フェライト コア トランス;基本に関する決定版ガイド
ほとんどの電力用変圧器は、基本的な機能として二次巻線と一次巻線を備えています。また、3次巻線が存在する場合もあります。そのため、トランスを駆動するために巻線間に効果的な鎖交磁束が存在する必要があります。その結果、磁束リンケージが優れた機能を発揮するように、高い能力を持つ低磁気抵抗の磁気経路が追加されています。磁路はコアと呼ばれるものです。
現在、コアは、フェライト、スチール、シリコンなど、さまざまな素材で作られています。この記事では、フェライト コアのみに焦点を当て、さまざまな種類、利点、用途について詳しく説明します。さらに、お客様にとって重要な可能性があるその他の知識を提供する場合があります。
1.フェライト コア トランスとは
多くの場合、磁気フェライト コアには、マンガン、亜鉛、ニッケル化合物、および酸化鉄が組み合わされています。化合物は保磁力が低いため、ソフトフェライトに分類されます。フェライト コアのタイプには、シェル、トロイダル、円筒形、クローズド コアがあります。
(磁気コアのトロイダルまたは円筒形インダクタ)
フェライト コア トランスは通常、鉄心トランスと比較して需要が高くなります。フェライト トランスには、高電流への耐性、ヒステリシス損失の低さ、ラミネート加工の不要などの利点があります。
一方、鉄心変圧器は低渦損失モードを達成するために積層が必要です。また、ラミネーションを薄くすることはできないため、高い周波数では効果がない傾向があります。
2.フェライト コア トランスの種類と利点
タイプ
以下のリストは、フェライト コア トランスの主要なタイプで構成されています。
マンガン亜鉛 (MnZn)
高い透磁率を持つ MnZn に加えて、ニッケル亜鉛フェライトよりも高い飽和レベルを持っています。したがって、動作周波数が 5MHz 未満のアプリケーションに最適です。さらに、コアのインピーダンスは 70MHz までのインダクタに適しています。
ニッケル亜鉛 (NiZn)
MnZn と比較して、NiZn は抵抗率が高くなります。そのため、主に 2MHz から数 100MHz の周波数範囲を必要とするアプリケーションで使用します。さらに、そのインピーダンスは、70MHz を超えるインダクタに対応できます。ただし、NiZn フェライト コアは温度に敏感で、キュリー温度はさらに低く、500°C 未満です。
サンドダスト
砂塵はフェライトのみで使用できる高周波チョークコイルです。
ラミネーション/アモルファス &ナノ結晶
主に、UPS、溶接セット、インバーターなどの分野で、ラミネーション/アモルファスおよびナノ結晶を見つけることができます。
また、フェライト コアには次のようにさまざまな形状があることに注意してください。
ETD コア; まず、センター ポストの巻線抵抗が最小の ETD コアがあります。巻線抵抗により、電力効率を高めるための寸法の最適化が可能になります。さらに、インダクタや電源トランスに効率的に適合します。
EER コア; 次に、丸いセンター ポスト機能を備えた EER コアがあります。ほとんどの場合、丸いセンター ポストは、四角いセンター ポストと比較して、より短い巻き取り経路の長さを可能にします。
ええ、コアです; ボビン巻きが特徴です。そして、簡単に組み立てることができます。 E、I の主な用途は次のとおりです。インバータ トランス、ブロードバンド、パワー、コンバータ、テレコム インダクタ、ディファレンシャル。
EFD コア; 断面積フィーチャーを持っています。そのため、複数のトランスとインダクタ、およびコンパクトなトランスを使用するアプリケーションは、それらの恩恵を受けることができます.
(フェライト ビーズ インダクタ)。
メリット
ほとんどの電気アプリケーションに提供されるフェライト コア トランスの利点には、次のようなものがあります。
<オール>
(磁界のヒステリシス)。
電気産業におけるフェライト コア トランスのその他の利点:
- 低いヒステリシス係数
- 高い Q 値、
- 低信号歪み、および
- DC 感度が低い。
3.フェライト コア トランスの主な用途とは?
フェライト コア トランスは、次のような幅広い用途に使用されています。
- DC-DC コンバーター; ここでは、直流電圧を増減します。
- モバイル充電器; 明らかに、各電話充電器には特定のアンペアと電圧があります。したがって、フェライトコアトランスは、要件の状態に応じて電圧を増減するのに役立ちます。
- パワー電子回路; 高周波を使用するすべてのパワー電子回路には、フェライト コア トランスが組み込まれています。たとえば、純粋な正弦波インバーターとスイッチモード電源インバーターがあります。
- 家電; フェライト トランスを使用する家電製品には、冷蔵庫、AC、洗濯機、テレビなどがあります。さらに、変圧器は動作中の EMI フィルタリングでノイズ レベルの抑制に役立ちます。
（フェライト部品によるノイズ低減）。
- ブラシレス DC インバーター; フェライト トランスは、ブラシレス DC インバータ回路で AC を DC に、または AC を AC に変換します。
- ソーラー パネル; さらに、ソーラー パネルやバッテリーでは、変圧器が低 DC 電圧を上昇させます。
- 電気自動車; 電気自動車のエンジンモーターや充電器にはフェライトコアトランスが使われています。
- 照明; 最後に、フェライト トランスはドライバー トランスとして機能し、LED セグメントに必要な電圧を供給します。
4.フェライト コア トランスの計算方法
何よりもまず、必要なパラメーターをすべて配置します。ここでの設計は、センター タップ プッシュ プル トポロジです。
一次ターンを計算する
3はプライマリターンです。
- 二次ターンを計算します。ピーク二次値は 310V で一定です。 13V ～ 10.5V (最低) の動作電圧を維持するのに役立ちます。 310V に 20V を追加すると 330V になり、これは最大出力ピーク電圧に十分な値です。
- PWM フィードバック制御の最大二次電圧を決定します。 PMW は全デューティ サイクルの 98% です。したがって、バッテリーが 10.5V、2 次側で 310V の場合、計算を使用します。 98% × 10.5V =10.29V。最終的な最大二次電圧は 330 V で、一次電圧は 10.29 V です
- 一次二次巻数比を求めます。比率は 330:10.29 =32.1
- 二次側の巻数の計算は、一次側の巻数 (3) と定格電圧の比率 (32.1) を乗算することによって求められます。これで、32.1 × 3 =96.3 が 96 に四捨五入されます。
- 補助ターン数を計算する
外部実装には補助巻線が必要です。式は次のとおりです。
5.さまざまなトポロジのフェライト トランスの設計方法
アプリケーションやコア タイプが異なれば、回路設計に基づいて名前やトポロジも異なります。トポロジには、フライバック、プッシュプル、ハーフブリッジ、シェル タイプなどがあります。それにもかかわらず、任意のトポロジ形式のフェライト トランスを設計する場合は、形状、単価、最適な温度、サイズ、および周波数を考慮してください。上記のポイントは、コア損失を最小限に抑え、電気的絶縁を提供し、コアの飽和を防ぐことにより、トランスを維持する必要があります。
フェライト トランスの動作周波数とサイズは、2 つの主なアプリケーションに依存します。力と信号。
(強磁性金属コア)。
シグナル アプリケーション; ここでのフェライト トランスは、メガヘルツ スケールの高い周波数を持ち、小型です。
電源アプリケーション; 信号アプリケーションとは対照的に、ここのトランスは大きく、低周波数 (範囲 – 1kHz から 200kHz) です。
手順
- 変圧器の設計プロセスを開始する前に、要件が目的のアプリケーションと一致していることを確認してください。プロジェクトの要件には、電流レベル、出力電圧、動作周波数、および入力電圧が含まれる場合があります。
- 次に、動作温度、取り付けスタイル、絶縁、間隔、漏れ電流、サイズなど、その他のパラメータを確認します。
- 次に、コアの選択に進みます。選択したコアに合うようにボビンが必要です。ボビンは完成後の製品の取り付けにも役立ちます。
- 4 番目に、「フェライト コア トランスの計算方法」という小見出しの下にある式を使用して、電力損失、巻数を計算します。また、その他の必要なパラメータを計算することもできます。
- 次に、種雄牛のサイズと一次巻線電流を決定する必要があります。
式は次のとおりです。一次電流 =総出力電力 + 変圧器の電力損失を一次電圧で割った値。
- その後、二次巻線に必要な巻き数を決定します。ここでは、機械図面からワイヤを確認します。次に、それらが平均巻き長さ、高さ、およびボビンで巻き取り領域に収まるようにします。さらに、巻線間に断熱材を追加しますが、巻線の全高も考慮してください。
- さらに、負荷電圧を測定し、2 次巻線の交差路を開路して設計を検証します。繰り返しますが、サブヘッダー 4 の式を使用して、各巻線の抵抗を計算します。また、同じ巻線で交差する電圧降下を計算します。電圧降下＝電流×抵抗。
- 最後に、必要な温度を計算して終了します。フェライト トランスの温度上昇は、巻線の電力損失とコアの電力損失に起因します。アプリケーションに応じて、計算によって許容温度が決定されます。
6.フェライト コア トランスと単純なトランスの違いは何ですか?
以下の表は、単純なトランスとフェライト コア トランスの違いをまとめたものです。
(銅コイルトランス).
結論
全体として、フェライト コア トランスは効率的な性能を備えているため、高周波アプリケーションを検討する場合に最適なオプションです。変圧器は高い透磁率、高い保磁力を持ち、低電力を伝導します。高周波アプリケーションには、スイッチ モード電源、ノイズ フィルター、RF (無線周波数) インダクタ、変圧器などが含まれます。
これらの変圧器の使用方法や適切な変圧器の購入方法については、まだいくつかのガイダンスを提供しています.再度ご利用になる場合は、お問い合わせください。喜んでお手伝いさせていただきます。
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