Válogatás a mag anyaga transzformátorok
Por magokat készült különböző anyagokból. Alakú mágneses ötvözet finom részecskék átmérője 5-200 mikron. A bevont részecskéket egy szigetelőanyag vastagsága 0,1 és 3 mikrométer és préselt formákba erővel akár 300.000 pounds per square inch (21,000 kg / cm 2).
Por magok.
Por magokat készült különböző anyagokból. Alakú mágneses ötvözet finom részecskék átmérője 5-200 mikron. A bevont részecskéket egy szigetelőanyag vastagsága 0,1 és 3 mikrométer és préselt formákba erővel akár 300.000 pounds per square inch (21,000 kg / cm 2).
Ilyen nagy nyomások kell bepattanó volfrám-karbid. A sokféle formája por magok, de a leggyakoribb a toroid. A kis toroid bevont parylene (poli-n-xililén, parylene), és a hosszú - epoxi. A bevonat szükséges, hogy megakadályozzák a rövidzárlat tekercselés közben, és a kanyargós működését.
Megváltoztatása a részecskeméret, a bevonat vastagsága és a nyomás lehet változtatni a permeabilitása a kész por magok tartományban 14 350. Ezután a magokat hőkezeljük magas hőmérsékleten hidrogén atmoszférában. Lágyító enyhíti belső feszültség alatt okozott a préselés, megakadályozza az oxidációt, és javítja a mágneses tulajdonságait a por mag.
Az örvényáramú veszteség a por magok minimálisak annak a ténynek köszönhető, hogy minden egyes részecske a mágneses anyag van szigetelve a többi. A szigetelőanyag biztosít elosztott légrést, ami csökkenti a permeabilitás a mag, és lehetővé teszi, hogy tárolni nagy mennyiségű energiát. Hiánya lokalizált légrés kiküszöböli a káros hatásokat a szélén hatása és a kapcsolódó veszteségeket.
Porított vas keletkezik egy permeabilitása 10 és 90, és a legkevésbé költséges por anyag. Bonyolultsága miatt a termelés gyártás magok nagyobb áteresztő képesség kivitelezhetetlen. Továbbá toroidok formájában rendelkezésre álló rudak, és az E - és I - magok. Telített a 10 kg, de van egy nagyon nagy veszteség.
Bár a vas veszteséget a por és a magas, ezek alacsonyabbak, mint a transzformátor acél. Ez hatékonyan használják formájában rudak nagyon alacsony áramlási szinteket tuning a rezgőkörök a transzformátoros csatolás. Vasport is használatos szűrők alacsony teljesítmény, amelynek ellen kell állniuk a magas folyamatos áramok, és az ára is döntő fontosságú. Hatása alatt a magas frekvenciájú pulzáló áram jelentős mennyiségű vasporral nagyon felmelegszik.
Mo-pemalloy (MPP) a legjobb anyag a hangfrekvenciás szűrő középfrekvenciás rezgőkörökkel és az alacsony szintű simító fojtótekercs kapcsolt tápegységek. Mo-pemalloy (MPP) magok használata erős rezgőkörökből dolgozó telítettség frekvencián akár 3,5 kHz. Amikor be telítettség feletti frekvenciákon, hogy túl sok hő szabadul. Ez a legjobb anyag transzformátorok a 10 kHz - 1 MHz, különösen akkor, ha szükség van, hogy ellenálljon a magas folyamatos áramok. A leghatékonyabb megoldás, a rendkívül alacsony örvényáram veszteség, ha szükséges izolátum tápbusztól rövid, erőteljes feszültség csúcsokat.
Sendast találták Japánban a második világháború előtt. Ez áll 6% alumíniumot, és 9% szilíciumot és 85% vasat. Toroids a sendust készült átjárhatóságával 60-125 márkanéven Super-MSS. Tulajdonságai sendust ha egyenáramú előfeszítő hasonló Mo-permalloy (RAM), és a veszteség kisebb, mint a vaspor, de nagyobb, mint a Mo-permalloy (MPP). Sendast a gyártó kiváló minőségű mágneses fej. MSS kiválóan alkalmas a hálózati és a kimeneti szűrő közeg jellemzőit.
És bár kicsit drágább, mint a vaspor, ez lényegesen kisebb veszteséget indokolja az árkülönbséget. A kapcsolóüzemű tápegységek, amikor a veszteségek nem olyan kritikus, Super-MSS (sendust) általánosan használt a helyett Mo-pemalloy (MPP). gyakran - a legjobb választás, mert a Super-MSS (sendust) olcsóbb, Mo-pemalloy (MPP).
High Flux (HF) por magok készülnek, ahol az ötvözet 50% nikkelt és 50% vasat. HF toroidok légáteresztő képessége között 14 és 200. A mag a Hi-Flux (HF) tárolhat akár négyszer több energiát, mint a mag MPP (Mo permalloy) vagy MSS (sendust) az azonos méretű és permeabilitás, mivel a gyakorlati telítési - 11 kgf. Hi-Flux (HF) egy kicsit olcsóbb RAM (Mo-pemalloy), és a legjobb választás olyan alkalmazásokhoz, ahol a szükséges maximális energia felhalmozása, és a költség nem számít sokat. Az ő elvesztése sokkal kisebb, mint a vaspor, de több, mint az MPP (Mo-pemalloy) vagy Super-MSS (sendust). Hi-Flux (HF) - a legjobb választás a high-end és alacsony frekvenciájú rezgőkörökkel lefojtja, amelyen keresztül a nagy egyenáram kell haladnia. Ez lehetővé teszi, hogy hozzon létre RFI szűrőket hálózati tápegységek, ami hosszabbít impulzusok egyenirányító és javítja a teljesítmény tényezőt.
Ferritek kerámia anyagok, készült vas-oxid hozzáadásával oxidok mangán, cink vagy más fémek. A komponenseket összekeverjük por formában, amelyek egy formába helyezzük, és a szinterezett. Az eredmény egy kemény, rideg, üvegszerű anyag. Általában permeabilitás egy sor 750 és 10000. A telítési fluxussűrűség - 3-5 kg-ot. Ferritek gyártható bármilyen alkalmas formában - toroid, E - és I - alakú magokra, páncélozott magok és rudak.
Ferrit lehet a legkisebb veszteség az összes általánosan használt anyagokat, mert alacsony a maradék mágnesezettség és a festéket. Ezek - a legjobb kiválasztása a transzformátorok a frekvencia tartomány 1 kHz és 1 MHz. Ők nem nagyon alkalmas a magas frekvenciájú alkalmazásokhoz, kivéve ha egy rés. Ez annak köszönhető, hogy a nagy hőmérséklet hatására és gerjesztési szint a permeabilitás és Q (jósági tényező).
Jellemzően a ellenállása ferrit több millió szer nagyobb, mint a lágy mágneses ötvözetek. Bár ez okozza a legkisebb örvényáramú veszteség bármilyen szilárd anyag, akkor is tekercset el kell szigetelni a mag. Az élek a ferrit, borotvaéles, könnyű megtörni a huzal szigetelő tekercselés közben.
A rövidzárlat megelőzése tekercselés közben a ferrit toroidok vagy parilenovoe alkalmazott epoxi bevonat. Annak ellenére, hogy ferriteket kellően nagy ellenállás, az örvényáramú veszteségek néha problémákat okozhat. Ez akkor fordul elő alkalmazások magas feszültség a tekercs, mint a tekercsek, az alacsony frekvenciájú áramkörök nagyfeszültségű impulzusokat. Ezekben az esetekben a legjobb választás - MPP (Mo-pemalloy).
Forma magot.
Toroids a leghatékonyabb formája a mágneses és így nagyon olcsón gyártható. A nagyszámú tekercsmenetek szükséges speciális gépek, hogy korrigálja azok egyes alacsony ár felfelé. A hiányosságok toroidok jellemzően nem használják, mert a bonyolult összekötő két rész együtt.
E - és I - a magok drágább gyártani, mert a szükség pontos beállítás. Ha ők nem tökéletesen párhuzamos, akkor a lámpatest fognak feltörni. Ha szükséges, akkor egy kis hézag bevezetésre piecing középső rúd E mag. Néha a megduplázása a különbség, a két mag van csatlakoztatva. Tekercsek ilyen magok seb nagy sebességgel az olcsó gépeket, amelyek részben kompenzálja a magas költségek a magok.
A legdrágább gyártását - páncélozott magot. Anyaguk két részből áll, melyeket meg kell nagyon pontosan illeszkednek egymáshoz. A mag szinte teljesen körül a tekercs, kivéve a kis lyukak csapok. Szinte minden a mágneses mező a tekercs be van zárva a mag. Ha a mag földelt, a ferrit, amelynek átlagos vezetőképesség, hat, valamint az elektromágneses árnyékolás. Így páncélozott magok árnyékolt jobb, mint minden más típusú magok.
A páncélozott magok vannak kitéve a túlmelegedés, mert a csévélési mag körül egy anyag, amely vezeti a hőt rosszul, és megakadályozza a levegő áramlását. Mivel az E - mag, az egyik vagy mindkét a központi rúd lehet őrölt ki, hogy egy légrés. Azonban, a termikus hatása peremhatások, hogy a tekercs vezet további növekedését a hőmérséklet. A páncélozott magok egy rés beállítására az induktivitás tekercsmagok lehet a központi része.
Légrés ellátható áteresztőképesség ferrit stabilitást és képes tárolni jelentős mennyiségű energiát. Azáltal, hogy csökkenti a permeabilitás a ferrit képesek ellenállni a magas értékek egyenáramú nélkül telítettség. Nagyfrekvenciákon veszteségek minimalizálása a szélhatást használni kívánt litz.
A korai 1980-as években Stackpole Carbon Company ferrit toroid elő alacsony áteresztőképessége tároló. Azonban, ismeretlen okok miatt a gyártósor megszűnt.
Amikor a mag méreteket megduplázódott, a felület növelésével négyszer, és a hangerő és a veszteségek növelik nyolcszorosára. A hőmérséklet-emelkedés arányos a veszteségeket a mag a felület, amely nagy magok, ez több mint kétszerese. Magok, amelyek átmérője nagyobb, mint 3 hüvelyk (76,2 mm) lehet szükség kényszerített hűtőlevegő áramlását, még mérsékelt mennyiségben.
A vasveszteség növekedést okoz a tekercselés hőmérsékletének. Az ellenállás a réz nőtt 0,4% / ° C-on így emelkedik a hőmérséklet körülbelül 30 ° C, mivel a vasveszteség 12% -kal növeli a réz veszteség, ami tovább növeli a hőmérsékletet. Magas maghőmérséklet is vezet lebomlása a tekercselési szigetelést, ami termikus feszültségeket, hogy vezethet rövidzárlat tekercsmenetek.
A legtöbb kémiai reakciók felgyorsítása nagyjából megduplázza a hőmérséklet emelkedése 10 ° C öregedést mechanizmus a legtöbb elektronikus alkatrészek függ a hőmérséklettől, és így növeli a működési hőmérséklet 10 ° C csökkenti az élet a felére. kárba disszipált teljesítmény felveti belsejében a hőmérséklet az elektronikus berendezések, így a csökkent az alkatrészek élettartamát.
A felesleges hő lassan oxidálódik és teszi törékennyé forrasztott kötések és karakter nyomtatott áramköri lapok. Hosszú távú expozíció magas hőmérsékleten elektrolit kondenzátorok kiszáradnak, és csökkenti azok élettartamát. A ellenállások a működési környezetben megemelt hőmérsékleten változtatni címletű. Működés emelt hőmérsékleten újraelosztását eredményezi a félvezetők bejuttatott szennyeződések és növeli az áramlás a díjakat. Ez túlfolyó tovább növelheti a hőmérséklet a félvezető.
Hogy fenntartsuk a stabilitást a félvezető emelt környezeti hőmérsékleten igényel drágább és masszívabb hűtőbordák. Sok esetben a költségek a hűtőborda meghaladja a megtakarításokat mag működő magasabb hőmérsékleten. Nagyon gyakran a drága mag, amelynek hőmérséklete az alsó megszünteti a ventilátor, és csökkenti a teljes költséget. Látszólagos megtakarítás $ 1 az alapvető értéke veszteségeket okozhat a 100 $, ha az áramellátás kell majd javítani ezen a területen.
Görbék B / H.
Ábra. Az 1. ábra a hiszterézis-hurok egy ferritmag ES70 / 70 (3S81) nélkül Phillips termelési rés (Ferroxcube) sebet 200 menetei # 17 huzal. A induktivitása 160 mH 90 mA. Ugyanez a mag, csak egy légrés (EC70 / 70G) ábrán mutatjuk be. 2. A gerjesztő feszültség változatlan marad, és a jelenlegi jelentősen nő. Ez egyenlő 4 mH induktivitás 3,5 A és a skála a változás. A hiszterézis-hurok volt, lényegesen több lineáris bevezetésével egy rés mérete 190 mil (0,48 mm), de a telítődés következik be az azonos 3 kg. A légrés, elosztott, akár nem, egyszerűen kiterjeszti a tengely H. Ez nem befolyásolja a mag veszteség ugyanolyan frekvenciával, és az áramlási sebesség.
Cores MPP (Mo-permalloy), Super-MSS (sendust), Hi-Flux és vasport gyártásához használt 4 mH fojtótekercsek. Az átmérője a toroid 1,84 volt inch (46,73 mm), penetráció 60, kanyargós állt 172 meneteinek # 17 huzal. Ábra. A 3. ábra a hiszterézis-hurok az MPP (Mo permalloy) magot. A hiszterézis-hurok egy magja vaspor ábrán látható. 4. Ez több „szilárd”, mint a mag a folyamatparaméterek hurok (Mo permalloy) és jelentősen nagyobb veszteség. Sokféle vaspor van egy jelentős csökkenés áteresztőképesség nagyon alacsony gerjesztési szintek. Régebben ez a csökkenés mag mintegy 45%. A vizsgálat során a mag nagyon meleg volt, és gyárt egy kellemetlen zaj hallható.
Ábra. Az 5. ábra a jobb felét a hármas expozíciós hiszterézis por magok MPP (Mo-permalloy), Super-MSS (sendust) és a Hi-Flux. A mag a MPP (Mo-permalloy) és a Super-MSS (sendust) görbék szinte azonos, kivéve a magasabb hiszterézis MPP (Mo-permalloy). Telítettségét a magok zajlik a régióban 7 kg. A por magok Hi-Flux hiszterézis több, mint a Super-MSS (sendust) és telítődés következik be fokozatosabban -nál nagyobb mennyiségben 11 kg. Veszteségeket az MPP (Mo-permalloy) és a Super-MSS (sendust) olyan kicsi, hogy a hiszterézis gyakorlatilag egy egyenes vonal. Hiszterézis-hurok Hi-Flux látható, de ez nem ugyanaz, mint a vaspor a 4. ábrán.
Akusztikus zaj magok vasport és ferrit egy rés a mérés 1 kHz kellően kellemetlen. Hi-Flux zaj 3 dB-lel csendesebb és MPP (Mo-pemalloy) és a Super-MSS (sendust) - 6 dB. De még ezek a magok képes a zavaró hangokat a működési frekvencia mintegy 3 kHz maximális mennyiséget szinten.
Mérés a mag veszteség.
Ábra. A 6. ábra az ideális hullámformák megfelelő 4 mH fojtó bevisszük telítési téglalap alakú jel frekvenciája 1 kHz. Amikor áram folyik az induktivitás energia tárolódik ez egy érték arányos az induktivitás és a tér a jelenlegi. Ha az áram csökken, az induktivitás visszatér energiával az áramkört. Energia tárolódik a pozitív feszültség és az áram növekedése nulláról a maximumra. Ez az az időszak, a pozitív energia, az energia áramlik a forrástól az induktivitás.
Ha a gerjesztő feszültség hirtelen negatív, az energia az induktivitás vissza a forráshoz. Teljesítmény negatívvá válik, mint a negatív feszültség és az áram pozitív. Amikor az áram halad át a nulla és negatív lesz, az energia elkezd folyni az induktivitás és a kapacitás ismét pozitív lesz. Ezen a ponton, áram és feszültség egyaránt negatív volt.
Amikor a következő kapcsolási feszültség gerjesztő feszültség ismét pozitív lesz negatív lesz erő és energia a induktivitás vissza a forráshoz. Ebben az esetben a pozitív feszültséget és negatív áramot. Végül, a jelenlegi keresztek nulla pozitív irányba, és a teljesítmény pozitív lesz. A forma teljesítmény változása egy fűrészfog hullám egy 2 kHz-es egy offset 5 watt DC miatt a mag veszteség. Mérni az ilyen kis veszteség 400 watt ± meddőteljesítmény szükség van egy nagyon pontos sokszorozó wattmérős.
Egy tipikus kapcsolóüzemű tápegység amplitúdójának kétszerese a bordás átfolyó áram simító fojtó, használt méretétől függ a mag. Méretének csökkentése a mag annak érdekében, hogy az erőforrások megtakarítása növekedést okoz áram-. A nagyobb áram- okoz nagyobb hőveszteség hiszterézis, ami szükségessé teszi, hogy egy nagyobb kapacitású szűrő kondenzátor. A leggazdaságosabb az, hogy egy tüske, amely egy aktuális feszültségingadozás körülbelül egynegyedét a terhelési áram.
Hiszterézisveszteségeket okozta jelenlegi pulzálás gyakran nagyobb réz veszteség. Egy hasznos intézkedés teljesítmény induktivitás áramforrás kapcsolható Q, frekvencián mérve a 40 kHz-es. Ez lehetővé teszi, hogy meghatározza a ESR induktor. A méréseket végeztünk Q MPP (Mo-permalloy), Super-MSS (sendust), Hi-Flux, vasport és ferrit. DC szintek voltak 6, 6, 15, 13 és 3,5 A. permeabilitás por magok 60. q értéke 40 kHz mértük egy dupla amplitúdó 2A por magok 1A és ferrit. tekercselés ellenállása körülbelül 0,18 ohm a por magok és 0,28 ohm ferrit. A mérési eredményeket a Tab.1.