Όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα μεταγωγής του μετασχηματιστή, τόσο μικρότερος είναι ο όγκος του. Αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχει ανώτατο όριο στη συχνότητα μεταγωγής; Άρα, μπορεί ο όγκος να είναι πολύ μικρός;
Η απάντηση είναι αρνητική. Στην πραγματική διαδικασία εργασίας, η συχνότητα των μετασχηματιστών υψηλής συχνότητας καθορίζεται από πολλαπλούς παράγοντες και μπορεί να χωριστεί σε διάφορες πτυχές:
1, Τοπολογία κυκλώματος flyback: Οι μετασχηματιστές έχουν τις λειτουργίες αποθήκευσης και μετασχηματισμού ενέργειας, με μια συνήθως χρησιμοποιούμενη συχνότητα λειτουργίας 40-100kHz. Όταν η συχνότητα είναι κάτω από 40kHz, ο όγκος του πυρήνα σιδήρου είναι πολύ μεγάλος, με αποτέλεσμα μεγαλύτερο όγκο τροφοδοσίας. Όταν η συχνότητα υπερβαίνει τα 100kHz, οι αιχμές τάσης που προκαλούνται από διαρροή επαγωγής μπορεί να προκαλέσουν ζημιά στο τρανζίστορ μεταγωγής.
Τοπολογία προς τα εμπρός: Το κοινό εύρος είναι 60-150kHz, αλλά απαιτεί εξισορρόπηση των απωλειών μαγνητικού πυρήνα και των απωλειών διακόπτη. Τοπολογία push pull/μισής γέφυρας/πλήρους γέφυρας: Συμμετρικός αμφίδρομος μαγνητικός πυρήνας με διακόπτη, υψηλότερη απόδοση, υποστηρίζει υψηλότερες συχνότητες που κυμαίνονται από εκατοντάδες kHz έως MHz, αλλά απαιτεί πιο σύνθετο σχεδιασμό ελέγχου και απαγωγή θερμότητας.
2. Τα χαρακτηριστικά των υλικών μαγνητικού πυρήνα περιλαμβάνουν την απώλεια μαγνητικής υστέρησης και την απώλεια δινορευμάτων. Εντός ενός ορισμένου εύρους, η απώλεια μαγνητικού πυρήνα αυξάνεται με την αύξηση της συχνότητας. Επομένως, διαφορετικά υλικά μαγνητικού πυρήνα θα πρέπει να έχουν διαφορετικά εύρη χρήσης συχνότητας για να εξασφαλιστούν σχετικά χαμηλότερες απώλειες μαγνητικού πυρήνα. Για παράδειγμα, ο φερρίτης μαγγανίου-ψευδαργύρου είναι κατάλληλος για χρήση σε συχνότητες που κυμαίνονται από 10 έως 300kHz, ενώ ο φερρίτης νικελίου-ψευδαργύρου είναι κατάλληλος για χρήση σε συχνότητες άνω του 1MHz.
Δεύτερον, καθώς αυξάνεται η συχνότητα, η μέγιστη ένταση μαγνητικής επαγωγής πρέπει να μειωθεί για να αποφευχθεί ο κορεσμός του μαγνητικού πυρήνα. Για παράδειγμα, η ένταση μαγνητικής επαγωγής του DMR40 είναι 0,38T, και κατά τον σχεδιασμό σε συχνότητα 100KHz, συνήθως λαμβάνουμε μια τιμή περίπου 0,2T.
3. Ταχύτητα μεταγωγής ισχύος. Το τρανζίστορ MOS ανήκει σε μονοπολικές συσκευές, με χρόνο ενεργοποίησης/απενεργοποίησης σε νανοδευτερόλεπτα. Η θεωρητική συχνότητα λειτουργίας μπορεί να φτάσει τα MHz και η πραγματική μέγιστη συχνότητα λειτουργίας είναι αρκετές εκατοντάδες KHz. Το IGBT ανήκει σε διπολικές συσκευές, με σχετικά μεγάλο χρόνο απενεργοποίησης και μέγιστη συχνότητα λειτουργίας συνήθως μεταξύ 40~50KHz.
4. Η αύξηση της απόδοσης και της συχνότητας απαγωγής θερμότητας οδηγεί σε αύξηση των απωλειών διακόπτη και μονάδας δίσκου, με αποτέλεσμα τη μείωση της συνολικής απόδοσης και την αύξηση της παραγωγής θερμότητας. Προκειμένου να διασφαλιστεί ότι η θερμοκρασία του προϊόντος είναι εντός του φυσιολογικού εύρους, χρειαζόμαστε περισσότερα μέτρα για την αντιμετώπιση της απαγωγής θερμότητας.
5. Σε υψηλές συχνότητες, το κόστος αυξάνεται λόγω των αυξημένων απωλειών του διακόπτη, απαιτώντας περισσότερα μέτρα για την αντιμετώπιση της απαγωγής θερμότητας, οδηγώντας σε αύξηση του κόστους. Δεύτερον, οι πυκνωτές και οι επαγωγείς συχνά παρουσιάζουν υποβάθμιση της απόδοσης σε υψηλές συχνότητες και πρέπει να επιλέξουμε συσκευές κατάλληλες για υψηλότερες συχνότητες, γεγονός που αυξάνει το κόστος. Στον πρακτικό σχεδιασμό, το κόστος είναι περιορισμένο, γεγονός που συχνά καθορίζει το ανώτερο όριο της συχνότητας λειτουργίας.
6, Χαρακτηριστικά τσιπ: Τα τσιπ ελέγχου PWM συχνά έχουν απαιτήσεις ανώτατου ορίου συχνότητας για να ανταποκριθούν στις δυναμικές προσαρμογές φορτίου. Αυτό καθορίζει επίσης ότι η συχνότητα μεταγωγής του μετασχηματιστή βρίσκεται εντός ενός συγκεκριμένου εύρους.
Ώρα δημοσίευσης: 06 Αυγούστου 2025
