Uutiset - Miten hakkuriteholähteen yhteismuotoinen kela toimii?

Yhteismuotoiset induktorit, käytetään usein tietokoneiden kytkentävirtalähteissä suodattamaan yhteismoodin sähkömagneettisia häiriösignaaleja. Levysuunnittelussa yhteismuotoinen kela toimii myös EMI-suodatuksena, jota käytetään vaimentamaan nopeiden signaalilinjojen tuottamaa ulospäin suuntautuvaa säteilyä ja sähkömagneettisten aaltojen säteilyä.

Magneettisten komponenttien tärkeänä komponenttina induktoreita käytetään laajalti tehoelektroniikkapiireissä. Se on välttämätön osa erityisesti tehopiireissä. Kuten sähkömagneettiset releet teollisuuden ohjauslaitteissa ja sähkötehomittarit (wattituntimittarit) sähköjärjestelmissä. Hakkurivirransyöttölaitteiden tulo- ja lähtöpäissä olevat suodattimet, television vastaanotto- ja lähetyspäiden virittimet jne. ovat kaikki erottamattomia keloista. Induktorien päätehtävät elektroniikkapiireissä ovat: energian varastointi, suodatus, kuristus, resonanssi jne. Tehopiireissä, koska piirit käsittelevät suurten virtojen tai suurjännitteiden energiansiirtoa, induktorit ovat enimmäkseen "tehotyyppisiä" keloja.

Juuri siksi, että tehoinduktori eroaa pienestä signaalinkäsittelykelasta, hakkuriteholähteen topologia on erilainen suunnittelun aikana ja myös suunnittelumenetelmällä on omat vaatimuksensa, mikä aiheuttaa suunnitteluvaikeuksia.Induktoritvirtalähteissä käytetään pääasiassa suodatukseen, energian varastointiin, energian siirtoon ja tehokertoimen korjaukseen. Induktorisuunnittelu kattaa monia tietämyksen näkökohtia, kuten sähkömagneettisen teorian, magneettiset materiaalit ja turvallisuusmääräykset. Suunnittelijoilla on oltava selkeä käsitys työolosuhteista ja niihin liittyvistä parametrivaatimuksista (kuten virta, jännite, taajuus, lämpötilan nousu, materiaalin ominaisuudet jne.) tehdäkseen päätöksiä. Järkevin muotoilu.
Induktorien luokitus:
Induktorit voidaan jakaa eri tyyppeihin sovellusympäristön, tuotteen rakenteen, muodon, käytön jne. perusteella. Yleensä induktorien suunnittelu lähtee liikkeelle käyttö- ja sovellusympäristöstä. Hakkuriteholähteissä kelat voidaan jakaa:

Yhteisen tilan rikastin

Normaalitilan rikastin

Tehotekijän korjaus – PFC-rikastin

Silloitettu kytketty induktori (Cupler Choke)

Energiaa varastoitava tasoituskela (Smooth Choke)

Magneettinen vahvistinkela (MAG AMP Coil)

Yhteisen tilan suodatinkelat edellyttävät, että kahdella kelalla on sama induktanssiarvo, sama impedanssi jne., joten tämän tyyppiset kelat käyttävät symmetrisiä malleja, ja niiden muodot ovat enimmäkseen TOROID-, UU-, ET- ja muita muotoja.
Kuinka yleismuotoiset induktorit toimivat:
Yhteismuotosuodattimen kelaa kutsutaan myös yhteismuotoiseksi kuristuskelaksi (jäljempänä yhteismuotoinen kela tai CM.M.Choke) tai linjasuodatin.

VuonnakytkentävirtalähdeTasasuuntausdiodin, suodatinkondensaattorin ja induktorin virran tai jännitteen nopeiden muutosten vuoksi syntyy sähkömagneettisia häiriölähteitä (kohinaa). Samaan aikaan tuloteholähteessä on myös muita korkealuokkaisia harmonisia kohinaa kuin tehotaajuus. Jos näitä häiriöitä ei poisteta, vaimennus vaurioittaa kuormalaitteita tai itse hakkurivirtalähdettä. Siksi useiden maiden turvallisuusviranomaiset ovat antaneet määräyksiä sähkömagneettisten häiriöiden (EMI) päästöistä.

vastaavat valvontamääräykset. Tällä hetkellä hakkuriteholähteiden kytkentätiheydestä on tulossa yhä korkeampi, ja EMI on yhä vakavampi. Siksi EMI-suodattimet on asennettava hakkuriteholähteisiin. EMI-suodattimien täytyy vaimentaa sekä normaalitilan että yhteistilan kohinaa täyttääkseen tietyt vaatimukset. standardi. Normaalimoodin suodatin on vastuussa differentiaalimuotoisen häiriösignaalin suodattamisesta kahden linjan välillä tulo- tai lähtöpäässä, ja yhteismoodisuodatin vastaa yhteismuotoisen häiriösignaalin suodattamisesta näiden kahden tulolinjan välillä. Todelliset yhteismuotoiset kelat voidaan jakaa kolmeen tyyppiin: AC CM.M.CHOKE; DC CM.M.CHOKE ja SIGNAL CM.M.CHOKE erilaisista työympäristöistä johtuen. Ne tulee erottaa suunniteltaessa tai valittaessa. Mutta sen toimintaperiaate on täsmälleen sama, kuten kuvassa (1):

Kuten kuvasta näkyy, samaan magneettirenkaaseen on kierretty kaksi sarjaa vastakkaisia käämiä. Oikeanpuoleisen spiraaliputken säännön mukaan, kun tuloliittimiin A ja B kohdistetaan differentiaalimuotoinen jännite, jolla on vastakkainen polariteetti ja sama signaaliamplitudi, Kun , on kiinteällä viivalla näkyvä virta i2 ja magneettivuo Φ2, joka näkyy yhtenäisellä viivalla, syntyy magneettisydämessä. Niin kauan kuin molemmat käämit ovat täysin symmetrisiä, magneettivuot kahdessa eri suunnassa magneettisydämessä kumoavat toisensa. Kokonaismagneettivuo on nolla, kelan induktanssi on lähes nolla, eikä normaalitilan signaaliin ole impedanssivaikutusta. Jos tuloliittimiin A ja B syötetään yhteismuotoinen signaali, jolla on sama polariteetti ja sama amplitudi, katkoviivalla näkyvä virta i1 ja katkoviivalla näkyvä magneettivuo Φ1 syntyy magneettisessa signaalissa. ytimen, silloin magneettivuo sydämessä tulee Ne ovat samansuuntaisia ja vahvistavat toisiaan niin, että kunkin kelan induktanssiarvo on kaksinkertainen sen ollessa yksinään, ja XL =ωL. Siksi tämän käämitysmenetelmän kelalla on voimakas vaimennusvaikutus yhteismuotoisiin häiriöihin.

Varsinainen EMI-suodatin koostuu L:stä ja C:stä. Suunnittelussa differentiaalimoodin ja yhteismoodin vaimennuspiirit yhdistetään usein (kuten kuvassa 2). Siksi suunnittelun tulee perustua suodatinkondensaattorin kokoon ja vaadittuihin turvallisuusmääräyksiin. Standardit tekevät päätökset induktoriarvoista.
Kuvassa L1, L2 ja C1 muodostavat normaalimoodisuodattimen ja L3, C2 ja C3 yhteismuotoisen suodattimen.

Yhteisen muodon kelan suunnittelu
Ennen kuin suunnittelet yhteismuotoisen kelan, tarkista ensin, että kelan on oltava seuraavien periaatteiden mukainen:

1 > Normaaleissa työoloissa magneettisydän ei kyllästy virtalähteen virran vuoksi.

2 > Sillä on oltava riittävän suuri impedanssi suurtaajuisille häiriösignaaleille, tietty kaistanleveys ja minimiimpedanssi signaalivirralle toimintataajuudella.

3 > Induktorin lämpötilakertoimen tulee olla pieni ja hajautetun kapasitanssin tulee olla pieni.

4> DC-vastuksen tulee olla mahdollisimman pieni.

5> Induktioinduktanssin tulee olla mahdollisimman suuri, ja induktanssiarvon on oltava vakaa.

6 >Käämien välisen eristyksen tulee täyttää turvallisuusvaatimukset.

Yleismuotoisen kelan suunnitteluvaiheet:

Vaihe 0 SPEC-hankinta: EMI-sallittu taso, sovelluksen sijainti.

Vaihe 1 Määritä induktanssiarvo.

Vaihe 2 Ydinmateriaali ja tekniset tiedot määritetään.

Vaihe 3 Määritä käämityskierrosten lukumäärä ja langan halkaisija.

Vaihe 4 Vedostaminen

Vaihe 5 Testi

Suunnitteluesimerkkejä
Vaihe 0: EMI-suodatinpiiri kuvan 3 mukaisesti

CX = 1,0 Uf Cy = 3300PF EMI-taso: Fcc Class B

Tyyppi: AC Common Mode Choke

Vaihe 1: Määritä induktanssi (L):

Piirikaaviosta voidaan nähdä, että L3:sta, C2:sta ja C3:sta koostuva yhteismoodisuodatin vaimentaa yhteismuotoisen signaalin. Itse asiassa L3, C2 ja C3 muodostavat kaksi LC-sarjan piiriä, jotka absorboivat L- ja N-linjojen kohinan. Niin kauan kuin suodatinpiirin katkaisutaajuus on määritetty ja kapasitanssi C tunnetaan, induktanssi L voidaan saada seuraavalla kaavalla.

fo= 1/(2π√LC)L → 1/(2πfo)2C

Yleensä EMI-testin kaistanleveys on seuraava:

Johtuvat häiriöt: 150KHZ → 30MHZ (Huomautus: VDE-standardi 10KHZ – 30M)

Säteilyhäiriöt: 30MHZ 1GHZ

Varsinainen suodatin ei voi saavuttaa ihanteellisen suodattimen jyrkkää impedanssikäyrää, ja katkaisutaajuus voidaan yleensä asettaa noin 50 kHz:iin. Tässä olettaen, että fo = 50 KHZ

L = 1/(2πfo)2C = 1/ [( 2*3,14*50000)2 *3300*10-12] = 3,07 mH

L1, L2 ja C1 muodostavat (alipäästö) normaalitilan suodattimen. Linjojen välinen kapasitanssi on 1.0uF, joten normaalitilan induktanssi on:

L = 1/ [(2*3.14*50000)2 *1*10-6] = 10.14uH

Tällä tavalla voidaan saada teoreettisesti vaadittu induktanssiarvo. Jos haluat saada pienemmän rajataajuuden fo, voit lisätä induktanssiarvoa edelleen. Rajataajuus on yleensä vähintään 10 kHz. Teoriassa mitä korkeampi induktanssi, sitä parempi EMI-vaimennusvaikutus, mutta liian korkea induktanssi pienentää rajataajuutta ja todellinen suodatin voi saavuttaa vain tietyn laajakaistan, mikä pahentaa korkeataajuisen kohinan vaimennusvaikutusta (yleensä Hakkuriteholähteen kohinakomponentti on noin 5–10 MHz, mutta joissakin tapauksissa se ylittää 10 MHz). Lisäksi mitä korkeampi induktanssi on, sitä enemmän käämissä on kierroksia tai sitä suurempi CORE:n ui, mikä lisää matalataajuista impedanssia (DCR kasvaa). Kierrosten määrän kasvaessa myös hajautettu kapasitanssi kasvaa (kuten kuvassa 4), jolloin kaikki suurtaajuiset virrat voivat kulkea tämän kapasitanssin läpi. Liian korkea käyttöliittymä tekee COREsta helposti kyllästyneen, ja sen valmistaminen on myös erittäin vaikeaa ja kallista.
Vaihe 2 Määritä CORE-materiaali ja KOKO

Yllä olevista suunnitteluvaatimuksista voimme tietää, että yhteismuotoisen kelan on oltava vaikea kyllästää, joten on tarpeen valita materiaali, jolla on alhainen BH-kulmasuhde. Koska vaaditaan korkeampi induktanssiarvo, magneettisydämen ui-arvon on myös oltava korkea, ja sillä on oltava myös Pienempi ydinhäviö ja korkeampi Bs-arvo, Mn-Zn-ferriittimateriaali CORE on tällä hetkellä sopivin CORE-materiaali, joka täyttää edellä mainitut vaatimukset.

Suunnittelun aikana ei ole tiettyjä COEE-KOKOA koskevia säännöksiä. Periaatteessa sen tarvitsee vain täyttää vaadittu induktanssi ja minimoida suunnitellun tuotteen koko sallitulla matalataajuisella häviöalueella.

Siksi CORE-materiaalia ja SIZE-erotusta tulisi tutkia kustannusten, sallitun häviön, asennustilan jne. perusteella. Yleisesti käytetty yhteismuotoisten kelojen CORE-arvo on välillä 2000-10000. Rautajauheytimen raudan häviö on myös pieni, B-arvot korkeat ja alhainen. BH-kulmasuhde, mutta sen ui on pieni, joten sitä ei yleensä käytetä yhteismuotoisissa keloissa, mutta tämän tyyppinen ydin on yksi normaalimuotoisista keloista. Suositellut materiaalit.

Vaihe 3 Määritä kierrosten lukumäärä N ja langan halkaisija dw

Määritä ensin CORE:n tekniset tiedot. Esimerkiksi tässä esimerkissä T18*10*7, A10, AL = 8230±30%, sitten:

N = √L / AL = √(3,07*106) / (8230*70 %) = 23 TS

Langan halkaisija perustuu virrantiheyteen 3 ~ 5A/mm2. Jos tila sallii, virrantiheys voidaan valita mahdollisimman alhaiseksi. Oletetaan, että tässä esimerkissä tulovirta I i = 1,2A, oletetaan J = 4 A/mm2

Sitten Aw = 1,2 / 4 = 0,3 mm2 Φ0,70 mm

Varsinainen yhteismuotoinen kela on testattava oikeilla näytteillä suunnittelun luotettavuuden varmistamiseksi, koska valmistusprosessien erot johtavat myös eroihin induktoriparametreissa ja vaikuttavat suodatusvaikutukseen. Esimerkiksi hajautetun kapasitanssin kasvu aiheuttaa suurtaajuista kohinaa. Helpompi lähettää. Kahden käämin epäsymmetria tekee näiden kahden ryhmän välisen induktanssieron suuremman, muodostaen tietyn impedanssin normaalimoodisignaalille.

Tee yhteenveto
1 >Yleisen muodon kelan tehtävänä on suodattaa pois yhteismuotoinen kohina linjasta. Suunnittelu edellyttää, että kahdella käämityksellä on täysin symmetrinen rakenne ja samat sähköiset parametrit.

2 >Yleisen muodon kelan hajautettu kapasitanssi vaikuttaa negatiivisesti suurtaajuisen kohinan vaimentamiseen, ja se tulisi minimoida.

3 >Yleisen muodon kelan induktanssiarvo liittyy suodatettavan kohinan taajuuskaistaan ja sovituskapasitanssiin. Induktanssiarvo on yleensä välillä 2mH ~ 50 mH.

Artikkelin lähde: Uudelleenpainettu Internetistä

Xuange perustettiin vuonna 2009korkea- ja matalataajuiset muuntajat, induktorit jaLED-ajojen virtalähteetTuotettua käytetään laajasti kuluttajien virtalähteissä, teollisuuden virtalähteissä, uusissa energialähteissä, LED-virtalähteissä ja muilla teollisuudenaloilla.
Xuange Electronicsilla on hyvä maine koti- ja ulkomaisilla markkinoilla, ja hyväksymme senOEM- ja ODM-tilaukset.Valitsetpa vakiotuotteen luettelostamme tai etsit apua räätälöintiin, keskustele ostotarpeistasi Xuangen kanssa.

https://www.xgelectronics.com/products/

William (yleinen myyntipäällikkö)

186 8873 0868 (Whats-sovellus/We-Chat)

Sähköposti:sales@xuangedz.com

liwei202305@gmail.com

(myyntipäällikkö)

186 6585 0415 (Whats-sovellus/We-Chat)

E-Mail: sales01@xuangedz.com

(Markkinointipäällikkö)

153 6133 2249 (Whats-sovellus/me-chat)

E-Mail: sales02@xuangedz.com

Postitusaika: 28.5.2024