Caractéristiques de pliage
Transformateur électronique, l'entrée est AC220V, la sortie est AC12V et la puissance peut atteindre 50W-300W. Il s'agit principalement d'un circuit transformateur développé sur la base d'un circuit ballast électronique haute fréquence. Il a des performances stables, une petite taille et une puissance élevée, surmontant ainsi les inconvénients des transformateurs traditionnels en tôle d'acier au silicium tels que les prix grands, lourds et élevés.
Un transformateur électronique est une alimentation à découpage non régulée, qui est en fait une sorte d'onduleur. Tout d'abord, le courant alternatif est redressé en courant continu. Ensuite, un oscillateur haute fréquence est utilisé pour former un oscillateur haute fréquence avec des composants électroniques pour convertir le courant continu en un courant alternatif haute fréquence. La tension requise est transmise par un transformateur de commutation, puis rectifiée deux fois pour être utilisée par des appareils électriques. L'alimentation à découpage présente les avantages d'une petite taille, d'un poids léger et d'un prix bas, elle est donc largement utilisée dans divers appareils électriques.
Selon les différents modes de conduite du tube de commutation haute fréquence, il peut être divisé en type d'oscillation auto-excitée et en type excité séparément.
utilisation
L'application de transformateurs électroniques dans les appareils d'éclairage traditionnels est très courante, comme les lampes fluorescentes, les lampes de bureau, les lampes à économie d'énergie, les lampes publicitaires, etc. Presque tous peuvent utiliser des transformateurs électroniques, et après avoir adopté des transformateurs électroniques, les démarreurs peuvent être omis. Dans l'éclairage LED, la plupart des nouveaux produits utilisent également des transformateurs électroniques. Principalement, le transformateur électronique a un rendement élevé, un faible coût, une économie de matériaux en fer et en cuivre, une petite structure et un poids léger en termes de fonction de transformation de tension. L'inconvénient est que la tension de tenue et les performances d'impact de courant élevé sont pires que celles des transformateurs ferreux.
Application dans la technologie d'alimentation
Le transformateur électronique du dispositif d'alimentation utilise généralement un transformateur électronique (élément électromagnétique magnétique doux) constitué d'un noyau magnétique doux. Bien qu'il existe des transformateurs électroniques à noyau d'air et des transformateurs céramiques piézoélectriques qui n'utilisent pas de noyaux magnétiques doux, au début du 21e siècle, la plupart des transformateurs électroniques dans les dispositifs d'alimentation utilisent encore des noyaux magnétiques doux.
Par conséquent, discutez de la relation entre la technologie d'alimentation et les transformateurs électroniques : le rôle des transformateurs électroniques dans la technologie d'alimentation, les exigences de la technologie d'alimentation pour les transformateurs électroniques, l'influence des nouveaux matériaux magnétiques doux et des nouvelles structures de noyau magnétique dans les transformateurs électroniques sur le développement de la technologie d'alimentation, certains susciteront l'intérêt d'amis de l'industrie de l'alimentation et de l'industrie des matériaux magnétiques doux. Baidu Baike émet quelques avis afin de faciliter les dialogues, les échanges et le développement commun entre l'industrie de l'alimentation électrique et l'industrie des transformateurs électroniques et l'industrie des matériaux magnétiques doux sur les questions connexes des transformateurs électroniques et des matériaux magnétiques doux.
1. Les exigences de la technologie d'alimentation pour les transformateurs électroniques
L'exigence de la technologie d'alimentation pour les transformateurs électroniques, comme tous les produits en tant que produits de base, est de rechercher le meilleur rapport performance-prix tout en remplissant des fonctions spécifiques dans des conditions d'utilisation spécifiques. Parfois, le prix et le coût peuvent être soulignés, et parfois l'efficacité et la performance peuvent être soulignées. Léger, fin, court et petit sont les axes de développement des transformateurs électroniques, mettant l'accent sur la réduction des coûts. A partir des exigences générales, quatre exigences spécifiques peuvent être tirées pour les transformateurs électroniques : conditions d'utilisation, fonctions complètes, amélioration de l'efficacité et réduction des coûts.
2. Conditions d'utilisation Les conditions d'utilisation des transformateurs électroniques comportent deux aspects :
Fiabilité et compatibilité électromagnétique. La fiabilité signifie que le transformateur électronique peut fonctionner normalement jusqu'à la fin de sa durée de vie dans des conditions d'utilisation spécifiques. Dans des conditions générales d'utilisation, la température ambiante a le plus d'impact sur les transformateurs électroniques. Le paramètre qui détermine la force des transformateurs électroniques affectés par la température est le point de Curie des matériaux magnétiques doux. Les matériaux magnétiques doux ont un point de Curie élevé et sont moins affectés par la température ; les matériaux magnétiques doux ont un point de Curie bas et sont plus sensibles aux changements de température et sont grandement affectés par la température.
Par exemple, le point de Curie de la ferrite Mn-Zn n'est que de 215°C, ce qui est relativement bas. La densité de flux magnétique, la perméabilité et la perte changent toutes avec la température. En plus de la température normale de 25°C, 60°C et 80°C sont nécessaires. , Diverses données de paramètres à 100℃. Ainsi, la température de fonctionnement des noyaux de ferrite Mn-Zn est généralement limitée à moins de 100°C, c'est-à-dire que lorsque la température ambiante est de 40°C, l'échauffement doit être inférieur à 60°C. Le point de Curie des alliages amorphes à base de cobalt est de 205 °C, ce qui est également bas, et la température de fonctionnement est également limitée à moins de 100 °C. Le point de Curie de l'alliage amorphe à base de fer est de 370℃, et il peut être utilisé en dessous de 150℃~180℃. Le point de Curie du permalloy à haute perméabilité est de 460℃ à 480℃, et il peut être utilisé en dessous de 200℃~250℃. Le point de Curie de l'alliage nanocristallin microcristallin est de 600 et le point de Curie de l'acier au silicium orienté est de 730 , et il peut être utilisé à 300 ~ 400 ℃. (La compatibilité électromagnétique signifie que les transformateurs électroniques ne produisent pas d'interférences électromagnétiques avec le monde extérieur, mais peuvent également résister aux interférences électromagnétiques externes. Les interférences électromagnétiques comprennent : le bruit audio audible et le bruit haute fréquence inaudible. La principale raison des interférences électromagnétiques des transformateurs électroniques C'est la magnétostriction Le coefficient de magnétostriction des alliages amorphes à base de fer est généralement le maximum (27 ~ 30) × 10-6, qui doit être utilisé Mesures pour réduire interférence de suppression de bruit. Le coefficient de magnétostriction du permalloy Ni50 à haute perméabilité est de 25 × 10-6 et le coefficient de magnétostriction de la ferrite de manganèse-zinc est de 21 × 10-6. Les trois types de matériaux magnétiques doux ci-dessus sont des matériaux sujets aux interférences électromagnétiques, alors faites-y attention lors de l'application. Le coefficient de magnétostriction de l'acier au silicium orienté à 3 % est de (1~3)×10-6 et le coefficient de magnétostriction de l'alliage nanocristallin microcristallin est de (0,5~2)×10-6. Ces deux types de matériaux magnétiques doux sont relativement faciles à produire des matériaux d'interférence électromagnétique. Le coefficient de magnétostriction de l'acier au silicium à 6,5% est de 0,1 × 10-6, le coefficient de magnétostriction du permalloy Ni80 à haute perméabilité est de (0,1 ~ 0,5) × 10-6 et le coefficient de magnétostriction de l'alliage amorphe à base de cobalt est de 0,1 × 10-6 ou moins. Ces trois matériaux magnétiques doux sont des matériaux qui ne sont pas sujets aux interférences électromagnétiques. La fréquence des interférences électromagnétiques générées par la magnétostriction est généralement la même que la fréquence de fonctionnement d'un transformateur électronique. S'il y a des interférences électromagnétiques inférieures ou supérieures à la fréquence de fonctionnement, elles sont causées par d'autres raisons.
3. Fonction complète Le transformateur électronique est divisé en deux types principaux : transformateur et inducteur en termes de fonction.
Les fonctions remplies par des composants spéciaux sont discutées séparément.
Il y a 3 fonctions remplies par le transformateur : la transmission de puissance, la conversion de tension et l'isolation d'isolement ;
L'inducteur a deux fonctions : la transmission de puissance et la suppression des ondulations. Il existe deux modes de transfert de puissance.
La première est la méthode de transmission du transformateur, c'est-à-dire que la tension alternative appliquée à l'enroulement primaire du transformateur produit un changement de flux magnétique dans le noyau magnétique, provoquant l'enroulement secondaire pour induire une tension, qui est appliquée à la charge, de sorte que la puissance électrique est transmise du côté primaire au côté secondaire. . La taille de la puissance transmise est déterminée par la tension induite, qui est déterminée par la variable de densité de flux magnétique ΔB par unité de temps. ΔB n'a rien à voir avec la perméabilité magnétique, mais avec la densité de flux magnétique de saturation Bs et la densité de flux magnétique résiduel Br. Du point de vue de la densité de flux magnétique de saturation, l'ordre des B de divers matériaux magnétiques doux, du plus grand au plus petit, est : l'alliage fer-cobalt est de 2,3 ~ 2,4 T, l'acier au silicium est de 1,75 ~ 2,2 T, l'alliage amorphe à base de fer est de 1,25 ~ 1,75 T, l'alliage nanocristallin microcristallin à base de fer est de 1,1 ~ 1,5 T, l'alliage d'aluminium fer-silicium est de 1,0 ~ 1,6 T, le permalloy fer-nickel à haute perméabilité magnétique est de 0,8 ~ 1,6 T, l'alliage amorphe à base de cobalt est de 0,5 ~1.4T, fer-aluminium L'alliage est de 0,7-1,3T, l'alliage amorphe à base de fer-nickel est de 0,4-0,7T et la ferrite de manganèse-zinc est de 0,3-0,7T. En tant que matériaux de base des transformateurs électroniques, l'acier au silicium et les alliages amorphes à base de fer sont dominants, tandis que la ferrite de manganèse-zinc est désavantagée. Transfert de puissance
La seconde est la méthode de transmission de l'inducteur, c'est-à-dire que l'énergie électrique fournie à l'enroulement de l'inducteur provoque l'activation du noyau magnétique et sa conversion en énergie magnétique pour le stockage, puis sa démagnétisation en énergie électrique et sa libération vers la charge. La taille de la puissance transmise est déterminée par le stockage d'énergie du noyau de l'inducteur, qui est déterminé par l'inductance de l'inducteur. L'inductance n'est pas directement liée à la densité de flux magnétique de saturation, mais est liée à la perméabilité magnétique. La perméabilité magnétique est élevée, l'inductance est grande, le stockage d'énergie est important et la puissance de transmission est grande. L'ordre de perméabilité de divers matériaux magnétiques doux est le suivant : le permalloy Ni80 est (1,2 ~ 3) × 106, l'alliage amorphe à base de cobalt est (1 ~ 1,5) × 106, l'alliage nanocristallin microcristallin à base de fer C'est (5 ~ 8 ) × 105, l'alliage amorphe à base de fer est (2 ~ 5) × 105, le permalloy Ni50 est (1 ~ 3) × 105, l'acier au silicium est (2 ~ 9) × 104, ferrite de zinc et de manganèse Le corps est (1 ~ 3 )×104. En tant que matériau de noyau magnétique de l'inducteur, le permalloy Ni80, l'alliage amorphe à base de cobalt et l'alliage nanocristallin microcristallin à base de fer sont dominants, tandis que l'acier au silicium et la ferrite de manganèse-zinc sont désavantagés. La taille de la puissance d'émission est également liée au nombre d'émissions par unité de temps, c'est-à-dire liée à la fréquence de travail du transformateur électronique. Plus la fréquence de fonctionnement est élevée, plus la puissance transmise est élevée pour la même taille de paramètres de noyau magnétique et de bobine. La conversion de tension est complétée par le rapport de tours de l'enroulement primaire et de l'enroulement secondaire du transformateur. Quelle que soit la taille de la transmission de puissance, le rapport de transformation de tension du côté primaire et du côté secondaire est égal au rapport des spires de l'enroulement primaire et secondaire. L'isolation de l'isolation est réalisée par la structure d'isolation de l'enroulement primaire et de l'enroulement secondaire du transformateur. La complexité de la structure d'isolation est liée à l'amplitude de la tension appliquée et transformée. Plus la tension est élevée, plus la structure d'isolation est complexe. La suppression des ondulations est obtenue par le potentiel d'auto-induction de l'inducteur. Tant que le courant traversant l'inducteur change, le flux magnétique généré par la bobine dans le noyau magnétique changera également, provoquant un potentiel auto-induit aux deux extrémités de la bobine de l'inducteur's, la direction de qui est opposé à la direction de la tension appliquée, empêchant ainsi le courant de changer. La fréquence de changement de l'ondulation est supérieure à la fréquence fondamentale et la fréquence actuelle de l'ondulation actuelle est supérieure à la fréquence fondamentale, elle peut donc être davantage supprimée par le potentiel d'auto-induction généré par l'inducteur. La capacité des inductances à supprimer l'ondulation dépend de la taille du potentiel auto-induit, c'est-à-dire de l'amplitude de l'inductance, qui est liée à la perméabilité du noyau magnétique. Permalloy Ni80, alliage amorphe à base de cobalt, alliage nanocristallin microcristallin à base de fer La perméabilité magnétique est élevée, ce qui est un avantage, tandis que l'acier au silicium et la ferrite manganèse-zinc ont une faible perméabilité magnétique et sont désavantagés.
4. L'amélioration de l'efficacité est une exigence universelle pour les alimentations et les transformateurs électroniques.
une. Améliorer l'efficacité des transformateurs électroniques.
Par exemple : transformateur de puissance 100VA, lorsque le rendement est de 98%, la perte n'est que de 2W et pas beaucoup. Mais avec des centaines de milliers et des millions de transformateurs de puissance, la perte totale peut atteindre des centaines de milliers de watts, voire des millions de watts. De plus, de nombreux transformateurs de puissance fonctionnent depuis longtemps, et la perte annuelle totale est considérable, pouvant atteindre des dizaines de millions de kWh. De toute évidence, l'amélioration de l'efficacité des transformateurs électroniques peut économiser de l'électricité. Après avoir économisé de l'énergie, moins de centrales électriques peuvent être construites. Après avoir construit moins de centrales électriques, moins de charbon et de pétrole peuvent être consommés, le CO2, le SO2, les NOx, les gaz résiduaires, les eaux usées, la suie et les cendres peuvent être réduits, et la pollution de l'environnement peut être réduite. Il permet non seulement d'économiser de l'énergie, mais présente également le double avantage social et économique de protéger l'environnement. Par conséquent, l'amélioration de l'efficacité est une exigence majeure pour les transformateurs électroniques.
b. Conception de transformateur électronique
La perte du transformateur électronique comprend la perte de noyau (perte de fer) et la perte de bobine (perte de cuivre). La perte fer existe tant que le transformateur électronique est mis en service et constitue la partie principale de la perte du transformateur électronique. Par conséquent, la sélection du matériau du noyau en fonction de la perte dans le fer est le contenu principal de la conception du transformateur électronique, et la perte dans le fer est également devenue un paramètre principal pour l'évaluation des matériaux magnétiques doux. La perte de noyau est liée à la densité de flux magnétique de travail et à la fréquence de travail du noyau magnétique du transformateur électronique. Lors de l'introduction de la perte de noyau des matériaux magnétiques doux, il faut expliquer sous quelle densité de flux magnétique de travail et quelle fréquence de travail la perte est.
Par exemple : P0.5/400, ce qui signifie la perte de fer sous la densité de flux magnétique de travail de 0,5T et la fréquence de travail de 400Hz. P0.1/100k représente la perte de fer à une densité de flux magnétique de travail de 0,1T et une fréquence de travail de 100kHz. Les matériaux magnétiques doux comprennent la perte par hystérésis, la perte par courants de Foucault et la perte résiduelle. La perte par courants de Foucault est inversement proportionnelle à la résistivité du matériau. Plus le est grand, plus la perte par courants de Foucault est faible. L'ordre de ρ de divers matériaux magnétiques doux du grand au petit est : 108~109μΩ?cm pour la ferrite de manganèse-zinc, 150~180μΩ?cm pour les alliages amorphes à base de fer-nickel, et 130~150μΩ?cm pour les alliages à base de fer alliages amorphes. cm, l'alliage amorphe à base de cobalt est de 120~140μΩ?cm, le permalloy à haute perméabilité est de 40~80μΩ?cm, l'alliage fer-silicium-aluminium est de 40~60μΩ?cm, l'alliage fer-aluminium est de 30~60μΩ?cm, l'acier au silicium est de 40~50μΩ?cm, l'alliage fer-cobalt est de 20~40μΩ?cm. Par conséquent, le de la ferrite Mn-Zn est 106 à 107 fois supérieur à celui des matériaux magnétiques doux métalliques, et le courant de Foucault est faible en haute fréquence et l'application est dominante. Mais lorsque la fréquence de travail dépasse une certaine valeur, l'isolant dans les particules magnétiques de la ferrite Mn-Zn se décompose et fond, devient assez petit et la perte monte rapidement à un niveau élevé. Cette fréquence de travail est la même que celle de la ferrite Mn-Zn. Limiter la fréquence de fonctionnement.
Le rôle de chaque partie
Transformateur électronique pour spots, downlights, etc. utilisé dans l'éclairage général des magasins. 220v AC à DC 12v50W, il y a une bobine magnétique à 7 bornes à l'intérieur. 3 résistances, 6 diodes, 4 condensateurs, 2 transistors. Ses fonctions sont :
Résistance : 1 résistance de démarrage, 2 résistances de limitation de courant, 3 résistances de stabilisation
Diodes : quatre diodes sont utilisées pour la rectification, les deux autres sont également utilisées pour la rectification
Condensateur : filtrage
Triode : l'un est un transistor de commutation, l'autre est pour le démarrage