Како одабрати високофреквентни трансформатор за пребацивање напајања

Међутим, избор високофреквентног трансформатора није само питање усклађивања улазног и излазног напона. Трансформатор мора бити усклађен са топологијом пребацивања, радном фреквенцијом, нивоом снаге, магнетном језгром, конфигурацијом намотаја, захтевима за изолацијом и термичким условима напајања.

За ОЕМ и пројекте индустријског напајања, ове параметре треба разматрати заједно, а не бирати независно.

1. Почните са захтевом за напајање

Први параметар који треба дефинисати је потребна снага.

Трансформатор који се користи у помоћном напајању од 20 В има веома различите захтеве од оног који се користи у прекидачком напајању од 500 В или више. Потребна снага утиче на величину магнетног језгра, дизајн намотаја, избор жице, термичке перформансе и укупне димензије трансформатора.

Када бирате високофреквентни трансформатор, обезбедите:

Називна излазна снага

Максимална улазна снага

Број излазних канала

Потребна ефикасност

Очекивани услови рада

Трансформатор треба да има довољну{0}}способност руковања снагом за стварне услове рада, а не да се бира само према номиналној излазној снази.

За прилагођени трансформатор, стварни опсег снаге је једна од првих информација које произвођач треба за дизајн магнета и намотаја.

2. Ускладите улазни и излазни напон

Улазни и излазни напон одређују основни однос трансформације.

За прекидачко напајање, међутим, однос обртаја трансформатора се не може увек изабрати једноставним дељењем улазног напона са излазним напоном. Топологија пребацивања и радни циклус такође утичу на потребан однос обртаја.

На пример, захтеви трансформатора могу се значајно разликовати између:

Флибацк претварачи

Претварачи унапред

Пусх{0}}повуците претварачи

Халф{0}}конвертори

Пуни{0}}мост претварачи

Стога, када се захтева трансформатор за прекидачко напајање, боље је обезбедити стварни опсег радног напона, а не само један номинални улазни напон.

Важне информације укључују:

Минимални улазни напон

Називни улазни напон

Максимални улазни напон

Потребан излазни напон

Излазна струја

Захтеви за ДЦ излаз

Ово омогућава да се дизајн трансформатора усклади са комплетним радним опсегом напајања.

3. Узмите у обзир учесталост пребацивања

Радна фреквенција је један од параметара који дефинишу високофреквентни трансформатор.

Како се фреквенција пребацивања повећава, трансформатор генерално може да користи мање магнетно језгро за дати ниво снаге. Међутим, виша фреквенција такође повећава одређене губитке, укључујући губитак језгра и губитке{1}}у вези са намотајем.

Стога, учесталост не треба третирати једноставно као „што је већа, то боље“.

Произвођач трансформатора треба да зна стварну фреквенцију укључивања или фреквентни опсег напајања.

Типична разматрања дизајна укључују:

Фреквенција пребацивања

Варијација фреквенције

Основни материјал

Губитак језгра

Губитак намотаја

Пораст температуре

Трансформатор дизајниран за један фреквентни опсег не би требало аутоматски да се замењује другим трансформатором само зато што су напони и називи снаге слични.

4. Изаберите одговарајуће магнетно језгро

Магнетно језгро је у центру перформанси високофреквентног трансформатора.

Материјал језгре и геометрија утичу на:

Губитак језгра

Карактеристике засићења

Пораст температуре

Величина трансформатора

Радна фреквенција

Могућност преноса енергије

Феритна језгра се обично користе у апликацијама за пребацивање високих фреквенција због њихове подобности за рад на високим{0}}радовима и релативно ниског губитка језгра у поређењу са материјалима намењеним за ниже-примену.

Геометрија језгра је такође важна. Различити дизајни могу користити различите облике језгра у зависности од расположивог простора за инсталацију, нивоа снаге, распореда намотаја и термичких захтева.

За прилагођене високофреквентне трансформаторе, језгро би стога требало да буде одабрано у складу са комплетним електричним и механичким захтевима, а не само по величини.

5. Обратите пажњу на дизајн намотаја

Намотај је још један важан фактор који утиче на перформансе трансформатора.

На вишим фреквенцијама, дистрибуција струје у проводнику се мења, а отпор наизменичне струје може постати важан извор губитка. Распоред намотаја такође утиче на индуктивност цурења, паразитски капацитет, изолациону удаљеност и спрегу између примарног и секундарног намотаја.

У зависности од апликације, дизајн ће можда морати да узме у обзир:

Пречник жице

Број окрета

Распоред намотаја

Примарна{0}}на-секундарна спрега

Изолација између намотаја

Пузање и клиренс

Индуктивност цурења

Паразитска капацитивност

За трансформаторе за прекидачко напајање, добро-дизајнирана структура намотаја може помоћи у балансирању електричних перформанси, захтева за изолацијом и термичких перформанси.

6. Проверите пораст температуре

Пораст температуре је важан практични параметар који не треба занемарити.

Губици трансформатора су углавном повезани са магнетним језгром и намотајима. Ако су ови губици превисоки за доступне услове хлађења, температура трансформатора може претерано порасти током непрекидног рада.

Приликом избора трансформатора, размотрите:

Континуирано време рада

Температура околине

Услови оградње

Природно или присилно хлађење

Губитак језгра

Губитак бакра

Инсталациони простор

Трансформатор који добро ради у лабораторијским условима може захтевати другачији дизајн када се инсталира унутар компактног, затвореног извора напајања.

Из тог разлога, топлотно окружење треба да буде укључено у спецификацију за прилагођени развој трансформатора.

7. Дефинишите захтеве за изолацију и изолацију

За изолована прекидачка напајања, електрична изолација између примарне и секундарне стране је критичан захтев за дизајн.

Потребна изолациона структура зависи од примене, радног напона, безбедносних захтева и применљивих стандарда.

Спецификација трансформатора ће можда морати да дефинише:

Напон изолације

Примарна{0}}до-секундарна изолација

Изолациони материјал

Пузна удаљеност

Клиренс дистанце

Изолациона трака или друге изолационе структуре

Ове захтеве треба утврдити пре производње јер могу директно утицати на распоред намотаја, избор бобина, димензије трансформатора и производни процес.

8. Размотрите простор за инсталацију

Електричне перформансе су само део избора трансформатора. Трансформатор такође мора одговарати коначном напајању.

За апликације које се монтирају на ПЦБ{0}}, механичке димензије и конфигурација пинова су посебно важни.

Пре него што изаберете трансформатор, проверите:

Максимална дужина

Максимална ширина

Максимална висина

Конфигурација пинова

Начин монтирања на ПЦБ

Потребно пузање и размак

Доступан простор око трансформатора

Ово је посебно важно приликом замене постојећег трансформатора. Компонента са сличним електричним спецификацијама и даље може бити неприкладна ако су њене механичке димензије или распоред пинова другачији.

9. Размотрите индуктивност цурења и паразитне параметре

За апликације са високим{0}}компацијама, идеално понашање трансформатора се не може претпоставити.

Индуктивност цурења и паразитна капацитивност могу утицати на таласне облике пребацивања, скокове напона, ЕМИ перформансе и укупну ефикасност претварача.

Важност ових параметара зависи од топологије и услова пребацивања.

За неке примене, минимизирање индуктивности цурења је важно за побољшање спреге између примарног и секундарног намотаја. У другим дизајнима, контролисана количина индуктивности цурења може бити намерно уграђена у магнетни дизајн.

Због тога, индуктивност цурења треба да се сматра делом комплетног дизајна претварача, а не да се процењује независно.

10. Обезбедите потпуне информације приликом наручивања прилагођеног трансформатора

За ОЕМ и прилагођене пројекте прекидачког напајања, непотпуне спецификације често доводе до непотребних ревизија дизајна.

Када контактирате произвођача високофреквентних трансформатора, корисно је обезбедити:

Што је почетна спецификација комплетнија, произвођачу трансформатора је лакше да процени магнетни дизајн, структуру намотаја, захтеве за изолацијом и изводљивост производње.

Који је прави високофреквентни трансформатор за ваше напајање?

Не постоји само један високофреквентни трансформатор који одговара сваком прекидачком напајању.

Тачан избор зависи од односа између снаге, напона, фреквенције, топологије, магнетног језгра, дизајна намотаја, изолације, термичких услова и механичког простора.

За стандардне апликације може бити довољан постојећи трансформатор напајања. За ОЕМ опрему, индустријска напајања, пуњаче, претвараче и друге{1}}специфичне системе за апликације, прилагођени високофреквентни трансформатор може бити дизајниран у складу са стварним електричним и механичким захтевима.

Кључно је да се произвођачу трансформатора обезбеди комплетне радне услове, а не да се бира компонента само на основу напона или снаге.

Кеи Такеаваис

Када бирате високофреквентни трансформатор за прекидачко напајање, обратите посебну пажњу на:

• Потребна снага и излазна струја
• Опсег улазног и излазног напона
• Фреквенција пребацивања
• Топологија претварача
• Материјал и величина магнетног језгра
• Конфигурација намотаја и избор жице
• Пораст температуре и услови хлађења
• Захтеви за изолацију и изолацију
• Индуктивност цурења и паразитни параметри
• Механичке димензије и захтеви за монтажу

Правилно усклађени трансформатор може помоћи прекидачком напајању да постигне потребне електричне перформансе, термичку стабилност, изолацију и дугорочну{0}}поузданост рада.