Katlama özellikleri
Elektronik transformatör, giriş AC220V'dir, çıkış AC12V'dir ve güç 50W-300W'a ulaşabilir. Esas olarak yüksek frekanslı elektronik balast devresi temelinde geliştirilmiş bir transformatör devresidir. İstikrarlı performansa, küçük boyuta ve yüksek güce sahiptir, böylece geleneksel silikon çelik sac transformatörlerin büyük, ağır ve yüksek fiyat gibi dezavantajlarının üstesinden gelir.
Elektronik transformatör, aslında bir tür invertör olan düzensiz bir anahtarlama güç kaynağıdır. İlk olarak, AC gücü DC gücüne doğrultulur. Ardından, DC gücünü yüksek frekanslı bir AC gücüne dönüştürmek için elektronik bileşenlerle yüksek frekanslı bir osilatör oluşturmak için yüksek frekanslı bir osilatör kullanılır. Gerekli voltaj, bir anahtarlama trafosu aracılığıyla verilir ve daha sonra elektrikli cihazlar tarafından kullanılmak üzere iki kez doğrultulur. Anahtarlama güç kaynağı, küçük boyut, hafiflik ve düşük fiyat avantajlarına sahiptir, bu nedenle çeşitli elektrikli cihazlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Yüksek frekanslı anahtar tüpünün farklı sürüş modlarına göre, kendinden tahrikli salınım tipine ve ayrı uyarılmış tipe ayrılabilir.
kullanmak
Elektronik transformatörlerin floresan lambalar, masa lambaları, enerji tasarruflu lambalar, reklam lambaları vb. gibi geleneksel aydınlatma armatürlerinde uygulanması çok yaygındır. Hemen hemen hepsi elektronik transformatörleri kullanabilir ve elektronik transformatörleri benimsedikten sonra marş motorları atlanabilir. LED aydınlatmada çoğu yeni ürün elektronik transformatörler de kullanır. Temel olarak, elektronik transformatör yüksek verimliliğe, düşük maliyete, demir ve bakır malzemelerden tasarrufa, küçük yapıya ve voltaj dönüşüm fonksiyonu açısından hafifliğe sahiptir. Dezavantajı, dayanma gerilimi ve yüksek akım darbe performansının demirli transformatörlerinkinden daha kötü olmasıdır.
Güç kaynağı teknolojisinde uygulama
Güç kaynağı cihazındaki elektronik transformatör genellikle yumuşak bir manyetik çekirdekten yapılmış bir elektronik transformatör (yumuşak manyetik elektromanyetik eleman) kullanır. Yumuşak manyetik çekirdek kullanmayan hava çekirdekli elektronik transformatörler ve piezoelektrik seramik transformatörler olmasına rağmen, 21. yüzyılın başlarında, güç kaynağı cihazlarındaki çoğu elektronik transformatör hala yumuşak manyetik çekirdekler kullanıyor.
Bu nedenle, güç kaynağı teknolojisi ve elektronik transformatörler arasındaki ilişkiyi tartışın: elektronik transformatörlerin güç kaynağı teknolojisindeki rolü, elektronik transformatörler için güç kaynağı teknolojisinin gereklilikleri, elektronik transformatörlerdeki yeni yumuşak manyetik malzemelerin ve yeni manyetik çekirdek yapılarının etkisi. güç kaynağı teknolojisinin geliştirilmesi, belirli Will güç kaynağı endüstrisi ve yumuşak manyetik malzeme endüstrisindeki arkadaşların ilgisini çekecektir. Baidu Baike, güç kaynağı endüstrisi ile elektronik transformatör endüstrisi ve yumuşak manyetik malzeme endüstrisi arasında elektronik transformatörler ve yumuşak manyetik malzemelerle ilgili konularda diyalogları, alışverişleri ve ortak gelişmeyi kolaylaştırmak için bazı görüşler ortaya koymaktadır.
1. Elektronik transformatörler için güç kaynağı teknolojisi gereksinimleri
Tüm ürünler gibi, elektronik transformatörler için güç kaynağı teknolojisinin gereksinimi, belirli kullanım koşulları altında belirli işlevleri tamamlarken en iyi performans-fiyat oranını takip etmektir. Bazen fiyat ve maliyet, bazen de verimlilik ve performans üzerinde durulabilir. Hafif, ince, kısa ve küçük, elektronik transformatörlerin geliştirme yönleridir ve maliyet düşürmeyi vurgular. Genel gereksinimlerden başlayarak, elektronik transformatörler için dört özel gereksinim çizilebilir: kullanım koşulları, tam işlevler, verimliliği artırma ve maliyetleri düşürme.
2. Kullanım koşulları Elektronik transformatörlerin kullanım koşulları iki yönü içerir:
Güvenilirlik ve elektromanyetik uyumluluk. Güvenilirlik, elektronik transformatörün belirli kullanım koşulları altında hizmet ömrünün sonuna kadar normal şekilde çalışabileceği anlamına gelir. Genel kullanım koşullarında, elektronik transformatörler üzerinde en büyük etkiye çevre sıcaklığı sahiptir. Sıcaklıktan etkilenen elektronik transformatörlerin gücünü belirleyen parametre yumuşak manyetik malzemelerin Curie noktasıdır. Yumuşak manyetik malzemeler yüksek bir Curie noktasına sahiptir ve sıcaklıktan daha az etkilenirler; yumuşak manyetik malzemeler düşük bir Curie noktasına sahiptir ve sıcaklık değişimlerine daha duyarlıdır ve sıcaklıktan büyük ölçüde etkilenir.
Örneğin, Mn-Zn ferritinin Curie noktası sadece 215°C'dir ve bu nispeten düşüktür. Manyetik akı yoğunluğu, geçirgenliği ve kaybının tümü sıcaklıkla değişir. 25°C'lik normal sıcaklığa ek olarak, 60°C ve 80°C gereklidir. , 100℃'de çeşitli parametre verileri. Bu nedenle, Mn-Zn ferrit çekirdeklerinin çalışma sıcaklığı genellikle 100°C'nin altında sınırlıdır, yani ortam sıcaklığı 40°C olduğunda, sıcaklık artışı 60°C'den az olmalıdır. Kobalt bazlı amorf alaşımların Curie noktası, yine düşük olan 205 °C'dir ve çalışma sıcaklığı da 100 °C'nin altında sınırlıdır. Demir bazlı amorf alaşımın Curie noktası 370℃'dir ve 150℃~180℃'nin altında kullanılabilir. Yüksek geçirgenlik permalloyunun Curie noktası 460℃ ila 480℃ arasındadır ve 200℃~250℃'nin altında kullanılabilir. Mikrokristal nanokristal alaşımın Curie noktası 600℃ ve yönlendirilmiş silikon çeliğin Curie noktası 730℃'dir ve 300℃~400℃'de kullanılabilir. (Elektromanyetik uyumluluk, elektronik transformatörlerin dış dünyaya elektromanyetik parazit oluşturmadığı, aynı zamanda harici elektromanyetik parazite de dayanabileceği anlamına gelir. Elektromanyetik parazit şunları içerir: işitilebilir ses gürültüsü ve duyulamayan yüksek frekanslı gürültü. Elektronik transformatör elektromanyetik parazitinin ana nedeni Manyetostriksiyondur. Büyük bir manyetostriksiyon katsayısına sahip yumuşak manyetik malzemeler, büyük elektromanyetik parazit üretecektir.) Demir bazlı amorf alaşımların manyetostriksiyon katsayısı genellikle kullanılması gereken maksimum (27~30)×10-6'dır. gürültü bastırma girişimi. Yüksek geçirgenliğe sahip Ni50 permalloy'un manyetostriksiyon katsayısı 25 × 10-6'dır ve manganez-çinko ferritin manyetostriksiyon katsayısı 21 × 10-6'dır. Yukarıdaki üç çeşit yumuşak manyetik malzeme, elektromanyetik girişime yatkın malzemelerdir, bu nedenle uygulamada bunlara dikkat edin. %3 yönlendirilmiş silikon çeliğin manyetostriksiyon katsayısı (1~3)×10-6 ve mikrokristal nanokristal alaşımın manyetostriksiyon katsayısı (0.5~2)×10-6'dır. Bu iki tür yumuşak manyetik malzeme, elektromanyetik girişim malzemeleri üretmek için nispeten kolaydır. %6.5 silikon çeliğin manyetostriksiyon katsayısı 0.1×10-6, yüksek geçirgenlikli Ni80 permalloy'un manyetostriksiyon katsayısı (0.1~0.5)×10-6 ve kobalt bazlı amorf alaşımın manyetostriksiyon katsayısı 0.1 ×10-6'dır. veya daha az. Bu üç yumuşak manyetik malzeme, elektromanyetik girişime yatkın olmayan malzemelerdir. Manyetostriksiyon tarafından üretilen elektromanyetik girişimin frekansı genellikle bir elektronik transformatörün çalışma frekansı ile aynıdır. Çalışma frekansından daha düşük veya daha yüksek elektromanyetik parazit varsa, bunun nedeni başkadır.
3. Tam fonksiyon Elektronik transformatör iki ana tipe ayrılır: fonksiyon açısından transformatör ve indüktör.
Özel bileşenler tarafından gerçekleştirilen işlevler ayrı ayrı tartışılmaktadır.
Transformatör tarafından tamamlanan 3 fonksiyon vardır: güç iletimi, voltaj dönüşümü ve izolasyon izolasyonu;
İndüktörün iki işlevi vardır: güç aktarımı ve dalgalanma bastırma. Güç aktarımının iki yolu vardır.
Birincisi, transformatör iletim yöntemidir, yani transformatörün birincil sargısına uygulanan alternatif voltaj, manyetik çekirdekte bir manyetik akı değişikliği üretir ve ikincil sargının yüke uygulanan bir voltajı indüklemesine neden olur, böylece elektrik gücü birincil taraftan ikincil tarafa iletilir. . İletilen gücün boyutu, birim zaman başına manyetik akı yoğunluğu değişkeni ΔB tarafından belirlenen endüklenen voltaj tarafından belirlenir. ΔB'nin manyetik geçirgenlikle hiçbir ilgisi yoktur, ancak doygunluk manyetik akı yoğunluğu Bs ve artık manyetik akı yoğunluğu Br ile ilgilidir. Doygunluk manyetik akı yoğunluğu açısından, çeşitli yumuşak manyetik malzemelerin büyükten küçüğe Bs sırası: demir-kobalt alaşımı 2.3~2.4T, silikon çeliği 1.75~2.2T, demir bazlı amorf alaşım 1.25~'dir. 1.75T, Demir bazlı mikrokristal nanokristal alaşım 1.1~1.5T, demir-silikon alüminyum alaşımı 1.0~1.6T, yüksek manyetik geçirgenlik demir-nikel permalloy 0.8~1.6T, kobalt bazlı amorf alaşım 0.5 ~1.4T, demir-alüminyum Alaşım 0.7-1.3T, demir-nikel bazlı amorf alaşım 0.4-0.7T ve manganez-çinko ferrit 0.3-0.7T'dir. Elektronik transformatörlerin çekirdek malzemeleri olarak silikon çelik ve demir bazlı amorf alaşımlar baskınken, manganez-çinko ferrit dezavantajlıdır. Güç aktarımı
İkincisi, indüktör iletim yöntemidir, yani indüktör sargısına elektrik enerjisi girişi, manyetik çekirdeğe enerji verilmesine ve depolama için manyetik enerjiye dönüştürülmesine ve ardından elektrik enerjisine demanyetize edilerek yüke bırakılmasına neden olur. İletilen gücün boyutu, indüktörün endüktansı tarafından belirlenen indüktör çekirdeğinin enerji depolaması ile belirlenir. Endüktans, doygunluk manyetik akı yoğunluğu ile doğrudan ilgili değildir, ancak manyetik geçirgenlik ile ilgilidir. Manyetik geçirgenlik yüksektir, endüktans büyüktür, enerji depolaması büyüktür ve iletim gücü büyüktür. Çeşitli yumuşak manyetik malzemelerin geçirgenlik sırası aşağıdaki gibidir: Ni80 permalloy (1.2~3)×106, kobalt bazlı amorf alaşım (1~1.5)×106, demir bazlı mikrokristal nanokristal alaşım (5~8) )×105, demir bazlı amorf alaşım (2~5)×105, Ni50 permalloy (1~3)×105, silikon çelik (2~9)×104, manganez çinko ferrit Gövde (1~3 )×104. İndüktörün manyetik çekirdek malzemesi olarak Ni80 permalloy, kobalt bazlı amorf alaşım ve demir bazlı mikrokristal nanokristal alaşım baskınken, silikon çeliği ve manganez-çinko ferrit dezavantajlıdır. İletim gücünün boyutu, birim zamandaki iletim sayısıyla, yani elektronik transformatörün çalışma frekansıyla da ilgilidir. Çalışma frekansı ne kadar yüksek olursa, aynı boyuttaki manyetik çekirdek ve bobin parametreleri altında iletilen güç o kadar büyük olur. Gerilim dönüşümü, birincil sargının dönüş oranı ve transformatörün ikincil sargısı ile tamamlanır. Güç aktarımının boyutundan bağımsız olarak, birincil taraf ve ikincil tarafın voltaj dönüşüm oranı, birincil sargı ve ikincil sargı dönüşlerinin oranına eşittir. Yalıtım izolasyonu, birincil sargının yalıtım yapısı ve transformatörün ikincil sargısı ile gerçekleştirilir. Yalıtım yapısının karmaşıklığı, uygulanan ve dönüştürülen voltajın büyüklüğü ile ilgilidir. Voltaj ne kadar yüksek olursa, yalıtım yapısı o kadar karmaşık olur. Dalgalanma bastırma, indüktörün kendi kendine endüksiyon potansiyeli ile sağlanır. İndüktörden geçen akım değiştiği sürece, manyetik çekirdekteki bobin tarafından üretilen manyetik akı da değişecek ve indüktörün' bobininin her iki ucunda kendi kendine indüklenen bir potansiyele neden olacak, yönü uygulanan voltajın yönünün tersidir, böylece akımın değişmesini önler. Dalgalanmanın değişim frekansı temel frekanstan daha yüksektir ve mevcut dalgalanmanın mevcut frekansı temel frekanstan daha büyüktür, bu nedenle indüktör tarafından üretilen kendi kendine endüksiyon potansiyeli tarafından daha fazla bastırılabilir. İndüktörlerin dalgalanmayı bastırma yeteneği, kendi kendine indüklenen potansiyelin boyutuna, yani manyetik çekirdeğin geçirgenliği ile ilgili olan endüktansın büyüklüğüne bağlıdır. Ni80 permalloy, kobalt bazlı amorf alaşım, demir bazlı mikrokristal nanokristal alaşım Manyetik geçirgenlik yüksektir, bu bir avantajdır, silikon çeliği ve manganez-çinko ferrit ise düşük manyetik geçirgenliğe sahiptir ve dezavantajlıdır.
4. Verimliliği artırmak, güç kaynakları ve elektronik transformatörler için evrensel bir gerekliliktir.
a. Elektronik transformatörlerin verimliliğini artırın.
Örneğin: 100VA güç trafosu, verim %98 olduğunda kayıp sadece 2W ve çok fazla değil. Ancak yüzbinlerce ve milyonlarca güç transformatörü ile toplam kayıp yüzbinlerce watt'a, hatta milyonlarca watt'a ulaşabilir. Ek olarak, birçok güç transformatörü uzun süredir çalışıyor ve toplam yıllık kayıp önemli, muhtemelen on milyonlarca kWh'ye ulaşıyor. Açıkçası, elektronik transformatörlerin verimliliğini artırmak elektrik tasarrufu sağlayabilir. Güç tasarrufu yapıldıktan sonra daha az güç istasyonu kurulabilir. Daha az santral kurduktan sonra daha az kömür ve petrol tüketilebilir, CO2, SO2, NOx, atık gaz, kanalizasyon, kurum ve kül azaltılabilir ve çevre kirliliği azaltılabilir. Sadece enerji tasarrufu sağlamakla kalmaz, aynı zamanda çevreyi korumanın ikili sosyal ve ekonomik faydalarına da sahiptir. Bu nedenle, verimliliği artırmak elektronik transformatörler için büyük bir gerekliliktir.
B. Elektronik transformatör tasarımı
Elektronik transformatörün kaybı, çekirdek kaybını (demir kaybı) ve bobin kaybını (bakır kaybı) içerir. Elektronik trafo devreye girdiği sürece demir kaybı vardır ve elektronik trafo kaybının ana kısmıdır. Bu nedenle, demir kaybına dayalı çekirdek malzeme seçimi, elektronik transformatör tasarımının ana içeriğidir ve demir kaybı da yumuşak manyetik malzemeleri değerlendirmek için ana parametre haline gelmiştir. Çekirdek kaybı, elektronik transformatörün manyetik çekirdeğinin çalışma manyetik akı yoğunluğu ve çalışma frekansı ile ilgilidir. Yumuşak manyetik malzemelerin çekirdek kaybı tanıtılırken, kaybın hangi çalışma manyetik akı yoğunluğu ve hangi çalışma frekansı altında açıklanması gerekir.
Örneğin: P0.5/400, yani 0.5T çalışma manyetik akı yoğunluğu ve 400Hz çalışma frekansı altında demir kaybı anlamına gelir. P0.1/100k, 0.1T çalışma manyetik akı yoğunluğunda ve 100kHz çalışma frekansında demir kaybını temsil eder. Yumuşak manyetik malzemeler histerezis kaybı, girdap akımı kaybı ve artık kaybı içerir. Girdap akımı kaybı, malzemenin özdirenci ρ ile ters orantılıdır. ρ ne kadar büyük olursa, girdap akımı kaybı o kadar küçük olur. Çeşitli yumuşak manyetik malzemelerin büyükten küçüğe ρ sırası: manganez-çinko ferrit için 108~109μΩ?cm, demir-nikel bazlı amorf alaşımlar için 150~180μΩ?cm ve demir bazlı için 130~150μΩ?cm'dir. amorf alaşımlar. cm, kobalt bazlı amorf alaşım 120~140μΩ?cm, yüksek geçirgenlik permalloy 40~80μΩ?cm, demir-silikon-alüminyum alaşımı 40~60μΩ?cm, demir-alüminyum alaşımı 30~60μΩ?cm, silikon çelik 40~50μΩ?cm, demir-kobalt alaşımı 20~40μΩ?cm'dir. Bu nedenle, Mn-Zn ferritinin ρ'sı metalik yumuşak manyetik malzemelerinkinden 106 ila 107 kat daha yüksektir ve girdap akımı yüksek frekansta küçüktür ve uygulama baskındır. Ancak çalışma frekansı belirli bir değeri aştığında Mn-Zn ferritin manyetik parçacıklarındaki yalıtkan bozulur ve erir, ρ oldukça küçülür ve kayıp hızla yüksek seviyelere çıkar. Bu çalışma frekansı Mn-Zn ferrit ile aynıdır. Çalışma frekansını sınırlayın.
Her bölümün rolü
Genel mağaza aydınlatmasında kullanılan spot, gömme aydınlatma vb. için elektronik transformatör. 220v AC'den DC 12v50W'ye, içinde 7 terminalli bir mıknatıs bobini var. 3 direnç, 6 diyot, 4 kapasitör, 2 transistör. İşlevleri şunlardır:
Direnç: 1 başlangıç direnci, 2 akım sınırlama direnci, 3 dengeleyici direnç
Diyotlar: Dört diyot düzeltme için kullanılır, diğer ikisi de düzeltme için kullanılır
Kapasitör: filtreleme
Triyot: Biri bir anahtarlama transistörü, diğeri ise başlangıç için