Metodi di miglioramento per il problema dell'eccessivo aumento della temperatura nei trasformatori di potenza a commutazione
Nelle applicazioni pratiche, si verifica spesso un aumento elevato della temperatura sia nel transistor MOS del trasformatore di potenza che nella progettazione del trasformatore stesso. Oggi partiremo da questi due aspetti per vedere come risolvere efficacemente il problema dell’elevato riscaldamento nei trasformatori di potenza switching.
Nelle applicazioni pratiche, si verifica spesso un aumento elevato della temperatura sia nel transistor MOS del trasformatore di potenza che nella progettazione del trasformatore stesso. Oggi partiremo da questi due aspetti per vedere come risolvere efficacemente il problema dell’elevato riscaldamento nei trasformatori di potenza switching.
In primo luogo, dal punto di vista del trasformatore stesso, quando l'aumento della temperatura è troppo elevato e il calore viene generato, è causato principalmente da quattro problemi: perdita di rame, problemi del processo di avvolgimento, perdita di ferro del trasformatore e potenza di progettazione del trasformatore troppo bassa. Il riscaldamento a vuoto si riferisce al danneggiamento dell'isolamento del trasformatore o all'elevata tensione di ingresso del trasformatore. Se l'isolamento è danneggiato, la bobina deve essere riavvolta. Se la tensione di ingresso è elevata, è necessario ridurla o aumentare il numero di bobine. Se la tensione è normale e genera calore e calore con il carico, significa che il carico del trasformatore di potenza è troppo grande e la progettazione del carico deve essere modificata.
Nel processo di progettazione dei trasformatori di potenza a commutazione, il riscaldamento dei tubi MOS è il più grave e il problema stesso dell'eccessivo aumento della temperatura è causato dalle perdite. La perdita dei transistor MOS è composta da due parti: perdita del processo di commutazione e perdita dello stato. È possibile ridurre la perdita di stato selezionando transistor di commutazione con bassa resistenza di stato. La perdita del processo di commutazione è causata dall'entità dei costi di gate e dal tempo di commutazione. Per ridurre la perdita del processo di commutazione, è possibile selezionare dispositivi con velocità di commutazione più elevata e tempi di ripristino più brevi per ridurla. Ma, cosa ancora più importante, è importante ridurre le perdite progettando metodi di controllo e tecniche di buffering migliori, come l’utilizzo della tecnologia soft switching, che può ridurre notevolmente tali perdite.
Inoltre esiste un'altra possibilità che l'aumento di temperatura del trasformatore di potenza stesso possa essere troppo elevato, ovvero il fenomeno dell'invecchiamento del trasformatore stesso. Quando l'ingegnere controlla il trasformatore stesso e il transistor MOS e non rileva anomalie, è necessario formulare un giudizio globale in base al tempo di funzionamento e alla durata del trasformatore.
