Falteigenschaften
Elektronischer Transformator, der Eingang ist AC220V, der Ausgang ist AC12V und die Leistung kann 50W-300W erreichen. Es handelt sich hauptsächlich um eine Transformatorschaltung, die auf der Grundlage einer hochfrequenten elektronischen Vorschaltgerätschaltung entwickelt wurde. Es hat eine stabile Leistung, geringe Größe und hohe Leistung und überwindet so die Nachteile traditioneller Siliziumstahlblechtransformatoren wie große, schwere und hohe Preise.
Ein elektronischer Transformator ist ein ungeregeltes Schaltnetzteil, das eigentlich eine Art Wechselrichter ist. Zuerst wird der Wechselstrom in Gleichstrom gleichgerichtet. Dann wird ein Hochfrequenzoszillator verwendet, um einen Hochfrequenzoszillator mit elektronischen Komponenten zu bilden, um den Gleichstrom in einen hochfrequenten Wechselstrom umzuwandeln. Die benötigte Spannung wird über einen Schalttransformator ausgegeben und dann für Elektrogeräte zweimal gleichgerichtet. Das Schaltnetzteil hat die Vorteile der geringen Größe, des geringen Gewichts und des niedrigen Preises, so dass es in verschiedenen Elektrogeräten weit verbreitet ist.
Entsprechend den unterschiedlichen Antriebsmodi der Hochfrequenzschaltröhre kann diese in selbsterregte Schwingungstypen und separat erregte Typen unterteilt werden.
benutzen
Der Einsatz elektronischer Transformatoren in traditionellen Beleuchtungskörpern ist weit verbreitet, wie z. B. Leuchtstofflampen, Schreibtischlampen, Energiesparlampen, Werbelampen usw. Fast alle können elektronische Transformatoren verwenden, und nach der Einführung elektronischer Transformatoren können Starter entfallen. Bei der LED-Beleuchtung kommen in den meisten neuen Produkten auch elektronische Transformatoren zum Einsatz. Hauptsächlich hat der elektronische Transformator einen hohen Wirkungsgrad, niedrige Kosten, spart Eisen- und Kupfermaterialien, eine kleine Struktur und ein geringes Gewicht in Bezug auf die Spannungstransformationsfunktion. Der Nachteil besteht darin, dass die Stehspannungs- und Hochstromschlagfestigkeit schlechter ist als bei Eisentransformatoren.
Anwendung in der Stromversorgungstechnik
Der elektronische Transformator im Stromversorgungsgerät verwendet im Allgemeinen einen elektronischen Transformator (weichmagnetisches elektromagnetisches Element) aus einem weichmagnetischen Kern. Obwohl es elektronische Transformatoren mit Luftkern und piezoelektrische Keramiktransformatoren gibt, die keine weichmagnetischen Kerne verwenden, verwenden zu Beginn des 21. Jahrhunderts die meisten elektronischen Transformatoren in Stromversorgungsgeräten immer noch weichmagnetische Kerne.
Diskutieren Sie daher die Beziehung zwischen Stromversorgungstechnik und elektronischen Transformatoren: die Rolle elektronischer Transformatoren in der Stromversorgungstechnik, die Anforderungen der Stromversorgungstechnik an elektronische Transformatoren, den Einfluss neuer weichmagnetischer Materialien und neuer magnetischer Kernstrukturen in elektronischen Transformatoren auf die Entwicklung der Stromversorgungstechnologie, bestimmte Will wecken das Interesse von Freunden in der Stromversorgungsindustrie und der weichmagnetischen Werkstoffindustrie. Baidu Baike gibt einige Stellungnahmen ab, um Dialoge, Austausch und gemeinsame Entwicklungen zwischen der Stromversorgungsindustrie und der Industrie für elektronische Transformatoren und der Industrie für weichmagnetische Materialien zu den verwandten Themen elektronische Transformatoren und weichmagnetische Materialien zu erleichtern.
1. Anforderungen der Stromversorgungstechnik an elektronische Transformatoren
Die Anforderung an die Stromversorgungstechnik für elektronische Transformatoren ist, wie alle Produkte als Handelsware, das beste Preis-Leistungs-Verhältnis zu verfolgen und dabei bestimmte Funktionen unter bestimmten Einsatzbedingungen zu erfüllen. Manchmal werden Preis und Kosten hervorgehoben, und manchmal können Effizienz und Leistung hervorgehoben werden. Leicht, dünn, kurz und klein sind die Entwicklungsrichtungen elektronischer Transformatoren, die auf Kostenreduzierung setzen. Ausgehend von den allgemeinen Anforderungen lassen sich vier spezifische Anforderungen an elektronische Transformatoren ableiten: Einsatzbedingungen, vollständige Funktionen, Effizienzsteigerung und Kostensenkung.
2. Einsatzbedingungen Die Einsatzbedingungen von elektronischen Transformatoren umfassen zwei Aspekte:
Zuverlässigkeit und elektromagnetische Verträglichkeit. Zuverlässigkeit bedeutet, dass der elektronische Transformator unter bestimmten Einsatzbedingungen bis zum Ende seiner Lebensdauer normal arbeiten kann. Unter allgemeinen Einsatzbedingungen hat die Umgebungstemperatur den größten Einfluss auf elektronische Transformatoren. Der Parameter, der die Stärke von elektronischen Transformatoren bestimmt, die von der Temperatur beeinflusst werden, ist der Curie-Punkt von weichmagnetischen Materialien. Weichmagnetische Materialien haben einen hohen Curie-Punkt und werden weniger von der Temperatur beeinflusst; weichmagnetische Materialien haben einen niedrigen Curie-Punkt und sind empfindlicher gegenüber Temperaturänderungen und werden stark von der Temperatur beeinflusst.
Beispielsweise beträgt der Curie-Punkt von Mn-Zn-Ferrit nur 215°C, was relativ niedrig ist. Die magnetische Flussdichte, Permeabilität und der Verlust ändern sich alle mit der Temperatur. Zusätzlich zur Normaltemperatur von 25°C sind 60°C und 80°C erforderlich. , Verschiedene Parameterdaten bei 100℃. Daher ist die Betriebstemperatur von Mn-Zn-Ferritkernen im Allgemeinen auf unter 100 °C begrenzt, dh wenn die Umgebungstemperatur 40 °C beträgt, muss der Temperaturanstieg weniger als 60 °C betragen. Der Curie-Punkt von amorphen Legierungen auf Kobaltbasis ist mit 205 °C ebenfalls niedrig, und die Betriebstemperatur ist ebenfalls auf unter 100 °C begrenzt. Der Curie-Punkt einer amorphen Legierung auf Eisenbasis beträgt 370 und kann unter 150 bis 180 verwendet werden. Der Curie-Punkt von Permalloy mit hoher Permeabilität beträgt 460 bis 480 und kann unter 200 ℃ bis 250 verwendet werden. Der Curie-Punkt einer mikrokristallinen nanokristallinen Legierung beträgt 600 und der Curie-Punkt von orientiertem Siliziumstahl beträgt 730 und kann bei 300 ℃ bis 400 verwendet werden. (Elektromagnetische Verträglichkeit bedeutet, dass elektronische Transformatoren weder elektromagnetische Störungen nach außen erzeugen, sondern auch externen elektromagnetischen Störungen widerstehen können. Elektromagnetische Störungen umfassen: hörbares Audiorauschen und unhörbares Hochfrequenzrauschen. Der Hauptgrund für elektromagnetische Störungen des elektronischen Transformators Es ist die Magnetostriktion des Magnetkerns Weichmagnetische Materialien mit einem großen Magnetostriktionskoeffizienten erzeugen große elektromagnetische Störungen.) Der Magnetostriktionskoeffizient von amorphen Legierungen auf Eisenbasis beträgt normalerweise das Maximum (27 ~ 30) × 10-6, das verwendet werden muss Maßnahmen zur Reduzierung Störgeräuschunterdrückung. Der Magnetostriktionskoeffizient von Ni50-Permalloy mit hoher Permeabilität beträgt 25 × 10 –6 und der Magnetostriktionskoeffizient von Mangan-Zink-Ferrit beträgt 21 × 10 –6. Die oben genannten drei Arten von weichmagnetischen Materialien sind Materialien, die anfällig für elektromagnetische Störungen sind. Achten Sie daher bei der Anwendung auf sie. Der Magnetostriktionskoeffizient von 3% orientiertem Siliziumstahl beträgt (1~3) × 10–6, und der Magnetostriktionskoeffizient einer mikrokristallinen nanokristallinen Legierung beträgt (0,5–2) × 10–6. Diese beiden Arten von weichmagnetischen Materialien sind relativ einfach elektromagnetische Interferenzmaterialien herzustellen. Der Magnetostriktionskoeffizient von 6,5% Siliziumstahl beträgt 0,1 × 10-6, der Magnetostriktionskoeffizient von Ni80-Permalloy mit hoher Permeabilität beträgt (0,1 ~ 0,5) × 10-6 und der Magnetostriktionskoeffizient von amorpher Legierung auf Kobaltbasis beträgt 0,1 × 10-6 oder weniger. Diese drei weichmagnetischen Materialien sind Materialien, die nicht anfällig für elektromagnetische Störungen sind. Die Frequenz der durch Magnetostriktion erzeugten elektromagnetischen Störungen entspricht im Allgemeinen der Betriebsfrequenz eines elektronischen Transformators. Wenn elektromagnetische Störungen niedriger oder höher als die Betriebsfrequenz sind, hat dies andere Gründe.
3. Vollständige Funktion Der elektronische Transformator ist funktionsmäßig in zwei Haupttypen unterteilt: Transformator und Induktivität.
Die Funktionen der Sonderkomponenten werden gesondert besprochen.
Der Transformator erfüllt 3 Funktionen: Stromübertragung, Spannungsumwandlung und Isolationsisolierung;
Der Induktor hat zwei Funktionen: Leistungsübertragung und Welligkeitsunterdrückung. Es gibt zwei Möglichkeiten der Kraftübertragung.
Das erste ist das Transformatorübertragungsverfahren, dh die an die Primärwicklung des Transformators angelegte Wechselspannung erzeugt eine magnetische Flussänderung im Magnetkern, wodurch die Sekundärwicklung eine Spannung induziert, die an die Last angelegt wird, so dass die elektrische Leistung wird von der Primärseite zur Sekundärseite übertragen. . Die Größe der übertragenen Leistung wird durch die induzierte Spannung bestimmt, die durch die magnetische Flussdichtegröße ΔB pro Zeiteinheit bestimmt wird. ΔB hat nichts mit der magnetischen Permeabilität zu tun, sondern mit der magnetischen Sättigungsflussdichte Bs und der magnetischen Restflussdichte Br. Aus der Sicht der magnetischen Sättigungsflussdichte ist die Reihenfolge von Bs verschiedener weichmagnetischer Materialien von groß bis klein: Eisen-Kobalt-Legierung beträgt 2,3 bis 2,4 T, Siliziumstahl beträgt 1,75 bis 2,2 T, amorphe Legierung auf Eisenbasis ist 1,25 bis 1,75 T, Die mikrokristalline nanokristalline Legierung auf Eisenbasis ist 1,1 ~ 1,5 T, die Eisen-Silizium-Aluminium-Legierung ist 1,0 ~ 1,6 T, die Eisen-Nickel-Permalloy mit hoher magnetischer Permeabilität beträgt 0,8 ~ 1,6 T, die amorphe Legierung auf Kobaltbasis ist 0,5 ~1.4T, Eisen-Aluminium Die Legierung ist 0,7-1,3T, die amorphe Legierung auf Eisen-Nickel-Basis ist 0,4-0,7T und der Mangan-Zink-Ferrit ist 0,3-0,7T. Als Kernmaterialien elektronischer Transformatoren dominieren Siliziumstahl und amorphe Legierungen auf Eisenbasis, während Mangan-Zink-Ferrit im Nachteil ist. Kraftübertragung
Das zweite ist das Induktorübertragungsverfahren, d. h. die elektrische Energiezufuhr in die Induktorwicklung bewirkt, dass der Magnetkern erregt und in magnetische Energie zur Speicherung umgewandelt und dann in elektrische Energie entmagnetisiert und an die Last abgegeben wird. Die Größe der übertragenen Leistung wird durch den Energiespeicher des Induktorkerns bestimmt, der durch die Induktivität des Induktors bestimmt wird. Die Induktivität steht nicht in direktem Zusammenhang mit der magnetischen Sättigungsflussdichte, sondern steht in Zusammenhang mit der magnetischen Permeabilität. Die magnetische Permeabilität ist hoch, die Induktivität ist groß, der Energiespeicher ist groß und die Sendeleistung ist groß. Die Reihenfolge der Permeabilität verschiedener weichmagnetischer Materialien ist wie folgt: Ni80-Permalloy ist (1,2 ~ 3) × 106, amorphe Legierung auf Kobaltbasis ist (1 ~ 1,5) × 106, mikrokristalline nanokristalline Legierung auf Eisenbasis Es ist (5 ~ 8 )×105, amorphe Legierung auf Eisenbasis ist (2~5)×105, Ni50-Permalloy ist (1~3)×105, Siliziumstahl ist (2~9)×104, Mangan-Zink-Ferrit Der Körper ist (1~3 )×104. Als Magnetkernmaterial des Induktors dominieren Ni80-Permalloy, eine amorphe Legierung auf Kobaltbasis und eine mikrokristalline nanokristalline Legierung auf Eisenbasis, während Siliziumstahl und Mangan-Zink-Ferrit im Nachteil sind. Die Größe der Sendeleistung hängt auch von der Anzahl der Übertragungen pro Zeiteinheit ab, also von der Arbeitsfrequenz des elektronischen Transformators. Je höher die Betriebsfrequenz, desto größer die übertragene Leistung bei gleicher Größe von Magnetkern- und Spulenparametern. Die Spannungswandlung wird durch das Windungsverhältnis der Primärwicklung und der Sekundärwicklung des Transformators abgeschlossen. Unabhängig von der Größe der Leistungsübertragung ist das Spannungsübersetzungsverhältnis der Primärseite und der Sekundärseite gleich dem Verhältnis der Primärwicklungs- und Sekundärwicklungswindungen. Die Isolationsisolation wird durch die Isolationsstruktur der Primärwicklung und der Sekundärwicklung des Transformators erreicht. Die Komplexität des Isolationsaufbaus hängt mit der Größe der angelegten und transformierten Spannung zusammen. Je höher die Spannung, desto komplexer der Isolationsaufbau. Die Welligkeitsunterdrückung wird durch das Selbstinduktionspotential des Induktors erreicht. Solange sich der durch den Induktor fließende Strom ändert, ändert sich auch der von der Spule im Magnetkern erzeugte Magnetfluss, wodurch an beiden Enden des Induktors's Spule ein selbstinduziertes Potenzial entsteht, die Richtung von die der Richtung der angelegten Spannung entgegengesetzt ist, wodurch verhindert wird, dass sich der Strom ändert. Die Änderungsfrequenz der Welligkeit ist höher als die Grundfrequenz, und die Stromfrequenz der Stromwelligkeit ist größer als die Grundfrequenz, so dass sie durch das von der Induktivität erzeugte Selbstinduktionspotential stärker unterdrückt werden kann. Die Fähigkeit von Induktoren, Welligkeit zu unterdrücken, hängt von der Größe des selbstinduzierten Potenzials ab, dh der Größe der Induktivität, die mit der Permeabilität des Magnetkerns zusammenhängt. Ni80 Permalloy, amorphe Legierung auf Kobaltbasis, mikrokristalline nanokristalline Legierung auf Eisenbasis Die magnetische Permeabilität ist hoch, was von Vorteil ist, während Siliziumstahl und Mangan-Zink-Ferrit eine geringe magnetische Permeabilität aufweisen und einen Nachteil haben.
4. Die Verbesserung der Effizienz ist eine universelle Anforderung an Netzteile und elektronische Transformatoren.
A. Verbessern Sie die Effizienz von elektronischen Transformatoren.
Zum Beispiel: 100VA Leistungstransformator, wenn der Wirkungsgrad 98% beträgt, beträgt der Verlust nur 2W und nicht viel. Aber bei Hunderttausenden und Millionen von Leistungstransformatoren kann der Gesamtverlust Hunderttausende von Watt oder sogar Millionen von Watt erreichen. Darüber hinaus laufen viele Leistungstransformatoren schon seit langer Zeit, und der jährliche Gesamtverlust ist beträchtlich und kann mehrere zehn Millionen kWh erreichen. Natürlich kann die Verbesserung der Effizienz elektronischer Transformatoren Strom sparen. Nach dem Energiesparen können weniger Kraftwerke gebaut werden. Durch den Bau von weniger Kraftwerken können weniger Kohle und Öl verbraucht, CO2, SO2, NOx, Abgas, Abwasser, Ruß und Asche reduziert und die Umweltbelastung reduziert werden. Es spart nicht nur Energie, sondern hat auch den doppelten sozialen und wirtschaftlichen Nutzen des Umweltschutzes. Daher ist die Verbesserung der Effizienz eine Hauptanforderung an elektronische Transformatoren.
B. Aufbau des elektronischen Transformators
Der Verlust des elektronischen Transformators umfasst Kernverlust (Eisenverlust) und Spulenverlust (Kupferverlust). Der Eisenverlust besteht solange der elektronische Transformator in Betrieb ist und ist der Hauptanteil des Verlustes des elektronischen Transformators. Daher ist die Auswahl des Kernmaterials basierend auf dem Eisenverlust der Hauptinhalt des elektronischen Transformatordesigns, und der Eisenverlust ist auch ein Hauptparameter für die Bewertung weichmagnetischer Materialien geworden. Der Kernverlust hängt mit der magnetischen Arbeitsflussdichte und der Arbeitsfrequenz des Magnetkerns des elektronischen Transformators zusammen. Bei der Einführung des Kernverlustes weichmagnetischer Werkstoffe muss erklärt werden, unter welcher magnetischen Flussdichte und bei welcher Arbeitsfrequenz der Verlust liegt.
Zum Beispiel: P0.5/400, was den Eisenverlust unter der magnetischen Arbeitsflussdichte von 0.5T und einer Arbeitsfrequenz von 400Hz bedeutet. P0,1/100k repräsentiert den Eisenverlust bei einer magnetischen Arbeitsflussdichte von 0,1 T und einer Arbeitsfrequenz von 100 kHz. Weichmagnetische Materialien umfassen Hystereseverlust, Wirbelstromverlust und Restverlust. Der Wirbelstromverlust ist umgekehrt proportional zum spezifischen Widerstand ρ des Materials. Je größer ρ, desto kleiner der Wirbelstromverlust. Die -Reihenfolge verschiedener weichmagnetischer Materialien von groß bis klein ist: 108~109μΩ?cm für Mangan-Zink-Ferrit, 150~180μΩ?cm für amorphe Legierungen auf Eisen-Nickel-Basis und 130~150μΩ?cm für Eisen-basierte amorphe Legierungen. cm, amorphe Legierung auf Kobaltbasis ist 120~140μΩ?cm, Permalloy mit hoher Permeabilität ist 40~80μΩ?cm, Eisen-Silizium-Aluminium-Legierung ist 40~60μΩ?cm, Eisen-Aluminium-Legierung ist 30~60μΩ?cm, Siliziumstahl ist 40~50μΩ?cm, Eisen-Kobalt-Legierung ist 20~40μΩ?cm. Daher ist das ρ von Mn-Zn-Ferrit 106 bis 107 mal höher als das von metallischen weichmagnetischen Materialien, und der Wirbelstrom ist in der Hochfrequenz klein, und die Anwendung ist dominant. Wenn jedoch die Arbeitsfrequenz einen bestimmten Wert überschreitet, wird der Isolator in den magnetischen Teilchen des Mn-Zn-Ferrits zerstört und geschmolzen, wird ziemlich klein und der Verlust steigt schnell auf ein hohes Niveau an. Diese Arbeitsfrequenz ist die gleiche wie bei Mn-Zn-Ferrit. Begrenzen Sie die Betriebsfrequenz.
Die Rolle jedes Teils
Elektronischer Transformator für Strahler, Downlights etc. in der allgemeinen Ladenbeleuchtung. 220 V AC bis DC 12 V 50 W, im Inneren befindet sich eine 7-polige Magnetspule. 3 Widerstände, 6 Dioden, 4 Kondensatoren, 2 Transistoren. Seine Funktionen sind:
Widerstand: 1 Startwiderstand, 2 Strombegrenzungswiderstand, 3 Stabilisierungswiderstand
Dioden: Vier Dioden werden zur Gleichrichtung verwendet, die anderen beiden werden auch zur Gleichrichtung verwendet
Kondensator: Filterung
Triode: Einer ist ein Schalttransistor, der andere zum Starten