ઉચ્ચ-આવર્તન ટ્રાન્સફોર્મર્સની સ્વિચિંગ આવર્તન કયા પરિબળો નક્કી કરે છે? મૂળ: ઉપકરણોનો પ્રકાશ

ટ્રાન્સફોર્મરની સ્વિચિંગ ફ્રીક્વન્સી જેટલી વધારે હશે, તેનું વોલ્યુમ એટલું જ ઓછું હશે. તો, શું તેનો અર્થ એ છે કે સ્વિચિંગ ફ્રીક્વન્સીની કોઈ ઉપલી મર્યાદા નથી? તો, શું વોલ્યુમ ખૂબ નાનું હોઈ શકે?

જવાબ નકારાત્મક છે. વાસ્તવિક કાર્ય પ્રક્રિયામાં, ઉચ્ચ-આવર્તન ટ્રાન્સફોર્મર્સની આવર્તન બહુવિધ પરિબળો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે અને તેને ઘણા પાસાઓમાં વિભાજિત કરી શકાય છે:

1, સર્કિટ ટોપોલોજી ફ્લાયબેક ટોપોલોજી: ટ્રાન્સફોર્મર્સમાં ઊર્જા સંગ્રહ અને પરિવર્તનના કાર્યો હોય છે, જેની સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી ઓપરેટિંગ ફ્રીક્વન્સી 40-100kHz હોય છે. જ્યારે ફ્રીક્વન્સી 40kHz થી ઓછી હોય છે, ત્યારે આયર્ન કોરનું વોલ્યુમ ખૂબ મોટું હોય છે, જેના પરિણામે પાવર સપ્લાય વોલ્યુમ વધારે હોય છે; જ્યારે ફ્રીક્વન્સી 100kHz થી વધી જાય છે, ત્યારે લીકેજ ઇન્ડક્ટન્સને કારણે વોલ્ટેજ સ્પાઇક્સ સ્વિચિંગ ટ્રાન્ઝિસ્ટરને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે.

ફોરવર્ડ ટોપોલોજી: સામાન્ય શ્રેણી 60-150kHz છે, પરંતુ તેને ચુંબકીય કોર નુકસાન અને સ્વિચ નુકસાનને સંતુલિત કરવાની જરૂર છે. પુશ પુલ/હાફ બ્રિજ/ફુલ બ્રિજ ટોપોલોજી: સપ્રમાણ સ્વીચ સંચાલિત દ્વિદિશ ચુંબકીય ચુંબકીય કોર, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા, સેંકડો kHz થી MHz સુધીની ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝને સપોર્ટ કરે છે, પરંતુ વધુ જટિલ નિયંત્રણ ડિઝાઇન અને ગરમીના વિસર્જનની જરૂર છે.

2, ચુંબકીય કોર સામગ્રીની લાક્ષણિકતાઓમાં ચુંબકીય હિસ્ટેરેસિસ નુકશાન અને એડી કરંટ નુકશાનનો સમાવેશ થાય છે. ચોક્કસ શ્રેણીમાં, આવર્તન વધવા સાથે ચુંબકીય કોર નુકશાન વધે છે. તેથી, વિવિધ ચુંબકીય કોર સામગ્રીઓમાં વિવિધ આવર્તન ઉપયોગ શ્રેણીઓ હોવી જોઈએ જેથી પ્રમાણમાં ઓછા ચુંબકીય કોર નુકસાનની ખાતરી થાય. ઉદાહરણ તરીકે, મેંગેનીઝ ઝિંક ફેરાઇટ 10 થી 300kHz સુધીની ફ્રીક્વન્સીઝ પર ઉપયોગ માટે યોગ્ય છે, જ્યારે નિકલ ઝિંક ફેરાઇટ 1MHz થી ઉપરની ફ્રીક્વન્સીઝ પર ઉપયોગ માટે યોગ્ય છે.

બીજું, જેમ જેમ આવર્તન વધે છે, તેમ તેમ ચુંબકીય કોરના સંતૃપ્તિને ટાળવા માટે મહત્તમ ચુંબકીય ઇન્ડક્શન તીવ્રતા ઘટાડવાની જરૂર છે. ઉદાહરણ તરીકે, DMR40 ની ચુંબકીય ઇન્ડક્શન તીવ્રતા 0.38T છે, અને 100KHz ની આવર્તન પર ડિઝાઇન કરતી વખતે, આપણે સામાન્ય રીતે 0.2T ની આસપાસ મૂલ્ય લઈએ છીએ.

૩, પાવર ડિવાઇસ સ્વિચિંગ સ્પીડ MOS ટ્રાન્ઝિસ્ટર યુનિપોલર ડિવાઇસનું છે, જેનો ઓન-ઓફ સમય નેનોસેકન્ડમાં હોય છે. સૈદ્ધાંતિક ઓપરેટિંગ ફ્રીક્વન્સી MHz સુધી પહોંચી શકે છે, અને વાસ્તવિક મહત્તમ ઓપરેટિંગ ફ્રીક્વન્સી અનેક સો KHz છે. IGBT બાયપોલર ડિવાઇસનું છે, જેનો ટર્નઓફ સમય પ્રમાણમાં લાંબો હોય છે અને મહત્તમ ઓપરેટિંગ ફ્રીક્વન્સી સામાન્ય રીતે 40~50KHz ની વચ્ચે હોય છે.

4, કાર્યક્ષમતા અને ગરમીના વિસર્જનની આવર્તનમાં વધારો થવાથી સ્વીચ અને ડ્રાઇવના નુકસાનમાં વધારો થાય છે, જેના પરિણામે એકંદર કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો થાય છે અને ગરમી ઉત્પન્ન થાય છે. ઉત્પાદનનું તાપમાન સામાન્ય શ્રેણીમાં રહે તે સુનિશ્ચિત કરવા માટે, ગરમીના વિસર્જનનો સામનો કરવા માટે આપણને વધુ પગલાં લેવાની જરૂર છે.

5, ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ પર, સ્વિચ નુકસાનમાં વધારો થવાને કારણે ખર્ચ વધે છે, જેના કારણે ગરમીના વિસર્જનને નિયંત્રિત કરવા માટે વધુ પગલાં લેવાની જરૂર પડે છે, જેના કારણે ખર્ચમાં વધારો થાય છે. બીજું, કેપેસિટર્સ અને ઇન્ડક્ટર્સ ઘણીવાર ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ પર કામગીરીમાં ઘટાડો અનુભવે છે, અને આપણે એવા ઉપકરણો પસંદ કરવાની જરૂર છે જે ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ માટે યોગ્ય હોય, જે ખર્ચમાં વધારો કરે છે. વ્યવહારુ ડિઝાઇનમાં, ખર્ચ મર્યાદિત હોય છે, જે ઘણીવાર ઓપરેટિંગ ફ્રીક્વન્સીની ઉપલી મર્યાદા નક્કી કરે છે.

6, ચિપ લાક્ષણિકતાઓ: PWM નિયંત્રણ ચિપ્સમાં ઘણીવાર ગતિશીલ લોડ ગોઠવણોનો જવાબ આપવા માટે આવર્તન ઉપલા મર્યાદા આવશ્યકતાઓ હોય છે. આ એ પણ નક્કી કરે છે કે ટ્રાન્સફોર્મરની સ્વિચિંગ આવર્તન ચોક્કસ શ્રેણીમાં છે.