అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ల స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీని ఏ కారకాలు నిర్ణయిస్తాయి? మూలం: లైట్ ఆఫ్ డివైసెస్

ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, దాని పరిమాణం అంత చిన్నదిగా ఉంటుంది. అయితే, స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీకి గరిష్ట పరిమితి ఏమీ లేదని దీని అర్థమా? అలాగైతే, దాని పరిమాణం చాలా చిన్నదిగా ఉండగలదా?

సమాధానం ప్రతికూలం. వాస్తవ పని ప్రక్రియలో, అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ల ఫ్రీక్వెన్సీ అనేక కారకాలచే నిర్ణయించబడుతుంది మరియు దానిని అనేక అంశాలుగా విభజించవచ్చు:

1. సర్క్యూట్ టోపాలజీ ఫ్లైబ్యాక్ టోపాలజీ: ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లు శక్తి నిల్వ మరియు మార్పిడి విధులను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి సాధారణంగా 40-100kHz ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీలో పనిచేస్తాయి. ఫ్రీక్వెన్సీ 40kHz కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ఐరన్ కోర్ పరిమాణం చాలా పెద్దదిగా ఉంటుంది, దీని ఫలితంగా పవర్ సప్లై పరిమాణం కూడా పెరుగుతుంది; ఫ్రీక్వెన్సీ 100kHz దాటినప్పుడు, లీకేజ్ ఇండక్టెన్స్ వల్ల కలిగే వోల్టేజ్ స్పైక్‌లు స్విచ్చింగ్ ట్రాన్సిస్టర్‌ను దెబ్బతీయవచ్చు.

ఫార్వర్డ్ టోపాలజీ: దీని సాధారణ పరిధి 60-150kHz, కానీ దీనికి మాగ్నెటిక్ కోర్ నష్టాలు మరియు స్విచ్ నష్టాలను సమతుల్యం చేయడం అవసరం. పుష్ పుల్/హాఫ్ బ్రిడ్జ్/ఫుల్ బ్రిడ్జ్ టోపాలజీ: సిమెట్రికల్ స్విచ్ ద్వారా నడపబడే ద్విదిశాత్మక అయస్కాంత కోర్, అధిక సామర్థ్యం, ​​వందల kHz నుండి MHz వరకు అధిక ఫ్రీక్వెన్సీలకు మద్దతు ఇస్తుంది, కానీ దీనికి మరింత సంక్లిష్టమైన నియంత్రణ రూపకల్పన మరియు ఉష్ణ వెదజల్లుడు అవసరం.

2. అయస్కాంత కోర్ పదార్థాల లక్షణాలలో అయస్కాంత హిస్టెరిసిస్ నష్టం మరియు ఎడ్డీ కరెంట్ నష్టం ఉంటాయి. ఒక నిర్దిష్ట పరిధిలో, ఫ్రీక్వెన్సీ పెరిగే కొద్దీ అయస్కాంత కోర్ నష్టం పెరుగుతుంది. అందువల్ల, సాపేక్షంగా తక్కువ అయస్కాంత కోర్ నష్టాలను నిర్ధారించడానికి, వివిధ అయస్కాంత కోర్ పదార్థాలు వేర్వేరు ఫ్రీక్వెన్సీ వినియోగ పరిధులను కలిగి ఉండాలి. ఉదాహరణకు, మాంగనీస్ జింక్ ఫెర్రైట్ 10 నుండి 300kHz వరకు ఫ్రీక్వెన్సీల వద్ద ఉపయోగించడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది, అయితే నికెల్ జింక్ ఫెర్రైట్ 1MHz కంటే ఎక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీల వద్ద ఉపయోగించడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది.

రెండవదిగా, ఫ్రీక్వెన్సీ పెరిగేకొద్దీ, మాగ్నెటిక్ కోర్ యొక్క శాచురేషన్‌ను నివారించడానికి గరిష్ట అయస్కాంత ప్రేరణ తీవ్రతను తగ్గించాల్సి ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, DMR40 యొక్క అయస్కాంత ప్రేరణ తీవ్రత 0.38T, మరియు 100KHz ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద డిజైన్ చేసేటప్పుడు, మనం సాధారణంగా సుమారు 0.2T విలువను తీసుకుంటాము.

3. పవర్ డివైస్ స్విచ్చింగ్ వేగం: MOS ట్రాన్సిస్టర్ యూనిపోలార్ డివైస్‌లకు చెందినది, దీని ఆన్-ఆఫ్ సమయం నానోసెకన్లలో ఉంటుంది. దీని సైద్ధాంతిక ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ MHz వరకు చేరగలదు, మరియు వాస్తవ గరిష్ట ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ కొన్ని వందల KHz ఉంటుంది. IGBT బైపోలార్ డివైస్‌లకు చెందినది, దీనికి సాపేక్షంగా ఎక్కువ టర్న్ ఆఫ్ సమయం మరియు గరిష్ట ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ సాధారణంగా 40~50KHz మధ్య ఉంటుంది.

4. సామర్థ్యం మరియు ఉష్ణ వెదజల్లుట యొక్క పౌనఃపున్యం పెరగడం వలన స్విచ్ మరియు డ్రైవ్ నష్టాలు పెరుగుతాయి, ఫలితంగా మొత్తం సామర్థ్యం తగ్గి ఉష్ణోత్పత్తి పెరుగుతుంది. ఉత్పత్తి యొక్క ఉష్ణోగ్రత సాధారణ పరిధిలో ఉండేలా చూసుకోవడానికి, ఉష్ణ వెదజల్లుటను నియంత్రించడానికి మనం మరిన్ని చర్యలు తీసుకోవాలి.

5. అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద, పెరిగిన స్విచ్ నష్టాల కారణంగా ఖర్చు పెరుగుతుంది, ఉష్ణ వెదజల్లుటను నిర్వహించడానికి మరిన్ని చర్యలు అవసరం, ఇది ఖర్చుల పెరుగుదలకు దారితీస్తుంది. రెండవది, అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద కెపాసిటర్లు మరియు ఇండక్టర్ల పనితీరు తరచుగా క్షీణిస్తుంది, మరియు మనం అధిక పౌనఃపున్యాలకు అనువైన పరికరాలను ఎంచుకోవలసి ఉంటుంది, ఇది ఖర్చులను పెంచుతుంది. ఆచరణాత్మక రూపకల్పనలో, ఖర్చులు పరిమితంగా ఉంటాయి, ఇది తరచుగా ఆపరేటింగ్ పౌనఃపున్యం యొక్క గరిష్ట పరిమితిని నిర్ణయిస్తుంది.

6. చిప్ లక్షణాలు: డైనమిక్ లోడ్ సర్దుబాట్లకు ప్రతిస్పందించడానికి PWM నియంత్రణ చిప్‌లకు తరచుగా ఫ్రీక్వెన్సీ ఎగువ పరిమితి అవసరాలు ఉంటాయి. ఇది ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఒక నిర్దిష్ట పరిధిలో ఉందని కూడా నిర్ధారిస్తుంది.