Skladacie vlastnosti
Elektronický transformátor, vstup je 220 V AC, výstup 12 V AC a výkon môže dosiahnuť 50 W-300 W. Ide predovšetkým o transformátorový obvod vyvinutý na základe vysokofrekvenčného elektronického predradníka. Má stabilný výkon, malé rozmery a vysoký výkon, čím prekonáva nevýhody tradičných transformátorov z plechu z kremíkovej ocele, ako sú veľké, ťažké a vysoké ceny.
Elektronický transformátor je neregulovaný spínací zdroj, ktorý je v skutočnosti akýmsi meničom. Najprv sa striedavý prúd usmerní na jednosmerný prúd. Potom sa vysokofrekvenčný oscilátor použije na vytvorenie vysokofrekvenčného oscilátora s elektronickými komponentmi na premenu jednosmerného prúdu na vysokofrekvenčný striedavý výkon. Požadované napätie je privádzané spínacím transformátorom a potom dvakrát usmernené na použitie v elektrických spotrebičoch. Spínaný zdroj má výhody malých rozmerov, nízkej hmotnosti a nízkej ceny, takže je široko používaný v rôznych elektrických spotrebičoch.
Podľa rôznych režimov jazdy vysokofrekvenčnej spínacej trubice je možné rozdeliť na typ s vlastným budením a samostatným budením.
používať
Aplikácia elektronických transformátorov v tradičných svietidlách je veľmi bežná, ako sú žiarivky, stolné žiarovky, úsporné žiarovky, reklamné žiarovky atď. Takmer všetky môžu používať elektronické transformátory a po použití elektronických transformátorov možno štartéry vynechať. V LED osvetlení väčšina nových produktov používa aj elektronické transformátory. Elektronický transformátor má predovšetkým vysokú účinnosť, nízke náklady, šetrí železné a medené materiály, malú štruktúru a nízku hmotnosť, pokiaľ ide o funkciu transformácie napätia. Nevýhodou je, že výdržné napätie a vysoký prúdový rázový výkon je horší ako u železných transformátorov.
Aplikácia v technológii napájania
Elektronický transformátor v napájacom zariadení spravidla používa elektronický transformátor (mäkký magnetický elektromagnetický prvok) vyrobený z mäkkého magnetického jadra. Aj keď existujú elektronické transformátory so vzduchovým jadrom a piezoelektrické keramické transformátory, ktoré nepoužívajú mäkké magnetické jadrá, na začiatku 21. storočia väčšina elektronických transformátorov v zdrojoch napájania stále používa mäkké magnetické jadrá.
Preto prediskutujte vzťah medzi technológiou napájania a elektronickými transformátormi: úloha elektronických transformátorov v technológii napájania, požiadavky na technológiu napájania pre elektronické transformátory, vplyv nových mäkkých magnetických materiálov a nových štruktúr magnetického jadra v elektronických transformátoroch na vývoj technológie napájania, určité Vzbudí záujem priateľov v energetickom priemysle a priemysle mäkkých magnetických materiálov. Baidu Baike predkladá niekoľko stanovísk s cieľom uľahčiť dialógy, výmeny a spoločný vývoj medzi energetickým odvetvím a priemyslom elektronických transformátorov a priemyslom mäkkých magnetických materiálov na súvisiace otázky elektronických transformátorov a mäkkých magnetických materiálov.
1. Požiadavky na technológiu napájania elektronických transformátorov
Požiadavkou technológie napájania elektronických transformátorov, rovnako ako všetky výrobky ako komodity, je dosiahnuť najlepší pomer výkonu k cene pri plnení špecifických funkcií za špecifických podmienok použitia. Niekedy sa môže zdôrazniť cena a náklady a niekedy sa môže zdôrazniť účinnosť a výkon. Ľahké, tenké, krátke a malé sú smery vývoja elektronických transformátorov s dôrazom na zníženie nákladov. Na základe všeobecných požiadaviek je možné pre elektronické transformátory vyvodiť štyri špecifické požiadavky: podmienky použitia, kompletné funkcie, zvýšenie účinnosti a zníženie nákladov.
2. Podmienky použitia Podmienky použitia elektronických transformátorov zahŕňajú dva aspekty:
Spoľahlivosť a elektromagnetická kompatibilita. Spoľahlivosť znamená, že elektronický transformátor môže normálne fungovať až do konca svojej životnosti za špecifických podmienok použitia. Vo všeobecných podmienkach použitia má teplota prostredia najväčší vplyv na elektronické transformátory. Parameter, ktorý určuje silu elektronických transformátorov ovplyvnených teplotou, je Curieho bod mäkkých magnetických materiálov. Mäkké magnetické materiály majú vysoký bod Curie a sú menej ovplyvnené teplotou; mäkké magnetické materiály majú nízky Curieov bod a sú citlivejšie na zmeny teploty a sú výrazne ovplyvnené teplotou.
Napríklad Curieov bod feritu Mn-Zn má iba 215 ° C, čo je relatívne málo. Hustota magnetického toku, priepustnosť a straty sa menia s teplotou. Okrem normálnej teploty 25 ° C je potrebných 60 ° C a 80 ° C. , Rôzne údaje o parametroch pri 100 ℃. Preto je prevádzková teplota feritových jadier Mn-Zn spravidla obmedzená na menej ako 100 ° C, to znamená, že keď je teplota okolia 40 ° C, nárast teploty musí byť menší ako 60 ° C. Curieov bod amorfných zliatin na báze kobaltu je 205 ° C, čo je tiež málo, a prevádzková teplota je tiež obmedzená na menej ako 100 ° C. Curieov bod amorfnej zliatiny na báze železa je 370 ° C a je možné ho použiť pri teplote nižšej ako 150 ° C až 180 ° C. Curieov bod permalloy s vysokou priepustnosťou je 460 ℃ až 480 ℃ a môže byť použitý pri teplotách nižších ako 200 ℃ ~ 250 ℃. Curieov bod mikrokryštalickej nanokryštalickej zliatiny je 600 ° C a Curieho bod orientovanej kremíkovej ocele je 730 ° C a je možné ho použiť pri 300 ° C až 400 ° C. (Elektromagnetická kompatibilita znamená, že elektronické transformátory nevytvárajú elektromagnetické rušenie vonkajšieho sveta, ale môžu odolávať aj vonkajšiemu elektromagnetickému rušeniu. Elektromagnetické rušenie zahŕňa: počuteľný zvukový šum a nepočuteľný vysokofrekvenčný šum. Hlavným dôvodom elektromagnetického rušenia elektronického transformátora je magnetostrikcia magnetického jadra. Mäkké magnetické materiály s veľkým koeficientom magnetostrikcie budú produkovať veľké elektromagnetické rušenie.) Koeficient magnetostrikcie amorfných zliatin na báze železa je zvyčajne maximálny (27 ~ 30) × 10-6, ktorý je potrebné použiť Opatrenia na zníženie interferencia s potlačením hluku. Koeficient magnetostrikcie vysoko priepustnej permalloy Ni50 je 25 × 10-6 a koeficient magnetostrikcie feritu mangánu a zinku je 21 × 10-6. Vyššie uvedené tri druhy mäkkých magnetických materiálov sú materiály, ktoré sú náchylné na elektromagnetické rušenie, preto im pri aplikácii venujte pozornosť. Koeficient magnetostrikcie 3% orientovanej kremíkovej ocele je (1 ~ 3) × 10-6 a koeficient magnetostrikcie mikrokryštalickej nanokryštalickej zliatiny je (0,5 ~ 2) × 10-6. Tieto dva druhy mäkkých magnetických materiálov je relatívne ľahké vyrábať elektromagneticky interferenčné materiály. Koeficient magnetostrikcie 6,5% kremíkovej ocele je 0,1 × 10-6, koeficient magnetostrikcie s vysokou priepustnosťou permalloy Ni80 je (0,1 ~ 0,5) × 10-6 a koeficient magnetostrikcie amorfnej zliatiny na báze kobaltu je 0,1 × 10-6 alebo menej. Tieto tri mäkké magnetické materiály sú materiály, ktoré nie sú náchylné na elektromagnetické rušenie. Frekvencia elektromagnetického rušenia generovaného magnetostrikciou je vo všeobecnosti rovnaká ako prevádzková frekvencia elektronického transformátora. Ak existuje elektromagnetické rušenie nižšie alebo vyššie ako prevádzková frekvencia, je to spôsobené inými dôvodmi.
3. Kompletná funkcia Elektronický transformátor je z hľadiska funkcie rozdelený na dva hlavné typy: transformátor a induktor.
Funkcie vykonávané špeciálnymi komponentmi sú prediskutované oddelene.
Transformátor obsahuje tri funkcie: prenos energie, konverziu napätia a izoláciu izolácie;
Induktor má dve funkcie: prenos energie a potlačenie zvlnenia. Existujú dva spôsoby prenosu energie.
Prvým je spôsob prenosu transformátora, to znamená, že striedavé napätie aplikované na primárne vinutie transformátora spôsobuje zmenu magnetického toku v magnetickom jadre, čo spôsobuje, že sekundárne vinutie indukuje napätie, ktoré je aplikované na záťaž, takže elektrická energia sa prenáša z primárnej strany na sekundárnu stranu. . Veľkosť prenášaného výkonu je určená indukovaným napätím, ktoré je určené premennou hustoty magnetického toku ΔB za jednotku času. ΔB nemá nič spoločné s magnetickou permeabilitou, ale s hustotou nasýteného magnetického toku Bs a zvyškovou hustotou magnetického toku Br. Z hľadiska hustoty magnetického toku saturácie je poradie B rôznych mäkkých magnetických materiálov od veľkých po malé: zliatina železo-kobalt je 2,3 ~ 2,4T, kremíková oceľ je 1,75 ~ 2,2T, amorfná zliatina na báze železa je 1,25 ~ 1,75T, Mikrokryštalická nanokryštalická zliatina na báze železa je 1,1 ~ 1,5T, zliatina hliníka a železa je 1,0 ~ 1,6T, permalloy železo-nikel s vysokou magnetickou priepustnosťou je 0,8 ~ 1,6T, amorfná zliatina na báze kobaltu je 0,5 ~ 1,4T, železo-hliník Zliatina je 0,7-1,3T, amorfná zliatina na báze železa a niklu je 0,4-0,7T a ferit mangánu a zinku je 0,3-0,7T. Pretože jadrovými materiálmi elektronických transformátorov sú dominantné kremíkové ocele a amorfné zliatiny na báze železa, zatiaľ čo ferit mangánu a zinku je v nevýhode. Prenos sily
Druhým je spôsob prenosu induktora, to znamená, že vstup elektrickej energie do vinutia induktora spôsobuje, že magnetické jadro je napájané a konvertované na magnetickú energiu na uskladnenie a potom demagnetizované na elektrickú energiu a uvoľnené do záťaže. Veľkosť prenášaného výkonu je určená skladovaním energie jadra induktora, ktoré je určené indukčnosťou induktora. Indukčnosť priamo nesúvisí s hustotou nasýteného magnetického toku, ale súvisí s magnetickou permeabilitou. Magnetická permeabilita je vysoká, indukčnosť je veľká, skladovanie energie je veľké a prenosový výkon je veľký. Poradie priepustnosti rôznych mäkkých magnetických materiálov je nasledovné: permalloy Ni80 je (1,2 ~ 3) × 106, amorfná zliatina na báze kobaltu je (1 ~ 1,5) × 106, mikrokryštalická nanokryštalická zliatina na báze železa Je (5 ~ 8 ) × 105, amorfná zliatina na báze železa je (2 ~ 5) × 105, permalloy Ni50 je (1 ~ 3) × 105, kremíková oceľ je (2 ~ 9) × 104, mangán-zinočnatý ferit Telo je (1 ~ 3) ) × 104. Ako materiál magnetického jadra induktora dominujú permalloy Ni80, amorfná zliatina na báze kobaltu a mikrokryštalická nanokryštalická zliatina na báze železa, zatiaľ čo kremíková oceľ a ferit mangánu a zinku sú v nevýhode. Veľkosť prenosového výkonu tiež súvisí s počtom prenosov za jednotku času, to znamená s pracovnou frekvenciou elektronického transformátora. Čím vyššia je pracovná frekvencia, tým väčší je prenášaný výkon pri rovnakej veľkosti parametrov magnetického jadra a cievky. Konverzia napätia je dokončená pomerom závitov primárneho vinutia a sekundárneho vinutia transformátora. Bez ohľadu na veľkosť prenosu energie je pomer transformácie napätia na primárnej strane a na sekundárnej strane rovný pomeru primárneho vinutia a závitov sekundárneho vinutia. Izolácia sa vykonáva izolačnou štruktúrou primárneho vinutia a sekundárneho vinutia transformátora. Zložitosť izolačnej konštrukcie súvisí s veľkosťou aplikovaného a transformovaného napätia. Čím vyššie je napätie, tým je izolačná štruktúra zložitejšia. Potlačenie zvlnenia sa dosahuje samoindukčným potenciálom induktora. Pokiaľ sa zmení prúd prechádzajúci induktorom, zmení sa aj magnetický tok generovaný cievkou v magnetickom jadre, čo spôsobí samoindukovaný potenciál na oboch koncoch cievky induktora' smer ktorý je opačný k smeru aplikovaného napätia, čím zabraňuje zmene prúdu. Frekvencia zmeny zvlnenia je vyššia ako základná frekvencia a aktuálna frekvencia súčasného zvlnenia je väčšia ako základná frekvencia, takže ju možno viac potlačiť samoindukčným potenciálom generovaným induktorom. Schopnosť induktorov potlačiť zvlnenie závisí od veľkosti samoindukovaného potenciálu, to znamená od veľkosti indukčnosti, ktorá súvisí s priepustnosťou magnetického jadra. Permalloy Ni80, amorfná zliatina na báze kobaltu, mikrokryštalická nanokryštalická zliatina na báze železa Magnetická permeabilita je vysoká, čo je výhodou, zatiaľ čo kremíková oceľ a ferit mangánu a zinku majú nízku magnetickú permeabilitu a sú v nevýhode.
4. Zlepšenie účinnosti je univerzálnou požiadavkou na napájacie zdroje a elektronické transformátory.
a. Zlepšiť účinnosť elektronických transformátorov.
Napríklad: výkonový transformátor 100 VA, keď je účinnosť 98%, strata je iba 2 W a nie veľa. Ale pri státisícoch a miliónoch výkonových transformátorov môže celková strata dosiahnuť státisíce wattov alebo dokonca milióny wattov. Navyše mnoho výkonových transformátorov beží už nejaký čas a celková ročná strata je značná, možno dosahuje desiatky miliónov kWh. Je zrejmé, že zlepšenie účinnosti elektronických transformátorov môže ušetriť elektrickú energiu. Po šetrení energie je možné postaviť menej elektrární. Po vybudovaní menšieho počtu elektrární sa bude môcť spotrebovať menej uhlia a ropy, zníži sa množstvo CO2, SO2, NOx, odpadových plynov, odpadových vôd, sadzí a popola a zníži sa znečistenie životného prostredia. Nielenže šetrí energiu, ale má aj dvojité sociálne a ekonomické výhody pri ochrane životného prostredia. Zlepšenie účinnosti je preto hlavnou požiadavkou na elektronické transformátory.
b. Návrh elektronického transformátora
Strata elektronického transformátora zahŕňa stratu jadra (strata železa) a stratu cievky (strata medi). Strata železa existuje, pokiaľ je elektronický transformátor uvedený do prevádzky, a je hlavnou súčasťou straty elektronického transformátora. Preto je výber materiálu jadra na základe straty železa hlavným obsahom konštrukcie elektronického transformátora a strata železa sa tiež stala hlavným parametrom na hodnotenie mäkkých magnetických materiálov. Strata jadra súvisí s hustotou pracovného magnetického toku a pracovnou frekvenciou magnetického jadra elektronického transformátora. Pri zavádzaní straty jadra mäkkých magnetických materiálov je potrebné vysvetliť, pod akou hustotou pracovného magnetického toku a akou pracovnou frekvenciou je strata.
Napríklad: P0,5/400, čo znamená stratu železa pri pracovnej hustote magnetického toku 0,5 T a pracovnej frekvencii 400 Hz. P0.1/100k predstavuje stratu železa pri pracovnej hustote magnetického toku 0,1 T a pracovnej frekvencii 100 kHz. Medzi mäkké magnetické materiály patrí strata hysterézie, strata vírivým prúdom a zvyšková strata. Strata vírivým prúdom je nepriamo úmerná odporu ρ materiálu. Čím väčšie je ρ, tým menšie sú straty vírivým prúdom. Poradie ρ rôznych mäkkých magnetických materiálov od veľkých po malé je: 108 ~ 109μΩ? Cm pre ferit mangánu a zinku, 150 ~ 180μΩ? Cm pre amorfné zliatiny na báze železa a niklu a 130 ~ 150μΩ? Cm pre železo amorfné zliatiny. cm, amorfná zliatina na báze kobaltu je 120 ~ 140μΩ? cm, vysoká priepustnosť permalloy je 40 ~ 80μΩ? cm, zliatina železo-kremík-hliník je 40 ~ 60μΩ? cm, zliatina železa a hliníka je 30 ~ 60μΩ? cm, kremíková oceľ je 40 ~ 50μΩ? cm, zliatina železa a kobaltu je 20 ~ 40μΩ? cm. Preto je ρ feritu Mn-Zn 106 až 107 krát vyšší ako kovových mäkkých magnetických materiálov a vírivý prúd je vo vysokej frekvencii malý a aplikácia je dominantná. Keď však pracovná frekvencia prekročí určitú hodnotu, izolátor v magnetických časticiach feritu Mn-Zn sa rozloží a roztaví, ρ sa stane pomerne malým a strata rýchlo stúpne na vysokú úroveň. Táto pracovná frekvencia je rovnaká ako frekvencia feritu Mn-Zn. Obmedzte prevádzkovú frekvenciu.
Úloha každej časti
Elektronický transformátor pre bodové svetlá, dolné svetlá a pod. Používaný vo všeobecnom osvetlení obchodov. 220 V AC až DC 12 V 50 W, vo vnútri je 7-koncová magnetická cievka. 3 odpory, 6 diód, 4 kondenzátory, 2 tranzistory. Jeho funkcie sú:
Odpor: 1 štartovací odpor, 2 odpor obmedzujúci prúd, 3 stabilizačný odpor
Diódy: Na rektifikáciu slúžia štyri diódy, na rektifikáciu slúžia aj ďalšie dve
Kondenzátor: filtrovanie
Trioda: Jeden je spínací tranzistor, druhý je na spustenie