SST Dönüşümcü Çekirdek Kaybı Hesaplama ve Sarım Optimizasyon Rehberi

SST Yüksek Frekanslı İzole Dönüşüm Çekirdeği Tasarımı ve Hesaplaması

• Malzeme Özelliklerinin Etkisi:Çekirdek malzemesi, farklı sıcaklıklarda, frekansta ve manyetik akı yoğunluklarında değişken kayıp davranışları gösterir. Bu özellikler, toplam çekirdek kaybının temelini oluşturur ve doğrusal olmayan özelliklerin hassas bir şekilde anlaşılması gerektiği anlamına gelir.

• Kesintisiz Manyetik Alan Arızası:Sargılardaki yüksek frekanslı kesintisiz manyetik alanlar, ek çekirdek kayıplarına neden olabilir. Bu parazit kayıplar uygun şekilde yönetilmezse, malzemenin kendi kayıplarına yaklaşabilir.

• Dinamik İşlem Koşulları:LLC ve CLLC rezonans devrelerinde, çekirdeğe uygulanan gerilim dalga formu ve çalışma frekansı dinamik olarak değişir, bu da anlık kayıp hesaplamalarını önemli ölçüde karmaşıklaştırır.

• Simülasyon ve Tasarım Gereksinimleri:Sistemin çok-değişkenli ve yüksek derecede doğrusal olmayan doğası nedeniyle, el ile doğru toplam kayıp tahmini zordur. Özel yazılım araçları kullanarak hassas modelleme ve simülasyonlar gereklidir.

• Soğutma ve Kayıp Gereksinimleri:Yüksek güçli yüksek frekanslı dönüşümler, yüzey alanı-kapasite oranının daha küçük olması nedeniyle zorunlu soğutmayı gerektirir. Nanokristal malzemelerdeki çekirdek kayıpları, soğutma sisteminin termal analizi ile birleştirilerek sıcaklık artışı değerlendirilmelidir.

(1) Sargı Tasarımı ve Hesaplaması
AC Kayıpları:Yüksek frekanslarda, artan akım frekansı sargı direncini artırır. Birim iletken için impedans, belirli formüller kullanılarak hesaplanmalıdır.

(2) Döngü Akım Kayıpları

Kabuk Etkisi:AC akımı dairesel bir iletken boyunca akar, kontrmer manyetik alanlar oluşur, döngü akım kayıplarına neden olur.
Yakınlık Etkisi:Çok katlı sargılarda, bir katmandaki akım, komşu katmanlardaki akım dağılımını etkiler. AC-DC direnç oranı, Dowell formülü kullanılarak hesaplanmalıdır.

burada △, sargı kalınlığı ile kabuk derinliğinin oranıdır, p ise sargı katman sayısını ifade eder);
Risk Uyarısı:Tecrübesiz mühendisler tarafından tasarlanan sargılar, aynı kapasitedeki 50Hz dönüşümünden birkaç kat daha fazla yüksek frekanslı AC kayıplara sahip olabilir.

Amorf ve Nanokristal Malzemelerle İlgili Sorunlar

(1) Çekirdek Tutarlılığı Sorunları

Aynı partiden ve aynı spesifikasyonlardan olsa bile, nanokristal çekirdekler, yüksek frekanslı akım uyarımı altında ısıtma (kayıp) açısından önemli farklılıklar gösterebilir. Ağırlık (yoğunluk/doluluk faktörünü gösterir), Q değeri (kayıpları değerlendirir), indüktans (manyetik geçirgenliği değerlendirir) ve güç altında sıcaklık yükselme testi gibi parametreler aracılığıyla gelen ürün kontrolü gereklidir.

(2) Kayıp ve Malzeme Kısıtlamaları

Kesme Kenar Kaybı:Kesme kenarlardaki manyetik alan yoğunluğu, döngü akım kayıplarını artırır, bu alanlar en sıcak noktalar haline gelir ve termal istikrarı bozar.
Dengesiz Kayıp Dağılımı:Kesme kenarların yanı sıra, manyetik yolda birçok sıcak nokta hala mevcuttur.
Malzeme Kısıtlamaları:Amorf ve nanokristal malzemeler, düşük manyetik geçirgenlik gereksinimlerini karşılayamaz. 16 kHz'nın altında önemli gürültü üretirler ve mekanik streslere karşı oldukça hassastırlar.