SMPS के लिए फेराइट कोर मटेरियल सिलेक्शन गाइड

SMPS के लिए फेराइट कोर मटेरियल सिलेक्शन गाइड

इस पोस्ट में हम सीखते हैं कि किसी दिए गए SMPS सर्किट डिजाइन के साथ उचित संगतता सुनिश्चित करने के लिए सही विनिर्देशों के साथ फेराइट कोर सामग्री का चयन कैसे करें



फेराइट कोर क्यों

फेराइट एक अद्भुत कोर पदार्थ है ट्रांसफार्मर के लिए , इनवर्टर और इंडोर्सर्स फ्रीक्वेंसी स्पेक्ट्रम में 20 kHz से 3 MHz तक, कम कोर खर्च और न्यूनतम कोर नुकसान के लाभ के कारण।

फेराइट उच्च आवृत्ति (20 kHz से 3 MHz) इन्वर्टर बिजली की आपूर्ति के लिए एक प्रभावी सामान है।





कम बिजली, कम आवृत्ति की कार्यप्रणाली के लिए संतृप्त दृष्टिकोण में फेराइट को नियोजित किया जाना चाहिए (<50 watts and 10 kHz). For high power functionality a 2 transformer layout, employing a tape wrapped core as the saturating core and a ferrite core as the output transformer, delivers optimum execution.

2 ट्रांसफार्मर मॉडल असाधारण दक्षता शानदार आवृत्ति स्थायित्व, और न्यूनतम स्विचिंग ड्रॉडाउन प्रदान करता है।



फेराइट कोर आमतौर पर फ्लाई-बैक ट्रांसफार्मर संस्करणों में उपयोग किया जाता है , जो न्यूनतम कोर लागत, कम सर्किट व्यय और शीर्ष वोल्टेज दक्षता प्रदान करते हैं। पाउडर कोर (MPP, हाई फ्लक्स, कूल Mμ®) नरम संतृप्ति, अधिक Bmax और अधिक लाभप्रद तापमान की कमी पैदा करता है और अक्सर कई फ्लाईबैक यूजेस या इंडक्टर्स में पसंदीदा विकल्प होता है।

उच्च आवृत्ति बिजली की आपूर्ति, या तो इनवर्टर और कन्वर्टर्स, सस्ती कीमत का प्रस्ताव है, और पारंपरिक 60 हर्ट्ज और 400 हर्ट्ज पावर विकल्पों की तुलना में कम वजन और संरचना।

इस विशिष्ट खंड में कई कोर विशिष्ट डिजाइन हैं जो अक्सर पेशे में उपयोग किए जाते हैं।

अधिक सामग्री

एफ, पी, और आर सामग्री, न्यूनतम कोर नुकसान और अधिकतम संतृप्ति प्रवाह घनत्व की सुविधा, उच्च शक्ति / उच्च तापमान कार्यक्षमता के लिए अनुशंसित हैं। पी मटेरियल कोर डेफिसिट 70 ° C तक तापमान के साथ गिरता है R मटेरियल लॉस 100 ° C तक गिर जाता है।

जे और डब्ल्यू सामग्री आपको व्यापक ट्रांसफार्मर के लिए बेहतर प्रतिबाधा प्रदान करती है, जो उन्हें निम्न-स्तरीय बिजली ट्रांसफार्मर के लिए भी अनुशंसित करती है।

कोरमेटरी

1) रंग सकते हैं

पॉट कोर, बहुत ज्यादा घाव बॉबिन को घेरने के लिए निर्मित होते हैं। यह बाहर के विकल्पों से ईएमआई लेने से कॉइल को सुरक्षित रखने की सुविधा देता है।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि सभी कंपनियों के बीच विनिमेयता मौजूद है, पॉट कोर का अनुपात IEC विनिर्देशों से बहुत अधिक है। दोनों सादे और मुद्रित सर्किट बॉबिन हैं
बढ़ते और असेंबली हार्डवेयर के रूप में बाजार पर।

इसके लेआउट के कारण, पॉट कोर आमतौर पर एक अनुरूप आकार के विभिन्न स्वरूपों की तुलना में अधिक उच्च कीमत वाला कोर होता है। पर्याप्त बिजली के उद्देश्यों के लिए पॉट कोर आसानी से सुलभ नहीं हैं।

2) डबल SLAB और RM कोरेस

स्लैब-पक्षीय ठोस केंद्र पोस्ट कोर पॉट कोर के समान हैं, लेकिन फिर भी स्कर्ट के किसी भी हिस्से पर एक खंड को कम करते हैं। पर्याप्त प्रवेश द्वार बड़े तारों को दर्ज करना संभव बनाते हैं और सेटअप से गर्मी को खत्म करने में योगदान करते हैं।

आरएम रंग पॉट कोर के समान हैं, हालांकि पीसीबी क्षेत्र को घुमावदार करने के लिए, स्थापना स्थान में न्यूनतम 40% कटौती की आपूर्ति की जाती है।

मुद्रित सर्किट या सादे बॉबिन प्राप्य हैं। सीधा 1 यूनिट क्लैम्प परेशानी मुक्त निर्माण को सक्षम करता है। निचली रूपरेखा प्राप्त करने योग्य है।

मजबूत मध्य टुकड़ा कम कोर नुकसान बचाता है जो बदले में गर्मी संचय को समाप्त करता है।

3) EP कोरेस

ईपी कोर परिपत्र केंद्र-पोस्ट क्यूबिकल डिज़ाइन हैं जो मुद्रित सर्किट बोर्ड टर्मिनलों के अपवाद के साथ कुंडल को अच्छी तरह से घेरते हैं। विशिष्ट उपस्थिति चुंबकीय ट्रैक में संभोग की दीवारों पर स्थापित वायु प्रवाह दरारों के प्रभाव को समाप्त करती है और आपको उपयोग किए गए निरपेक्ष क्षेत्र के लिए अधिक महत्वपूर्ण मात्रा अनुपात प्रदान करती है। आरएफ से सुरक्षा बहुत सुंदर है।

4) PQ रंग

PQ कोर स्विच्ड मोड पावर सप्लाई के लिए विशिष्ट रूप से अभिप्रेत है। लेआउट घुमावदार क्षेत्र और सतह क्षेत्र को थोक के अधिकतम अनुपात के लिए अनुमति देता है।

इसलिए, इष्टतम प्रेरण और घुमावदार सतह दोनों पूर्ण न्यूनतम कोर आयाम के साथ प्राप्त करने योग्य हैं।

इसके परिणामस्वरूप कोर बहुत कम इकट्ठे ट्रांसफार्मर द्रव्यमान और आयाम के साथ इष्टतम बिजली के उत्पादन को वहन करता है, साथ ही मुद्रित सर्किट बोर्ड पर अंतरिक्ष के नंगे न्यूनतम स्तर पर कब्जा कर लेता है।

मुद्रित सर्किट बॉबिन और एक बिट क्लैंप के साथ सेट करना आसान बना दिया गया है। यह किफायती मॉडल बहुत अधिक सजातीय क्रॉस-सेक्शनल अनुभाग का आश्वासन देता है जिसके परिणामस्वरूप कोर अक्सर अलग-अलग लेआउट की तुलना में गर्म पदों की एक छोटी राशि के साथ काम करते हैं।

5) और रंग

ई कोर, पॉट कोर की तुलना में सस्ता है, जबकि सीधा बोबिन घुमावदार और सीधी असेंबलिंग के पहलू हैं। गैंग वाइंडिंग इन कोर का उपयोग करने के लिए लगाए गए बॉबिन के लिए प्राप्त करने योग्य है।

ई कोर कभी नहीं, सभी एक ही, वर्तमान आत्म परिरक्षण। फाड़ना आकार ई लेआउट को पिछले समय में व्यावसायिक रूप से सुलभ बॉबिन्स को समायोजित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो प्रथागत संदूषण माप की स्ट्रिप स्टैम्पिंग के अनुरूप है।

मीट्रिक और दीन आकार भी मिल सकता है। ई कोर आम तौर पर विभिन्न संगति के लिए एम्बेडेड होते हैं, जो विभिन्न अनुभागीय क्षेत्रों को प्रस्तुत करते हैं। इन विभिन्न पार अनुभागीय क्षेत्रों के लिए Bobbins व्यावसायिक रूप से सुलभ हैं।

ई कोर आमतौर पर अद्वितीय अभिविन्यासों में स्थापित किए जाते हैं, यदि पसंदीदा हो, तो कम लाभ प्रदान करें।
लो-फ़िक्स फ़िक्सिंग के लिए प्रिंटेड सर्किट बॉबिन मिल सकते हैं।

ई कोर उनकी अधिक सस्ती दर, असेंबली और वाइंडिंग की सुविधा, और हार्डवेयर के वर्गीकरण का संगठित प्रचलन है।

6) प्लानर और रंग

प्लेनर ई कोर लगभग सभी आईईसी पारंपरिक मापों में पाए जा सकते हैं, साथ ही पूरक क्षमताओं के कई।

मैग्नेटिक्स आर मटेरियल को दोषपूर्ण रूप से प्लेनर आकृतियों से मिलान किया जाता है, जिससे इसकी घटी हुई एसी कोर हानियाँ और न्यूनतम नुकसान 100 ° C पर हो।

ज्यादातर मामलों में प्लेनर लेआउट में मानक टेराइट ट्रांसफार्मर के विपरीत कम मोड़ संख्या और कृषि योग्य थर्मल अपव्यय होता है, और इस कारण से अंतरिक्ष और प्रभावशीलता के लिए आदर्श डिजाइन बढ़े हुए घनत्व को जन्म देते हैं। उन विविधताओं में, आर सामग्री का समग्र प्रदर्शन लाभ मुख्य रूप से काफी उल्लेखनीय है।

लेग स्पैन और विंडो एलिवेशन (बी और डी अनुपात) नए टूलिंग के बिना व्यक्तिगत उद्देश्यों के लिए लचीले हैं। यह डेवलपर के लिए योजनाबद्ध कंडक्टर स्टैक ऊंचाई के साथ सटीक रूप से फिट होने के लिए किसी भी अनुमानित स्थान की कमी को ठीक करने के लिए संभव बनाता है।

क्लिप और क्लिप स्लॉट कई उदाहरणों में पेश किए जाते हैं, जो विशेष रूप से प्रोटोटाइप के लिए प्रभावी हो सकते हैं। I-cores इसके अतिरिक्त मानक हैं, जो लेआउट में और भी अधिक अनुकूलन क्षमता की अनुमति देता है।

ई-आई प्लानर पैटर्न उच्च थोक उत्पादन में प्रभावी चेहरे सम्मिश्रण को सक्षम करने के लिए काम में आते हैं, साथ ही गैप्ड इंकेटर कोर बनाने के लिए जिसके द्वारा फ्रिंजिंग ड्रॉडाउन को प्लानर संरचना के आधार पर पूरी तरह से विचार करने की आवश्यकता होती है।

7) EC, ETD, EER और ER CORES

इस प्रकार के पैटर्न ई कोर और पॉट कोर के बीच एक मिश्रण हैं। ई कोर की तरह, वे दोनों तरफ एक विशाल अंतर प्रदान करते हैं। यह कम आउटपुट वोल्टेज के लिए आवश्यक बड़े आकार के तारों के लिए संतोषजनक कमरे को सक्षम बनाता है, जो बिजली की आपूर्ति को बंद करता है।

इसके अलावा यह हवा के संचलन की गारंटी देता है जो निर्माण ठंडा बनाए रखता है।

बीच का टुकड़ा गोलाकार होता है, जो पॉट कोर के समान होता है। वृत्ताकार केंद्रीय स्तंभ के सकारात्मक पहलुओं में से एक यह है कि घुमावदार एक बहुत ही समान अनुभागीय क्षेत्र के साथ एक वर्ग प्रकार के केंद्रीय स्तंभ के चारों ओर तार की तुलना में इसके चारों ओर एक छोटा कोर्स अवधि (11% तेज) होता है।

यह विंडिंग के नुकसान में 11% की कमी करता है और कोर के लिए बेहतर उत्पादन क्षमता के साथ सामना करना भी संभव बनाता है। परिपत्र केंद्रीय स्तंभ इसके अलावा तांबे में नुकीले गुना को कम करता है जो एक वर्ग प्रकार के केंद्रीय स्तंभ पर घुमावदार के साथ स्थानांतरित होता है।

8) टारोइड

परिणामी रूप से उत्पादन करने के लिए टोरस लागत प्रभावी हैं, ये सबसे प्रासंगिक कोर डिजाइनों में से कम से कम महंगे हैं। क्योंकि कोई भी बोबिन आवश्यक नहीं है, गौण और शुल्क लगाना नगण्य है।

टॉराइडल वाइंडिंग उपकरण पर विंडिंग पूरी हो जाती है। परिरक्षण विशेषता सुंदर ध्वनि है।

अवलोकन

फेराइट ज्यामिति आपको आकारों और शैलियों में एक विशाल विकल्प प्रदान करती है। बिजली की आपूर्ति उपयोग के लिए एक कोर चुनने पर, तालिका 1 में प्रदर्शित विनिर्देशों का मूल्यांकन किया जाना चाहिए।

ट्रांसफॉर्मर कोर का चयन

ट्रांसफार्मर कोर पर बिजली प्रसंस्करण क्षमता आमतौर पर अपने WaAc उत्पाद पर आकस्मिक होती है, जिसमें वा को प्रस्तावित कोर विंडो स्पेस दिया जाता है, और एसी उपयोगी कोर क्रॉस-सेक्शनल स्पेस है।

हालांकि ऊपर दिए गए समीकरण वायाक को विशेष कोर ज्यामिति के आधार पर संशोधित करने में सक्षम बनाता है, प्रेसमैन तकनीक मौलिक कारक के रूप में टोपोलॉजी का लाभ उठाती है और निर्माता को वर्तमान घनत्व को नामित करने में सक्षम बनाती है।

सामान्य जानकारी

एक पूर्ण ट्रांसफार्मर है, लेकिन एक जो कमरे के बहुत कम मात्रा की मांग करते हुए न्यूनतम कोर गिरावट का वादा करता है।

किसी विशेष कोर में कोर हानि विशेष रूप से आवृत्ति के साथ फ्लक्स घनत्व से प्रभावित होती है। ट्रांसफार्मर के संबंध में आवृत्ति महत्वपूर्ण कारक है। फैराडे का नियम बताता है कि जैसे-जैसे आवृत्ति में तेजी आती है, फ्लक्स घनत्व कम होता जाता है।

आवृत्ति के बढ़ने की तुलना में फ्लक्स का घनत्व कम होने की स्थिति में कोर खोने वाले ट्रेड्स बहुत अधिक कम हो जाते हैं। एक चित्रण के रूप में, जब एक ट्रांसफार्मर 250 kHz पर और 2 kG पर R सामग्री 100 ° C पर संचालित होता है, तो कोर विफलताएं लगभग 400 mW / cm3 होगी।

यदि आवृत्ति दो बार की गई थी और अधिकांश अन्य सीमाएं अनसुनी की गई थीं, तो फैराडे के नियम के परिणामस्वरूप, फ्लक्स घनत्व की संभावना 1kG हो जाएगी और परिणामी कोर ड्राडाउन लगभग 300mW / cm3 हो जाएगा।

मानक फेराइट पावर ट्रांसफार्मर 50- 200mW / cm3 से लेकर कोर लॉस प्रतिबंधित हैं। अधिक लाभकारी बिजली अपव्यय और वाइंडिंग्स में काफी कम तांबे के कारण, प्लानर मॉडल को 600 mW / cm3 तक बहुत अधिक मुखर रूप से संचालित किया जा सकता है।

CIRCUIT श्रेणियाँ

कई सर्किटों पर कई बुनियादी प्रतिक्रियाएं हैं: पुश-पुल सर्किट प्रभावी है क्योंकि डिवाइस ट्रांसफॉर्मर कोर के द्वि-दिशात्मक उपयोग का कारण बनता है, कम तरंग के साथ एक आउटपुट प्रस्तुत करता है। इसके बावजूद, सर्किटरी अतिरिक्त परिष्कृत है, और ट्रांसफार्मर कोर संतृप्ति का परिणाम ट्रांजिस्टर के टूटने में हो सकता है जब पावर ट्रांजिस्टर असमान स्विचिंग गुणों को ले जाते हैं।

फ़ीड फॉरवर्ड सर्किट लागत में सस्ते हैं, सिर्फ एक ट्रांजिस्टर लागू करते हैं। इस तथ्य के कारण रिपल न्यूनतम है कि ट्रांसफार्मर में स्पष्ट रूप से स्थिर राज्य वर्तमान धाराएं कोई फर्क नहीं पड़ता कि ट्रांजिस्टर चालू है या बंद। फ्लाईबैक सर्किट सीधा और किफायती है। इसके अलावा, ईएमआई मुद्दे काफी कम हैं। इसके बावजूद, ट्रांसफार्मर बड़ा है और लहर अधिक महत्वपूर्ण है।

पुष-पू ण श द

एक पारंपरिक पुश-पुल सर्किट चित्र 2 ए में प्रस्तुत किया गया है। फ़ीड वोल्टेज एक आईसी नेटवर्क, या घड़ी का आउटपुट है, जो ट्रांजिस्टर को बारी-बारी से चालू और बंद करता है। ट्रांजिस्टर आउटपुट पर उच्च आवृत्ति वर्ग तरंगों को अंततः परिष्कृत किया जाता है, डीसी उत्पन्न करता है।

PUSH-PULL CIRCUIT में कोर

फेराइट ट्रांसफार्मर के लिए, 20 किलोहर्ट्ज़ पर, आमतौर पर समीकरण (4) को प्रवाह घनत्व (बी) के स्तर के साथ equation 2 kG अधिकतम करने के लिए जाना जाता है।

यह चित्र 2B में हिस्टैरिसीस लूप के रंगीन खंड द्वारा निकाला जा सकता है। यह बी डिग्री मुख्य रूप से चुना जाता है क्योंकि इस आवृत्ति के साथ कोर का चयन करने का प्रतिबंधित पहलू कोर नुकसान है।

20 किलोहर्ट्ज़ पर, यदि ट्रांसफार्मर संतृप्ति के आसपास प्रवाह घनत्व के लिए आदर्श है (जैसा कि छोटी आवृत्ति लेआउट के लिए किया जाता है), कोर एक अनियंत्रित तापमान वृद्धि हासिल करने जा रहा है।

उस कारण से, 2 केजी के छोटे ऑपरेटिंग फ्लक्स घनत्व ज्यादातर मामलों में मुख्य नुकसान को सीमित करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कोर में एक सस्ती तापमान वृद्धि में मदद मिलती है।

20 kHz से ऊपर, मुख्य नुकसान अधिकतम। बढ़ी हुई आवृत्तियों पर एसपीएस को निष्पादित करने के लिए, कोर फ्लक्स दरों को kg 2 किलो से कम निष्पादित करना महत्वपूर्ण है। चित्रा 3 में 25 ° C के इष्टतम तापमान में वृद्धि के साथ मैग्नेटिक्स 'पी' फेराइट सामग्री के लिए लगातार 100mW / cm3 कोर नुकसान कई आवृत्तियों पर महत्वपूर्ण नुकसान के लिए फ्लक्स के स्तर में गिरावट प्रदर्शित करता है।

चित्रा 4 ए में रखी गई फीड फॉरवर्ड सर्किट में, ट्रांसफार्मर हिस्टैरिसीस लूप के 1 चतुर्थांश में निष्पादित होता है। (अंजीर 4 बी)।

सेमीकंडक्टर डिवाइस पर लागू यूनिपोलर दालें संतृप्ति के पास अपने बीआर मूल्य से संचालित होने वाले ट्रांसफार्मर कोर के बारे में लाती हैं। जैसे-जैसे दालें शून्य हो जाती हैं, वैसे-वैसे इसकी बीआर दर में बढ़ोतरी होती है।

एक बेहतर दक्षता बनाए रखने में सक्षम होने के लिए, प्राथमिक प्रेरण को चालू और कम तार की खराबी को कम करने में मदद करने के लिए उच्च बनाए रखा जाता है। इसका तात्पर्य है कि कोर को शून्य या वायु प्रवाह खोलने का एक न्यूनतम हिस्सा होना चाहिए।




पिछला: एडजस्टेबल 3 वी, 5 वी, 6 वी, 9 वी, 12 वी, 15 वी दोहरी बिजली आपूर्ति सर्किट अगला: ऑटोमोबाइल इग्निशन सर्किट में एक PWM मल्टी-स्पार्क जोड़ना