دونات آرام: چگونه ترانسفورماتورهای حلقوی قدرت بیشتری را در فضای کمتری بسته بندی می کنند

مقدمه

یک دونات ساخته شده از آهن را تصور کنید که سیم مسی آن به طور مساوی به دور حلقه پیچیده شده است. این یک ترانسفورماتور حلقوی است. آن را با ترانسفورماتور قدیمی‌تر و ارزان‌تر «EI» مقایسه کنید، که سیم‌پیچ‌های آن فقط روی پایه مرکزی پشته‌ای از صفحات فولادی E و I شکل قرار می‌گیرند. پیچیدن سیم به دور کل حلقه مانند پیچیدن نوار به آرامی دور یک دونات به جای چسباندن فقط یک نقطه است: میدان مغناطیسی به جای اینکه به داخل اتاق نشت کند، به طور منظمی در داخل حلقه محبوس می شود.

چگونه کار می کند و چرا شکل برنده می شود

هسته یک نوار بلند از فولاد سیلیکونی دانه گرا است که به یک حلقه (یا فریت برای منابع سوئیچ با فرکانس بالا) پیچیده شده است. از آنجایی که دانه فولادی در امتداد مسیر شار حرکت می کند و هیچ شکاف هوایی وجود ندارد، رلوکتانس هسته کم است و حلقه مغناطیسی بسته می شود. نتیجه، با توجه به راهنماهای فنی سازنده (به عنوان مثال، ETCC، Bicron) و منابع مهندسی، مولفه‌ای است که معمولاً 95 تا 98 درصد کارایی دارد (در مقابل کمتر از 90 درصد برای EI)، تقریباً نیمی از اندازه و وزن است، تقریباً یک دهم میدان مغناطیسی خارجی را تابش می‌کند، در حالت آماده‌باش (بدون بار) توان بسیار کمتری می‌کشد، و به دلیل اینکه یک بار در حالت آماده‌باش (بدون بار) توان بسیار کمتری می‌کشد، و به دلیل اینکه یک بار در حالت آماده‌باش ( بدون بار) انرژی کمتری می‌گیرد، زمزمه می‌کند. حلقه به سختی می لرزد

برای مهندس: پارامترها و هشدارها

• نقاط قوت انتخاب: راندمان بالا، تلفات بدون بار کم (مناسب برای دنده همیشه روشن)، میدان نشتی کم (اغلب نیاز به محافظ مغناطیسی را از بین می برد)، و نصب تک وسط پیچ. ایده آل برای تقویت کننده های قدرت صوتی، تجهیزات پزشکی و ابزار دقیق.
• سقف قدرت: چون هر دور باید از طریق حلقه عبور کند، کار سیم پیچ زیاد است. توروئیدهای بالای 10 کیلو ولت آمپر غیر معمول هستند و عملا هیچ کدام از 25 کیلو ولت آمپر بیشتر نیستند (مرجع مهندسی).
• جریان هجومی - بزرگ‌تر: بدون شکاف هوا، شار باقیمانده (مانند) زیاد است، بنابراین در هنگام روشن شدن هسته می‌تواند اشباع شود و موجی ایجاد کند. Bicron به جریان نامی تقریباً 15× اشاره می کند (برخی منابع 10-40× را نقل می کنند)، که معمولاً کمتر از دو سیکل طول می کشد. با یک ترمیستور هجومی NTC، استارت نرم، مقاومت سری پیش شارژ، یا فیوز آهسته دمنده، کاهش را کاهش دهید.
• خطر نصب: هرگز اجازه ندهید پیچ ​​نصب فولادی با پیچاندن هر دو سر به شاسی، یک حلقه رسانای بسته تشکیل دهد - این پیچ یک چرخش ثانویه کوتاه می شود، جریان گردشی عظیمی می کشد و فیوز را منفجر می کند. فقط یک انتهای آن را ثابت کنید و از واشرهای عایق ارائه شده استفاده کنید.
• اعتبار سنجی حرارتی: ساختار فشرده گرما را متمرکز می کند، بنابراین افزایش دما را در داخل محفظه واقعی، نه در هوای آزاد بررسی کنید.

برای ترانسفورماتورهای حلقوی ایزوله کننده ایمنی شبکه، الزامات ساخت، افزایش دما، مقاومت دی الکتریک و خزش/ترخیص توسط IEC 61558-1 (الزامات عمومی) همراه با قسمت 2 قابل اجرا - برای مثال IEC 61558-2-6 (ترانسفورماتورهای ایزوله کننده ایمنی) یا IEC 61558-6 (ترانسفورماتورهای ایزوله کننده ایمنی) ( IEC 6158-6 ).

تصور غلط و واقعیت جالب

تصور اشتباه: "یک توروئید همیشه یک ترانسفورماتور EI را شکست می دهد." اینطور نیست - برای توان بسیار بالا، هزینه سیم پیچ بسیار زیاد است، و هجوم آن نیاز به کاهش فعال دارد که شکاف هوای هسته EI به طور طبیعی از عهده آن بر می آید.

واقعیت جالب: آن پیچ فولادی بی‌گناه از سوراخ دونات می‌تواند کل ورودی برق را به گرما تبدیل کند، اگر در هر دو انتها به زمین متصل شود - دقیقاً به همین دلیل است که دستورالعمل‌های مونتاژ اصرار دارند که فقط یکی را ببندید.