Skládací charakteristiky
Elektronický transformátor, vstup AC220V, výstup AC12V a výkon může dosáhnout 50W-300W. Jedná se především o transformátorový obvod vyvinutý na základě vysokofrekvenčního elektronického předřadníku. Má stabilní výkon, malou velikost a vysoký výkon, čímž překonává nevýhody tradičních transformátorů z křemíkové oceli, jako jsou velké, těžké a vysoké ceny.
Elektronický transformátor je neregulovaný spínací zdroj, který je ve skutečnosti jakýmsi střídačem. Nejprve je střídavé napájení usměrněno na stejnosměrné napájení. Poté se vysokofrekvenční oscilátor použije k vytvoření vysokofrekvenčního oscilátoru s elektronickými součástmi pro převod stejnosměrného výkonu na vysokofrekvenční střídavý výkon. Požadované napětí je vyvedeno spínacím transformátorem a poté dvakrát usměrněno pro použití elektrickými spotřebiči. Spínaný napájecí zdroj má výhody malé velikosti, nízké hmotnosti a nízké ceny, takže je široce používán v různých elektrických spotřebičích.
Podle různých jízdních režimů vysokofrekvenční spínací trubice je možné jej rozdělit na typ buzení s vlastním buzením a samostatně buzení.
použití
Aplikace elektronických transformátorů v tradičních svítidlech je velmi běžná, jako jsou zářivky, stolní lampy, úsporné žárovky, reklamní žárovky atd. Elektronické transformátory mohou používat téměř všichni a po přijetí elektronických transformátorů lze startéry vynechat. V LED osvětlení používá většina nových produktů také elektronické transformátory. Elektronický transformátor má především vysokou účinnost, nízké náklady, úsporu železných a měděných materiálů, malou strukturu a nízkou hmotnost, pokud jde o funkci transformace napětí. Nevýhodou je, že výdržné napětí a vysoký proudový rázový výkon je horší než u železných transformátorů.
Aplikace v technologii napájení
Elektronický transformátor v napájecím zařízení obecně používá elektronický transformátor (měkký magnetický elektromagnetický prvek) vyrobený z měkkého magnetického jádra. Ačkoli existují elektronické transformátory se vzduchovým jádrem a piezoelektrické keramické transformátory, které nepoužívají měkká magnetická jádra, na začátku 21. století většina elektronických transformátorů v napájecích zařízeních stále používá měkká magnetická jádra.
Diskutujte proto o vztahu mezi technologií napájení a elektronickými transformátory: role elektronických transformátorů v technologii napájení, požadavky na technologii napájení pro elektronické transformátory, vliv nových měkkých magnetických materiálů a nových struktur magnetických jader v elektronických transformátorech na vývoj technologie napájecího zdroje, jistý Will vzbudí zájem přátel v energetickém průmyslu a průmyslu měkkých magnetických materiálů. Baidu Baike předkládá některá stanoviska za účelem usnadnění dialogů, výměn a společného vývoje mezi energetickým průmyslem a průmyslem elektronických transformátorů a průmyslem měkkých magnetických materiálů na související otázky elektronických transformátorů a měkkých magnetických materiálů.
1. Požadavky na technologii napájení elektronických transformátorů
Požadavkem technologie napájecího zdroje pro elektronické transformátory, stejně jako všechny výrobky jako komodity, je usilovat o nejlepší poměr výkonu k ceně při plnění specifických funkcí za konkrétních podmínek použití. Někdy může být zdůrazněna cena a náklady a někdy může být zdůrazněna účinnost a výkon. Lehké, tenké, krátké a malé jsou směry vývoje elektronických transformátorů s důrazem na snížení nákladů. Počínaje obecnými požadavky lze pro elektronické transformátory vyvodit čtyři specifické požadavky: podmínky použití, kompletní funkce, zlepšení účinnosti a snížení nákladů.
2. Podmínky použití Podmínky použití elektronických transformátorů zahrnují dva aspekty:
Spolehlivost a elektromagnetická kompatibilita. Spolehlivost znamená, že elektronický transformátor může normálně fungovat až do konce své životnosti za specifických podmínek použití. V podmínkách obecného použití má teplota prostředí největší dopad na elektronické transformátory. Parametr, který určuje sílu elektronických transformátorů ovlivněných teplotou, je Curieův bod měkkých magnetických materiálů. Měkké magnetické materiály mají vysoký Curieův bod a jsou méně ovlivněny teplotou; měkké magnetické materiály mají nízký Curieův bod a jsou citlivější na změny teploty a jsou výrazně ovlivněny teplotou.
Například Curieův bod feritu Mn-Zn má pouze 215 ° C, což je relativně málo. Hustota magnetického toku, propustnost a ztráta se mění s teplotou. Kromě normální teploty 25 ° C je požadováno 60 ° C a 80 ° C. , Různé údaje o parametrech při 100 ℃. Proto je provozní teplota feritových jader Mn-Zn obecně omezena na méně než 100 ° C, to znamená, že když je okolní teplota 40 ° C, nárůst teploty musí být menší než 60 ° C. Curieův bod amorfních slitin na bázi kobaltu je 205 ° C, což je také málo, a provozní teplota je také omezena na méně než 100 ° C. Curieův bod amorfní slitiny na bázi železa je 370 ℃ a lze jej použít pod 150 ℃ ~ 180 ℃. Curieův bod permalloy s vysokou propustností je 460 ℃ až 480 ℃ a lze jej použít pod 200 ℃ ~ 250 ℃. Curieův bod mikrokrystalické nanokrystalické slitiny je 600 ° C a Curieho bod orientované křemíkové oceli je 730 ° C a lze jej použít při 300 ° C ~ 400 ° C. (Elektromagnetická kompatibilita znamená, že elektronické transformátory nevytvářejí elektromagnetické rušení vnějšího světa, ale mohou odolat i vnějšímu elektromagnetickému rušení. Elektromagnetické rušení zahrnuje: slyšitelný zvukový šum a neslyšitelný vysokofrekvenční šum. Hlavní důvod elektromagnetického rušení elektronického transformátoru Je to magnetostrikce magnetického jádra. Měkké magnetické materiály s velkým koeficientem magnetostrikce budou produkovat velké elektromagnetické rušení.) Koeficient magnetostrikce amorfních slitin na bázi železa je obvykle maximální (27 ~ 30) × 10-6, což musí být použito Opatření ke snížení rušení potlačení hluku. Magnetostrikční koeficient vysoce propustné permalloy Ni50 je 25 × 10-6 a magnetostrikční koeficient feritu manganu a zinku je 21 × 10-6. Výše uvedené tři druhy měkkých magnetických materiálů jsou materiály, které jsou náchylné k elektromagnetickému rušení, proto jim věnujte pozornost při aplikaci. Magnetostrikční koeficient 3% orientované křemíkové oceli je (1 ~ 3) × 10-6 a magnetostrikční koeficient mikrokrystalické nanokrystalické slitiny je (0,5 ~ 2) × 10-6. Tyto dva druhy měkkých magnetických materiálů lze relativně snadno vyrábět materiály s elektromagnetickým rušením. Koeficient magnetostrikce 6,5% křemíkové oceli je 0,1 × 10-6, koeficient magnetostrikce s vysokou propustností permalloy Ni80 je (0,1 ~ 0,5) × 10-6 a koeficient magnetostrikce amorfní slitiny na bázi kobaltu je 0,1 × 10-6 nebo méně. Tyto tři měkké magnetické materiály jsou materiály, které nejsou náchylné k elektromagnetickému rušení. Frekvence elektromagnetického rušení generovaného magnetostrikcí je obecně stejná jako pracovní frekvence elektronického transformátoru. Pokud je elektromagnetické rušení nižší nebo vyšší než provozní frekvence, je to způsobeno jinými důvody.
3. Kompletní funkce Elektronický transformátor je z hlediska funkce rozdělen na dva hlavní typy: transformátor a induktor.
Funkce prováděné speciálními součástmi jsou diskutovány samostatně.
Transformátor doplňuje 3 funkce: přenos energie, převod napětí a izolační izolace;
Induktor má dvě funkce: přenos síly a potlačení zvlnění. Existují dva způsoby přenosu energie.
První je metoda přenosu transformátoru, to znamená, že střídavé napětí aplikované na primární vinutí transformátoru vytváří změnu magnetického toku v magnetickém jádru, což způsobí, že sekundární vinutí indukuje napětí, které je aplikováno na zátěž, takže elektrická energie je přenášena z primární strany na sekundární stranu. . Velikost přenášeného výkonu je určena indukovaným napětím, které je určeno proměnnou hustoty magnetického toku ΔB za jednotku času. ΔB nemá nic společného s magnetickou propustností, ale s nasycenou hustotou magnetického toku Bs a zbytkovou hustotou magnetického toku Br. Z hlediska hustoty saturačního magnetického toku je pořadí B různých měkkých magnetických materiálů od velkých po malé: slitina železo-kobalt je 2,3 ~ 2,4T, křemíková ocel je 1,75 ~ 2,2T, amorfní slitina na bázi železa je 1,25 ~ 1,75T, Mikrokrystalická nanokrystalická slitina na bázi železa je 1,1 ~ 1,5T, slitina hliníku a železa je 1,0 ~ 1,6T, permalloy železa a niklu s vysokou magnetickou propustností je 0,8 ~ 1,6T, amorfní slitina na bázi kobaltu je 0,5 ~ 1,4T, železo-hliník Slitina je 0,7-1,3T, amorfní slitina na bázi železa a niklu je 0,4-0,7T a ferit manganu a zinku je 0,3-0,7T. Jako základní materiály elektronických transformátorů dominují křemíková ocel a amorfní slitiny na bázi železa, zatímco ferit manganu a zinku je v nevýhodě. Přenos síly
Druhým je způsob přenosu induktoru, to znamená, že vstup elektrické energie do vinutí induktoru způsobí, že magnetické jádro bude napájeno a přeměněno na magnetickou energii pro skladování a poté demagnetizováno na elektrickou energii a uvolněno do zátěže. Velikost přenášeného výkonu je dána ukládáním energie jádra induktoru, které je určeno indukčností induktoru. Indukčnost nesouvisí přímo s hustotou saturačního magnetického toku, ale souvisí s magnetickou permeabilitou. Magnetická propustnost je vysoká, indukčnost je velká, skladování energie je velké a přenosový výkon je velký. Pořadí propustnosti různých měkkých magnetických materiálů je následující: permalloy Ni80 je (1,2 ~ 3) × 106, amorfní slitina na bázi kobaltu je (1 ~ 1,5) × 106, mikrokrystalická nanokrystalická slitina na bázi železa Je (5 ~ 8 ) × 105, amorfní slitina na bázi železa je (2 ~ 5) × 105, permalloy Ni50 je (1 ~ 3) × 105, křemíková ocel je (2 ~ 9) × 104, mangan-zinek ferit Tělo je (1 ~ 3) ) × 104. Jako materiál magnetického jádra induktoru dominuje permalloy Ni80, amorfní slitina na bázi kobaltu a mikrokrystalická nanokrystalická slitina na bázi železa, zatímco silikonová ocel a ferit manganu a zinku jsou v nevýhodě. Velikost vysílacího výkonu také souvisí s počtem přenosů za jednotku času, to znamená s pracovní frekvencí elektronického transformátoru. Čím vyšší je pracovní frekvence, tím větší je přenášený výkon při stejné velikosti parametrů magnetického jádra a cívky. Převod napětí je dokončen poměrem otáček primárního vinutí a sekundárního vinutí transformátoru. Bez ohledu na velikost přenosu energie je poměr transformace napětí primární strany a sekundární strany roven poměru primárního vinutí a sekundárních závitů vinutí. Izolace se provádí izolační strukturou primárního vinutí a sekundárního vinutí transformátoru. Složitost izolační struktury souvisí s velikostí aplikovaného a transformovaného napětí. Čím vyšší je napětí, tím složitější je izolační struktura. Potlačení zvlnění je dosahováno samoindukčním potenciálem induktoru. Dokud se změní proud procházející induktorem, změní se také magnetický tok generovaný cívkou v magnetickém jádru, což způsobí vlastní indukovaný potenciál na obou koncích cívky induktoru' který je opačný ke směru aplikovaného napětí, čímž se zabrání změně proudu. Frekvence změny zvlnění je vyšší než základní frekvence a aktuální frekvence aktuálního zvlnění je větší než základní frekvence, takže ji lze více potlačit potenciálem vlastní indukce generovaným induktorem. Schopnost induktorů potlačit zvlnění závisí na velikosti vlastního indukovaného potenciálu, tedy na velikosti indukčnosti, která souvisí s propustností magnetického jádra. Permanentní slitina Ni80, amorfní slitina na bázi kobaltu, mikrokrystalická nanokrystalická slitina na bázi železa Magnetická propustnost je vysoká, což je výhodou, zatímco křemíková ocel a ferit manganu a zinku mají nízkou magnetickou propustnost a jsou v nevýhodě.
4. Zlepšení účinnosti je univerzálním požadavkem pro napájecí zdroje a elektronické transformátory.
A. Zlepšit účinnost elektronických transformátorů.
Například: 100VA výkonový transformátor, když je účinnost 98%, ztráta je pouze 2 W a nic moc. Ale u statisíců a milionů výkonových transformátorů může celková ztráta dosáhnout stovek tisíc wattů nebo dokonce milionů wattů. Mnoho výkonových transformátorů navíc běží již dlouhou dobu a celková roční ztráta je značná, možná dosahuje desítek milionů kWh. Zlepšení účinnosti elektronických transformátorů může samozřejmě ušetřit elektřinu. Po úspoře energie lze postavit méně elektráren. Po vybudování menšího počtu elektráren lze spotřebovat méně uhlí a ropy, snížit množství CO2, SO2, NOx, odpadních plynů, odpadních vod, sazí a popela a omezit znečištění životního prostředí. Šetří nejen energii, ale má také dvojí sociální a ekonomické výhody ochrany životního prostředí. Zlepšení účinnosti je proto hlavním požadavkem na elektronické transformátory.
b. Návrh elektronického transformátoru
Ztráta elektronického transformátoru zahrnuje ztrátu jádra (ztráta železa) a ztrátu cívky (ztráta mědi). Ztráta železa existuje, pokud je elektronický transformátor uveden do provozu, a je hlavní součástí ztráty elektronického transformátoru. Proto je výběr materiálu jádra na základě ztráty železa hlavním obsahem návrhu elektronického transformátoru a ztráta železa se také stala hlavním parametrem pro hodnocení měkkých magnetických materiálů. Ztráta jádra souvisí s hustotou pracovního magnetického toku a pracovní frekvencí magnetického jádra elektronického transformátoru. Při zavádění ztráty jádra měkkých magnetických materiálů je třeba vysvětlit, pod jakou hustotou pracovního magnetického toku a jakou pracovní frekvencí je ztráta.
Například: P0,5/400, což znamená ztrátu železa při pracovní hustotě magnetického toku 0,5 T a pracovní frekvenci 400 Hz. P0.1/100k představuje ztrátu železa při pracovní hustotě magnetického toku 0,1 T a pracovní frekvenci 100 kHz. Mezi měkké magnetické materiály patří ztráta hystereze, ztráta vířivými proudy a zbytková ztráta. Ztráta vířivými proudy je nepřímo úměrná měrnému odporu ρ materiálu. Čím větší je ρ, tím menší je ztráta vířivými proudy. Pořadí ρ různých měkkých magnetických materiálů od velkých po malé je: 108 ~ 109μΩ? Cm pro ferit mangan-zinek, 150 ~ 180μΩ? Cm pro amorfní slitiny na bázi železa a niklu a 130 ~ 150μΩ? Cm pro železo amorfní slitiny. cm, amorfní slitina na bázi kobaltu je 120 ~ 140μΩ? cm, vysoká permeabilita permalloy je 40 ~ 80μΩ? cm, slitina železo-křemík-hliník je 40 ~ 60μΩ? cm, slitina železa a hliníku je 30 ~ 60μΩ? cm, křemíková ocel je 40 ~ 50μΩ? cm, slitina železo-kobalt je 20 ~ 40μΩ? cm. Proto je ρ feritu Mn-Zn 106 až 107krát vyšší než kovových měkkých magnetických materiálů a vířivý proud je ve vysoké frekvenci malý a aplikace je dominantní. Když však pracovní frekvence překročí určitou hodnotu, izolátor v magnetických částicích feritu Mn-Zn se rozbije a roztaví, ρ se stane poměrně malým a ztráta rychle stoupne na vysokou úroveň. Tato pracovní frekvence je stejná jako u feritu Mn-Zn. Omezte pracovní frekvenci.
Role každé části
Elektronický transformátor pro bodová světla, downlights atd. Používaný v obecném osvětlení obchodů. 220v AC na DC 12v50W, uvnitř je 7-koncová magnetická cívka. 3 odpory, 6 diod, 4 kondenzátory, 2 tranzistory. Jeho funkce jsou:
Odpor: 1 počáteční odpor, 2 proud omezující odpor, 3 stabilizační odpor
Diody: K rektifikaci se používají čtyři diody, další dvě se také používají k rektifikaci
Kondenzátor: filtrování
Trioda: Jeden je spínací tranzistor, druhý je pro spuštění