Razmatranja dizajna induktora zajedničkog načina rada sklopnog transformatora napajanja
Tijekom procesa projektiranja energetskog transformatora, inženjeri trebaju strogo izračunati i dovršiti dizajn induktora zajedničkog načina rada i numerički odabir, što je izravno povezano s radnom točnošću sklopnog transformatora napajanja. U današnjem ćemo članku ukratko analizirati dizajn zajedničkih induktora sklopnih transformatora napajanja kako bismo vidjeli na koje probleme treba obratiti pozornost tijekom procesa projektiranja i proračuna zajedničkih induktora energetskih transformatora. U procesu projektiranja i proizvodnje energetskih transformatora, inženjeri trebaju dizajnirati induktore zajedničkog načina rada, koji uglavnom zahtijevaju tri osnovna parametra, naime ulaznu struju, impedanciju i frekvenciju 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. Obično se namotima upravlja pomoću jedne žice, što smanjuje visokofrekventni šum i gubitke na koži. Tijekom postupka proračuna, impedancija zajedničkog induktora sklopnog transformatora napajanja općenito se specificira kao minimalna vrijednost pod danim frekvencijskim uvjetima. Linearne impedancije u seriji osiguravaju općenito potrebno prigušenje buke. Ali zapravo se problemi s linearnom impedancijom često najviše zanemaruju. Stoga dizajneri često koriste 50 W linearnu impedanciju stabiliziran mrežni instrument za testiranje induktora uobičajenog načina rada, a to je postupno postala standardna metoda za ispitivanje performansi induktora zajedničkog načina rada. No dobiveni rezultati često su sasvim drugačiji od stvarnosti. Zapravo, kada je induktor uobičajenog načina rada normalan, kutna frekvencija će prvo proizvesti frekvenciju koja povećava -6dB prigušenje po oktavi (frekvencija kuta je -3dB koju proizvodi induktor zajedničkog moda). Ova kutna frekvencija obično je niska tako da induktivna reaktancija može osigurati impedanciju. Stoga se induktivitet može izraziti ovom formulom, naime: Ls=Xx/2πf. Postoji još jedno pitanje na koje inženjeri trebaju obratiti pozornost, a to je da pri projektiranju zajedničkih induktora moraju obratiti pozornost na materijal jezgre i potreban broj zavoja. Prvo, pogledajmo odabir modela magnetske jezgre. Ako postoji određeni prostor induktiviteta, odabrat ćemo odgovarajući model magnetske jezgre prema tom prostoru. Ako nema propisa, model magnetske jezgre obično se odabire po želji. Nakon određivanja modela jezgre energetskog transformatora, sljedeći korak je izračunavanje maksimalnog broja zavoja koje jezgra može napraviti. Općenito govoreći, zajednički induktor ima dva namota, obično jedan sloj, a svaki je namot raspoređen sa svake strane jezgre. Dva namota moraju biti odvojena određenom udaljenosti. Dvoslojni i naslagani namoti također se povremeno koriste, ali ovaj pristup će povećati raspodijeljeni kapacitet namota i smanjiti visokofrekventne performanse induktora. Budući da je promjer bakrene žice određen veličinom linearne struje, unutarnji opseg može se izračunati oduzimanjem polumjera bakrene žice od unutarnjeg polumjera jezgre. Stoga se najveći broj zavoja može izračunati prema promjeru bakrene žice plus izolacija i opsegu koji zauzima svaki namot.
