Considerazioni sulla progettazione dell'induttanza di modo comune del trasformatore di potenza switching
Nel processo di progettazione dei trasformatori di potenza, gli ingegneri devono calcolare e completare rigorosamente la progettazione dell'induttanza di modo comune e la selezione numerica, che influisce direttamente sulla precisione operativa dei trasformatori di potenza di commutazione. Nell'articolo di oggi, condurremo una breve analisi della progettazione dell'induttanza di modo comune dei trasformatori di potenza a commutazione e vedremo a quali problemi si dovrebbe prestare attenzione nel processo di progettazione e calcolo dell'induttanza di modo comune dei trasformatori di potenza. Nel processo di progettazione e produzione dei trasformatori di potenza, gli ingegneri devono progettare induttori di modo comune, che richiedono principalmente tre parametri fondamentali: corrente di ingresso, impedenza e frequenza e selezione del nucleo magnetico. Diamo prima un'occhiata alla corrente in ingresso. Questo valore del parametro determina direttamente il diametro del filo richiesto per l'avvolgimento. Quando si calcola e si seleziona il diametro del filo, la densità di corrente viene solitamente considerata pari a 400 A/cm³, ma questo valore deve variare con l'aumento della temperatura dell'induttanza.
Di solito, l'avvolgimento funziona con un filo singolo, che può ridurre il rumore ad alta frequenza e le perdite per effetto pelle. Nel processo di calcolo, l'impedenza dell'induttanza di modo comune del trasformatore dell'alimentatore switching viene generalmente specificata come un valore piccolo alle condizioni di frequenza indicate. L'impedenza lineare in serie può fornire l'attenuazione del rumore generalmente richiesta. Tuttavia, in realtà, il problema dell'impedenza lineare viene spesso trascurato, quindi i progettisti utilizzano spesso uno strumento di rete stabile con impedenza lineare da 50 W per testare gli induttori di modo comune e gradualmente diventa un metodo standard per testare le prestazioni degli induttori di modo comune. Ma i risultati ottenuti di solito differiscono notevolmente dalla situazione reale. Infatti, l'induttanza di modo comune produrrà innanzitutto un'attenuazione di frequenza di -6dB per aumento di ottava della frequenza angolare durante il normale funzionamento (la frequenza angolare è di -3dB prodotta dall'induttanza di modo comune). Questa frequenza angolare è solitamente molto bassa, in modo che l'induttanza possa fornire impedenza.
Pertanto, l'induttanza può essere espressa utilizzando questa formula, ovvero Ls=Xx/2 π f. C'è un altro problema a cui gli ingegneri devono prestare attenzione, ovvero prestare attenzione al materiale del nucleo magnetico e al numero di spire richiesto durante la progettazione di un induttore di modo comune. Innanzitutto, diamo un'occhiata alla selezione dei modelli con nucleo magnetico. Se in questo momento è presente uno spazio di induttanza specifico, selezioneremo il modello di nucleo magnetico appropriato in base a questo spazio. In assenza di normative, la scelta dei modelli con nucleo magnetico è solitamente arbitraria.
Dopo aver determinato il modello del nucleo magnetico del trasformatore di potenza, il compito successivo è calcolare il numero di spire grandi che il nucleo magnetico può avvolgere. In generale, un induttore di modo comune ha due avvolgimenti, solitamente un singolo strato, e ciascun avvolgimento è distribuito su ciascun lato del nucleo magnetico, con una certa distanza tra i due avvolgimenti. Occasionalmente vengono utilizzati anche avvolgimenti a doppio strato e impilati, ma questo approccio può migliorare la capacità distribuita dell'avvolgimento e ridurre le prestazioni ad alta frequenza dell'induttanza. Dato che il diametro del filo di rame è determinato dall'intensità della corrente lineare, la circonferenza interna può essere calcolata sottraendo il raggio del filo di rame dal raggio interno del nucleo magnetico. Pertanto, per bobine di maggiori dimensioni, è possibile calcolare il diametro del filo di rame con isolante e la circonferenza occupata da ciascun avvolgimento.
