หัวใจของโมดูลจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง – หม้อแปลงสวิตชิ่ง

การวิเคราะห์หม้อแปลงจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งความถี่สูง

ในส่วนของสินค้าอิเล็กทรอนิกส์ที่เราสัมผัสกันในแต่ละวันนั้นเราสามารถพบเห็นได้มากมายแกนแม่เหล็กส่วนประกอบซึ่งมีหัวใจสำคัญของแหล่งจ่ายไฟสลับโมดูล - theหม้อแปลงสวิตชิ่ง- ปัจจุบันผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ในชีวิตมีข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้นสำหรับรูปลักษณ์ของผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดเล็กและบางเฉียบ ในฐานะที่เป็นหัวใจสำคัญของแหล่งพลังงานของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์เหล่านี้ แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งความถี่สูงมีข้อดีคือประสิทธิภาพสูง อุณหภูมิที่ดี และขนาดที่เล็ก ดังนั้นผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากจึงเป็นอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งความถี่สูง ในฐานะผู้ปฏิบัติงานในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ คุณต้องรู้บางอย่างเกี่ยวกับหม้อแปลงของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง

หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่ใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อแลกเปลี่ยนกระแสไฟฟ้า ส่วนประกอบหลักได้แก่ขดลวดหลัก, ขดลวดทุติยภูมิและแกนเหล็ก.

ในวงการอิเล็กทรอนิกส์มักพบเห็นหม้อแปลงได้ การใช้งานที่พบบ่อยที่สุดคือในโมดูลแหล่งจ่ายไฟเป็นการแปลงและแยกแรงดันไฟฟ้า:

1: การเปลี่ยนแปลงสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท: การก้าวขึ้นและก้าวลง อุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งส่วนใหญ่จะลดขั้นตอนลง ผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ดังกล่าวมักจะใช้ในอุปกรณ์จ่ายไฟตั้งโต๊ะ อะแดปเตอร์แล็ปท็อป ที่ชาร์จโทรศัพท์มือถือ อุปกรณ์จ่ายไฟสำหรับทีวี หม้อหุงข้าว ตู้เย็น เตาแม่เหล็กไฟฟ้า อุปกรณ์จ่ายไฟ ฯลฯ สิ่งเหล่านี้คืออินพุต AC ที่ผ่านบริดจ์เรกติไฟเออร์และการกรองเรกติไฟเออร์ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ เพื่อให้ได้ไฟฟ้ากระแสตรงแรงสูง

2: โดยทั่วไปจะใช้การบูสต์ในอุปกรณ์จ่ายไฟอินเวอร์เตอร์หรือสาย DC-DC พร้อมอุปกรณ์จ่ายไฟฉุกเฉิน และแบตเตอรี่ 12V จะถูกแปลงเป็นเอาต์พุต 220V สำหรับอุปกรณ์จ่ายไฟ

3: การแยกตัวของหม้อแปลงสวิตชิ่งความถี่สูงเป็นข้อกำหนดด้านความปลอดภัยเพื่อความปลอดภัยของอุปกรณ์ไฟฟ้า เมื่ออินพุต AC หม้อแปลงสวิตชิ่งต้องมีระยะห่างที่ปลอดภัยเพื่อให้เกิดการแยกระหว่างอินพุต AC หลักและแหล่งจ่ายไฟสำรอง ขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงถูกแยกด้วยเทปฉนวน และด้านหลักและด้านรองของโครงกระดูกจะถูกแยกออก กระแสสลับไหลผ่านร่างกายมนุษย์และก่อตัวเป็นวงกับโลก ทำให้เกิดอันตรายจากการเหนี่ยวนำของมนุษย์ มีการทดสอบแรงดันไฟฟ้าสูงบนหม้อแปลง โดยทั่วไปต้องใช้ 3KV

ความสัมพันธ์ปัจจุบันระหว่างขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิ:

เมื่อหม้อแปลงทำงานโดยมีโหลด การเปลี่ยนแปลงของกระแสคอยล์ทุติยภูมิจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกันในกระแสคอยล์ปฐมภูมิ ตามหลักการของสมดุลศักย์แม่เหล็ก สรุปได้ว่ากระแสของขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมินั้นแปรผกผันกับจำนวนรอบของขดลวด กระแสน้ำทางฝั่งที่มีรอบมากกว่าจะมีขนาดเล็กลง และกระแสน้ำทางฝั่งที่มีรอบน้อยกว่าจะมีขนาดใหญ่กว่า

สามารถแสดงได้ด้วยสูตรต่อไปนี้: กระแสคอยล์ปฐมภูมิ/กระแสคอยล์ทุติยภูมิ = การหมุนของคอยล์ทุติยภูมิ/การหมุนของคอยล์ปฐมภูมิ

วัสดุขดลวดของหม้อแปลงได้แก่ลวดเคลือบ, ลวดหุ้มฉนวนสามชั้น, ฟอยล์ทองแดง, และแผ่นทองแดง- ลวดเคลือบโดยทั่วไปจะใช้ลวดบิดหลายเกลียว ข้อดีของลวดบิดหลายเกลียวคือการหลีกเลี่ยงผลกระทบที่ผิวหนังของลวดทองแดง แต่ลวดบิดหลายเกลียวอาจทำให้เกิดเสียงดังได้ ลวดหุ้มฉนวนสามชั้นใช้ในหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีระยะปลอดภัยไม่เพียงพอหรือโครงกระดูกขนาดเล็กและใช้ทองแดงฟอยล์และแผ่นทองแดงในหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังสูง

วิธีการพันขดลวดสามารถปรับปรุง EMI ของหม้อแปลงได้ โดยเฉพาะในแหล่งจ่ายไฟฟลายแบ็คพลังงานต่ำ การม้วนและการป้องกันคอยล์มีความสำคัญมากสำหรับ EMI การม้วนของขดลวดส่งผลต่อการเหนี่ยวนำการรั่วไหลและความจุปรสิตของหม้อแปลงไฟฟ้า และส่งผลต่อการสูญเสียของหม้อแปลงด้วย

 

ความแตกต่างระหว่างหม้อแปลงความถี่ต่ำและหม้อแปลงความถี่สูง:

1 ความถี่ในการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้า
ตามที่ความถี่การทำงานที่แตกต่างกันของหม้อแปลงไฟฟ้าโดยทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็นหม้อแปลงความถี่ต่ำและหม้อแปลงความถี่สูง ตัวอย่างเช่นในชีวิตประจำวัน ความถี่ของความถี่อุตสาหกรรม AC คือ 50Hz และเราเรียกหม้อแปลงที่ทำงานที่ความถี่นี้ว่าหม้อแปลงความถี่ต่ำ ในขณะที่ความถี่ในการทำงานของหม้อแปลงความถี่สูงสามารถเข้าถึงหลายสิบ KHz ถึงหลายร้อย KHz สำหรับหม้อแปลงความถี่ต่ำและหม้อแปลงความถี่สูงที่มีกำลังเอาต์พุตเท่ากัน ปริมาตรของหม้อแปลงความถี่สูงจะมีขนาดเล็กกว่าปริมาตรของหม้อแปลงความถี่ต่ำมาก หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นส่วนประกอบที่ค่อนข้างใหญ่ในวงจรจ่ายไฟ เพื่อให้แน่ใจว่ากำลังไฟขาออกในขณะที่ลดระดับเสียง ต้องใช้หม้อแปลงความถี่สูง ดังนั้นจึงใช้หม้อแปลงความถี่สูงในแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง

2 หลักการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้า
หลักการทำงานของหม้อแปลงความถี่สูงและหม้อแปลงความถี่ต่ำจะเหมือนกัน- ทั้งสองทำงานบนหลักการของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า แต่ในแง่ของวัสดุการผลิต วัสดุที่ใช้สำหรับแกนจะแตกต่างกัน แกนเหล็กของหม้อแปลงความถี่ต่ำโดยทั่วไปทำจากแผ่นเหล็กซิลิกอนหลายแผ่นซ้อนกัน ในขณะที่แกนเหล็กของหม้อแปลงความถี่สูงทำจากวัสดุแม่เหล็กความถี่สูง

3 สัญญาณการส่งผ่านของหม้อแปลงไฟฟ้า
ในวงจรจ่ายไฟที่มีความเสถียรของแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง หม้อแปลงความถี่ต่ำจะส่งสัญญาณคลื่นไซน์ ในวงจรจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง หม้อแปลงความถี่สูงจะส่งสัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยมพัลส์ความถี่สูง

หน้าที่หลักของหม้อแปลงไฟฟ้า ได้แก่ การแปลงแรงดันไฟฟ้า การแปลงอิมพีแดนซ์ การแยกตัว; เสถียรภาพแรงดันไฟฟ้า (หม้อแปลงแม่เหล็กอิ่มตัว) ฯลฯ หม้อแปลงใช้ในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์เกือบทั้งหมดและเป็นชิ้นส่วนที่ขาดไม่ได้ หลักการของหม้อแปลงนั้นง่าย ตามโอกาสการใช้งานและการใช้งานที่แตกต่างกัน กระบวนการขดลวดของหม้อแปลงก็จะมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันเช่นกัน

 

ซวนจี้อิเล็กทรอนิกส์

15 ปีของผู้ผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ระดับมืออาชีพ