SST transzformátor magveszteség számítása és tekercs optimalizálási útmutató

SST Magas Frekvenciás Elszigetelt Tranzsformátor Mag Tervezése és Számítása

• Anyagjellemzők Hatása:A mag anyaga eltérő veszteségeket mutat különböző hőmérsékleteknél, frekvenciáknál és mágneses áramerősségnél. Ezek a jellemzők alapul szolgálnak az összeses magveszteségnek, és a nemlineáris tulajdonságok pontos megértését igénylik.

• Folytató Mágneses Mező Zavar:Magas frekvencián lévő folytató mágneses mezők további magveszteségeket okozhatnak a tekercsek körül. Ha ezeket a paraszitikus veszteségeket nem kezelik megfelelően, akkor azok közelíthetik a természetes anyagveszteségeket.

• Dinamikus Működési Feltételek:Az LLC és CLLC rezonáns áramkörökben a maghoz alkalmazott feszültség hullámforma és működési frekvenciája dinamikusan változik, ami jelentősen bonyolítja a pillanatnyi veszteség számítását.

• Szimuláció és Tervezési Igények:Mivel a rendszer többváltozós és nagyon nemlineáris természete miatt, a pontos teljes veszteség becslése kézzel nehéz elérni. Pontos modellezés és szimuláció speciális szoftvereszközökkel létfontosságú.

• Hűtés és Veszteség Igényei:A nagy teljesítményű, magas frekvenciás tranzsformátorok kisebb felület-teljesítmény arányuk miatt erőltetett hűtést igényelnek. A nanokristályos anyagokban fellépő magveszteségeket precízen kell kiszámítani, és kombinálni a hűtőrendszer hőmérsékleti elemzésével a hőemelkedés értékeléséhez.

(1) Tekercs Tervezése és Számítása
Alternátori Veszteségek:Magas frekvencián növekedő áramfrekvencia miatt a tekercsellenzet is nő. Az egyes vezetőkön belüli impedanciát specifikus formulák segítségével kell kiszámítani.

(2) Eddymetszeti Veszteségek

Bőrhatás:Amikor alternátori áram áramlik egy kerek vezetőn, koncentrikus váltó mágneses mezők jelennek meg, amelyek eddymetszeti veszteségeket okoznak.
Szomszédsági Hatás:Többszintű tekercsek esetén az egyik rétegben lévő áram befolyásolja a szomszédos rétegekben lévő árameloszlást. Az AC-DC ellenállási arányt Dowell-formulával kell kiszámítani.

ahol △ a tekercs vastagságának és a bőrmélység aránya, p pedig a tekercsrétegek száma);
Rizikófigyelmeztetés:Szakértelmetlen mérnökök által tervezett tekercsek többszörös magasfrekvenciás alternátori veszteséggel tarthatók szemben ugyanolyan teljesítményű 50Hz tranzsformátorral szembeni rézveszteséggel.

Problémák Amorf és Nanokristályos Anyagokkal

(1) Mag Egyenleteségi Problémák

Még azonos partija és azonos specifikációk között is a nanokristályos magok jelentősen eltérő melegedést (veszteséget) mutathatnak magas frekvencián. A beérkező ellenőrzés paraméterek, mint a súly (ami a sűrűséget/töltési faktort jelez), Q-érték (ami a veszteségeket értékeli), induktív ellenállás (ami a mágneses áthatásodást értékeli) és a hőmérséklet-emelkedés vizsgálata hatáskörben történik a veszteségek kiértékelésére.

(2) Veszteség és Anyagi Korlátok

Vágási Veszteség:A vágási szélek mentén koncentrált mágneses mező növeli az eddymetszeti veszteségeket, ami ezeket a helyeket a legmelegebbé teszi, és kompromittálja a hőstabilitást.
Nemegyenletes Veszteség Eloszlás:Az vágási szélek mellett a mágneses útvonal mentén további forró pontok is jelenhetnek meg.
Anyagi Korlátok:Az amorf és nanokristályos anyagok nehéznek bizonyulnak a rezonáns áramkörök alacsony mágneses áthatásodási igényeinek eleget tenni. Alacsony frekvencián (16 kHz alatt) jelentős zajt generálnak, és nagyon érzékenyek a mechanikai stresszre.