Lülitusjõutrafo ühisrežiimi induktiivsuse kavandamise kaalutlused
Jõutrafode projekteerimisprotsessis peavad insenerid rangelt arvutama ja täitma ühisrežiimi induktiivsuse disaini ja numbrilise valiku, mis mõjutab otseselt lülitusjõutrafode töötäpsust. Tänases artiklis analüüsime lühidalt lülitusjõutrafode ühismoodilise induktiivsuse konstruktsiooni ja vaatame, millistele probleemidele tuleks tähelepanu pöörata jõutrafode ühismoodilise induktiivsuse projekteerimisel ja arvutamisel. Jõutrafode projekteerimise ja tootmisprotsessi käigus peavad insenerid konstrueerima tavarežiimiga induktiivpoolid, mis nõuavad peamiselt kolme põhiparameetrit: sisendvoolu, impedantsi ja sagedust ning magnetsüdamiku valikut. Vaatame kõigepealt sisendvoolu. See parameetri väärtus määrab otseselt mähise vajaliku traadi läbimõõdu. Traadi läbimõõdu arvutamisel ja valimisel võetakse voolutiheduseks tavaliselt 400A/cm³, kuid see väärtus peab muutuma sõltuvalt induktiivsuse temperatuuri tõusust.
Tavaliselt juhitakse mähist ühe juhtmega, mis võib vähendada kõrgsagedusmüra ja nahaefekti kadusid. Arvutusprotsessis on lülitustoite trafo ühismoodilise induktiivsuse impedants antud sagedustingimustel üldjuhul väikese väärtusena. Seerias olev lineaarne impedants võib tagada üldiselt nõutava mürasummutuse. Kuid tegelikkuses jäetakse lineaarse impedantsi küsimus sageli tähelepanuta, nii et disainerid kasutavad tavarežiimiga induktiivpoolide testimiseks sageli 50 W lineaarse impedantsi stabiilset võrguinstrumenti ja muutuvad järk-järgult standardmeetodiks tavarežiimi induktiivpoolide jõudluse testimisel. Kuid saadud tulemused erinevad tavaliselt tegelikust olukorrast oluliselt. Tegelikult tekitab tavarežiimi induktiivsus esmalt sageduse -6 dB sumbumise nurksageduse oktaavi suurenemise kohta tavatöö ajal (nurksagedus on -3 dB, mille tekitab ühismoodiline induktiivsus). See nurksagedus on tavaliselt väga madal, nii et induktiivsus võib tagada impedantsi.
Seetõttu saab induktiivsust väljendada selle valemiga, st Ls=Xx/2 π f. Siin on veel üks probleem, millele insenerid peavad tähelepanu pöörama, see tähendab, et ühisrežiimi induktiivpooli projekteerimisel tuleb pöörata tähelepanu magnetsüdamiku materjalile ja vajalikule pöörete arvule. Kõigepealt vaatame magnetsüdamiku mudelite valikut. Kui hetkel on määratud induktiivsusruum, valime selle ruumi põhjal sobiva magnetsüdamiku mudeli. Kui regulatsioone pole, on magnetsüdamiku mudelite valik tavaliselt meelevaldne.
Pärast jõutrafo magnetsüdamiku mudeli määramist on järgmiseks ülesandeks arvutada suurte keerdude arv, mida magnetsüdamik suudab kerida. Üldiselt võib öelda, et ühise režiimiga induktiivpoolil on kaks mähist, tavaliselt üks kiht, ja iga mähis on jaotatud magnetsüdamiku mõlemale küljele, kusjuures kahe mähise vahel on teatud vahemaa. Aeg-ajalt kasutatakse ka kahekihilisi ja virnastatud mähiseid, kuid see lähenemisviis võib parandada mähise hajutatud mahtuvust ja vähendada induktiivsuse kõrgsageduslikku jõudlust. Tulenevalt asjaolust, et vasktraadi läbimõõt määratakse lineaarvoolu suuruse järgi, saab sisemise ümbermõõdu arvutamiseks lahutada vasktraadi raadiuse magnetsüdamiku siseraadiusest. Seetõttu saab suuremate mähiste puhul arvutada isolatsiooniga vasktraadi läbimõõdu ja iga mähise ümbermõõdu.
