Разделы

Импульсный силовой трансформатор

Поскольку частота следования импульсов составляет десятки и сотни килогерц, трансформатор должен выполняться на сердечнике из материала, обеспечивающего эффективную работу на данных частотах.

Существуют три основные группы таких материалов - феррит, порошковый пермаллой и магнитомягкие материалы в виде ленты (например, тот же пермаллой). В настоящее время наиболее доступны, дешевы и удобны в применении ферриты.

Возьмем катушку, намотанную на сердечнике из магнитного материала, например ферритовом сердечнике. Пусть сердечник будет полностью размагничен. Пропустим через эту обмотку импульс тока. По окончании импульса окажется, что сердечник намагнитился. Это явление носит название остаточной магнитной индукции. Если сердечник предназначен для использования в трансформаторах, то остаточная индукция нежелательна. К сожалению, она проявляется даже у самых лучших марок ферритов.

Каким образом появляется остаточная индукция при работе импульсного трансформатора?

Если преобразователь двухтактный, то на трансформатор подаются импульсы переменной полярности одинаковой амплитуды. Первый импульс вызовет некоторое остаточное намагничивание сердечника - остаточную индукцию +Вост. Второй импульс имеет другую по отношению к первому полярность. По его окончании окажется, что остаточная индукция имеет ту же величину Вост, но другой знак. То есть сердечник перемагнитился. Следующий импульс вызовет остаточную индукцию Вост - с обратным знаком по отношению к остаточной индукции, вызванной вторым импульсом. Далее, с каждым следующим импульсом тока остаточная индукция будет равна +Вост, причем ее знак станет определяться знаком соответствующих импульсов тока. Нарастания величины остаточной индукции не происходит.

В каждом импульсе какая-то часть полезной энергии затрачивается на компенсацию предыдущей остаточной индукции и создание новой. Это несколько снижает КПД, но не приводит к большим неприятностям.

В однотактных преобразователях и, в частности, в обратноходовом преобразователе существенно меняется характер намагничивания. Все импульсы тока имеют один знак. Для нормальной работы преобразователя каждый импульс должен обеспечить за время своего действия размах величины индукции Вимп. Если сердечник был первоначально размагничен, то максимальная индукция сердечника в первом импульсе равна Вимп. После первого импульса величина остаточной индукции равна Вост1. Второй импульс должен обеспечить изменение индукции на величину Вимп относительно остаточной индукции Вост1, и максимальная индукция в сердечнике будет Вимп + Вост1.

После второго импульса величина остаточной индукции будет Вост2 > Вост1. С каждым последующим импульсом, остаточная намагниченность сердечника увеличивается. Этот процесс не бесконечен - при некоторой остаточной индукции Вост ее прирост остановится.

Если размах индукции достаточно велик, сумма Востs + Вимп может превысить индукцию насыщения материала сердечника Вsat . При этом резко падает величина индуктивности обмотки. В реальном преобразователе это может привести к потере работоспособности и даже к выходу из строя силового ключа. Конечно, выбором небольшой величины Вимп можно избавиться от такого эффекта, но на практике это ведет к резкому увеличению габаритов сердечника, что приводит к возрастанию потерь в феррите.

Основным методом снижения влияния Вост, является введение немагнитного зазора в магнитный поток сердечника. Введение немагнитного зазора приводит к «растягиванию» характеристики индукции сердечника.

При введении зазора большая часть энергии запасается не в сердечнике, а в зазоре, что приводит к уменьшению эффективной величины Вост .

Введение зазора уменьшает магнитную проницаемость сердечника в десятки раз - это приводит к увеличению габаритов и количества витков обмоток.

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6

Другие материалы

Проектные процедуры разработки печатной платы и технология её изготовления
При изготовлении печатных плат, в зависимости от их конструктивных особенностей и масштабов производства применяются различные варианты технологических процессов, в которых используются ...

Синтез автоматической системы передачи кодированных сигналов
генератор автомат Современный мир уже сложно представить без систем автоматики, телемеханики и связи. Человечество с каждым годом наращивает объемы интеграции автоматических систем в повседневный быт ...

Разработка методики расчета и программы для исследования параболической антенны с полосковым облучателем
В данной дипломной работе было целью разработка методики расчета и программы для исследования параболической антенны с полосковым облучателем. Назначение антенны - прием передач спутнико ...

Копирайт 2020 : www.ordinarytech.ru