Программа расчета трансформатора импульсного блока питания. Программа для расчета импульсных трансформаторов в источниках питания: особенности и применение

Как рассчитать параметры импульсного трансформатора для блока питания. Какие программы помогают в расчетах трансформаторов. Какие факторы нужно учитывать при проектировании импульсных трансформаторов.

Содержание

Особенности расчета импульсных трансформаторов

Расчет импульсных трансформаторов для источников питания имеет ряд особенностей по сравнению с расчетом обычных сетевых трансформаторов:

Высокая рабочая частота (десятки-сотни кГц) требует учета потерь в сердечнике и скин-эффекта в обмотках
Необходимо обеспечить минимальную индуктивность рассеяния
Требуется точный расчет индуктивности намагничивания
Нужно учитывать возможность насыщения сердечника
Важен правильный выбор материала и конструкции сердечника

Все эти факторы делают ручной расчет импульсных трансформаторов достаточно сложным. Поэтому для проектирования обычно используются специализированные программы.

Возможности программы ExcellentIT

ExcellentIT — одна из наиболее мощных и универсальных программ для расчета импульсных трансформаторов. Она позволяет:

Рассчитывать трансформаторы для различных топологий преобразователей (прямоходовые, обратноходовые, двухтактные и др.)
Учитывать параметры реальных сердечников из библиотеки программы
Анализировать потери в сердечнике и обмотках
Оптимизировать конструкцию по различным критериям
Выдавать подробный отчет с рекомендациями по намотке

Программа имеет удобный графический интерфейс и обширную справочную систему. Она хорошо подходит как для начинающих, так и для опытных разработчиков.

Онлайн-калькулятор TransformerCalc

TransformerCalc — простой онлайн-инструмент для быстрого расчета основных параметров импульсных трансформаторов. Он позволяет:

Задать входные параметры (мощность, напряжения, частоту и т.д.)
Выбрать тип сердечника из библиотеки
Рассчитать количество витков обмоток
Определить диаметр проводов
Оценить потери и КПД

Этот инструмент удобен для предварительных расчетов и оценки возможности реализации трансформатора с заданными параметрами.

Ключевые этапы расчета импульсного трансформатора

Независимо от используемой программы, расчет импульсного трансформатора обычно включает следующие основные этапы:

Задание исходных данных (мощность, напряжения, частота и др.)
Выбор типа и материала сердечника
Расчет индуктивности намагничивания

Определение числа витков первичной обмотки
Расчет числа витков вторичных обмоток
Выбор диаметров проводов обмоток
Анализ потерь и оптимизация конструкции

Правильный выбор параметров на каждом этапе позволяет получить оптимальную конструкцию трансформатора.

Особенности выбора сердечника для импульсного трансформатора

Выбор сердечника — один из важнейших этапов проектирования импульсного трансформатора. При этом нужно учитывать следующие факторы:

Материал сердечника должен обеспечивать низкие потери на высокой частоте
Форма сердечника влияет на индуктивность рассеяния
Размер сердечника определяет максимальную мощность
Зазор в сердечнике позволяет регулировать индуктивность

Для импульсных трансформаторов обычно используются ферритовые сердечники E, EE, ETD или тороидальные. Выбор конкретного типа зависит от мощности, частоты и других требований.

Расчет числа витков обмоток

Число витков обмоток импульсного трансформатора рассчитывается по следующим формулам:

Для первичной обмотки:

N1 = (U1 * T) / (4 * Ae * Bm)

Где: N1 — число витков первичной обмотки U1 — напряжение на первичной обмотке T — период переключения Ae — эффективная площадь сечения сердечника Bm — максимальная индукция в сердечнике

Для вторичных обмоток:

N2 = N1 * (U2 / U1)

Где: N2 — число витков вторичной обмотки U2 — напряжение на вторичной обмотке

При расчетах важно учитывать скважность импульсов и запас по напряжению.

Особенности намотки импульсных трансформаторов

При намотке импульсных трансформаторов нужно соблюдать следующие правила:

Использовать провод с качественной изоляцией, рассчитанной на высокое напряжение
Применять многожильный провод для уменьшения скин-эффекта
Обеспечивать плотную и равномерную намотку
Использовать секционированную намотку для снижения паразитных емкостей
Применять экранирование между обмотками
Пропитывать обмотки специальными компаундами

Правильная намотка позволяет получить трансформатор с минимальными паразитными параметрами.

Заключение

Расчет импульсных трансформаторов — сложная задача, требующая учета множества факторов. Использование специализированных программ значительно упрощает этот процесс и позволяет быстро получить оптимальную конструкцию. При этом важно понимать физические основы работы импульсных трансформаторов, чтобы правильно интерпретировать результаты расчетов.

Программа расчета трансформатора двухтактных преобразователей

Программа расчета трансформатора — ExcellentIT, позволяющая выполнять расчеты импульсных трансформаторов двухтактных преобразователей. Она имеет довольно удобный графический интерфейс – вся информация представлена на одном рабочем окне, разделенном на три части: начальные данные, схема преобразователя и магнитопровод.

Данное ПО работает с двухтактными мостовыми, полумостовыми и push-pull преобразователями напряжения источников питания. На выбор предлагается однополярное со средней точкой, двухполярное со средней точкой и мостовое выпрямление. Все используемые схемы преобразователей и выпрямителей представлены в приложении.

Среди основных возможностей программного обеспечения ExcellentIT можно отметить расчет потребляемой и габаритной мощностей трансформатора, мощности потерь в магнитопроводе, перегрева магнитопровода, КПД, токов намагничивания первичной обмотки и её индуктивности, токов потребления, количества витков обмоток и размеров проводов с учетом скин-эффекта. Программа также определяет индуктивность демодулирующего дросселя в схемах преобразователя. В программе может задаваться тип магнитопровода, его форма (E, ER, ETD, EI, R) и материал (Epcos, TDK, Ferroxcube, CosmoFerrites, Kaschke и т.д.). Кроме этого есть возможность самостоятельного определения данных магнитопровода (проницаемости, площади сечения, площади окна и т.д.) и пополнения имеющейся базы новым типом изделия.

Среди прочих функций ExcellentIT – наличие возможности выбора стандарта проводов, установка желаемого размера провода, включение/отключение режима расчета стабилизации выходов, помощь при вводе начальных данных (выбор индукции в зависимости от частоты, определение сопротивления открытого канала, плотности тока и т.д.).

К отдельным полям ввода начальных данных и окнам с результами расчетов предусмотрены всплывающие подсказки. Содержание некоторых их них повторяет разделы помощи. Приложение ExcellentIT позволяет вводить данные в виде целых или в виде дробных чисел. В случае если параметры выходят за разумные пределы, программа предупреждает пользователя с указанием причины ошибки. Все результаты расчётов можно сохранять в файл.

Автором рассматриваемого калькулятора импульсных трансформаторов является Владимир Денисенко из города Пскова, известный под ником Starichok. У программы ExcellentIT существует ограниченная версия под названием Lite-CalcIT, рекомендованная для неискушенных пользователей. Ее интерфейс немного проще, отсутствует возможность определения индуктивности выходного дросселя, сохранения и загрузки результатов работ. Значение ряда параметров усреднено, что приводит к более высоким погрешностям в расчетах. Помимо данных продуктов Владимир Денисенко является разработчиком программ Forward, Booster и Flyback.

Программное обеспечение ExcellentIT распространяется свободно со статусом donationware. Процедура инсталляции на компьютер не требуется. В папке вместе с программой присутствуют файлы с параметрами ферритов, используемых в работе ПО, а также обязательный для ознакомления файл помощи, рассказывающий об особенностях пакета.

Программа ExcellentIT имеет русский и английский интерфейс.

Программное обеспечение написано под ОС Microsoft Windows. Поддерживается Windows 9x, NT, 2000, XP, Vista и 7 (32- и 64-разрядные). Возможен запуск программы в среде Linux при использовании ПО Wine. По размеру ExcellentIT занимает не более одного мегабайта.

Распространение программы: бесплатная.

Скачать ExcellentIT

Источник: cxem.net

Программа расчета импульсных трансформаторов

Продвинутая программа Кб , с широкими возможностями в входных параметрах расчета. Помимо КПД и мощности трансформатора, программа выдает много полезной информации в результате. Расчет производится по 3-м типам преобразователя: «Пуш-пул», «Полумостовая» и «Мостовая». Внешний вид программы «Расчет импульсного трансформатора двухтактного преобразователя». Jump to navigation.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

Скачать бесплатно ExcelentIT 8.0

Программа для расчетов импульсных трансформаторов

Как рассчитать и намотать импульсный трансформатор для полумостового блока питания?

Расчет импульсного трансформатора

ExcellentIT(3500). Программа для расчёта импульсных трансформаторов

Программа для расчета импульсных трансформаторов

Программа для расчета импульсного трансформатора 2.6

Программа расчета импульсного трансформатора

ExcellentIT

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Пример расчета трансформатора в ПО

Скачать бесплатно ExcelentIT 8.0

Наиболее популярными среди радиолюбителей стали сетевые источники питания, собранные на микросхемах IR и IR, которые представляют из себя самотактируемые высоковольтные драйверы, позволяющие получать полумостовые импульсные блоки питания мощностью до 1,5 кВт с минимальной обвязкой. И если сердце импульсного блока питания колотится внутри готовой буржуйской микросхемы, то главным, ответственным за электрохозяйство среди остальных наружных образований, безусловно, является правильно выполненный трансформатор.

Для наших высокотоковых дел лучше всего применять трансформаторы с тороидальным магнитопроводом. В сравнении с другими сердечниками они имеют меньший вес и габариты, а также отличаются лучшими условиями охлаждения обмоток и повышенным КПД. Но самое главное — при равномерном распределении обмоток по периметру сердечника практически отсутствует магнитное поле рассеяния, что в большинстве случаев отметает потребность в тщательном экранировании трансформаторов.

По сути дела, умных статей в сети на предмет расчёта импульсных трансформаторов великое множество, с картинками, формулами, таблицами и прочими авторитетными причиндалами. Наблюдаются в свободном доступе и многочисленные онлайн-калькуляторы на интересующую нас тематику.

И снизошла б на нас благодать неземная, кабы вся полученная информация сложилась в наших любознательных головах в единое большое целое. Да вот, что-то не получается. Ништяк обламывается из-за того, что следуя этими различным компетентным источникам, мы устойчиво получаем на выходе и различные результаты.

Вот и гуляют по сети идентичные радиолюбительские схемы импульсных блоков питания на IR с идентичными заявленными характеристиками, трансформаторами на одних и тех же кольцах, но радикально не идентичным количеством витков первичных обмоток трансформаторов.

А когда эти различия выражаются многими разами, то возникает желание «что-то подправить в консерватории». Объясняется это желание просто — существенной зависимостью КПД устройства от значения индуктивности, на которую нагружены ключевые транзисторы преобразователя. А в качестве этой индуктивности как раз и выступает первичная обмотка импульсного трансформатора. А для лучшего восприятия сказанного, приведу типовую схему источника питания на IR, не обременённую ни устройством защиты, ни какими-либо другими излишествами.

Ну и наконец, переходим к расчёту импульсного трансформатора.

Мотать его будем на бюджетных низкочастотных ферритовых кольцах отечественного производителя НМ или импортных — EPCOS N87, а для начала определимся с габаритной мощностью тороидального ферритового магнитопровода. Расчёты поведём исходя из частоты работы преобразователя IR, равной 50 кГц. Почему именно такой? Не ниже, потому что такой выбор частоты позволяет нам уложиться в достаточно компактные размеры ферритового сердечника, и при этом гарантирует полное отсутствие сигналов комбинационных частот ниже 30 кГц при работе девайса в составе качественной звуковоспроизводящей аппаратуры.

А не выше, потому что мы пилоты А феррит у нас низкочастотный и может почахнуть и ответить значительным снижением магнитной проницаемости при частотах свыше кГц.

Не забываем, что сигнал, на выходах ключей имеет форму меандра и совокупная амплитуда гармоник, с частотами в раз превышающими основную, имеет весьма ощутимую величину. Параметры первичной обмотки трансформатора рассчитаем при помощи программы Lite-CalcIT, позволяющей, на мой взгляд, вполне адекватно оценить как размер сердечника, так и количество витков первичной обмотки. Результаты сведём в таблицу. Далее на кольцо следует намотать термостойкую изоляционную прокладку Рис. В качестве изоляционного материала можно выбрать лакоткань, стеклолакоткань, киперную ленту, или сантехническую фторопластовую ленту.

Обмотка должна быть равномерно распределена по периметру магнитопровода — это важно! Если в закромах радиолюбительского хозяйства не завалялся обмоточный провод необходимого диаметра, то обмотку можно намотать сразу в два, или несколько проводов меньшего диаметра Рис.

Не забываем, что зависимость тока от диаметра квадратичная и если, к примеру, нам надо заменить провод диаметром 1мм, то это будет не два провода по 0,5мм, а четыре или два провода по 0,7мм. Ну и для завершения первичного процесса поверх первичной обмотки трансформатора наматываем межобмоточную прокладку — пару слоёв лакоткани или другой изолирующей ленты Рис. А вот теперь мы плавно переходим к выполнению второй части упражнения. Да только вот опять — не складываются куличики в пирамидку, потому как далеко не каждый источник информации радует ожидаемым результатом.

Это формула верна для случаев, когда мы хотим получить расчётное значение выходного напряжения на холостом ходу. Теперь, что касается диаметра провода вторичной обмотки трансформатора. И в завершении приведу незамысловатый калькулятор для расчёта параметров вторичной обмотки импульсного трансформатора.

Количество вторичных обмоток ограничено только размерами магнитопровода. При этом суммарная величина снимаемых с обмоток мощностей не должна превышать расчётную мощность трансформатора. При необходимости поиметь двуполярный источник питания, обе обмотки следует мотать одновременно, затем присовокупить начало одной обмотки к концу другой, а уже потом направить это соединение, в зависимости от личных пристрастий — к земле, средней точке, общей шине, корпусу, или совсем на худой конец — к GND-у.

Ну что ж, с трансформатором определились, пора озадачиться полным джентльменским набором настоящего мужчины — плавками с меховым гульфиком, а главное, непосредственно импульсным блоком питания, оснащённым такими значимыми прибамбасами, как устройства мягкого пуска и защиты от токовых перегрузок и КЗ. Всё это хозяйство подробно опишем на странице Ссылка на страницу. Это нужно знать Весь перечень знаний находится на этой странице.

Весь перечень знаний находится на этой странице. Расчёт и изготовление трансформатора для импульсного блока питания на тороидальном кольцевом ферритовом сердечнике. Онлайн калькулятор обмоток. Мощность, снимаемая со вторичной обмотки Вт. Величина выходного постоянного напряжения В.

В каком режиме измеряется выходное напряжение. Количество витков первичной обмотки.

Программа для расчетов импульсных трансформаторов

В этой статье рассказано о том, как рассчитать и намотать импульсный трансформатор для самодельного полумостового блока питания, который можно изготовить из электронного балласта сгоревшей компактной люминесцентной лампочки. Это когда лень считать витки. Как за час сделать импульсный блок питания из сгоревшей лампочки? Как подружить Блокнот с Калькулятором Windows, чтобы облегчить расчёты? Самодельный импульсный преобразователь напряжения из 1,5 в 9 Вольт для мультиметра. Наиболее универсальными магнитопроводами являются Ш-образные и чашкообразные броневые сердечники.

Импульсных тансформаторов на. Работает под управлением. ПО бесплатное. Радиолюбительские программы по трансформаторам.

Как рассчитать и намотать импульсный трансформатор для полумостового блока питания?

Онлайн расчет силового импульсного трансформатора. Оглавление :: Поиск Техника безопасности :: Помощь. Вашему вниманию подборки материалов:. К онструирование источников питания и преобразователей напряжения Разработка источников питания и преобразователей напряжения. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам. П рактика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база.

Расчет импульсного трансформатора

Пользователь интересуется товаром NK — 6-канальная цветомузыкальная приставка. Пользователь интересуется товаром MP — Цифровой регулятор громкости 2 канала. Impuls-transformator импульсный трансформатор — программа предназначена для расчета импульсных трансформаторов. Установка — раскрыть архив zip в любую директорию.

Приведены образцы схем преобразования и выпрямления. На некоторых полях ввода программы и на некоторых результатах расчета, которые нуждаются в комментариях, размещены всплывающие подсказки.

ExcellentIT(3500). Программа для расчёта импульсных трансформаторов

Двухтактный преобразователь — преобразователь напряжения, использующий импульсный трансформатор. Коэффициент трансформации трансформатора может быть произвольным. Несмотря на то, что он фиксирован, во многих случаях может варьироваться ширина импульса, что расширяет доступный диапазон стабилизации напряжения. Преимуществом двухтактных преобразователей является их простота и возможность наращивания мощности. В правильно сконструированном двухтактном преобразователе постоянный ток через обмотку и подмагничивание сердечника отсутствуют. Это позволяет использовать полный цикл перемагничивания и получить максимальную мощность.

Программа для расчета импульсных трансформаторов

Программа для расчетов импульсных трансформаторов двухтактных преобразователей. Программа работает со схемами преобразователя полу мостовая и push-pull. В приложении представлены все используемые схемы преобразователей и выпрямителей. Скачать программу на прямую с Яндекса диска. Сварочные инверторы гарантируют своё максимальное качество сварки и безусловный комфорт и стабильную работу, для сварщиков. Но эти достоинства достигнуты, целью более непростой конструкции.

Онлайн расчет силового импульсного трансформатора.

Программа для расчета импульсного трансформатора 2.6

Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Мегапосты: Криминальный квест HR-истории Путешествия гика.

Программа расчета импульсного трансформатора

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны. В проектировании ЭА одной из основных задач является минимизация массогабаритных параметров и потребления энергии. Решение проблемы снижения материалоемкости и энергопотребления бытовой РЭА связано с широким использованием импульсных источников вторичного электропитания ИИЭ. Их преимущества по сравнению с традиционными источниками электропитания обеспечиваются заменой силового трансформатора, работающего на частоте промышленной сети 50 Гц, малогабаритным импульсным трансформатором, работающим на частотах 40 кГц, а также использованием импульсных методов стабилизации вторичных напряжений взамен компенсационных. Импульсные трансформаторы ИТ , предназначаемые для трансформирования коротких импульсов с минимальными искажениями и работающие в режиме переходных процессов, находят применение в различных импульсных устройствах. Диапазон мощностей, напряжений и длительностей трансформируемых импульсов получается очень широким.

Запросить склады. Перейти к новому.

ExcellentIT

Энергосистема опознала нового радиотехника и приветливо моргнула всем домом. А тем временем традиционные линейные источники питания на силовых трансформаторах всё чаще стали вытесняться своими импульсными коллегами. При этом, что бы там не говорили авторитетные товарищи про многочисленные технические достоинства импульсных преобразователей, плюс у них только один — массогабаритные показатели. Всё остальное — сплошной минус. Однако этот единственный плюс оказался настолько жирным, что заслонил собой все многочисленные минусы, особенно в тех замесах, когда к электроустройствам не предъявляется каких-либо жёстких требований. Наиболее популярными среди радиолюбителей стали сетевые источники питания, собранные на микросхемах IR и IR, которые представляют из себя самотактируемые высоковольтные драйверы, позволяющие получать полумостовые импульсные блоки питания мощностью до 1,5 кВт с минимальной обвязкой. И если сердце импульсного блока питания колотится внутри готовой буржуйской микросхемы, то главным, ответственным за электрохозяйство среди остальных наружных образований, безусловно, является правильно выполненный трансформатор.

Различные типы трансформаторного оборудования применяются в электронных и электротехнических схемах, которые востребованы во многих сферах хозяйственной деятельности. Например, импульсные трансформаторы далее по тексту ИТ — важный элемент, устанавливаемый практически во всех современных блоках питания. В зависимости от формы сердечника и размещения на нем катушек, ИТ выпускаются в следующих конструктивных исполнениях:.

Импульсный источник питания

— схема SMPS — вычислитель трансформатора

спросил 7 лет, 1 месяц назад

Изменено 4 года, 11 месяцев назад

Просмотрено 20 тысяч раз

\$\начало группы\$

Я нашел эту схему для простого SMPS.

98}{ 4 f \cdot B_{max} \cdot Ac}$$

и получится где-то около 30 витков.

Но для вторичного я не понимаю. На схеме написано 5 витков на 14,4В. У меня получается 1-2 оборота.

$$240В \cdot \dfrac{1.4}{14.4В \cdot 0.98} \примерно 23 \подразумевает \frac{30}{23} \text{ витков} = 1. 3 \text{ витков на вторичной обмотке}$$

Что я неправильно вычисляю? Должен ли я использовать коэффициент заполнения 50% для этого типа SMPS? Даже тогда он не приближается к 5 оборотам.

трансформатор
импульсный источник питания
обратный ход

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Трансформатор обратного хода не работает как обычный трансформатор. Теоретически можно использовать любое соотношение. На практике соотношение, которое дает 50% рабочего цикла, является хорошей отправной точкой, поскольку оно имеет тенденцию оптимизировать объединенный медный объем обмоток. Уменьшение рабочего цикла имеет преимущества более низкого выходного тока пульсаций дросселя и более низкого напряжения обратного хода. Типичная стратегия заключается в том, чтобы установить соотношение обмоток примерно на 50% рабочего цикла при самом низком рабочем напряжении. Затем при более высоком рабочем напряжении рабочий цикл уменьшается, что дает благоприятные эффекты.

В данной конструкции предполагается, что минимальное входное выпрямленное напряжение составляет около 120 В, а желаемое выходное напряжение составляет около 12 В. Тогда передаточное отношение для 50% рабочего цикла будет около 10:1, что дает 3T для вторичной обмотки. Но, видимо, разработчик схемы решил начать с более низкого коэффициента и, следовательно, более низкого рабочего цикла. Это дает более низкий выходной ток пульсаций индуктивности и более низкое обратноходовое напряжение, в то время как объем сердечника может не иметь большого значения, поскольку это не очень высокая мощность. Это также снижает производственную изменчивость из-за очень малого количества витков.

Напряжение обратного хода первичной обмотки просто: $$ V_{fb} = (V_{sec}=12,6 В) \times \frac{T_{pri}=30}{T_{sec}=5} = 76V $$ Это не учитывает дополнительный всплеск из-за индуктивности рассеяния. И имейте в виду, что, как видно из МОП-транзистора, это добавляется к Vin, выпрямленному входному напряжению.

Таким образом, для выхода 24 В проще всего довериться исходным конструктивным решениям и просто удвоить количество витков до 10 (и заменить стабилитрон, чтобы получить правильное регулируемое выходное напряжение). 92} =Vi_{min}*ton_{max}* 0,000001\$

\$ ton _{max} = \frac{1}{2}* f \$

\$ \frac{N_{pri}} {N_{sec}} = V_{pri}*2V_{sec}\$

Теперь вы можете рассчитать значения для обратноходовых трансформаторов.

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите

Зарегистрироваться через Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

Импульсный источник питания — Расчет импульсного трансформатора на 100 кГц

Я совершенно не умею переключать трансформаторы. Какой материал я должен использовать? Я не уверен, достаточно ли ферритового сердечника E55

_{В приведенном ниже примере я использовал набор сердечников E55/28/25 и материал сердечника 3C90 только для того, чтобы попробовать жизнеспособность конструкции. Я действительно не сосредотачиваюсь на цифрах; скорее я проведу вас через форму процедуры, которая приблизит вас к тому, чтобы намотать первичную обмотку. Мои цифры ниже такие же, как они взяты из моего калькулятора, и я не ручаюсь за их правильность, когда впервые публикую этот ответ. Им нужна двойная проверка, и любые указанные мне ошибки приведут к исправлению этого ответа.}

Обычные силовые трансформаторы переменного тока (50 или 60 Гц) имеют первичную индуктивность. В конце концов, первичная обмотка — это просто катушка провода, намотанная на магнитный сердечник, и вы не хотите, чтобы ток, потребляемый этой индуктивностью (вторичная ненагруженная), составлял «десятки ампер». Таким образом, вы наматываете первичную обмотку с достаточной индуктивностью, чтобы остаточный ток (называемый током намагничивания) не был чрезмерным.

Если слишком много, то ядро перенасытится, и вы окажетесь в беспорядке.

То же самое для любого трансформатора, работающего на любой частоте — необходимо избегать насыщения сердечника, а именно ток намагничивания вызывает насыщение сердечника. Это не имеет ничего общего с током нагрузки, потому что магнитные поля тока нагрузки, создаваемые первичной и вторичной обмотками, компенсируются.

По сути, магнитное поле в сердечнике возникает ТОЛЬКО из-за индуктивности намагничивания и тока, потребляемого этой индуктивностью из-за приложенного первичного напряжения.

Это то, что вы сначала проектируете, а затем вторичная обмотка имеет нужное количество витков, чтобы дать вам правильное выходное напряжение в зависимости от количества витков на первичной обмотке.

Допустим, вы выбрали этот набор сердечников: —

Допустим, вы выбрали сердечник без зазоров. Его значение \$A_L\$ равно 8000 нГн/оборот. Это означает, что 1 виток провода будет иметь индуктивность 8 мкГн. Если вы примените два витка, он не изменится до 16 мкГн, но увеличится как квадрат витков, то есть с 2 витками вы получите 32 мкГн.

А какая вам нужна индуктивность?

Иногда это требует проб и ошибок. Возвращаясь к обычному трансформатору на 230 вольт 50 Гц, он может иметь первичную индуктивность намагничивания, скажем, 10 генри. Это на частоте 50 Гц, поэтому для частоты 100 кГц мы должны ориентироваться примерно на 10 генри * 50/100 000 = 5 мГн.

Для этого потребуется около 25 витков, т. е. 25 в квадрате x 8 мкГн = 5 мГн. Это всего лишь приблизительная оценка, чтобы увидеть, как все сложится. Следующее, что нужно рассчитать, это какой пиковый ток намагничивания, который мы получаем, прикладывается к напряжению в течение 5 мкс. Я говорю 5 мкс, потому что это половина цикла на частоте 100 кГц.

Мы также можем сказать, что, поскольку в схеме используется драйвер полного моста, ток начинается с -Ipk и возрастает до +Ipk в течение 5 мкс. Это означает, что за 2,5 мкс ток изменяется от 0 до +Ipk. Мы знаем приложенное напряжение (315 вольт постоянного тока), и мы знаем приблизительную индуктивность (5 мГн), и мы знаем закон индукции Фарадея: —

$$V = L\cdot\dfrac{di}{dt}$$

Итак, \$\frac{di}{dt}\$ = 315 вольт / 5 мГн = 63 000 ампер в секунду. Мы знаем время (2,5 мкс), поэтому пиковый ток будет 157,5 мА. Он будет чередоваться в виде треугольной формы сигнала между -157,5 мА и +157,5 мА.

Итак, теперь мы знаем пиковый ток (157,5 мА) и количество витков (25). Это дает нам МДС (магнитодвижущая сила) 3,9375 Ат. Мы также знаем среднюю длину ядра (указанную на рисунке выше фиолетовым цветом). Итак, MMF/длина сердечника говорит нам H-поле. При длине сердечника (\$\ell_e\$) 123 мм H = 32 Ат/м.

Насытит ли это ядро?

Это можно найти, посмотрев на кривую BH для материала 3C90, который я выбрал: —

Я полагаю, что пиковая плотность потока будет около 250 мТл, и это нормально для данного приложения.