ข้อควรพิจารณาในการออกแบบตัวเหนี่ยวนำโหมดทั่วไปของหม้อแปลงจ่ายไฟสลับ
ในระหว่างกระบวนการออกแบบหม้อแปลงไฟฟ้า วิศวกรจำเป็นต้องคำนวณและดำเนินการออกแบบตัวเหนี่ยวนำโหมดทั่วไปและการเลือกตัวเลขอย่างเคร่งครัด ซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับความแม่นยำในการทำงานของหม้อแปลงจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง ในบทความวันนี้เราจะวิเคราะห์การออกแบบตัวเหนี่ยวนำโหมดทั่วไปของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบสวิตชิ่งโดยย่อเพื่อดูว่าปัญหาใดที่ควรคำนึงถึงในระหว่างการออกแบบและกระบวนการคำนวณตัวเหนี่ยวนำโหมดทั่วไปของหม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง ในกระบวนการออกแบบและการผลิตหม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง วิศวกรจำเป็นต้องออกแบบตัวเหนี่ยวนำโหมดร่วม ซึ่งส่วนใหญ่ต้องใช้พารามิเตอร์พื้นฐาน 3 ตัว ได้แก่ กระแสอินพุต อิมพีแดนซ์และความถี่ และการเลือกแกน มาดูกระแสอินพุทกันก่อน ค่าพารามิเตอร์นี้จะกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดที่จำเป็นสำหรับการพันโดยตรง เมื่อคำนวณและเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางของสายไฟ ความหนาแน่นกระแสมักจะอยู่ที่ 400A/cm³ แต่ค่านี้จะต้องเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของตัวเหนี่ยวนำ โดยทั่วไป ขดลวดจะดำเนินการโดยใช้ลวดเส้นเดียว ซึ่งช่วยลดเสียงรบกวนความถี่สูงและการสูญเสียผลกระทบของผิวหนัง ในระหว่างขั้นตอนการคำนวณ โดยทั่วไปอิมพีแดนซ์ของตัวเหนี่ยวนำโหมดร่วมของหม้อแปลงจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งจะถูกระบุเป็นค่าต่ำสุดภายใต้เงื่อนไขความถี่ที่กำหนด อิมพีแดนซ์เชิงเส้นแบบอนุกรมจะให้การลดทอนสัญญาณรบกวนที่จำเป็นโดยทั่วไป แต่ในความเป็นจริงแล้ว ปัญหาความต้านทานเชิงเส้นมักถูกมองข้ามมากที่สุด ดังนั้น นักออกแบบมักจะใช้เครื่องมือเครือข่ายที่มีความเสถียรอิมพีแดนซ์เชิงเส้น 50W เพื่อทดสอบตัวเหนี่ยวนำโหมดทั่วไป และค่อยๆ กลายเป็นวิธีมาตรฐานในการทดสอบประสิทธิภาพของตัวเหนี่ยวนำโหมดทั่วไป แต่ผลลัพธ์ที่ได้มักจะแตกต่างไปจากความเป็นจริงค่อนข้างมาก ในความเป็นจริง เมื่อตัวเหนี่ยวนำโหมดร่วมเป็นปกติ ความถี่มุมจะสร้างความถี่ที่เพิ่ม -6dB การลดทอนต่ออ็อกเทฟ (ความถี่มุมคือ -3dB ที่สร้างโดยตัวเหนี่ยวนำโหมดร่วม) ความถี่มุมนี้มักจะต่ำเพื่อให้รีแอกแตนซ์อินดัคทีฟสามารถให้อิมพีแดนซ์ได้ ดังนั้น ความเหนี่ยวนำสามารถแสดงได้ด้วยสูตรนี้ กล่าวคือ: Ls=Xx/2πf มีอีกประเด็นหนึ่งที่วิศวกรต้องใส่ใจ นั่นคือ เมื่อออกแบบตัวเหนี่ยวนำโหมดร่วม พวกเขาจะต้องใส่ใจกับวัสดุแกนกลางและจำนวนรอบที่ต้องการ ก่อนอื่นเรามาดูการเลือกรุ่นแกนแม่เหล็กกันก่อน หากมีช่องว่างการเหนี่ยวนำที่ระบุ เราจะเลือกโมเดลแกนแม่เหล็กที่เหมาะสมตามช่องว่างนี้ หากไม่มีข้อบังคับ มักจะเลือกรุ่นแกนแม่เหล็กตามต้องการ หลังจากกำหนดโมเดลหลักของหม้อแปลงไฟฟ้าแล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการคำนวณจำนวนรอบสูงสุดที่แกนสามารถทำได้ โดยทั่วไปแล้ว ตัวเหนี่ยวนำโหมดทั่วไปจะมีขดลวดสองเส้น ซึ่งโดยปกติจะเป็นชั้นเดียว และขดลวดแต่ละเส้นจะกระจายไปในแต่ละด้านของแกนกลาง ขดลวดทั้งสองจะต้องแยกจากกันด้วยระยะห่างที่กำหนด บางครั้งมีการใช้ขดลวดสองชั้นและซ้อนกัน แต่วิธีนี้จะเพิ่มความจุแบบกระจายของขดลวดและลดประสิทธิภาพความถี่สูงของตัวเหนี่ยวนำ เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดทองแดงถูกกำหนดโดยขนาดของกระแสเชิงเส้น เส้นรอบวงด้านในจึงสามารถคำนวณได้โดยการลบรัศมีของเส้นลวดทองแดงออกจากรัศมีด้านในของแกนกลาง ดังนั้น จำนวนรอบสูงสุดสามารถคำนวณได้จากเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดทองแดงบวกกับฉนวนและเส้นรอบวงของขดลวดแต่ละเส้น
