Perhitungan Lilitan Trafo Ferit untuk High-Frekuensi / SMPS Inverter Perhitungan Jumlah kumparan Trafo Ferit untuk High-Frekuensi / SMPS Inverter Sering saya menemukan orang-orang yang meminta bantuan dalam menghitung kumparan yang diperlukan untuk membuat sebuah transformator ber inti ferit mereka akan membuat sebuah inverter berfrekuensi tinggi / SMPS inverter! "alam frekuensi tinggi / SMPS inverter trafo ferit digunakan dalam merubah / meningkatkan tahap dimana tegangan rendah "# dari baterai ditingkatkan ke tegangan tinggi "#! "alam situasi ini hanya hanya ada dua pilihan ketika memilih topologi - push-pull dan Full-bridge! $ntuk desain transformator perbedaan antara push-pull dan trafo Full-bridge untuk tegangan tegangan dan kekuatan yang sama akan tetapi transformator push-pull akan memerlukan #enter Tap Tap yang berarti akan membutuhkan dua kali %umlah putaran primer sebagai transformator Full-bridge! Sebenarnya perhitungan kumparan yang diperlukan &ukup sederhana dan saya akan &oba untuk men%elaskan hal ini di sini! 'a&a %uga (angkaian P)M #ontroller Menggunakan I# S*+,, $ntuk Push-Pull #onverter! $ntuk pen%elasan saya akan menggunakan &ontoh dan memulai dari proses perhitungan! .atakanlah transformator ferit yang akan digunakan untuk keperluan inverter berdaya ,)! ,)! Topologi Topologi yang dipilih adalah push-pull! Menggunakan sumber daya baterai "# 01! 01! Tegangan Tegangan output dari tahap &onverter "#-"# akan men%adi +01! +01! Perpindahan frekuensi adalah ,kH2! Inti trafo yang dipilih adalah 3T"+4!
Ingat bah5a output dari trafo ini mempunyai frekuensi tinggi 6gelombang ,kH2 persegi
dalam kasus ini7 8#! .etika saya lihat output tegangan tinggi "# 6misalnya +01"# disebutkan di atas7 ini adalah output "# diperoleh setelah pembetulan 6menggunakan dioda penyearah ultrafast dikonfigurasi sebagai %embatan penyearah7 dan filtrasi 6menggunakan filter 9#7! Selama operasi tegangan baterai tidak akan tetap di 01 sa%a! "engan beban tinggi tegangan akan kurang dari 01! "engan beban rendah dan beban sepenuhnya dibebankan oleh baterai tegangan mungkin lebih tinggi dari 0+1! Jadi harus diingat bah5a tegangan input tidak konstan tetapi variabel berubah rubah! "alam inverter baterai men%adi / menurun rendah biasanya ditetapkan pada 0, v! Jadi kami akan menetapkan ini sebagai tegangan masukan terendah! Vinmin = 10! volt
Rumus untuk menghitung jumlah yang diperlukan untuk kumparan Primer adalah: (umus :
$ntuk transformator push-pull ini akan men%adi satu- setengah %umlah kumparan yang diperlukan! ;pri berarti %umlah lilitan primer< ;se& berarti %umlah lilitan sekunder< ;au= berarti %umlah lilitan bantu / tambahan dan sebagainya! Tapi hanya ; 6tanpa subs&ript7 ternyata menga&u pada perbandingan!
$ntuk menghitung %umlah kumparan primer yang diperlukan kita hanya menggunakan rumus parameter atau variabel yang perlu dipertimbangkan adalah: > !1in 6;om7 - ;ominal Input 1oltage! .ami akan mengambil ini sebagai 01! Jadi 1in 6nom7 ? 0 1olt > ! f ? Frekuensi s5it&hing operasi satuan dalam Hert2! $ntuk frekuensi s5it&hing adalah ,kH2 f ? , H2 > ! 'ma=- kerapatan fluks maksimum satuan dalam *auss! Jika 8nda terbiasa menggunakan Tesla atau milliTesla 6T atau mT7 untuk kerapatan fluks perlu di ingat bah5a 0T ? 0@*auss! 'ma= benar-benar tergantung pada desain dan inti transformator yang kita digunakan! "alam desain saya saya biasanya mengambil 'ma= pada kisaran 0+g sampai *! Ini akan diterima bagi sebagian besar inti transformator! "alam &ontoh ini mari kita mulai dengan 0,*! Jadi 'ma= ? 0,! Ingat bah5a terlalu tinggi 'ma= akan menyebabkan trafo %enuh! Terlalu rendah 'ma= akan mengalami kerugian pemanfaatan inti!
> !8&- 3fektif #ross-Se&tional 8rea satuan dalam &m! 8nda akan mendapatkan informasi ini dari lembar data dari &ore ferit! 8& ini %uga kadangkadang disebut sebagai 8e! $ntuk 3T"+4 area &ross-se&tional efektif diberikan dalam lembar datasheet / spesifikasi 6saya maksudkan T". 30@0 8nda dapat men-do5nload dari SI;I! salib efektif daerah -se&tional 6dalam lembar spesifikasi itu disebut sebagai 8e seperti yang saya katakan itu adalah hal yang sama seperti 8&7 diberikan sebagai 0,mm! Aaitu sebesar 0!,&m! Jadi 8& ? 0, untuk 3T"+4! Jadi sekarang kami telah memperoleh nilai dari semua parameter yang diperlukan untuk perhitungan %umlah ;pri yang diperlukan untuk kumparan primer! 1in 6nom7 ? 0 1olt f ? , h2 'ma= ? 0, 8& ? 0, Mulai memasukkan nilai-nilai ini ke dalam rumus: (umus ;pri :
;pri ? +! .ami tidak akan menggunakan gulungan pe&ahan %adi kami akan membulatkan ;pri kenomor terdekat dalam hal ini dibulatkan men%adi + kumparan! Sekarang sebelum kita menyelesaikan ini dan pilih ;pri ? + lebih baik kita pastikan bah5a 'ma= masih dalam batas-batas yang dapat diterima oleh inti trafo! Seperti yang telah kita lakukan menurunkan %umlah kumparan dihitung dari 6turun ke + dari +7 'ma= akan meningkat! .ita sekarang perlu men&ari tahu berapa banyak 'ma= telah meningkat dan %ika itu masih nilai yang dapat diterima atau aman bisa dilan%utkan! Vin(nom)= 12
volt
f = 50000 Hz
Npri = 3
lilit.
Ac= 1.25
(umus 'ma= :
Bmax = 1600
;ilai baru dari 'ma= masih dalam batas-batas yang dapat diterima dan sehingga kita dapat melan%utkan dengan ;pri ? +! Jadi kita sekarang tahu bah5a untuk kumparan primer transformator kami akan membutuhkan + kumparan B + kumparan! "alam desain apapun %ika 8nda perlu untuk menyesuaikan nilai 8nda dapat dengan mudah menentukannya! Tapi selalu ingat untuk memeriksa bah5a 'ma= masih bisa diterima! >! Sebagai &ontoh %ika untuk konstruksi kumparan + lilit B + lilit men%adi sulit 8nda dapat menggunakan lilit B lilit atau @ lilit B @ lilit! ;amun menurunkan %umlah kumparan maka 'ma= meningkat %adi hanya memeriksa kembali untuk memastikan 'ma= baik-baik sa%a! .isaran saya menyatakan untuk 'ma= antara 60+g sampai *7 hanya perkiraan! Ini akan beker%a untuk sebagian besar trafo inti ferit! > ! Saya Mulai dengan satu set 'ma= dan mulai untuk menghitung ;pri dari sana! 8nda %uga dapat menetapkan nilai ;pri dan kemudian memeriksa apakah 'ma= baik-baik sa%a! Jika tidak maka 8nda dapat menambah atau mengurangi ;pri yang diperlukan dan kemudian memeriksa apakah 'ma= baik-baik sa%a dan ulangi proses ini sampai 8nda mendapatkan hasil yang memuaskan! Sebagai &ontoh 8nda mungkin telah menetapkan ;pri ? dan dihitung 'ma= dan memutuskan bah5a ini adalah terlalu tinggi! Jadi 8nda menetapkan ;pri ? + dan dihitung 'ma= dan memutuskan itu baik-baik sa%a! 8tau 8nda mungkin sudah mulai dengan ;pri ? @ dan dihitung 'ma= dan memutuskan bah5a itu terlalu rendah! Jadi 8nda menetapkan ;pri ? + dan dihitung 'ma= dan memutuskan itu baik-baik sa%a!
Sekarang saatnya untuk beralih ke sekunder! Cutput dari kami konverter "#-"# adalah +01! Jadi output transformator harus +01 di semua tegangan input dari semua %alan naik dari 0+!,1 ke semua %alan ke 0, v! Tentu umpan balik akan dilaksanakan untuk men%aga tegangan output tetap bahkan dengan garis dan beban variasi - perubahan karena perubahan tegangan baterai dan %uga karena memuat perubahan! Jadi beberapa ruang harus dibiarkan untuk beker%a sebagai umpan balik! Jadi kami akan meran&ang transformator dengan sekunder bertegangan di ++1! $mpan balik hanya akan menyesuaikan tegangan yang
diperlukan dengan mengubah siklus kontrol P)M signals! Selain umpan balik driver %uga mengkompensasi beberapa kerugian di konverter dan dengan demikian mengkompensasi tegangan men%adi turun pada berbagai tahap - misalnya dalam MCSF3T di trafo itu sendiri di re&tifier output keluaran induktor dll! Ini berarti bah5a output harus mampu memasok ++1 dengan tegangan input sebesar 0, v dan %uga tegangan input sama dengan 0+!,1! $ntuk &ontroller P)M kami akan mengambil siklus maksimum men%adi 4DE! .esen%angan memungkinkan untuk mati-5aktu! Pada tegangan input minimum 6ketika 1in ? 1inmin7 siklus akan maksimal! Sehingga siklus akan 4DE ketika 1in ? 0, ? 1inmin! Pada siklus maksimum? 4DE tegangan transformator ? 4D > 0, v ? 0!41! Jadi rasio tegangan 6sekunder: primer7 ? ++1: 0!41 ? +0 Se%ak rasio tegangan 6sekunder: primer7 ? +0 rasio ternyata 6sekunder: primer7 %uga harus +0 sebagai ternyata rasio 6sekunder: primer7 ? rasio tegangan 6 sekunder: primer7! Ternyata rasio ditun%uk oleh ;! Jadi dalam kasus kami ; ? +!0 6saya telah mengambil ; sebagai rasio sekunder: primer7! ;pri? + ;se&? ; > ;pri? +!0 > + ? 4!+
Membulatkan ke seluruh nomor terdekat! ;se& ? 4! Jadi 4 putaran yang diperlukanuntuk sekunder! "engan implementasi yangtepat dari umpan balik output +01"# konstan akan diperoleh sepan%ang rentang tegangan masukan seluruh 0, v untuk 0+!,1! "i sini satu hal yang perlu diperhatikan adalah bah5a meskipun saya mengambil 4DE sebagai siklus maksimum siklus tugas maksimum dalam praktek akan lebih ke&il karena transformator kami dihitung untuk memberikan output ++1! "i sirkuit outputakan +01 sehingga siklus akan lebih rendah! ;amun keuntungan di sini adalah bah5a 8nda dapat yakin bah5a output tidak akan turun di ba5ah ++1 bahkan dengan beban berat se%ak didriver yang &ukup besar disediakan untuk umpan balik untuk menendang dan men%aga tegangan output bahkan pada beban tinggi! Jika ada gulungan tambahan yang diperlukan ternyata yang dibutuhkan sedikit dapat dihitung! Mari saya tun%ukkan dengan &ontoh! .atakanlah kita membutuhkan tambahan lilitan untuk memberikan tegangan 041olt! Saya tahu bah5a output +01 akan diatur apa pun tegangan input mungkin dalam rentang a5alnya ditentukan 61inmin sampai 1inma= 0, v sampai 0+!,17! Jadi ternyata rasio untuk tambahan lilitan dapat dihitung sehubungan dengan gulungan sekunder! Mari kita sebut ini kumparan rasio 6sekunder: au=iliary7 ;8! ;8 ? nse& / ;au= ? 1S3# / 61au= B 1d7! 1" adalah output dioda ma%u drop! Mari kita asumsikan bah5a dalam aplikasi kita menggunakan dioda penyearah S&hottky dengan 1d ? !,1! Jadi, NA = 310V / 1!"V = 1"! Nse# / Nau$ = NA
Nau$ = Nse# / NA = % / 1", = ",% Mari melengkapi ;au= ? dan melihat berapa tegangan output! V&'( / )Vau$ * Vd+ = NA = nse# / Nau$ = % /%=1%!0)Vau$ * Vd+ = V&'( / NA = 310V / 1%,0 = 1!3"V Vau$ = 1!3"V - 0!"V = 1.!."V 6dibulatkan7 Saya akan mengatakan itu bagus untuk pasokan tambahan au=! Jika dalam perhitungan ke tegangan yang terlalu %auh dari sasaran tegangan yang diperlukan dan dengan demikian akurasi yang lebih besar diperlukan mengambil 1au= sebagai sesuatu yang lebih tinggi dan menggunakan regulator tegangan! Misalnya %ika dala m &ontoh kita sebelumnya bukan 0D!DG,1 kita sudah 04!D1 tapi diperlukan beberapa keakurasian kita sudah bisa menggunakan @1 dan menggunakan regulator tegangan untuk memberikan output 041! Jadi trafo yang kita memiliki + putaran B + putaran untuk primer dan 4 putaran untuk sekunder dan putaran untuk tambahan! $ntuk seberapa besar ka5at yang akan dipakai dalam membuat trafo ini ba&a Tabel $kuran .ekuatan .a5at 3mail 6.a5at Tembaga7 'erikut ini skema transformator nya :
Menghitung %umlah kumparan yang diperlukan untuk menggulung transformator sebenarnya tugas sederhana dan saya berharap bah5a saya bisa membantu 8nda memahami &ara melakukannya! Saya harap tutorial ini membantu 8nda dalam desain transformator ferit 8nda!
