スイッチング電源トランスの設計
スイッチング電源トランスの設計は、次の 3 つの側面に分けられます。スイッチング トランスの損失を可能な限り低減します。スイッチングトランスの漏れを最小限に抑えます。スイッチングトランスのオーディオノイズを抑えるようにしてください。
1.スイッチングトランスの損失を減らします：
①直流損。スイッチングトランスの直流損失は、コイルの銅損が原因です。効率を向上させるために、可能な限り太いワイヤを選択する必要があります。
(2) AC損失。スイッチングトランスのAC損失は、高周波電流の表皮効果と磁心の損失により発生します。高周波電流は、ワイヤを通過するときに常に表面から流れる傾向があります。これにより、ワイヤの有効な流れ面積が減少し、ワイヤの 交流 等価インピーダンスが銅抵抗よりもはるかに高くなります。高周波電流によるワイヤの貫通容量は、スイッチング周波数の平方根に反比例します。交流 銅インピーダンスを下げるために、ワイヤの半径は、高周波電流が到達できる深さの 2 倍を超えてはなりません。スイッチングトランスの磁心損失も電力変換効率を低下させます。
2.スイッチングトランスの漏れを減らします：
スイッチングトランスの設計では、漏れを最小限に抑える必要があります。漏れが大きいほど、ピーク電圧範囲が大きくなり、ドレインクランプ回路の損失が大きくなり、必然的に電力効率の低下につながるためです。絶縁および安全基準を満たすスイッチング トランスの場合、二次側が開いているときの漏れインダクタンスは、一次インダクタンスの 1% ～ 3% でなければなりません。製造工程で1%以下にするのは難しいでしょう。漏れを減らすために、次の対策を講じることができます。
(1) 一次巻線の巻数 Np を減らす。
②巻幅を広くする。
③巻線の高さと幅の比率を増やします。
(4) 巻線間の絶縁層を減らします。
⑤巻線間の結合度を上げる。
適切なコア形状を選択し、一次巻数を減らし、アスペクト比を大きくすることで、漏れを効果的に減らすことができます。漏れインダクタンスは、一次巻線数の二乗に比例します。選択したコア サイズは、一次巻線を 2 層以下で巻くことができるように十分大きくする必要があります。これにより、一次漏れと分布容量が最小限に抑えられます。サイズが大きく、幅に対する高さの比率が小さいため、分厚い磁気コアを使用しないでください。EE 、ETD 、エイ 、EC タイプの磁気コアには漏れが適していません。
三重絶縁電線は、今年世界で開発された新しい高性能絶縁電線です。この電線は 3 つの絶縁層を持ち、中間が芯線です。その絶縁層は金色のポリアミドフィルムで、"ゴールドフィルム"外国; 絶縁層の総厚はわずか 20 ～ 100um ですが、数千ボルトのパルス高電圧に耐えることができます。トリプル絶縁ワイヤは、最先端技術、国防分野、小型モーター巻線、小型スイッチング電源の高周波トランス巻線の製造に適しています。その利点は、絶縁強度が高く（どの 2 層でも AC3000V の安全電圧に耐えることができる）、安全マージンを確保するためにバリア層を追加する必要がなく、ステージ間に絶縁テープ層を巻き付ける必要がないことです。高電流密度。エナメル線に比べてスイッチングトランスの巻線体積を半分にすることができます。スイッチング トランスの最適な設計スキームは、通常の高強度エナメル線を使用して一次段と帰還段を巻くことです。
電源をスイッチングする過程で、巻線の分布容量は充電と放電を繰り返し、そのエネルギーを吸収します。分布容量は、スイッチング電源の効率を低下させるだけでなく、巻線の分布インダクタンスにより LC 発振器を形成し、リンギング ノイズを発生させます。一次巻線の分布容量は、特に重要な影響を及ぼします。分布容量を減らすには、各ターンのワイヤの長さを可能な限り短くし、一次巻線の始端をドレインに接続し、一次巻線の一部を再生に使用する必要があります。隣接する巻線の結合度を減らすためのシールドの役割。
3.スイッチングトランスのオーディオノイズを抑制します。
① EE または エイ 磁気コア間の引力により、2 つの磁気コアがずれることがあります。巻線電流間の引力または反発も、コイルを相殺することがあります。さらに、EE または エイ 磁気コアは、機械的振動を受けると周期的な変形を引き起こす可能性があります。上記の要因により、スイッチングトランスは動作時にオーディオノイズを放出し、10W未満のスイッチング電源のオーディオノイズ周波数は10〜20KHzです。磁心同士の相対位置ずれを防止するために、通常、2つの磁心の3つの接触面（センターコラムを含む）を接着する接着剤としてエポキシ樹脂が使用されます。しかし、この強固な接続は理想的ではありません。オーディオ ノイズを最小限に抑えることはできず、セメントが多すぎるため、磁気コアが機械的ストレスで簡単に破損する可能性があるためです。最近、スペシャル"ガラス玉"セメントは、EE 、エイ 、およびその他のタイプのフェライトコアを結合するために海外で使用されており、その効果は非常に優れています。この接着剤は、ガラスビーズと接着剤を1:9の割合で混合したものです。100℃以上の温度に1時間置くと硬化します。
② スイッチングトランスの漏洩磁界が隣接回路に干渉しないように、トランスの外側に銅板を巻くことができます。シールドベルトは短絡リングに相当し、漏れ磁場を抑制できます。シールドテープは接地してください。
