ข้อควรพิจารณาในการออกแบบโหมดเหนี่ยวนำร่วมของหม้อแปลงไฟฟ้าสวิตชิ่ง
ในกระบวนการออกแบบหม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง วิศวกรจำเป็นต้องคำนวณและดำเนินการออกแบบตัวเหนี่ยวนำโหมดทั่วไปและการเลือกตัวเลขอย่างเคร่งครัด ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำในการปฏิบัติงานของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบสวิตชิ่ง ในบทความวันนี้ เราจะทำการวิเคราะห์โดยย่อเกี่ยวกับการออกแบบตัวเหนี่ยวนำโหมดทั่วไปของหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังแบบสวิตชิ่ง และดูว่าปัญหาใดที่ควรคำนึงถึงในการออกแบบและกระบวนการคำนวณของการเหนี่ยวนำโหมดทั่วไปของหม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง ในกระบวนการออกแบบและการผลิตหม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง วิศวกรจำเป็นต้องออกแบบตัวเหนี่ยวนำโหมดร่วม ซึ่งส่วนใหญ่ต้องใช้พารามิเตอร์พื้นฐานสามประการ ได้แก่ กระแสอินพุต อิมพีแดนซ์และความถี่ และการเลือกแกนแม่เหล็ก มาดูกระแสอินพุทกันก่อน ค่าพารามิเตอร์นี้จะกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดที่ต้องการสำหรับการพันโดยตรง เมื่อคำนวณและเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวด ความหนาแน่นกระแสมักจะอยู่ที่ 400A/cm ³ แต่ค่านี้จะต้องแปรผันตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของการเหนี่ยวนำ
โดยปกติแล้ว การม้วนจะดำเนินการโดยใช้ลวดเส้นเดียว ซึ่งสามารถลดเสียงรบกวนความถี่สูงและการสูญเสียผลกระทบของผิวหนังได้ ในกระบวนการคำนวณ โดยทั่วไปอิมพีแดนซ์ของการเหนี่ยวนำโหมดร่วมของหม้อแปลงจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งจะถูกระบุเป็นค่าเล็กน้อยในเงื่อนไขความถี่ที่กำหนด อิมพีแดนซ์เชิงเส้นแบบอนุกรมสามารถให้การลดทอนสัญญาณรบกวนที่จำเป็นโดยทั่วไปได้ อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง ปัญหาของอิมพีแดนซ์เชิงเส้นมักถูกมองข้าม ดังนั้นนักออกแบบจึงมักใช้เครื่องมือเครือข่ายเสถียรอิมพีแดนซ์เชิงเส้น 50W เพื่อทดสอบตัวเหนี่ยวนำโหมดทั่วไป และค่อยๆ กลายเป็นวิธีมาตรฐานในการทดสอบประสิทธิภาพของตัวเหนี่ยวนำโหมดทั่วไป แต่ผลลัพธ์ที่ได้มักจะแตกต่างอย่างมากจากสถานการณ์จริง ในความเป็นจริง ตัวเหนี่ยวนำโหมดร่วมจะสร้างความถี่เป็น -6dB การลดทอนต่อความถี่เชิงมุมที่เพิ่มขึ้นต่ออ็อกเทฟระหว่างการทำงานปกติ (ความถี่เชิงมุมคือ -3dB ที่สร้างโดยการเหนี่ยวนำโหมดร่วม) ความถี่เชิงมุมนี้มักจะต่ำมาก ดังนั้นตัวเหนี่ยวนำจึงสามารถให้อิมพีแดนซ์ได้
ดังนั้น ความเหนี่ยวนำสามารถแสดงได้โดยใช้สูตรนี้ กล่าวคือ Ls=Xx/2 π f มีอีกประเด็นหนึ่งที่วิศวกรต้องให้ความสนใจในที่นี้ ซึ่งก็คือการใส่ใจกับวัสดุของแกนแม่เหล็กและจำนวนรอบที่ต้องการเมื่อออกแบบตัวเหนี่ยวนำโหมดทั่วไป ก่อนอื่น มาดูการเลือกรุ่นแกนแม่เหล็กกันดีกว่า หากมีช่องว่างการเหนี่ยวนำที่ระบุในขณะนี้ เราจะเลือกโมเดลแกนแม่เหล็กที่เหมาะสมตามช่องว่างนี้ หากไม่มีข้อบังคับ การเลือกรุ่นแกนแม่เหล็กมักจะเป็นไปตามอำเภอใจ
หลังจากกำหนดแบบจำลองแกนแม่เหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้าแล้ว งานต่อไปคือการคำนวณจำนวนรอบขนาดใหญ่ที่แกนแม่เหล็กสามารถหมุนได้ โดยทั่วไปแล้ว ตัวเหนี่ยวนำโหมดทั่วไปจะมีขดลวดสองเส้น ซึ่งโดยปกติจะเป็นชั้นเดียว และขดลวดแต่ละเส้นจะกระจายไปในแต่ละด้านของแกนแม่เหล็ก โดยมีระยะห่างที่แน่นอนระหว่างขดลวดทั้งสอง บางครั้งมีการใช้ขดลวดสองชั้นและขดลวดแบบซ้อน แต่วิธีนี้สามารถปรับปรุงความจุแบบกระจายของขดลวดและลดประสิทธิภาพความถี่สูงของการเหนี่ยวนำ เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดทองแดงถูกกำหนดโดยขนาดของกระแสเชิงเส้นจึงสามารถคำนวณเส้นรอบวงด้านในได้โดยการลบรัศมีของเส้นลวดทองแดงออกจากรัศมีด้านในของแกนแม่เหล็ก ดังนั้นสำหรับขดลวดขนาดใหญ่สามารถคำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางของลวดทองแดงที่มีฉนวนและเส้นรอบวงที่แต่ละขดลวดครอบครองได้
