Što je veća frekvencija prebacivanja transformatora, to je manja njegova zapremina. Dakle, da li to znači da ne postoji gornja granica frekvencije prebacivanja? Dakle, da li zapremina može biti vrlo mala?
Odgovor je negativan. U stvarnom radnom procesu, frekvencija visokofrekventnih transformatora određena je višestrukim faktorima i može se podijeliti na nekoliko aspekata:
1. Topologija kola flyback topologija: Transformatori imaju funkcije skladištenja i transformacije energije, sa uobičajeno korištenom radnom frekvencijom od 40-100kHz. Kada je frekvencija ispod 40kHz, volumen željezne jezgre je prevelik, što rezultira većim volumenom napajanja; Kada frekvencija prelazi 100kHz, naponski skokovi uzrokovani induktivitetom curenja mogu oštetiti prekidački tranzistor.
Topologija direktnog strujnog toka: Uobičajeni raspon je 60-150 kHz, ali zahtijeva balansiranje gubitaka magnetske jezgre i gubitaka prekidača. Topologija push-pull/half-most/full-most: Simetrična dvosmjerna magnetska jezgra pogonjena prekidačem, veća efikasnost, podržava više frekvencije u rasponu od stotina kHz do MHz, ali zahtijeva složeniji dizajn upravljanja i odvođenje topline.
2. Karakteristike materijala magnetskih jezgara uključuju gubitak magnetske histereze i gubitak vrtložnih struja. Unutar određenog raspona, gubitak magnetske jezgre raste s porastom frekvencije. Stoga, različiti materijali magnetskih jezgara trebaju imati različite raspone frekvencije kako bi se osigurali relativno niži gubici magnetske jezgre. Na primjer, mangan-cinkov ferit je pogodan za upotrebu na frekvencijama u rasponu od 10 do 300 kHz, dok je nikl-cinkov ferit pogodan 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 je 0,38T, a prilikom projektovanja na frekvenciji od 100KHz obično uzimamo vrijednost od oko 0,2T.
3. Brzina preključivanja uređaja za napajanje MOS tranzistor pripada unipolarnim uređajima, s vremenom uključivanja i isključivanja u nanosekundama. Teorijska 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 efikasnosti i frekvencije odvođenja toplote dovodi do povećanja gubitaka u prekidačima i pogonima, što rezultira smanjenjem ukupne efikasnosti i povećanjem proizvodnje toplote. Kako bismo osigurali da temperatura proizvoda bude u normalnom rasponu, potrebne su dodatne mjere za rješavanje problema odvođenja toplote.
5. Na visokim frekvencijama, troškovi se povećavaju zbog povećanih gubitaka u prekidačima, 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 pogodni 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 odgovorili na dinamičke promjene opterećenja. To također određuje da li je frekvencija prebacivanja transformatora unutar određenog raspona.
Vrijeme objave: 06.08.2025.
