La conception du transformateur de puissance à découpage
La conception du transformateur de puissance à découpage est divisée en trois aspects : réduire autant que possible la perte du transformateur de commutation ; Minimiser les fuites du transformateur de commutation ; Essayez de supprimer le bruit audio du transformateur de commutation.
1. Réduire la perte du transformateur de commutation :
① Perte de courant continu. La perte de courant continu du transformateur de commutation est causée par la perte de cuivre de la bobine. Afin d'améliorer l'efficacité, des fils plus épais doivent être sélectionnés dans la mesure du possible.
(2) Perte CA. La perte de courant alternatif du transformateur de commutation est causée par l'effet de peau du courant à haute fréquence et la perte du noyau magnétique. Le courant à haute fréquence a toujours tendance à s'écouler de la surface lorsqu'il traverse le fil, ce qui réduira la zone d'écoulement effective du fil et rendra l'impédance équivalente AC du fil beaucoup plus élevée que la résistance du cuivre. La capacité de pénétration du fil par le courant haute fréquence est inversement proportionnelle à la racine carrée de la fréquence de découpage. Afin de réduire l'impédance du cuivre AC, le rayon du fil ne doit pas dépasser 2 fois la profondeur que le courant haute fréquence peut atteindre. La perte de noyau magnétique du transformateur de commutation réduira également l'efficacité de la conversion de puissance.
2. Réduisez les fuites du transformateur de commutation :
Dans la conception du transformateur de commutation, les fuites doivent être réduites au minimum, car plus les fuites sont importantes, plus la plage de tension de crête est grande, plus la perte du circuit de serrage du drain est importante, ce qui entraînera inévitablement une réduction de l'efficacité énergétique. Pour un transformateur de commutation qui répond aux normes d'isolation et de sécurité, l'inductance de fuite doit être de 1 % à 3 % de l'inductance primaire lorsque le secondaire est ouvert. Il sera difficile d'atteindre moins de 1 % dans le processus de fabrication. Les mesures suivantes peuvent être prises pour réduire les fuites :
(1) Réduire le nombre de spires Np de l'enroulement primaire ;
② Augmenter la largeur d'enroulement ;
③ Augmentez le rapport hauteur/largeur de l'enroulement ;
(4) Réduire la couche d'isolation entre les enroulements ;
⑤ Augmentez le degré de couplage entre les enroulements.
La fuite peut être efficacement réduite en sélectionnant la forme de noyau appropriée, en réduisant le nombre de spires primaires et en augmentant le rapport d'aspect. L'inductance de fuite est proportionnelle au carré du nombre de spires primaires. La taille de noyau choisie doit être suffisamment grande pour que l'enroulement primaire puisse être enroulé en deux couches ou moins, ce qui minimise la fuite primaire et la capacité distribuée. N'utilisez pas le gros noyau magnétique, en raison de sa grande taille, de son faible rapport hauteur/largeur, les fuites ne conviennent pas aux noyaux magnétiques de type EE, ETD, EI, EC.
Le fil à triple isolation est un nouveau fil isolé haute performance développé dans le monde cette année, ce fil a trois couches d'isolation, le milieu est le fil central. Sa couche isolante est un film polyamide doré, appelé"film d'or"à l'étranger; L'épaisseur totale de la couche d'isolation n'est que de 20 ~ 100 um, mais elle peut résister à la haute tension pulsée de milliers de volts. Le fil à triple isolation convient à la technologie de pointe, au domaine de la défense nationale, à la production d'enroulements de moteurs miniatures, d'enroulements de transformateurs haute fréquence d'alimentations à découpage miniaturisées. Ses avantages sont une résistance d'isolation élevée (deux couches peuvent supporter une tension de sécurité AC3000V), il n'est pas nécessaire d'ajouter une couche barrière pour assurer la marge de sécurité et il n'est pas nécessaire d'enrouler une couche de ruban isolant entre les étapes ; Haute densité de courant. Le volume des transformateurs de commutation qui y sont bobinés peut être réduit de moitié par rapport à celui bobiné en fil émaillé. Un schéma de conception optimal du transformateur de commutation consiste à utiliser un fil émaillé ordinaire à haute résistance pour enrouler les étages primaire et de rétroaction,
Lors du processus de commutation de l'alimentation, la capacité distribuée de l'enroulement est chargée et déchargée à plusieurs reprises et son énergie est absorbée. La capacité distribuée réduira non seulement l'efficacité de l'alimentation à découpage, mais formera également un oscillateur LC avec une inductance distribuée de l'enroulement pour produire un bruit de sonnerie. La capacité répartie de l'enroulement primaire a une influence particulièrement importante. Afin de réduire la capacité distribuée, la longueur du fil de chaque tour doit être réduite autant que possible, et l'extrémité de début de l'enroulement primaire doit être connectée au drain, et une partie de l'enroulement primaire doit être utilisée pour jouer un rôle de blindage, de manière à réduire le degré de couplage de l'enroulement adjacent.
3. Supprimez le bruit audio du transformateur de commutation :
① L'attraction entre les noyaux magnétiques EE ou EI peut faire se déplacer les deux noyaux magnétiques. L'attraction ou la répulsion entre les courants d'enroulement peut également compenser la bobine. De plus, le noyau magnétique EE ou EI peut provoquer des déformations périodiques lorsqu'il est soumis à des vibrations mécaniques. Les facteurs ci-dessus entraîneront l'émission de bruit audio par le transformateur de commutation lorsqu'il fonctionne, et la fréquence de bruit audio de l'alimentation à découpage inférieure à 10 W est de 10 ~ 20 KHz. Afin d'empêcher le déplacement relatif entre les noyaux magnétiques, la résine époxy est généralement utilisée comme ciment pour lier les trois surfaces de contact (y compris la colonne centrale) de deux noyaux magnétiques. Mais cette connexion rigide n'est pas idéale, car elle ne minimise pas le bruit audio, et parce qu'il y a trop de ciment, le noyau magnétique peut facilement se rompre sous contrainte mécanique. Récemment, une spéciale"perle de verre"le ciment a été utilisé à l'étranger pour lier EE, EI et d'autres types de noyaux de ferrite, et l'effet est très bon. Cet adhésif est un mélange de billes de verre et d'adhésif dans un rapport de 1:9. Il peut être durci après avoir été placé à une température de plus de 100 degrés Celsius pendant 1 heure.
② Afin d'empêcher le champ magnétique de fuite du transformateur de commutation d'interférer avec le circuit adjacent, une feuille de cuivre peut être enroulée autour de l'extérieur du transformateur. La ceinture de blindage équivaut à un anneau de court-circuit, qui peut inhiber le champ magnétique de fuite. Le ruban de blindage doit être mis à la terre.
