ ตัวอย่างเช่นมีอินเวอร์เตอร์คลื่นไซน์บริสุทธิ์และอินเวอร์เตอร์พลังงานแบบสลับ

เครื่องใช้ในครัวเรือนบางส่วนที่ใช้หม้อแปลงเฟอร์ไรท์ได้แก่ตู้เย็นเครื่องปรับอากาศเครื่องซักผ้าและโทรทัศน์ นอกจากนี้หม้อแปลงไฟฟ้ายังช่วยลดระดับเสียงรบกวนในตัวกรองEMIขณะทํางาน

(ใช้ส่วนประกอบเฟอร์ไรท์เพื่อลดเสียงรบกวน)

ในวงจรอินเวอร์เตอร์DCแบบไม่มีแปรงหม้อแปลงเฟอร์ไรท์จะแปลงกระแสไฟฟ้ากระแสสลับเป็นDCหรือAC

นอกจากนี้ในแผงเซลล์แสงอาทิตย์และแบตเตอรี่หม้อแปลงจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าDCต่ํา

เครื่องยนต์และเครื่องชาร์จสําหรับยานพาหนะไฟฟ้าใช้หม้อแปลงแม่เหล็กเฟอร์ไรท์

สุดท้ายหม้อแปลงเฟอร์ไรท์ทําหน้าที่เป็นหม้อแปลงไดรฟ์ให้แรงดันไฟฟ้าที่จําเป็นสําหรับส่วนled

วิธีการคํานวณหม้อแปลงแม่เหล็กเฟอร์ไรท์

ขั้นแรกให้เตรียมพารามิเตอร์ทั้งหมดที่ต้องการ การออกแบบของเราคือจุดศูนย์กลางของทอพอโลยี

คํานวณจํานวนรอบหลัก

3 เป็นเลี้ยวหลัก.

คํานวณจํานวนเฟรมรอง ยอดสูงสุดรองคงที่310 v ช่วยรักษาแรงดันไฟฟ้าที่ทํางานได้ตั้งแต่ 13 v ถึง 10.5 v ( ต่ําสุด ). เพิ่มอีก20โวลต์จาก310โวลต์เพื่อให้ได้330โวลต์ซึ่งเพียงพอสําหรับแรงดันไฟฟ้าสูงสุด

กําหนดแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิสูงสุดของการควบคุมข้อเสนอแนะPWM PMWคิดเป็น98 %ของอัตราส่วนการใช้งานทั้งหมด ดังนั้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่10.5 vและแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิ310 vเราใช้วิธีการคํานวณ 98 % x 10.5 v = 10.29 v. แรงดันไฟฟ้าสํารองสูงสุดสูงสุดคือ330 vและแรงดันไฟฟ้าหลักคือ10.29 v

ค้นหาอัตราส่วนเฟรมรองหลัก; อัตราส่วนคือ 330: 10.29 = 32.1

จํานวนเฟรมรองสามารถคํานวณได้โดยการคูณจํานวนเฟรมหลัก(3)ด้วยอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับ( 32.1 ) ตอนนี้32.1×3 = 96.3ถูกปัดเศษไป96.

คํานวณจํานวนเฟรมเสริม

คุณจะต้องใช้ขดลวดเสริมภายนอก สูตรมีดังนี้:

วิธีการออกแบบหม้อแปลงเฟอร์ไรท์ที่มีโครงสร้างโทโพโลยีต่างๆ

ขึ้นอยู่กับการออกแบบวงจรแอ็พพลิเคชันที่แตกต่างกันและชนิดของเคอร์เนลมีชื่อและโทโพโลยีที่แตกต่างกัน โครงสร้างโทโพโลยีบางอย่างรวมถึงการย้อนกลับการผลักดันแบบกึ่งสะพานและเปลือกหอย อย่างไรก็ตามเมื่อออกแบบหม้อแปลงเฟอร์ไรท์ในรูปแบบใดๆให้พิจารณารูปร่างค่าใช้จ่ายต่อหน่วยอุณหภูมิที่เหมาะสมขนาดและความถี่ จุดข้างต้นควรสนับสนุนหม้อแปลงโดยการลดการสูญเสียแกนให้การแยกไฟฟ้าและป้องกันความอิ่มตัวของแกนเหล็ก

ความถี่และขนาดของการทํางานของหม้อแปลงเฟอร์ไรท์ขึ้นอยู่กับสองแอพพลิเคชันหลักคือพลังงานและสัญญาณ

(แกนโลหะแม่เหล็ก)

การประยุกต์ใช้สัญญาณหม้อแปลงเฟอร์ไรท์ที่นี่มีช่วงความถี่สูงของล้านเฮิรตซ์และมีขนาดเล็ก

แอพพลิเคชันพลังงาน:ในทางตรงกันข้ามกับแอพพลิเคชันสัญญาณหม้อแปลงมีขนาดใหญ่และมีความถี่ต่ํา(ช่วงตั้งแต่1 kHzถึง200 kHz )

ก้าว

ก่อนที่จะเริ่มกระบวนการออกแบบหม้อแปลงตรวจสอบให้แน่ใจว่าข้อกําหนดของคุณสอดคล้องกับแอ็พพลิเคชันเป้าหมาย ข้อกําหนดของโครงการอาจรวมถึงระดับกระแสไฟฟ้าแรงดันไฟฟ้าขาออกความถี่ในการทํางานและแรงดันไฟฟ้าขาเข้า

ประการที่สองตรวจสอบพารามิเตอร์อื่นๆรวมถึงอุณหภูมิในการทํางานวิธีการติดตั้งการแยกระยะห่างกระแสรั่วไหลและขนาด

จากนั้นดําเนินการเลือกหลัก คุณต้องใช้แกนเพื่อติดตั้งแกนที่คุณเลือกและเมื่อคุณเสร็จสิ้นแล้วพวกเขายังช่วยติดตั้งผลิตภัณฑ์ของคุณ

ประการที่สี่ใช้สูตรภายใต้หัวข้อ”วิธีการคํานวณหม้อแปลงแม่เหล็กเฟอร์ไรท์”เพื่อคํานวณการสูญเสียพลังงานและจํานวนเฟรม นอกจากนี้คุณสามารถคํานวณพารามิเตอร์ที่จําเป็นอื่นๆได้

ถัดไปคุณต้องกําหนดขนาดsireและกระแสขดลวดหลัก

สูตรคือ-กระแสหลัก=กําลังส่งออกทั้งหมด+การสูญเสียพลังงานของหม้อแปลงหารด้วยแรงดันไฟฟ้าหลัก

จากนั้นกําหนดจํานวนเฟรมที่จําเป็นสําหรับขดลวดรอง ที่นี่คุณจะตรวจสอบสายไฟในภาพวาดทางกล จากนั้นตรวจสอบให้แน่ใจว่าพอดีกับพื้นที่ขดลวดที่ความยาวเฉลี่ยความสูงและแกน นอกจากนี้ยังมีการเพิ่มฉนวนกันความร้อนระหว่างขดลวดแต่ต้องพิจารณาความสูงของขดลวดทั้งหมด

นอกจากนี้ยังวัดแรงดันโหลดและวงจรเปิดที่ปลายทั้งสองด้านของขดลวดรองเพื่อตรวจสอบการออกแบบของคุณ คํานวณความต้านทานของขดลวดแต่ละขดลวดอีกครั้งโดยใช้สูตรในส่วนย่อยสี่ นอกจากนี้ยังคํานวณการลดแรงดันไฟฟ้าบนขดลวดเดียวกัน แรงดันไฟฟ้าลดลง=ปัจจุบัน×ความต้านทาน

สุดท้ายคํานวณอุณหภูมิที่ต้องการ การเพิ่มอุณหภูมิของหม้อแปลงเฟอร์ไรท์เกิดจากการสูญเสียพลังงานของขดลวดและการสูญเสียพลังงานของแกนเหล็ก ขึ้นอยู่กับแอพพลิเคชันของคุณการคํานวณควรกําหนดอุณหภูมิที่ยอมรับได้

อะไรคือความแตกต่างระหว่างหม้อแปลงแม่เหล็กเฟอร์ไรท์และหม้อแปลงแบบง่ายๆ?

ตารางต่อไปนี้สรุปความแตกต่างระหว่างหม้อแปลงแบบง่ายๆและหม้อแปลงแม่เหล็กเฟอร์ไรท์

(หม้อแปลงขดลวดทองแดง).

สรุป

โดยรวมแล้วหม้อแปลงแม่เหล็กเฟอร์ไรท์เป็นทางเลือกที่ดีที่สุดเมื่อพิจารณาถึงแอพพลิเคชันความถี่สูงเนื่องจากมีประสิทธิภาพสูง หม้อแปลงไฟฟ้ามีความสามารถในการซึมผ่านแม่เหล็กสูงแรงดึงดูดสูงและใช้พลังงานไฟฟ้าต่ํา แอพพลิเคชันความถี่สูงได้แก่แหล่งจ่ายไฟสลับ,ตัวกรองเสียงรบกวน,ตัวเหนี่ยวนําRF ( RF )หม้อแปลงและอื่นๆ

เรายังคงให้คําแนะนําเกี่ยวกับวิธีการใช้หม้อแปลงเหล่านี้หรือซื้อหม้อแปลงที่เหมาะสม หากคุณสนใจคุณสามารถติดต่อเราได้เรายินดีที่จะช่วยคุณ