Panduan Perhitungan Rugi Inti Transformator SST dan Optimalisasi Pembungkusan

Desain dan Perhitungan Inti Trafo Terisolasi Frekuensi Tinggi SST

• Dampak Karakteristik Material:Material inti menunjukkan perilaku kerugian yang berbeda pada suhu, frekuensi, dan kepadatan fluks yang berbeda. Karakteristik ini membentuk dasar dari total kerugian inti dan memerlukan pemahaman yang tepat tentang sifat nonlinier.

• Gangguan Medan Magnet Liar:Medan magnet liar frekuensi tinggi di sekitar lilitan dapat menginduksi kerugian inti tambahan. Jika tidak dikelola dengan baik, kerugian parasit ini mungkin mendekati kerugian material intrinsik.

• Kondisi Operasional Dinamis:Dalam rangkaian resonan LLC dan CLLC, bentuk gelombang tegangan dan frekuensi operasi yang diterapkan pada inti bervariasi secara dinamis, membuat perhitungan kerugian instan jauh lebih kompleks.

• Persyaratan Simulasi dan Desain:Karena sifat sistem yang terkait multi-variabel dan sangat nonlinier, estimasi kerugian total yang akurat sulit dicapai secara manual. Pemodelan dan simulasi yang tepat menggunakan alat perangkat lunak khusus sangat penting.

• Pendinginan dan Persyaratan Kerugian:Trafo frekuensi tinggi daya tinggi memiliki rasio area permukaan terhadap kapasitas yang lebih kecil, sehingga memerlukan pendinginan paksa. Kerugian inti pada material nanokristalin harus dihitung dengan tepat dan dikombinasikan dengan analisis termal sistem pendingin untuk mengevaluasi kenaikan suhu.

(1) Desain dan Perhitungan Lilitan
Kerugian AC:Pada frekuensi tinggi, peningkatan frekuensi arus menyebabkan resistansi lilitan yang lebih tinggi. Impedansi per konduktor satuan harus dihitung menggunakan rumus tertentu.

(2) Kerugian Arus Eddy

Efek Kulit:Saat arus AC mengalir melalui konduktor bulat, medan magnet alternatif konsetris dibangkitkan, menginduksi kerugian arus eddy.
Efek Proximity:Dalam lilitan multi-lapis, arus pada satu lapisan mempengaruhi distribusi arus pada lapisan berdekatan. Rasio resistansi AC-DC harus dihitung menggunakan rumus Dowell.

di mana △ adalah rasio ketebalan lilitan terhadap kedalaman kulit, dan p adalah jumlah lapisan lilitan);
Peringatan Risiko:Lilitan yang dirancang oleh insinyur yang kurang berpengalaman mungkin mengalami kerugian AC frekuensi tinggi beberapa kali lebih besar daripada kerugian tembaga trafo 50Hz dengan kapasitas yang sama.

Masalah dengan Bahan Amorf dan Nanokristalin

(1) Masalah Konsistensi Inti

Meskipun dalam batch yang sama dan spesifikasi identik, inti nanokristalin dapat menunjukkan perbedaan signifikan dalam pemanasan (kerugian) di bawah eksitasi arus frekuensi tinggi. Inspeksi masuk diperlukan melalui parameter seperti berat (menunjukkan densitas/faktor pengisian), nilai Q (mengukur kerugian), induktansi (menilai permeabilitas), dan uji kenaikan suhu di bawah beban untuk mengevaluasi kerugian.

(2) Kerugian dan Batasan Material

Kerugian Pinggiran Potongan:Konsentrasi medan magnet pada pinggiran potongan meningkatkan kerugian arus eddy, menjadikan area ini sebagai titik terpanas dan mengganggu stabilitas termal.
Distribusi Kerugian Tidak Merata:Selain pinggiran potongan, masih ada beberapa titik panas lainnya sepanjang jalur magnetik.
Batasan Material:Bahan amorf dan nanokristalin sulit memenuhi persyaratan rangkaian resonan untuk permeabilitas rendah. Mereka menghasilkan suara yang signifikan di bawah 16 kHz dan sangat sensitif terhadap stres mekanis.