Sut i Gyfrifo Cymhareb Troi Trawsnewidydd ar gyfer Ceisiadau Cyflenwad Pŵer

Mae cymhareb troi'r trawsnewidydd yn baramedr sylfaenol a ddefnyddir i bennu'r berthynas foltedd rhwng y dirwyniadau cynradd ac uwchradd. Ar gyfer cymwysiadau cyflenwad pŵer, fodd bynnag, mae cyfrifo'r gymhareb troadau cywir yn gofyn am fwy na dim ond rhannu'r foltedd mewnbwn â'r foltedd allbwn.

Mewn trawsnewidydd confensiynol, mae'r gymhareb foltedd yn uniongyrchol gysylltiedig â'r gymhareb troeon troellog. Mewn cyflenwad pŵer newid, mae dyluniad terfynol y trawsnewidydd hefyd yn dibynnu ar dopoleg y trawsnewidydd, amlder newid, cylch dyletswydd, tonffurf, dull cywiro, craidd magnetig, ac ystod foltedd gweithredu.

Ar gyfer peirianwyr a phrynwyr OEM sy'n gweithio gyda thrawsnewidydd amledd uchel neu newid newidydd cyflenwad pŵer, gall deall y perthnasoedd hyn wneud dewis trawsnewidyddion a datblygu arfer yn fwy effeithlon.

1. Beth yw Cymhareb Troi Trawsnewidydd?

Mae'r gymhareb troi trawsnewidyddion yn disgrifio'r berthynas rhwng nifer y troadau ar y dirwyniad cynradd a nifer y troadau ar y dirwyniad eilaidd.

Ar gyfer trawsnewidydd delfrydol:

Vp / Vs=Np / Ns

Lle:

Vp=Foltedd cynradd

Vs=Foltedd eilaidd

Np=Tro cynradd

Ns=Tro eilradd

Er enghraifft, os yw'r foltedd cynradd yn 400 V a'r foltedd eilaidd gofynnol yn 40 V:

400 / 40 = 10

Felly'r gymhareb troiadau cynradd cynradd i-eilaidd sylfaenol yw:

Np : Ns=10 :1

Mae'r cyfrifiad hwn yn darparu'r berthynas foltedd sylfaenol. Nid yw, ynddo'i hun, yn pennu dyluniad dirwyn terfynol trawsnewidydd cyflenwad pŵer ymarferol.

2. Sut i Gyfrifo'r Gymhareb Troi Sylfaenol

Mae'r cyfrifiad symlaf yn seiliedig ar y foltedd cynradd ac uwchradd.

Yn troi Cymhareb=Foltedd Cynradd / Foltedd Eilaidd

Er enghraifft, ystyriwch drawsnewidydd gyda:

Foltedd cynradd: 240 V

Foltedd eilaidd: 24 V

Y gymhareb troi sylfaenol yw:

240 / 24 = 10

Felly:

Np : Ns=10 :1

Os yw'r dirwyniad cynradd yn cynnwys 200 tro, byddai'r dirwyniad eilaidd damcaniaethol yn cynnwys:

200 / 10=20 tro

Mae hyn yn briodol fel cyfrifiad trawsnewidydd delfrydol.

Ar gyfer newidydd gwirioneddol, rhaid i'r gwneuthurwr werthuso colledion, amodau gweithredu, fflwcs magnetig, cerrynt troellog, a'r gylched cyflenwad pŵer penodol ymhellach.

3. Cymhareb Troiadau Cynradd-i-Eilaidd yn Switching Power Supplies

Mae newidydd cyflenwad pŵer sy'n newid yn gweithredu'n wahanol i drawsnewidydd amledd prif gyflenwad confensiynol.

Mae'r newidydd fel arfer yn cael ei yrru gan donffurf switsiedig a gynhyrchir gan gylched switsio lled-ddargludyddion. Felly mae'r foltedd a roddir ar y dirwyniad cynradd yn dibynnu ar dopoleg y cyflenwad pŵer a'r amodau newid.

Mae topolegau cyffredin yn cynnwys:

Flyback

Ymlaen

Gwthio -tynnu

Hanner{0}}pont

Pont-lawn

Oherwydd bod y topolegau hyn yn trosglwyddo ynni'n wahanol, mae'r berthynas rhwng foltedd mewnbwn, foltedd allbwn, cylch dyletswydd, a chymhareb troi trawsnewidyddion hefyd yn wahanol.

Dyma pam y cyfrifiad canlynol:

Foltedd Mewnbwn / Foltedd Allbwn

dylid ei drin fel man cychwyn yn hytrach na'r hafaliad dylunio terfynol ar gyfer pob cyflenwad pŵer newid.

4. Pam Mae Beic Dyletswydd yn Effeithio Cymhareb Troi

Mewn llawer o gyflenwadau pŵer PWM, rheolir y foltedd allbwn trwy'r cylch dyletswydd newid.

Mae'r cylch dyletswydd yn cynrychioli canran pob cyfnod newid pan fydd y gylched switsio yn cymhwyso egni i'r trawsnewidydd.

Ar gyfer perthynas trawsnewidydd symlach, gall y foltedd allbwn fod yn gysylltiedig â'r gymhareb foltedd mewnbwn, cylch dyletswydd, a throi.

Gellir mynegi perthynas gynrychioliadol fel:

Vout ≈ Vin × D × (Ns / Np)

Lle:

Vout=Foltedd allbwn

Vin=Newid perthnasol -foltedd mewnbwn cam

D=Cylchred dyletswydd

Ns/Np=cymhareb troad eilaidd-i-sylfaenol

Mae'r hafaliad gwirioneddol yn dibynnu ar dopoleg y trawsnewidydd a chyfluniad cylched.

Am y rheswm hwn, mae angen i wneuthurwr trawsnewidydd wybod topoleg y cyflenwad pŵer cyn pennu'r gymhareb troi terfynol.

5. Rhaid Ystyried Amrediad Foltedd Mewnbwn

Gall defnyddio'r foltedd mewnbwn enwol yn unig arwain at ddyluniad trawsnewidydd anaddas.

Er enghraifft, gall cyflenwad pŵer newid weithredu o:

300–400 V DC

yn hytrach nag ar un foltedd sefydlog.

Rhaid i'r trawsnewidydd weithredu'n gywir ar draws yr ystod hon tra'n cynnal y foltedd allbwn gofynnol ac osgoi fflwcs magnetig gormodol.

Wrth ddatblygu trawsnewidydd personol, darparwch:

Isafswm foltedd mewnbwn

Foltedd mewnbwn enwol

Uchafswm foltedd mewnbwn

Cylchred dyletswydd uchaf

Amlder newid

Foltedd allbwn gofynnol

Cerrynt allbwn

Dylid gwerthuso'r gymhareb troi yn erbyn yr ystod weithredu gyflawn yn hytrach nag un gwerth enwol.

6. Nid yw Foltedd Allbwn Bob amser yn Gyfartal â Foltedd Eilaidd y Trawsnewidydd

Dyma un o'r camgymeriadau mwyaf cyffredin mewn cyfrifiadau cymhareb troadau trawsnewidyddion.

Tybiwch fod angen allbwn 12 V DC rheoledig ar gyflenwad pŵer.

Nid yw o reidrwydd yn golygu y dylai dirwyniad eilaidd y trawsnewidydd gael ei ddylunio ar gyfer 12 V yn unig.

Rhwng y trawsnewidydd a'r allbwn DC terfynol, gall y gylched gynnwys:

Deuodau unionydd

Cywiro cydamserol

Anwythyddion allbwn

Cynwysorau

Cylchedau rheoleiddio foltedd

Tocynwyr PCB

Mae'r cydrannau hyn yn dylanwadu ar y foltedd gwirioneddol a ddarperir i'r llwyth.

Felly mae angen pennu foltedd eilaidd y trawsnewidydd yn ôl y gylched cyflenwad pŵer cyflawn.

Ar gyfer newidydd amledd uchel wedi'i deilwra, dylai'r gwneuthurwr dderbyn y gofynion ochr eilaidd gwirioneddol yn hytrach na'r foltedd allbwn DC terfynol yn unig.

7. Mae Diferion Foltedd yn Effeithio ar y Gymhareb Troi Ymarferol

Nid oes gan drawsnewidydd delfrydol unrhyw golledion trydanol. Mae newidydd go iawn yn ei wneud.

Gall diferion foltedd ddeillio o:

Ymwrthedd dirwyn i ben cynradd

Gwrthiant dirwyn i ben eilaidd

Gostyngiad foltedd unionydd

Inductance gollyngiadau

Wrthi'n newid{0}}colledion dyfais

Gwrthiant PCB

Colledion trawsnewidydd eraill

Er enghraifft, os oes rhaid i'r allbwn terfynol aros ar 24 V o dan lwyth, efallai y bydd angen i'r newidydd ddarparu foltedd eilaidd sy'n gwneud iawn am y colledion foltedd yng ngweddill y gylched.

Mae swm yr iawndal yn dibynnu ar ddyluniad y cyflenwad pŵer a'r amodau llwyth.

Felly, dylid sefydlu'r gymhareb troi gwirioneddol ar ôl ystyried y llwybr trydanol cyflawn.

8. Troi Cymhareb a Dylunio Craidd Magnetig

Mae'r gymhareb troi yn pennu'r berthynas foltedd rhwng y dirwyniadau, ond rhaid i'r nifer absoliwt o droadau hefyd fod yn gydnaws â'r craidd magnetig.

Ar gyfer trawsnewidydd amledd uchel, mae'r prif droadau yn cael eu dylanwadu gan:

Foltedd cymhwysol

Amlder newid

Cylchred dyletswydd uchaf

Ardal drawsdoriadol graidd

Deunydd craidd

Dwysedd fflwcs uchaf

Newid tonffurf

Gall rhy ychydig o droadau cynradd arwain at fflwcs magnetig gormodol ac o bosibl yrru'r craidd tuag at dirlawnder.

Gall gormod o droadau gynyddu hyd troellog, colled copr, inductance gollyngiadau, a maint y trawsnewidydd.

Felly, mae dyluniad trawsnewidydd yn gofyn am y ddau:

Y gymhareb troi cywir

a

Y nifer absoliwt cywir o droadau.

Mae'r rhain yn gysylltiedig, ond nid ydynt yr un paramedr dylunio.

9. Cymhareb Troi Hefyd Yn Pennu'r Berthynas Gyfredol

Mae cymhareb troi'r trawsnewidydd yn gysylltiedig â cherrynt yn ogystal â foltedd.

Ar gyfer trawsnewidydd delfrydol:

Ip / Ydy=Ns / Np

Lle:

Ip=Cerrynt cynradd

A yw=Eilaidd yn gyfredol

Np=Tro cynradd

Ns=Tro eilradd

Mae hyn yn golygu pan fydd foltedd yn cael ei gamu i lawr, mae'r ochr uwchradd yn gyffredinol yn cario cerrynt uwch ar gyfer yr un pŵer a drosglwyddir.

Mae hyn yn cael effaith uniongyrchol ar ddyluniad dirwyn y trawsnewidydd.

Rhaid i'r gwneuthurwr ddewis dimensiynau dargludydd addas a threfniadau troellog yn ôl y cerrynt gwirioneddol.

Ar gyfer -windings eilaidd cyfredol uchel, efallai y bydd y dyluniad yn gofyn am:

Tocynwyr mwy

Gwifrau cyfochrog lluosog

Haenau troellog priodol

Trefniadau dirwyn arbennig

Felly, dylid ystyried cymhareb troi bob amser ynghyd â gofynion pŵer a chyfredol.

10. Enghraifft: Cyfrifo Cymhareb Troadau ar gyfer Cyflenwad Pŵer

Ystyriwch gyflenwad pŵer newid symlach gyda:

Mewnbwn DC: 320 V

Allbwn gofynnol: 24 V

Newid topoleg: half{0}}bont

Cylchred dyletswydd fras: 50%

Mae cymhariaeth foltedd syml yn rhoi:

320 / 24 = 13.33

Fodd bynnag, byddai'n anghywir pennu cymhareb newidydd 13.33:1 ar unwaith heb ystyried y gweithrediad hanner pont.

Mae'r foltedd a gymhwysir mewn gwirionedd i'r cynradd trawsnewidydd, cylch dyletswydd, dull cywiro, colledion foltedd, ac ystod rheoleiddio oll yn effeithio ar y dyluniad terfynol.

Felly byddai gwneuthurwr y trawsnewidydd yn defnyddio'r fanyleb cyflenwad pŵer gyflawn i bennu:

Craidd priodol

Troi cynradd

Troadau uwchradd

Cymhareb troi

Maint gwifren

Trefniant dirwyn i ben

Strwythur inswleiddio

Cynnydd tymheredd disgwyliedig

Dyma pam y dylid perfformio datblygiad trawsnewidydd arferol ynghyd â dyluniad gwirioneddol y trawsnewidydd.

11. Trawsnewidydd Cyffredin Troi Camgymeriadau Cyfrifo Cymhareb

Camgymeriad 1: Defnyddio Foltedd Mewnbwn ÷ Foltedd Allbwn fel y Gymhareb Derfynol

Mae hwn yn fan cychwyn delfrydol ond nid yw'n ddigonol ar gyfer llawer o gymwysiadau cyflenwad pŵer newid.

Camgymeriad 2: Anwybyddu Topoleg y Trawsnewidydd

Mae gan drawsnewidwyr hedfan yn ôl, ymlaen, hanner{0}}pont, a-pont lawn-berthnasau trosglwyddo{-gwahanol foltedd ac egni.

Camgymeriad 3: Anwybyddu Cylch Dyletswydd

Mae rheolaeth PWM yn newid y foltedd a'r egni effeithiol a ddarperir trwy'r trawsnewidydd.

Camgymeriad 4: Allbwn DC Drysu Gyda Foltedd Eilaidd

Gall y foltedd DC rheoledig terfynol fod yn wahanol i foltedd eilaidd y trawsnewidydd gofynnol oherwydd cywiro a cholledion cylched eraill.

Camgymeriad 5: Dewis Cymhareb Troi Heb Wirio Fflwcs Craidd

Gall cymhareb foltedd gywir arwain at ddwysedd fflwcs gormodol o hyd os yw nifer absoliwt y troadau cynradd yn rhy isel.

Camgymeriad 6: Anwybyddu Cerrynt Weindio

Rhaid i'r dargludydd troellog allu trin yr RMS gwirioneddol a'r ceryntau brig a gynhyrchir gan y cyflenwad pŵer.

12. Pa Wybodaeth Ddylech Chi Roi Gwneuthurwr Trawsnewidydd Custom?

Wrth ofyn am drawsnewidydd arferol ar gyfer cyflenwad pŵer, mae darparu gwybodaeth dechnegol gyflawn yn helpu'r gwneuthurwr i werthuso'r dyluniad yn gywir.

Ar gyfer prosiectau OEM, mae'r paramedrau hyn yn rhoi digon o wybodaeth i wneuthurwr trawsnewidyddion amledd uchel i werthuso'r dyluniad magnetig a throellog yn lle dibynnu ar fanylebau foltedd anghyflawn.

13. Pryd Ddylech Chi Weithio Gyda Gwneuthurwr Trawsnewidydd?

Gall newidydd safonol fod yn addas pan fo'r foltedd, pŵer, amlder, dimensiynau a gofynion mowntio eisoes yn cyd-fynd â dyluniad presennol.

Ar gyfer offer OEM, fodd bynnag, efallai y bydd angen addasu'r newidydd o amgylch y cyflenwad pŵer gwirioneddol.

Gall gwneuthurwr trawsnewidydd arfer werthuso:

Detholiad craidd magnetig

Troadau cynradd ac uwchradd

Strwythur dirwyn i ben

Dewis gwifren

Inswleiddiad

Inductance gollyngiadau

Cynnydd tymheredd

Dimensiynau mecanyddol

Dichonoldeb cynhyrchu

Mae hyn yn arbennig o bwysig pan fo'n rhaid i'r newidydd ffitio PCB penodol neu weithredu o fewn ystod effeithlonrwydd a thymheredd diffiniedig.

Casgliad

Mae cyfrifo cymhareb troi trawsnewidyddion yn dechrau gyda'r berthynas rhwng foltedd cynradd ac uwchradd:

Vp / Vs=Np / Ns

Ond dim ond man cychwyn ar gyfer trawsnewidydd cyflenwad pŵer ymarferol yw'r berthynas ddelfrydol hon.

Ar gyfer ceisiadau newid, rhaid i'r dyluniad terfynol hefyd ystyried topoleg trawsnewidydd, cylch dyletswydd, ystod foltedd mewnbwn, cywiro, colledion foltedd, amlder newid, craidd magnetig, dwysedd fflwcs, cerrynt troellog, ac amodau thermol.

Ar gyfer trawsnewidydd amledd uchel, rhaid datblygu'r gymhareb troadau cywir a'r nifer absoliwt o droadau gyda'i gilydd. Dylai dyluniad addas ddarparu'r trawsnewid foltedd gofynnol tra'n cadw fflwcs magnetig, colledion troellog, cynnydd tymheredd, a dimensiynau cyffredinol o fewn gofynion y cais.

Ar gyfer OEM a phrosiectau cyflenwad pŵer arferol, cyflenwi manylebau trydanol a mecanyddol cyflawn i wneuthurwr y trawsnewidydd yw'r ffordd fwyaf dibynadwy o bennu'r dyluniad dirwyn cynradd ac uwchradd priodol.

Tecawe Allweddol

Wrth gyfrifo cymhareb troi trawsnewidyddion, ystyriwch bob amser:

• Foltedd cynradd ac uwchradd
• Ystod foltedd mewnbwn
• Topoleg trawsnewidydd
• Cylch dyletswydd
• Amlder newid
• Dull cywiro
• Diferion foltedd a cholledion cylched
• Craidd magnetig a dwysedd fflwcs
• Cerrynt cynradd ac uwchradd
• Inswleiddio a gofynion thermol

Mae'r gymhareb troi yn sefydlu'r berthynas foltedd sylfaenol, ond mae'r dyluniad trawsnewidydd cyflawn yn pennu a fydd y gydran yn perfformio'n ddibynadwy yn y cyflenwad pŵer mewn gwirionedd.