Razmatranja dizajna zajedničkih induktora sklopnih transformatora napajanja
Tijekom procesa projektiranja energetskog transformatora, inženjeri trebaju strogo izračunati i dovršiti dizajn induktiviteta zajedničkog načina rada i odabir vrijednosti, što je izravno povezano s preciznošću rada sklopnog energetskog transformatora. U današnjem ćemo članku ukratko analizirati dizajn zajedničkog induktiviteta sklopnog transformatora napajanja i vidjeti na koje probleme treba obratiti pozornost tijekom projektiranja i proračuna zajedničkog induktiviteta energetskog transformatora. U procesu projektiranja i proizvodnje energetskih transformatora, inženjeri trebaju dizajnirati induktore zajedničkog načina rada. Potrebna su tri osnovna parametra, naime ulazna struja, impedancija i frekvencija te odabir jezgre. Pogledajmo prvo ulaznu struju. Ova vrijednost parametra izravno određuje promjer žice potreban za namot. Pri proračunu i odabiru promjera žice gustoća struje je obično 400A/cm³, ali se ta vrijednost mora mijenjati s porastom temperature induktora. Tipično, namoti se pokreću jednom žicom, što smanjuje visokofrekventni šum i gubitke na skin efektu. U postupku proračuna, impedancija zajedničkog moda induktiviteta sklopnog transformatora napajanja općenito se specificira kao minimalna vrijednost pod danim frekvencijskim uvjetima. Serija linearne impedancije osigurava tipično potrebno prigušenje buke. Ali zapravo je problem linearne impedancije često najlakše zanemariti, pa dizajneri često koriste mrežni instrument za stabilizaciju linearne impedancije od 50 W za ispitivanje zajedničkih induktora, a to je postupno postala standardna metoda za ispitivanje performansi induktora zajedničkog načina . Međutim, dobiveni rezultati obično se dosta razlikuju od stvarnosti. Zapravo, kutna frekvencija induktora zajedničkog načina rada prvo će proizvesti prigušenje od -6dB po oktavi (kutna frekvencija je -3dB koju proizvodi induktor zajedničkog moda) na normalnoj kutnoj frekvenciji. Ova kutna frekvencija obično je vrlo niska tako da induktivna reaktancija može osigurati impedanciju. Stoga se induktivitet može izraziti ovom formulom, naime: Ls=Xx/2πf. Postoji još jedan problem na koji inženjeri moraju obratiti pozornost, a to je da prilikom projektiranja induktora zajedničkog načina rada moraju obratiti pozornost na materijal jezgre i potreban broj zavoja. Prije svega, pogledajmo odabir vrste jezgre. Ako postoji određeni prostor induktiviteta, odabrat ćemo odgovarajući tip jezgre u skladu s tim prostorom. Ako nema propisa, tip jezgre obično se odabire po želji. Nakon određivanja modela jezgre energetskog transformatora, sljedeći posao je izračunati maksimalni broj zavoja koje jezgra može namotati. Općenito govoreći, zajednički induktor ima dva namota, obično jednoslojni, a svaki je namot raspoređen sa svake strane magnetske jezgre, a dva namota moraju biti odvojena određenom udaljenosti. Dvoslojni i naslagani namoti također se povremeno koriste, ali ova praksa će povećati raspodijeljeni kapacitet namota i smanjiti visokofrekventnu izvedbu induktiviteta. Budući da je promjer bakrene žice određen veličinom linearne struje, unutarnji opseg može se izračunati oduzimanjem polumjera bakrene žice od polumjera unutarnjeg kruga magnetske jezgre. Stoga se najveći broj zavoja može izračunati prema promjeru bakrene žice plus izolacija i opsegu koji zauzima svaki namot.
