Открытка дочь люблю тебя

Открытка дочь люблю тебя
Открытка дочь люблю тебя
Открытка дочь люблю тебя
Открытка дочь люблю тебя
Открытка дочь люблю тебя

     Одним из наиболее трудных вопросов, возникающих в процессе конструирования ИИП, является вопрос расчета трансформаторов и катушек индуктивности, в том числе и дросселей. Как известно, дроссель — это катушка индуктивности, выполненная таким образом, что способна выдерживать большие токи и имеет незначительные потери в рабочем режиме. Чаще всего дросселями называют катушки индуктивности, работающие при большом уровне постоянного тока, протекающего через обмотку. Трансформатор тоже является разновидностью катушки индуктивности. Для краткости далее везде катушки индуктивности будем обозначать КИ.
     Изложенный ниже материал дает возможность не только создавать КИ самостоятельно. Автор надеется также, что читатели смогут использовать эту информацию для проверки и изменения параметров КИ при повторении и ремонте радиолюбительских или промышленных конструкций. Ведь часто главным препятствием для этого являются трудности в приобретении ферритовых сердечников указанного типа или намоточного провода определенного диаметра.
    Следует оговориться, что приводимые ниже формулы и таблицы могут применяться при расчете любых КИ, а не только при расчете дросселей и трансформаторов для ИИП. Точность расчета параметров КИ на основе изложенной ниже методики составляет 25-35 %, что в большинстве случаев достаточно для практических целей. Встречаемые же иногда в литературных источниках претензии на более высокую точность расчета вызывают некоторое сомнение, поскольку справочные данные изготовителей сердечников сами по себе имеют точность порядка 25 % и только некоторые ферриты для сигнальных цепей определены более точно.
    Основные характеристики
    Основными электрическими характеристиками КИ являются индуктивность, омическое сопротивление обмотки, максимальный рабочий ток и величина потерь в сердечнике. Кроме того, немаловажными характеристиками являются габаритные размеры и вес, а также цена ;   и трудоемкость изготовления.
    Требования к КИ варьируются в зависимости от конкретного применения. Например, для многих понижающих преобразователей и для большинства помехоподавляющих фильтров индуктивность дросселя может быть выбрана большей, чем требуется по расчету. При этом качество работы преобразователя или фильтра не ухудшается, а, напротив, становится лучше. В то же время дроссели для инвертирующих и повышающих преобразователей должны иметь определенную, довольно строго заданную расчетом величину индуктивности. В таких случаях существенное отклонение индуктивности примененной КИ от требуемой — как ее уменьшение, так и увеличение — приводит к нежелательным режимам работы ИИП, излишним потерям и перегрузкам полупроводниковых приборов.Аналогичная картина наблюдается и для трансформаторов. В некоторых применениях, таких как двухтактные преобразователи и однотактные преобразователи с передачей энергии «на прямом ходе ключа», индуктивность первичной обмотки трансформатора не является критичной и всегда может быть увеличена или при соблюдении некоторых условий даже уменьшена. В то же время однотактные преобразователи «на обратном ходе ключа», которые по своей сути являются инвертирующими преобразователями, весьма чувствительны к величине индуктивности трансформатора. В этом случае трансформатор фактически является видоизмененным дросселем. Что касается максимального рабочего тока и сопротивления обмоток, то здесь предела улучшению нет: практически любой дроссель или трансформатор можно успешно заменить на дроссель или трансформатор с большим максимально допустимым значением рабочего тока и меньшим сопротивлением обмоток.
     Индуктивность
     Индуктивность КИ рассчитывается по формуле:
                                                                                                        L=ALN2(мкГн),        (1)
 где AL — справочный параметр сердечника, мкГн;
 N — количество витков в обмотке.
   Для кольцевого сердечника с замкнутым магнитным сердечником без зазора параметр АL легко вычислить самостоятельно по формуле:
                                                                                                        формула
   где ,u1— начальная магнитная проницаемость материала сердечника;
   u0 — абсолютная магнитная п р о -ницаемость вакуума, физическая константа имеющая значение 1.257x10-3 мкГн/мм;
   Se — эффективная площадь сечения магнитопровода, мм2;
   Ie — эффективная длина сердечника, мм.
   Справочные данные ряда сердечников без зазора приведены в таблицах 1-4. Там же указаны эффективные геометрические параметры сердечников Ie и Se, а также относительная магнитная проницаемость феррита. При использовании материала с другим значением магнитной проницаемости значение параметра AL следует пересчитать:
                                                                                                AL=AL(табл.)u1/u1(табл.)                            (3)
  где AL(табл.)— табличное значение коэффициента индуктивности сердечника;
  u1(табл.) — магнитная проницаемость феррита, указанная в таблице;
  u1 -  магнитная проницаемость используемого материала.
     Известно, что обозначение марки отечественных ферритов включает в себя указание на их начальную магнитную проницаемость, например, феррит 1000НМ имеет магнитную проницаемость mi =1000 и так далее. Типичный диапазон проницаемости для ферритов лежит в пределах 100-10000. Практически все разъемные сердечники для силовой электроники выполняются из ферритов с высокой магнитной проницаемостью. 1500 и более. Следует иметь в виду, что чем выше магнитная проницаемость феррита, тем выше потери в сердечнике на высоких частотах. Разъемные сердечники из материала с низкой проницаемостью предназначены для сигнальных цепей, их не рекомендуется использовать в силовых цепях ИИП.
    Технические данные некоторых зарубежных ферритов приведены в табл. 5. Из-за недостатка места относительно подробный перечень приведен только для ферритов фирмы Philips, для других фирм автор ограничился популярными силовыми ферритами для разъемных сердечников ИИП.
    Наиболее часто для разъемных сердечников ИИП употребляются марганец-цинковые ферриты следующих марок:
• ЗС85, ЗС90, 3F3 фирмы Philips;
• N27, N41, N47, N67 фирмы Siemens;
• РСЗО, РС40 фирмы TDK;
• В50, В51, В52 фирмы Thomson-LCC;
• F44, F5, F5A фирмы Neosid, и т.д. Никель-цинковые ферриты предпочтительны для использования на частотах более 2 МГц, что выходит за рамки рабочего диапазона частот большинства современных ИИП. Как видно из приведенной таблицы, ферриты разных изготовителей имеют схожие параметры и образуют взаимозаменяемые семейства. Их можно заменить в том числе и отечественными ферритами марок 1500ММ, 2000ММ, 2500ММ.
    Кольца фирм Philips и Siemens имеют пластиковую оболочку, цвет которой указывает на марку феррита или порошкового железа. На разъемных сердечниках марка материала, как правило, указана в текстовом виде. К сожалению, не все магнитные сердечники имеют надлежащую маркировку. Приблизительно оценить магнитные свойства феррита можно следующим образом: как правило, ферриты с более высокой проницаемостью темные, почти черные, они обнаруживают заметно зернистую структуру на сколах и разломах, тогда как ферриты с относительно низкой проницаемостью имеют серый цвет и более однородную структуру.
    Значение AL для сердечников с зазором тоже можно получить на основе табличных данных. При увеличении зазора эффект получается такой же, как если бы магнитная проницаемость материала сердечника уменьшалась. Даже сравнительно небольшие зазоры уменьшают проницаемость сердечника в десятки и сотни раз. Получаемая при этом эффективная магнитная проницаемость те зависит в основном от геометрических размеров и почти не зависит от магнитной проницаемости материала:
                                     
                                                                                                        формула
    где   Ie — эффективная длина средней магнитной линии сердечника, мм;
    g — суммарная толщина зазора, мм.
  Формула (4) справедлива при выполнении следующих условий: те много меньше проницаемости материала сердечника mi, а зазор g много меньше размеров поперечного сечения сердечника.
  Обратите внимание на то, что для разъемных сердечников в табл. 2-4, помимо значения магнитной проницаемости феррита ц, приведено и значение эффективной магнитной проницаемости те для сердечника без зазора, которое имеет меньшую величину. Дело в том, что реально разъемный сердечник всегда имеет некий зазор, хотя и очень маленький. Кроме того, часть магнитных линий проходит мимо сердечника, особенно если размеры его малы, а форма значительно отличается от кольцевой. При очень малых зазорах или малой проницаемости феррита соотношение (4) неточно, ведь даже при нулевом зазоре эффективная магнитная проницаемость не может превысить магнитной проницаемости материала сердечника. При очень больших зазорах форма магнитного поля в них искажается, что приводит к дополнительным погрешностям при использовании формулы (4). Выражение «много меньше» подразумевает отношение в 10 и более раз. Пусть читателей не смущает кажущаяся ограниченность области применения формулы (4), она покрывает подавляющее большинство практических случаев.
   Например, возьмем сердечник, состоящий из двух Ш-образных магни-топроводов Е20/10/5, изготовленных из материала ЗС85, то есть из феррита с проницаемостью ц,=2000. Длина средней магнитной линии сердечника 42,8 мм, размеры поперечного сечения 3.55.0 мм в тонкой части магнито-провода. Введем в сердечник прокладку из немагнитного материала толщиной 0.25мм, ширина зазора получится 2x0,25=0,5 мм. Эффективная магнитная проницаемость сердечника с зазором (13=42,8/0,5=85,6. При этом условия применимости формулы (4) соблюдены: m,=85,6 много меньше, чем 2000; зазор д=0,5 мм много меньше 3.5 мм.
   Окончательная формула для расчета параметра AL сердечника с зазором такова:
                                                                                                 импульсивные источники питания
    где AL(табл.) и ue(табл.) — табличные значения, а условия применимости такие же, как у формулы (4).
    Продолжим приведенный выше пример с сердечником Е20/10/5 из феррита ЗС85. Его табличные значения: АL(табл.)=1.3 МКГН, ue(табл.)1430. После введения зазора 0,5 мм формула (5) дает результат AL=0,074 мкГн.
    Ограниченный объем журнальной статьи не позволяет поместить данные всех имеющихся на рынке видов сердечников. Выход из положения подсказывают следующие рассуждения.
    Значение AL зависит только от двух факторов: магнитной проницаемости и геометрии сердечника. Практически любой замкнутый сердечник можно рассматривать как «деформированное кольцо». Например, сердечник, состоящий из двух Ш-образных половин, можно представить так: большое кольцо разрезали вдоль на два тонких кольца, затем эти тонкие кольца деформировали в прямоугольники и составили вместе в виде «восьмерки». Очень важно, что при таком геометрическом (топологическом) преобразовании параметр AL изменяется незначительно. Следовательно, любой замкнутый сердечник сложной формы можно мысленно подвергнуть и обратному преобразованию в кольцо. Таким образом, становится ясно, как поступать с сердечниками, не описанными в таблицах: надо измерить их геометрические размеры, вычислить длину средней магнитной линии и усредненное поперечное сечение магнитопровода, а затем найти AL сердечника по формуле (2).
   Например, для того же сердечника Е20/10/5, имеющего длину средней магнитной линии приблизительно 45мм и усредненное сечение магнитопровода приблизительно 5x6=30 мм2, расчет по формуле (2) дает результат AL=1,257 мкГн. Это недалеко от «истинной» табличной величины AL=1,3 мкГн, которая сама по себе имеет точность 25 %.
   Есть и другой путь. Нетрудно найти значение AL по результатам измерения индуктивности пробной обмотки. Намотайте небольшую обмотку на проверяемый сердечник, например, 10 витков (N=10). Затем измерительным мостом или LC-метром измерьте получившуюся индуктивность L и рассчитайте AL по формуле:
                                                                                           формула
   Найти, сколько витков должна иметь обмотка для получения заданной индуктивности, можно по формуле:
                                                                                        
  Легко видеть, что обе последние формулы являются простыми преобразованиями формулы (1).
  Насыщение сердечника
  В случае когда через катушку с сердечником протекает большой ток, магнитный материал сердечника может войти в насыщение. При насыщении сердечника его относительная магнитная про-
                 кольцевые ферритовые сердечники
 
                                                                             
 ницаемость резко уменьшается, что влечет за собой пропорциональное уменьшение индуктивности. Снижение индуктивности вызывает дальнейший ускоренный рост тока через КИ, и т. д. В большинстве ИИП насыщение сердечника крайне нежелательно и может приводить к следующим негативным явлениям:
--в повышенный уровень потерь в материале сердечника и увеличенный уровень омических потерь в проводе обмотки приводят к неоправданно низкому КПД ИИП;
--в дополнительные потери вызывают перегрев КИ, а также расположенных поблизости радиодеталей; уместно будет упомянуть, что надежность электронной аппаратуры обычно снижается вдвое при увеличении температуры на каждые 6 градусов;
--сильные магнитные поля в сердечнике в сочетании с уменьшением его магнитной проницаемости являются многократно усиленным, по сравнению с нормальным режимом работы, источником помех и наводок на малосигнальные цепи ИИП и другие приборы;
-- ускоренно нарастающий ток через КИ вызывает ударные токовые перегрузки ключей ИИП, повышенные омические потери в ключах, их перегрев и преждевременный выход из строя; е ненормально большие импульсные токи КИ влекут за собой перегрев электролитических конденсаторов фильтров питания, а также повышенный уровень помех, излучаемых проводами и дорожками печатной платы ИИП.
    Список можно продолжить, но и так уже ясно, что следует избегать работы сердечника в режиме насыщения. Ферриты входят в насыщение, если величина плотности потока магнитной индукции превышает 300 мТ
(миллитесла), причем эта величина не так уж сильно зависит от марки, феррита. То есть 300 мТ является как бы врожденным свойством именно ферритов, другие магнитные материалы имеют другие величины порога насыщения. Например, трансформаторное железо и порошковое железо насыщаются при величине плотности потока магнитной индукции примерно 1Т, то есть могут работать в гораздо более сильных полях. Более точные значения порога насыщения для разных ферритов указаны в табл. 5. Величина плотности потока магнитной индукции в сердечнике рассчитывается по следующей формуле:
                                                                                                                            
   где u0— абсолютная магнитная проницаемость вакуума, 1.25710"3, мкГн/мм;
   ue — относительная магнитная проницаемость сердечника (не путать с проницаемостью материала сердечника);
   I — ток через обмотку, А;
   N — количество витков в обмотке;
   Ie   — длина средней магнитной линии сердечника, мм.
  Несложное преобразование формулы (8) поможет найти ответ на практический вопрос: какой максимальный ток может проходить через дроссель до того, как сердечник войдет в насыщение?
                                                                                                                           
   где Вмакс — табличное значение, вместо которого можно использовать значение 300 мТ для любых силовых ферритов.
   Для сердечников с зазором удобно подставить сюда выражение (4). После сокращений получаем:
                                                                                                                          
  Результат получается, на первый взгляд, довольно парадоксальный: величина максимального тока через КИ с зазором определяется отношением размера зазора к количеству витков обмотки и не зависит от размеров и типа сердечника. Однако этот кажущийся парадокс объясняется просто. Феррито-вый сердечник настолько хорошо проводит магнитное поле, что все падение напряженности магнитного поля приходится на зазор. При этом величина потока магнитной индукции, одинаковая и для зазора, и для сердечника, зависит лишь от ширины зазора, тока через обмотку и количества витков в обмотке и не должна превышать 300 мТ для обычных силовых ферритов.
  Для ответа на вопрос, какой величины суммарный зазор g надо ввести в сердечник, чтобы он выдержал без насыщения заданный ток, преобразуем выражение (10) к следующему виду:
                                                                                                                        
  Чтобы нагляднее показать влияние зазора, приведем следующий пример. Возьмем сердечник Е30/15/7 без зазора, феррит ЗС85, магнитная проницаемость те=1700. Рассчитаем количество витков, необходимое для получения индуктивности 500 мкГн. Сердечник, согласно таблице, имеет AL=1,9 мкГн. Воспользовавшись формулой (7), получаем чуть более 16 витков. Зная эффективную длину сердечника Ie =67 мм, по формуле (9) вычислим максимальный рабочий ток: Iмакс=0,58 А.
   Теперь введем в сердечник прокладку толщиной 1 мм, зазор составит д=2 мм. Эффективная магнитная проницаемость уменьшится. После некраинеи мере, уменьшайте количество витков в обмотке, чтобы снизить потери в меди, и одновременно уменьшайте зазор в сердечнике. Важно подчеркнуть, что эта рекомендация не относится к трансформаторам, в которых ток протекающий через первичную обмотку, определяется двумя составляющими: током, передаваемым во вторичную обмотку, и небольшим током, намагничивающим сердечник (ток магнетизации).
   Как видим, зазор в сердечнике дросселя играет исключительно важную роль. Однако не все сердечники позволяют вводить прокладки. Кольцевые сердечники выполнены неразъемными, и вместо того, чтобы «регулировать» эквивалентную магнитную проницаемость при помощи зазора, приходится выбирать кольцо с определенной магнитной проницаемостью феррита. Этим и объясняется факт большого разнообразия типов магнитных материалов, применяемых промышленностью для изготовления колец, тогда как разъемные сердечники для ИИП, куда легко ввести зазор, почти всегда выполнены из ферритов с высокой магнитной проницаемостью. Наиболее распространенными при использовании в ИИП оказываются два типа колец: с низкой проницаемостью (в пределах 50...200) — для дросселей, и с высокой проницаемостью (1000 и более) — для трансформаторов.
Порошковое железо оказывается наиболее предпочтительным материалом для кольцевых неразъемных сердечников дросселей, работающих при больших токах подмагничивания. Проницаемость порошкового железа обычно находится в пределах 40...125, чаще всего встречаются кольца, выполненные из материалов с проницаемостью 50...80. В табл. 6 приведены справочные данные кольцевых сердечников из порошкового железа фирмы. Philips. Проверить, входит ли сердечник в насыщение при работе обычного ИИП, несложно: достаточно проконтролировать при помощи осциллографа форму тока, протекающего через КИ. Датчиком тока может служить низкоомный резистор или трансформатор тока. КИ, работающая в нормальном режиме, будет иметь геометрически правильную треугольную или пилообразную форму тока. В случае же насыщения сердечника форма тока будет искривлена.
             
         
  кольцевые сердечники


    Потери в проводе обмотки
  Рассмотренный в предыдущем номере журнала пример показывает что введение зазора в сердечник дает возможность значительно увеличить максимальный ток через КИ. Чем больше зазор, тем больший ток сможет выдержать катушка. Чтобы сохранить при этом неизменной индуктивность, обмотка должна содержать больше витков. Однако, увеличивая число витков, мы увеличиваем сопротивление обмотки. Это ведет к дополнительным потерям мощности в проводах ("потери в меди"):
                                                                                                                                   Робм.=Rобм.12(Вт),          (12)
  где   Rобм. - сопротивление обмотки, Ом;
  I - ток через обмотку, А.
  Для расчета потерь в обмотке требуется учитывать форму тока через КИ. Например, через дроссели в фильтрах питания и во многих понижающих преобразователях течет практически постоянный ток. Для них переменная составляющая тока через КИ относительно мала и составляет 10-20% от величины постоянного тока через обмотку. Для расчета потерь в меди переменной составляющей тока можно пренебречь и использовать формулу (12) непосредственно, подставляя в нее усредненное значение тока, протекающего через дроссель.
  Форма тока в первичной обмотке трансформатора двухтактного преобразователя имеет форму, близкую прямоугольной. Если обмотка имеет две половины, то каждая из них будет рассеивать 1/2 часть мощности, найденной по формуле (12).
   В ИИП с прерывистым током дросселя ток будет иметь треугольную форму с паузами. В таком случае потери в проводе надо рассчитывать по формуле:
                                                                     
   где   1ампл - амплитудное значение тока, А;
   t1 - время в течении которого через обмотку протекает ток треугольной формы, мкс;
   t0 - время в течении которого ток через обмотку отсутствует, мкс.
   Используя более толстый обмоточный провод можно уменьшить сопротивление обмотки. В таблице 6 приведены параметры обмоточных проводов. В частности, для толстых проводов указано их сопротивление на частоте 40 кГц, являющейся довольно типичной рабочей частотой ИИП. Увеличение сопротивления с ростом частоты обусловлено так называемым скин-эффектом: на высоких частотах протекающий ток вытесняется на наружную поверхность провода. Наиболее заметно скин-эффект проявляется именно для толстых проводов, имеющих высокое отношение площади поперечного сечения к длине наружной поверхности сечения провода. Для проводов диаметром менее 0,5 мм влияние скин-эффекта на частотах до 100 кГц пренебрежимо мало. В качестве практической меры борьбы со скин-эффектом можно рекомендовать намотку в несколько проводов, причем диаметр каждого проводника желательно выбирать не более 1 мм. Одновременно это облегчит и процесс намотки, поскольку совладать с толстыми проводами не так-то просто. Но не следует впадать и в другую крайность, набирая очень много тонких проводников в пучок, так как при этом процесс намотки становится чрезмерно сложным, а выигрыш незначителен. В ИИП, работающих на частотах ниже 100 кГц, не дает практических преимуществ и использование литценд-рата, то есть провода заводского изготовления, состоящего из пучка тонких изолированных проводников в общей шелковой оплетке, который предназначен для радиочастотных цепей. Опять-таки, форма тока через обмотку должна приниматься во внимание, и для большинства дросселей влияние скин-эффекта можно игнорировать.
Невозможно увеличивать сечение обмоточных проводов беспредельно, иначе обмотку не удастся разместить на сердечнике. В таком случае необходимо использовать сердечник большего размера. Больший сердечник будет иметь больший размер окна для намотки провода и как правило, большую величину AL. Значит, надо будет намотать меньше витков, чтобы получить ту же индуктивность. Меньше витков - меньше поток магнитной индукции в сердечнике, значит, можно уменьшить и величину зазора (в случае, когда зазор необходим). Это увеличит эквивалентную магнитную проницаемость сердечника и даст еще большую величину AL и т.д. Обратное тоже верно: если сердечник слишком велик, то провода потребуется немного, но габариты и стоимость КИ окажутся высокими.
   Вообще, степень заполнения сердечника проводом может служить неплохим косвенным признаком качества конструирования трансформатора или дросселя. Если сердечник заполнен проводом менее, чем наполовину, то, скорее всего, это свидетельствует о том, что конструкция КИ далека от оптимальной.
   Трансформаторы
  
Эквивалентная схема трансформатора приведена на рисунке 1. Без учета омического сопротивления обмоток и потерь в сердечнике трансформатор может быть представлен в виде индуктивности первичной обмотки L, индуктивности рассеяния Ls, емкости первичной обмотки C1 и приведенной емкости вторичной обмотки С2".
   Когда трансформатор используется для прямой передачи энергии из первичной обмотки во вторичную, то его стремятся сконструировать таким образом, чтобы L имела максимально возможную величину. Вообще говоря, индуктивность L не играет никакой "положительной" роли в таких случаях. Увеличивая индуктивность, тем самым уменьшают собственный ток КИ, что делает ее "менее заметной" для схемы. Большая индуктивность имеет большее реактивное сопротивление и в меньшей степени шунтирует передаваемые через трансформатор импульсы. Намагничивание сердечника трансформатора происходит только тем током, который ответвляется в индуктивность первичной обмотки. Электрическая энергия в трансформаторе передается из первичной обмотки во вторичную непосредственно, как бы минуя сердечник и не намагничивая его. Соответственно, даже сравнительно малые трансформаторы способны передавать значительную мощность в нагрузку, если они имеют большую индуктивность первичной обмотки и малые потери в проводах.
Чтобы получить наибольшую индуктивность первичной обмотки, для трансформаторов используют сердечники без зазора и магнитные материалы с высокой проницаемостью.
                                                                                           
   Это обеспечивает максимальные величины AL сердечника. Кроме того, трансформаторы, как правило, должны иметь сравнительно большое число витков в первичной обмотке. Однако некоторые схемы управления ИИП работают в режиме 'жесткого старта" в момент включения питания, при этом длительность импульсов может быть намного больше, чем в рабочем режиме. В результате, при запуске ИИП сердечник без зазора входит в насыщение, силовые транзисторы могут выйти из строя, а работа цепей обратной связи ИИП нарушается. Простым решением проблемы "жесткого старта" может служить введение небольшого зазора в сердечник трансформатора. Однако ни в коем случае не следует рассматривать такое решение как универсальное, поскольку зазор, помогая при старте, в нормальном режиме вызывает дополнительные потери в меди обмоток и в силовых ключах ИИП. Хорошо сконструированная схема управления обеспечит "мягкий старт" и позволит ИИП надежно работать без зазоров в сердечнике.
Исходные стадии расчета трансформаторов подробно освещены в литературных источниках. Полученное в результате таких расчетов значение минимальной необходимой индуктивности первичной обмотки следует использовать при создании трансформатора на основе изложенной выше для КИ методики, то есть выбрать из таблицы сердечник, рассчитать требуемое количество витков по формуле (7) и выбрать намоточные провода для первичной и вторичной обмоток.
  После этого следует проверить, не входит ли сердечник в насыщение. Зная величину индуктивности, максимальную длительность импульса и максимальное рабочее напряжение первичной обмотки, можно вычислить максимальный ток через индуктивность первичной обмотки ИИП (ток магнетизации):
                                                                      
   где U - напряжение на первичной обмотке. В;
    t - длительность импульса, мкс;
   L - индуктивность первичной обмотки, мкГн.
   Подставляя полученное значение в выражение (8), находим величину плотности потока магнитной индукции в сердечнике. Как отмечалось выше, для ферритов она не должна превышать ЗООмТ.
Выражение (14) можно преобразовать таким образом, чтобы определить требуемую величину индуктивности первичной обмотки при заданном токе магнетизации:
                                                                          
   где U - напряжение на КИ, В;
  t - длительность импульса, мкс;
  I - ток через КИ, А.
   

 

                                                                                                           
        Потери в сердечнике
   Однако недостаточно всего лишь избежать насыщения сердечника. Это необходимое условие нормальной работоспособности КИ, но кроме этого следует обеспечить приемлемый уровень потерь в материале сердечника ("потери в железе").
  Никакой магнитный материал не является идеальным. Некоторые ферриты имеют относительно низкое удельное сопротивление, что вызывает потери за счет вихревых токов в сердечнике. Кроме того, при перемаг-ничивании магнитный материал не возвращается точно в исходное состояние, кривая намагниченности всегда имеет петлю гистерезиса. Поэтому в каждом цикле работы сердечник отбирает часть энергии ИИП и превращает ее в тепло. Чем меньше ширина петли гистерезиса, тем меньше потери в магнитном материале.
   Одновременно, чем меньше частота работы ИИП, тем меньше циклов пе-ремагничива-ния и меньше потерь. Кроме того, чем меньше объем сердечника тем, меньше сумма потерь в нем при той же амплитуде изменения магнитного поля.
Ширина петли гистерезиса зависит от марки материала, а также от амплитуды изменения потока магнитной индукции в сердечнике. Для дросселей, работающих при больших, но преимущественно постоянных токах обмотки, потерями в сердечнике часто можно пренебречь. Магнитное поле сердечника у таких дросселей почти постоянное, а пе-ремагничива-ние происходит по так называемой частной петле гистерезиса, имеющей малую площадь и, соответственно, малые потери.
Однако это верно не всегда и, например, некоторые простейшие схемы понижающих преобразователей перемагничивают сердечник своего дросселя по большому циклу, от нуля до амплитудного значения. Для трансформаторов поток магнитной индукции меняется или от нуля до амплитудного значения (однотакт-ные преобразователи), или от отрицательного до положительного амплитудного значения (двухтактные преобразователи). В таких случаях потери в феррите могут быть очень велики. Мне встречались неудачные конструкции трансформаторов, в которых при длительной работе пластиковый каркас обмотки расплавлялся из-за нагрева феррита.
   Алексей Кузнецов



  К списку статей
 

Открытка дочь люблю тебя Открытка дочь люблю тебя Открытка дочь люблю тебя Открытка дочь люблю тебя Открытка дочь люблю тебя Открытка дочь люблю тебя

Читать далее:




Рождественский венок из цветов своими руками




Зарядное устройство hammer zu схема




Схема балансового разграничения водоотведение 4




Поздравление к дню рождения в стихах-заказать 6




Поздравление с днем ангела викторию