Mida kõrgem on trafo lülitussagedus, seda väiksem on selle maht. Kas see tähendab, et lülitussagedusel pole ülempiiri? Seega, kas maht võib olla väga väike?
Vastus on eitav. Tegelikus tööprotsessis määrab kõrgsagedustrafode sageduse mitu tegurit ja seda saab jagada mitmeks aspektiks:
1. Vooluahela topoloogia ehk tagasivoolu topoloogia: trafodel on energia salvestamise ja muundamise funktsioonid ning nende tavaline töösagedus on 40–100 kHz. Kui sagedus on alla 40 kHz, on raudsüdamiku maht liiga suur, mis omakorda suurendab toiteploki mahtu; kui sagedus ületab 100 kHz, võivad lekkeinduktiivsuse põhjustatud pingeimpulsid kahjustada lülitustransistori.
Edasisuunaline topoloogia: Levinud vahemik on 60–150 kHz, kuid see nõuab magnetilise südamiku kadude ja lüliti kadude tasakaalustamist. Tõmba-tõmbamise/poolsilla/täissilla topoloogia: Sümmeetriline lülitiga juhitav kahesuunaline magnetiseeritud magnetsüdamik, suurem efektiivsus, toetab kõrgemaid sagedusi vahemikus sadu kHz kuni MHz, kuid nõuab keerukamat juhtimisdisaini ja soojuse hajutamist.
2. Magnetsüdamiku materjalide omaduste hulka kuuluvad magnetiline hüstereesikaotus ja pöörisvoolukaotus. Teatud vahemikus suureneb magnetsüdamiku kaotus sageduse suurenemisega. Seetõttu peaksid erinevatel magnetsüdamiku materjalidel olema erinevad sageduskasutusvahemikud, et tagada suhteliselt madalad magnetsüdamiku kaod. Näiteks mangaantsinkferriit sobib kasutamiseks sagedustel 10–300 kHz, nikkeltsinkferriit aga sagedustel üle 1 MHz.
Teiseks, sageduse suurenedes tuleb magnetilise südamiku küllastumiseks vähendada maksimaalset magnetilise induktsiooni intensiivsust. Näiteks DMR40 magnetilise induktsiooni intensiivsus on 0,38 T ja 100 kHz sagedusel projekteerimisel võtame tavaliselt väärtuseks umbes 0,2 T.
3. Toiteseadme lülituskiirusega MOS-transistor kuulub unipolaarsete seadmete hulka, mille sisse- ja väljalülitusaeg on nanosekundites. Teoreetiline töösagedus võib ulatuda MHz-ni ja tegelik maksimaalne töösagedus on mitu sada kHz. IGBT kuulub bipolaarsete seadmete hulka, millel on suhteliselt pikk väljalülitusaeg ja maksimaalne töösagedus tavaliselt 40–50 kHz vahel.
4. Tõhususe ja soojuse hajumise sageduse suurenemine toob kaasa lüliti ja ajami kadude suurenemise, mille tulemuseks on üldise efektiivsuse vähenemine ja soojuse tekke suurenemine. Selleks, et toote temperatuur püsiks normi piires, on vaja rohkem meetmeid soojuse hajumise ohjamiseks.
5. Kõrgetel sagedustel suurenevad kulud suurenenud lülituskaodude tõttu, mis nõuab rohkem meetmeid soojuse hajumise käsitlemiseks ja viib kulude suurenemiseni. Teiseks, kondensaatorite ja induktiivpoolide jõudlus halveneb sageli kõrgetel sagedustel ning me peame valima seadmeid, mis sobivad kõrgemate sageduste jaoks, mis suurendab kulusid. Praktikas on kulud piiratud, mis sageli määrab töösageduse ülempiiri.
6. Kiibi omadused: PWM-juhtimiskiipidel on sageli dünaamilise koormuse muutustele reageerimiseks sageduse ülempiiri nõuded. See määrab ka, et trafo lülitussagedus oleks teatud vahemikus.
Postituse aeg: 06.08.2025
