الأخبار - كيف يعمل مغو الوضع المشترك لمصدر طاقة التحويل؟

محاثات الوضع المشترك، غالبًا ما تستخدم في تبديل مصادر الطاقة بالكمبيوتر لتصفية إشارات التداخل الكهرومغناطيسي ذات الوضع الشائع. في تصميم اللوحة، يلعب محث الوضع المشترك أيضًا دور تصفية EMI، والذي يستخدم لقمع الإشعاع الخارجي وانبعاث الموجات الكهرومغناطيسية الناتجة عن خطوط الإشارة عالية السرعة.

كمكون مهم للمكونات المغناطيسية، تستخدم المحاثات على نطاق واسع في دوائر الطاقة الإلكترونية. إنه جزء لا غنى عنه خاصة في دوائر الطاقة. مثل المرحلات الكهرومغناطيسية في معدات التحكم الصناعية وعدادات الطاقة الكهربائية (عدادات واط/ساعة) في أنظمة الطاقة. المرشحات عند طرفي الإدخال والإخراج لمعدات تحويل الطاقة، والموالفات عند طرفي الاستقبال والإرسال للتلفزيون، وما إلى ذلك كلها لا يمكن فصلها عن المحاثات. الوظائف الرئيسية للمحاثات في الدوائر الإلكترونية هي: تخزين الطاقة، والترشيح، والاختناق، والرنين، وما إلى ذلك. في دوائر الطاقة، بما أن الدوائر تتعامل مع نقل الطاقة للتيارات الكبيرة أو الفولتية العالية، فإن المحاثات هي في الغالب محاثات من "نوع الطاقة".

على وجه التحديد، نظرًا لأن مغو الطاقة يختلف عن مغو معالجة الإشارات الصغيرة، فإن طوبولوجيا مصدر طاقة التبديل مختلفة أثناء التصميم، كما أن طريقة التصميم لها أيضًا متطلباتها الخاصة، مما يسبب صعوبات في التصميم.المحاثاتتستخدم دوائر إمداد الطاقة الحالية بشكل أساسي للتصفية وتخزين الطاقة ونقل الطاقة وتصحيح معامل القدرة. يغطي تصميم المحث العديد من جوانب المعرفة مثل النظرية الكهرومغناطيسية والمواد المغناطيسية وأنظمة السلامة. يحتاج المصممون إلى فهم واضح لظروف العمل ومتطلبات المعلمات ذات الصلة (مثل التيار والجهد والتردد وارتفاع درجة الحرارة وخصائص المواد وما إلى ذلك) لاتخاذ القرارات. التصميم الأكثر منطقية.
تصنيف المحاثات:
يمكن تقسيم المحاثات إلى أنواع مختلفة بناءً على بيئة التطبيق الخاصة بها، وهيكل المنتج، والشكل، والاستخدام، وما إلى ذلك. عادةً، يبدأ تصميم المحث باستخدام بيئة الاستخدام والتطبيق كنقطة بداية. عند تبديل مصادر الطاقة، يمكن تقسيم المحاثات إلى:

اختناق الوضع المشترك

الوضع العادي خنق

تصحيح معامل القدرة - اختناق PFC

مغو مقترن متقاطع (خنق المقرنة)

مغو تجانس تخزين الطاقة (الاختناق السلس)

ملف المضخم المغناطيسي (MAG AMP Coil)

تتطلب محاثات مرشح الوضع الشائع أن يكون للملفين نفس قيمة الحث، ونفس المعاوقة، وما إلى ذلك، لذلك يعتمد هذا النوع من المحاثات تصميمات متناظرة، وأشكالها في الغالب هي TOROID وUU وET وأشكال أخرى.
كيف تعمل محاثات الوضع الشائع:
يُطلق على محث مرشح الوضع الشائع أيضًا اسم ملف خنق الوضع الشائع (يشار إليه فيما بعد باسم محث الوضع الشائع أو CM.M.Choke) أو مرشح الخط.

فيتبديل إمدادات الطاقة، بسبب التغيرات السريعة في التيار أو الجهد في الصمام الثنائي المعدل ومكثف المرشح والمحث، يتم إنشاء مصادر التداخل الكهرومغناطيسي (الضوضاء). وفي الوقت نفسه، هناك أيضًا ضوضاء توافقية عالية الترتيب بخلاف تردد الطاقة في مصدر طاقة الإدخال. إذا لم يتم التخلص من هذه التداخلات، فسيؤدي القمع إلى تلف معدات التحميل أو مصدر طاقة التبديل نفسه. ولذلك، أصدرت الهيئات التنظيمية للسلامة في العديد من البلدان لوائح بشأن انبعاثات التداخل الكهرومغناطيسي (EMI).

لوائح الرقابة المقابلة. في الوقت الحاضر، أصبح تردد تبديل مصادر الطاقة مرتفعًا بشكل متزايد، وأصبح EMI خطيرًا بشكل متزايد. لذلك، يجب تركيب مرشحات EMI عند تبديل مصادر الطاقة. يجب أن تمنع مرشحات EMI كلاً من الوضع العادي وضوضاء الوضع الشائع لتلبية متطلبات معينة. معيار. يكون مرشح الوضع العادي مسؤولاً عن تصفية إشارة تداخل الوضع التفاضلي بين الخطين عند طرف الإدخال أو الإخراج، ويكون مرشح الوضع المشترك مسؤولاً عن تصفية إشارة تداخل الوضع المشترك بين خطي الإدخال. يمكن تقسيم محاثات الوضع الشائع الفعلية إلى ثلاثة أنواع: AC CM.M.CHOKE؛ DC CM.M.CHOKE وSIGNAL CM.M.CHOKE بسبب بيئات العمل المختلفة. ويجب التمييز بينها عند التصميم أو الاختيار. لكن مبدأ عمله هو نفسه تماماً، كما هو موضح في الشكل (1):

كما هو موضح في الشكل، يتم لف مجموعتين من الملفات ذات اتجاهين متعاكسين على نفس الحلقة المغناطيسية. وفقًا لقاعدة الأنبوب الحلزوني الأيمن، عندما يتم تطبيق جهد الوضع التفاضلي ذو القطبية المعاكسة ونفس سعة الإشارة على طرفي الإدخال A وB، عندما يكون هناك تيار i2 موضح في الخط الصلب، وتدفق مغناطيسي يتم إنشاء Φ2 الموضح في الخط الصلب في النواة المغناطيسية. وطالما أن الملفين متماثلان تمامًا، فإن التدفقات المغناطيسية في الاتجاهين المختلفين في النواة المغناطيسية تلغي بعضها البعض. إجمالي التدفق المغناطيسي صفر، ومحاثة الملف صفر تقريبًا، ولا يوجد أي تأثير مقاومة على إشارة الوضع العادي. إذا تم تطبيق إشارة الوضع المشترك بنفس القطبية والسعة المتساوية على طرفي الإدخال A وB، فسيكون هناك تيار i1 موضح بالخط المنقط، وسيتم إنشاء تدفق مغناطيسي Φ1 موضح بالخط المنقط في المجال المغناطيسي النواة، فإن التدفق المغناطيسي في النواة سيكون لهما نفس الاتجاه ويقوي كل منهما الآخر، بحيث تكون قيمة الحث لكل ملف ضعف قيمتها عند وجوده بمفرده، و XL = ωL. ولذلك، فإن ملف طريقة اللف هذه له تأثير قمع قوي على تداخل الوضع الشائع.

يتكون مرشح EMI الفعلي من L وC. عند التصميم، غالبًا ما يتم الجمع بين دوائر قمع الوضع التفاضلي والوضع المشترك (كما هو موضح في الشكل 2). لذلك يجب أن يعتمد التصميم على حجم مكثف الفلتر وأنظمة السلامة المطلوبة. المعايير تتخذ قرارات بشأن قيم الحث.
في الشكل، تشكل L1 وL2 وC1 مرشح الوضع العادي، وتشكل L3 وC2 وC3 مرشح الوضع المشترك.

تصميم مغو الوضع المشترك
قبل تصميم محث الوضع المشترك، تأكد أولاً من أن الملف يجب أن يتوافق مع المبادئ التالية:

1 > في ظل ظروف العمل العادية، لن يتم تشبع القلب المغناطيسي بسبب تيار مصدر الطاقة.

2 > يجب أن يكون لديه ممانعة كبيرة كافية لإشارات التداخل عالية التردد، وعرض نطاق معين، والحد الأدنى من الممانعة لتيار الإشارة عند تردد التشغيل.

3 > يجب أن يكون معامل درجة حرارة المحث صغيرًا، ويجب أن تكون السعة الموزعة صغيرة.

4> يجب أن تكون مقاومة التيار المستمر صغيرة قدر الإمكان.

5>يجب أن يكون الحث التعريفي كبيرًا قدر الإمكان، ويجب أن تكون قيمة الحث مستقرة.

6 > يجب أن يفي العزل بين اللفات بمتطلبات السلامة.

خطوات تصميم مغو الوضع المشترك:

الخطوة 0 الحصول على SPEC: مستوى EMI المسموح به وموقع التطبيق.

الخطوة 1 تحديد قيمة الحث.

الخطوة 2 يتم تحديد المواد والمواصفات الأساسية.

الخطوة 3 تحديد عدد لفات اللف وقطر السلك.

الخطوة 4 التدقيق

الخطوة 5 اختبار

أمثلة التصميم
الخطوة 0: دائرة مرشح EMI كما هو موضح في الشكل 3

CX = 1.0 Uf Cy = 3300PF مستوى EMI: فئة Fcc B

النوع: اختناق الوضع المشترك للتيار المتردد

الخطوة 1: تحديد الحث (L):

يمكن أن نرى من مخطط الدائرة أن إشارة الوضع المشترك يتم قمعها بواسطة مرشح الوضع المشترك المكون من L3 وC2 وC3. في الواقع، تشكل L3 وC2 وC3 دائرتين من سلسلة LC، والتي تمتص ضوضاء الخطوط L وN على التوالي. طالما تم تحديد تردد القطع لدائرة المرشح والسعة C معروفة، يمكن الحصول على الحث L من خلال الصيغة التالية.

fo= 1/(2π√LC)L → 1/(2πfo)2C

عادةً ما يكون عرض النطاق الترددي لاختبار EMI كما يلي:

التداخل المجرى: 150 كيلو هرتز - 30 ميجا هرتز (ملاحظة: معيار VDE 10 كيلو هرتز - 30 ميجا هرتز)

تدخل الإشعاع: 30 ميجا هرتز 1 جيجا هرتز

لا يمكن للمرشح الفعلي تحقيق منحنى المعاوقة الحاد للمرشح المثالي، ويمكن عادةً ضبط تردد القطع على حوالي 50 كيلو هرتز. هنا، بافتراض أن fo = 50 كيلو هرتز، إذن

L =1/(2πfo)2C = 1/ [( 2*3.14*50000)2 *3300*10-12] = 3.07mH

تشكل L1 وL2 وC1 مرشح الوضع العادي (التمرير المنخفض). السعة بين الخطوط هي 1.0 فائق التوهج، وبالتالي فإن محاثة الوضع العادي هي:

L = 1/ [( 2*3.14*50000)2*1*10-6] = 10.14uH

وبهذه الطريقة يمكن الحصول على قيمة الحث المطلوبة نظريا. إذا كنت ترغب في الحصول على تردد قطع أقل، يمكنك زيادة قيمة الحث. تردد القطع بشكل عام لا يقل عن 10 كيلو هرتز. من الناحية النظرية، كلما ارتفع الحث، كان تأثير قمع EMI أفضل، ولكن الحث العالي بشكل مفرط سيجعل تردد القطع أقل، ويمكن للمرشح الفعلي فقط تحقيق نطاق عريض معين، مما يجعل تأثير قمع الضوضاء عالية التردد أسوأ (بشكل عام يبلغ مكون الضوضاء في مصدر طاقة التحويل حوالي 5 ~ 10 ميجا هرتز، ولكن هناك حالات يتجاوز فيها 10 ميجا هرتز). بالإضافة إلى ذلك، كلما زادت المحاثة، زاد عدد لفات الملف، أو زادت واجهة المستخدم الخاصة بـ CORE، مما سيؤدي إلى زيادة ممانعة التردد المنخفض (يصبح DCR أكبر). مع زيادة عدد اللفات، تزداد السعة الموزعة أيضًا (كما هو موضح في الشكل 4)، مما يسمح لجميع التيارات عالية التردد بالتدفق عبر هذه السعة. واجهة المستخدم العالية جدًا تجعل CORE مشبعًا بسهولة، كما أن إنتاجه صعب للغاية ومكلف.
الخطوة 2 تحديد المواد الأساسية والحجم

من متطلبات التصميم المذكورة أعلاه، يمكننا أن نعرف أن مغو الوضع المشترك يحتاج إلى أن يكون من الصعب تشبعه، لذلك من الضروري اختيار مادة ذات نسبة زاوية BH منخفضة. نظرًا لأن قيمة الحث الأعلى مطلوبة، يجب أن تكون قيمة واجهة المستخدم للنواة المغناطيسية عالية أيضًا، ويجب أن تحتوي أيضًا على خسارة أساسية أقل وقيمة Bs أعلى، تعد مادة الفريت Mn-Zn CORE حاليًا أكثر المواد الأساسية ملاءمةً التي تلبي المتطلبات أعلاه.

لا توجد لوائح معينة بشأن حجم COEE أثناء التصميم. من حيث المبدأ، فإنه يحتاج فقط إلى تلبية الحث المطلوب وتقليل حجم المنتج المصمم ضمن نطاق فقدان التردد المنخفض المسموح به.

ولذلك، يجب فحص المواد الأساسية واستخلاص الحجم على أساس التكلفة، والخسارة المسموح بها، ومساحة التثبيت، وما إلى ذلك. تتراوح قيمة CORE شائعة الاستخدام لمحثات الوضع الشائع بين 2000 و10000. كما أن لمسحوق الحديد الأساسي أيضًا فقد منخفض للحديد، وB عالي ومنخفض. نسبة زاوية BH، ولكن واجهة المستخدم الخاصة بها منخفضة، لذلك لا يتم استخدامها بشكل عام في محاثات الوضع الشائع، ولكن هذا النوع من النواة هو أحد محاثات الوضع العادي. المواد المفضلة.

الخطوة 3 تحديد عدد اللفات N وقطر السلك dw

أولا تحديد مواصفات CORE. على سبيل المثال، في هذا المثال، T18*10*7, A10, AL = 8230±30%، ثم:

N = √L / AL = √(3.07*106) / (8230*70%) = 23 TS

يعتمد قطر السلك على الكثافة الحالية التي تبلغ 3 ~ 5A/mm2. إذا سمحت المساحة، يمكن تحديد الكثافة الحالية عند أدنى مستوى ممكن. افترض أن تيار الإدخال I i = 1.2A في هذا المثال، خذ J = 4 A/mm2

ثم Aw = 1.2 / 4 = 0.3 مم2 Φ0.70 مم

يجب اختبار محث الوضع المشترك الفعلي من خلال عينات فعلية للتأكد من موثوقية التصميم، لأن الاختلافات في عمليات التصنيع ستؤدي أيضًا إلى اختلافات في معلمات المحث وتؤثر على تأثير الترشيح. على سبيل المثال، الزيادة في السعة الموزعة سوف تسبب ضوضاء عالية التردد. أسهل في الإرسال. إن عدم التماثل بين الملفين يجعل الفرق في الحث بين المجموعتين أكبر، مما يشكل ممانعة معينة لإشارة الوضع العادي.

تلخيص
1 > وظيفة مغو الوضع المشترك هي تصفية ضوضاء الوضع المشترك في الخط. يتطلب التصميم أن يكون للملفين هيكل متماثل تمامًا ونفس المعلمات الكهربائية.

2 > إن السعة الموزعة لمحث الوضع المشترك لها تأثير سلبي على قمع الضوضاء عالية التردد ويجب التقليل منها.

3 > ترتبط قيمة الحث لمحث الوضع المشترك بنطاق تردد الضوضاء الذي يحتاج إلى تصفيته والسعة المطابقة. قيمة الحث عادة ما تكون بين 2mH ~ 50 mH.

مصدر المقال: منقول من الانترنت

تأسست Xuange في عام 2009. ومحولات التردد العالي والمنخفض، المحاثات وإمدادات الطاقة محرك LEDيتم استخدام المنتجات المنتجة على نطاق واسع في إمدادات الطاقة الاستهلاكية وإمدادات الطاقة الصناعية وإمدادات الطاقة الجديدة وإمدادات الطاقة LED وغيرها من الصناعات.
تتمتع شركة Xuange Electronics بسمعة طيبة في الأسواق المحلية والأجنبية، ونحن نقبل ذلكأوامر تصنيع المعدات الأصلية وأوديإم.سواء اخترت منتجًا قياسيًا من الكتالوج الخاص بنا أو طلبت المساعدة في التخصيص، فلا تتردد في مناقشة احتياجاتك الشرائية مع Xuange.

https://www.xgelectronics.com/products/

ويليام (مدير المبيعات العام)

186 8873 0868 (واتساب/وي شات)

بريد إلكتروني:sales@xuangedz.com

liwei202305@gmail.com

(مدير المبيعات)

186 6585 0415 (واتساب/وي شات)

E-Mail: sales01@xuangedz.com

(مدير التسويق)

15361332249 (واتساب/نحن الدردشة)

E-Mail: sales02@xuangedz.com

وقت النشر: 28 مايو 2024

الشركة الرائدة عالميًا في مجال تصنيع المكونات المغناطيسية

كيف يعمل مغو الوضع المشترك لمصدر طاقة التبديل؟