Características de dobramento
Transformador eletrônico, a entrada é AC220V, a saída é AC12V e a potência pode chegar a 50W-300W. É principalmente um circuito de transformador desenvolvido com base em um circuito de reator eletrônico de alta frequência. Possui desempenho estável, tamanho pequeno e alta potência, superando assim as desvantagens dos transformadores de chapa de aço silício tradicionais, como grande, pesado e alto preço.
Um transformador eletrônico é uma fonte de alimentação de comutação não regulada, que na verdade é uma espécie de inversor. Primeiro, a energia CA é retificada em energia CC. Em seguida, um oscilador de alta frequência é usado para formar um oscilador de alta frequência com componentes eletrônicos para converter a energia CC em uma energia CA de alta frequência. A tensão necessária é emitida através de um transformador de comutação e, em seguida, retificada duas vezes para uso em aparelhos elétricos. Mudar a fonte de alimentação tem as vantagens de tamanho pequeno, peso leve e baixo preço, por isso é amplamente utilizado em vários aparelhos elétricos.
De acordo com os diferentes modos de condução do tubo de comutação de alta frequência, ele pode ser dividido em tipo de oscilação autoexcitada e tipo excitado separadamente.
usar
A aplicação de transformadores eletrônicos em luminárias tradicionais é muito comum, como lâmpadas fluorescentes, lâmpadas de mesa, lâmpadas economizadoras de energia, lâmpadas publicitárias, etc. Quase todos podem usar transformadores eletrônicos, e após a adoção dos transformadores eletrônicos, os starters podem ser omitidos. Na iluminação LED, a maioria dos novos produtos também usa transformadores eletrônicos. Principalmente, o transformador eletrônico tem alta eficiência, baixo custo, economia de materiais de ferro e cobre, estrutura pequena e peso leve em termos de função de transformação de tensão. A desvantagem é que a tensão suportável e o desempenho de impacto de alta corrente são piores do que os transformadores ferrosos.
Aplicação em tecnologia de fonte de alimentação
O transformador eletrônico no dispositivo de fonte de alimentação geralmente usa um transformador eletrônico (elemento eletromagnético magnético macio) feito de um núcleo magnético macio. Embora existam transformadores eletrônicos de núcleo a ar e transformadores cerâmicos piezoelétricos que não usam núcleos magnéticos macios, no início do século 21, a maioria dos transformadores eletrônicos em dispositivos de fonte de alimentação ainda usa núcleos magnéticos macios.
Portanto, discuta a relação entre tecnologia de fonte de alimentação e transformadores eletrônicos: o papel dos transformadores eletrônicos na tecnologia de fonte de alimentação, os requisitos da tecnologia de fonte de alimentação para transformadores eletrônicos, a influência de novos materiais magnéticos macios e novas estruturas de núcleo magnético em transformadores eletrônicos no desenvolvimento de tecnologia de fonte de alimentação, alguns irão despertar o interesse de amigos na indústria de fonte de alimentação e na indústria de materiais magnéticos moles. Baidu Baike apresenta algumas opiniões a fim de facilitar diálogos, intercâmbios e desenvolvimento comum entre a indústria de fornecimento de energia e a indústria de transformadores eletrônicos e a indústria de material magnético macio sobre as questões relacionadas de transformadores eletrônicos e materiais magnéticos flexíveis.
1. Os requisitos da tecnologia de fonte de alimentação para transformadores eletrônicos
O requisito da tecnologia de fornecimento de energia para transformadores eletrônicos, como todos os produtos como commodities, é buscar a melhor relação desempenho-preço ao mesmo tempo em que conclui funções específicas sob condições específicas de uso. Às vezes, o preço e o custo podem ser enfatizados e, às vezes, a eficiência e o desempenho podem ser enfatizados. Leve, fino, curto e pequeno são as direções de desenvolvimento de transformadores eletrônicos, enfatizando a redução de custos. A partir dos requisitos gerais, quatro requisitos específicos podem ser traçados para transformadores eletrônicos: condições de uso, funções completas, melhoria da eficiência e redução de custos.
2. Condições de uso As condições de uso de transformadores eletrônicos incluem dois aspectos:
Confiabilidade e compatibilidade eletromagnética. Confiabilidade significa que o transformador eletrônico pode funcionar normalmente até o final de sua vida útil em condições específicas de uso. Em condições gerais de uso, a temperatura ambiente tem maior impacto sobre os transformadores eletrônicos. O parâmetro que determina a força dos transformadores eletrônicos afetados pela temperatura é o ponto Curie dos materiais magnéticos moles. Os materiais magnéticos macios têm um ponto de Curie alto e são menos afetados pela temperatura; materiais magnéticos macios têm um ponto de Curie baixo e são mais sensíveis às mudanças de temperatura e são muito afetados pela temperatura.
Por exemplo, o ponto Curie da ferrita Mn-Zn é de apenas 215 ° C, o que é relativamente baixo. A densidade, permeabilidade e perda do fluxo magnético mudam com a temperatura. Além da temperatura normal de 25 ° C, 60 ° C e 80 ° C são necessários. , Vários dados de parâmetro a 100 ℃. Portanto, a temperatura de operação dos núcleos de ferrita Mn-Zn é geralmente limitada a menos de 100 ° C, ou seja, quando a temperatura ambiente é de 40 ° C, o aumento de temperatura deve ser inferior a 60 ° C. O ponto de Curie das ligas amorfas à base de cobalto é de 205 ° C, que também é baixo, e a temperatura de operação também é limitada a menos de 100 ° C. O ponto Curie da liga amorfa à base de ferro é 370 ℃ e pode ser usado abaixo de 150 ℃ ~ 180 ℃. O ponto Curie de permalloy de alta permeabilidade é de 460 ℃ a 480 ℃ e pode ser usado abaixo de 200 ℃ ~ 250 ℃. O ponto Curie da liga nanocristalina microcristalina é 600 ℃ e o ponto Curie do aço silício orientado é 730 ℃ e pode ser usado a 300 ℃ ~ 400 ℃. (Compatibilidade eletromagnética significa que os transformadores eletrônicos não produzem interferência eletromagnética para o mundo exterior, mas também podem suportar interferência eletromagnética externa. A interferência eletromagnética inclui: ruído de áudio audível e ruído de alta frequência inaudível. O principal motivo da interferência eletromagnética do transformador eletrônico é a magnetostrição do núcleo magnético. Materiais magnéticos macios com um grande coeficiente de magnetostrição produzirão grande interferência eletromagnética.) O coeficiente de magnetostrição de ligas amorfas à base de ferro é geralmente o máximo (27 ~ 30) × 10-6, que deve ser usado Medidas para reduzir interferência de supressão de ruído. O coeficiente de magnetostrição da permalloy Ni50 de alta permeabilidade é 25 × 10-6, e o coeficiente de magnetostrição da ferrita de manganês-zinco é 21 × 10-6. Os três tipos de materiais magnéticos moles acima são materiais sujeitos a interferências eletromagnéticas, portanto, preste atenção a eles na aplicação. O coeficiente de magnetostrição do aço silício orientado a 3% é (1 ~ 3) × 10-6, e o coeficiente de magnetostrição da liga nanocristalina microcristalina é (0,5 ~ 2) × 10-6. Esses dois tipos de materiais magnéticos macios são relativamente fáceis de produzir materiais de interferência eletromagnética. O coeficiente de magnetostrição de aço silício 6,5% é 0,1 × 10-6, o coeficiente de magnetostrição de permalloy Ni80 de alta permeabilidade é (0,1 ~ 0,5) × 10-6 e o coeficiente de magnetostrição da liga amorfa à base de cobalto é 0,1 × 10-6 ou menos. Esses três materiais magnéticos macios são materiais que não são propensos a interferências eletromagnéticas. A frequência da interferência eletromagnética gerada pela magnetostrição é geralmente a mesma que a frequência de operação de um transformador eletrônico. Se houver interferência eletromagnética menor ou maior do que a frequência de operação, ela é causada por outros motivos.
3. Função completa O transformador eletrônico é dividido em dois tipos principais: transformador e indutor em termos de função.
As funções executadas por componentes especiais são discutidas separadamente.
Existem 3 funções concluídas pelo transformador: transmissão de energia, conversão de tensão e isolamento de isolamento;
O indutor tem duas funções: transmissão de potência e supressão de ondulação. Existem duas formas de transferência de energia.
O primeiro é o método de transmissão do transformador, ou seja, a tensão alternada aplicada ao enrolamento primário do transformador produz uma mudança de fluxo magnético no núcleo magnético, fazendo com que o enrolamento secundário induza uma tensão, que é aplicada à carga, de forma que a energia elétrica é transmitida do lado primário para o secundário. . O tamanho da potência transmitida é determinado pela tensão induzida, que é determinada pela variável de densidade de fluxo magnético ΔB por unidade de tempo. ΔB não tem nada a ver com a permeabilidade magnética, mas com a densidade de fluxo magnético de saturação Bs e a densidade de fluxo magnético residual Br. Do ponto de vista da densidade de fluxo magnético de saturação, a ordem de Bs de vários materiais magnéticos macios de grande a pequeno é: liga de ferro-cobalto é 2,3 ~ 2,4T, aço silício é 1,75 ~ 2,2T, liga amorfa à base de ferro é 1,25 ~ 1.75T, A liga nanocristalina microcristalina à base de ferro é 1.1 ~ 1.5T, a liga de alumínio de ferro-silício é 1.0 ~ 1.6T, a permalloy de ferro-níquel de alta permeabilidade magnética é 0.8 ~ 1.6T, a liga amorfa à base de cobalto é 0.5 ~ 1,4T, ferro-alumínio A liga é 0,7-1,3T, a liga amorfa à base de ferro-níquel é 0,4-0,7T e a ferrita de manganês-zinco é 0,3-0,7T. Como os principais materiais dos transformadores eletrônicos, o aço silício e as ligas amorfas à base de ferro são dominantes, enquanto a ferrita de manganês-zinco está em desvantagem. Transferência de energia
O segundo é o método de transmissão do indutor, ou seja, a entrada de energia elétrica no enrolamento do indutor faz com que o núcleo magnético seja energizado e convertido em energia magnética para armazenamento, e então desmagnetizado em energia elétrica e liberado para a carga. O tamanho da potência transmitida é determinado pelo armazenamento de energia do núcleo do indutor, que é determinado pela indutância do indutor. A indutância não está diretamente relacionada à densidade do fluxo magnético de saturação, mas sim à permeabilidade magnética. A permeabilidade magnética é alta, a indutância é grande, o armazenamento de energia é grande e a potência de transmissão é grande. A ordem de permeabilidade de vários materiais magnéticos macios é a seguinte: Ni80 permalloy é (1,2 ~ 3) × 106, liga amorfa à base de cobalto é (1 ~ 1,5) × 106, liga nanocristalina microcristalina à base de ferro É (5 ~ 8 ) × 105, liga amorfa à base de ferro é (2 ~ 5) × 105, Ni50 permalloy é (1 ~ 3) × 105, aço silício é (2 ~ 9) × 104, ferrita de manganês e zinco O corpo é (1 ~ 3 ) × 104. Como o material do núcleo magnético do indutor, Ni80 permalloy, liga amorfa à base de cobalto e liga nanocristalina microcristalina à base de ferro são dominantes, enquanto o aço silício e a ferrita de manganês-zinco estão em desvantagem. O tamanho da potência de transmissão também está relacionado ao número de transmissões por unidade de tempo, ou seja, relacionado à freqüência de trabalho do transformador eletrônico. Quanto mais alta a frequência de operação, maior será a potência transmitida sob o mesmo tamanho do núcleo magnético e dos parâmetros da bobina. A conversão de tensão é completada pela relação de espiras do enrolamento primário e do enrolamento secundário do transformador. Independentemente do tamanho da transmissão de energia, a relação de transformação de tensão do lado primário e do lado secundário é igual à relação entre o enrolamento primário e as voltas do enrolamento secundário. O isolamento de isolamento é realizado pela estrutura de isolamento do enrolamento primário e do enrolamento secundário do transformador. A complexidade da estrutura de isolamento está relacionada à magnitude da tensão aplicada e transformada. Quanto mais alta a tensão, mais complexa é a estrutura de isolamento. A supressão de ondulação é alcançada pelo potencial de autoindução do indutor. Contanto que a corrente que passa pelo indutor mude, o fluxo magnético gerado pela bobina no núcleo magnético também mudará, causando um potencial auto-induzido em ambas as extremidades da bobina do indutor' a direção de que é oposta à direção da tensão aplicada, evitando assim que a corrente mude. A frequência de mudança da ondulação é maior do que a frequência fundamental, e a frequência atual da ondulação da corrente é maior do que a frequência fundamental, portanto, pode ser mais suprimida pelo potencial de autoindução gerado pelo indutor. A capacidade dos indutores de suprimir a ondulação depende do tamanho do potencial auto-induzido, ou seja, da magnitude da indutância, que está relacionada à permeabilidade do núcleo magnético. Ni80 permalloy, liga amorfa à base de cobalto, liga nanocristalina microcristalina à base de ferro A permeabilidade magnética é alta, o que é uma vantagem, enquanto o aço silício e a ferrita de manganês-zinco têm baixa permeabilidade magnética e estão em desvantagem.
4. Melhorar a eficiência é um requisito universal para fontes de alimentação e transformadores eletrônicos.
uma. Melhore a eficiência dos transformadores eletrônicos.
Por exemplo: transformador de potência 100VA, quando a eficiência é 98%, a perda é de apenas 2W e não muito. Mas com centenas de milhares e milhões de transformadores de potência, a perda total pode chegar a centenas de milhares de watts, ou mesmo milhões de watts. Além disso, muitos transformadores de potência estão em funcionamento há muito tempo e a perda anual total é considerável, podendo chegar a dezenas de milhões de kWh. Obviamente, melhorar a eficiência dos transformadores eletrônicos pode economizar eletricidade. Depois de economizar energia, menos estações de energia podem ser construídas. Depois de construir menos usinas de energia, menos carvão e óleo podem ser consumidos, CO2, SO2, NOx, gás residual, esgoto, fuligem e cinzas podem ser reduzidos e a poluição ambiental pode ser reduzida. Não só economiza energia, mas também tem o duplo benefício social e econômico de proteger o meio ambiente. Portanto, melhorar a eficiência é um requisito importante para transformadores eletrônicos.
b. Projeto de transformador eletrônico
A perda do transformador eletrônico inclui perda de núcleo (perda de ferro) e perda de bobina (perda de cobre). A perda de ferro existe enquanto o transformador eletrônico é colocado em operação e é a principal parte da perda do transformador eletrônico. Portanto, a seleção do material do núcleo com base na perda de ferro é o conteúdo principal do projeto do transformador eletrônico, e a perda de ferro também se tornou um parâmetro principal para avaliar materiais magnéticos moles. A perda do núcleo está relacionada à densidade do fluxo magnético de trabalho e à frequência de trabalho do núcleo magnético do transformador eletrônico. Ao introduzir a perda de núcleo de materiais magnéticos moles, deve ser explicado em que densidade de fluxo magnético de trabalho e em que frequência de trabalho é a perda.
Por exemplo: P0,5 / 400, que significa a perda de ferro sob a densidade de fluxo magnético de trabalho de 0,5T e frequência de trabalho de 400Hz. P0.1 / 100k representa a perda de ferro em uma densidade de fluxo magnético de trabalho de 0,1T e uma frequência de trabalho de 100 kHz. Os materiais magnéticos macios incluem perda de histerese, perda de corrente parasita e perda residual. A perda de corrente parasita é inversamente proporcional à resistividade ρ do material. Quanto maior for ρ, menor será a perda por correntes parasitas. A ordem de ρ de vários materiais magnéticos macios de grande a pequeno é: 108 ~ 109μΩ? Cm para ferrita de manganês-zinco, 150 ~ 180μΩ? Cm para ligas amorfas à base de ferro-níquel e 130 ~ 150μΩ? Cm para ligas à base de ferro ligas amorfas. cm, liga amorfa à base de cobalto é 120 ~ 140μΩ? cm, permalloy de alta permeabilidade é 40 ~ 80μΩ? cm, liga de ferro-silício-alumínio é 40 ~ 60μΩ? cm, liga de ferro-alumínio é 30 ~ 60μΩ? cm, aço silício é de 40 ~ 50μΩ? cm, liga de ferro-cobalto é de 20 ~ 40μΩ? cm. Portanto, o ρ da ferrita Mn-Zn é 106 a 107 vezes maior do que o dos materiais magnéticos macios metálicos, e a corrente parasita é pequena em alta frequência e a aplicação é dominante. Mas quando a frequência de trabalho excede um certo valor, o isolante nas partículas magnéticas de ferrita Mn-Zn é quebrado e derretido, ρ torna-se muito pequeno e a perda aumenta rapidamente para um nível alto. Esta frequência de trabalho é a mesma da ferrita Mn-Zn. Limite a frequência de operação.
O papel de cada parte
Transformador eletrônico para holofotes, downlights, etc., usado na iluminação geral de lojas. 220v AC a DC 12v50W, há uma bobina magnética de 7 terminais dentro. 3 resistores, 6 diodos, 4 capacitores, 2 transistores. Suas funções são:
Resistência: 1 resistência inicial, 2 resistência limitadora de corrente, 3 resistência estabilizadora
Diodos: Quatro diodos são usados para retificação, os outros dois também são usados para retificação
Capacitor: filtragem
Triodo: Um é um transistor de comutação, o outro é para iniciar