Jo højere transformerens switchfrekvens er, desto mindre er dens volumen. Betyder det så, at der ikke er nogen øvre grænse for switchfrekvensen? Kan volumen så være meget lille?
Svaret er negativt. I den faktiske arbejdsproces bestemmes frekvensen af højfrekvente transformere af flere faktorer og kan opdeles i flere aspekter:
1. Kredsløbstopologi flyback-topologi: Transformere har funktionerne energilagring og transformation, med en almindeligt anvendt driftsfrekvens på 40-100 kHz. Når frekvensen er under 40 kHz, er jernkernens volumen for stor, hvilket resulterer i en større strømforsyningsvolumen; Når frekvensen overstiger 100 kHz, kan spændingsspidser forårsaget af lækageinduktans beskadige switchingtransistoren.
Fremadrettet topologi: Det almindelige område er 60-150 kHz, men det kræver afbalancering af magnetiske kernetab og kontakttab. Push-pull/halvbro/fuldbro-topologi: Symmetrisk kontaktdrevet tovejsmagnetiseret magnetisk kerne, højere effektivitet, understøtter højere frekvenser fra hundredvis af kHz til MHz, men kræver mere komplekst kontroldesign og varmeafledning.
2. Egenskaberne ved magnetiske kernematerialer omfatter magnetisk hysteresetab og hvirvelstrømstab. Inden for et bestemt område stiger det magnetiske kernetab med stigende frekvens. Derfor bør forskellige magnetiske kernematerialer have forskellige frekvensanvendelsesområder for at sikre relativt lavere magnetiske kernetab. For eksempel er manganzinkferrit egnet til brug ved frekvenser fra 10 til 300 kHz, mens nikkelzinkferrit er egnet til brug ved frekvenser over 1 MHz.
For det andet, når frekvensen stiger, skal den maksimale magnetiske induktionsintensitet reduceres for at undgå mætning af den magnetiske kerne. For eksempel er den magnetiske induktionsintensitet for DMR40 0,38 T, og når vi designer ved en frekvens på 100 kHz, tager vi normalt en værdi på omkring 0,2 T.
3. MOS-transistorer tilhører unipolare enheder med en tænd-sluk-tid i nanosekunder. Den teoretiske driftsfrekvens kan nå MHz, og den faktiske maksimale driftsfrekvens er flere hundrede kHz. IGBT tilhører bipolare enheder med en relativt lang sluk-tid og en maksimal driftsfrekvens, der normalt ligger mellem 40 og 50 kHz.
4. Stigningen i effektivitet og varmeafledningsfrekvens fører til en stigning i tab i kontakter og drev, hvilket resulterer i et fald i den samlede effektivitet og en stigning i varmeudvikling. For at sikre, at produktets temperatur er inden for det normale område, er der behov for flere foranstaltninger til at håndtere varmeafledning.
5. Ved høje frekvenser stiger omkostningerne på grund af øgede switchtab, hvilket kræver flere foranstaltninger til at håndtere varmeafledning, hvilket fører til en stigning i omkostningerne. For det andet oplever kondensatorer og induktorer ofte ydelsesforringelse ved høje frekvenser, og vi er nødt til at vælge enheder, der er egnede til højere frekvenser, hvilket øger omkostningerne. I praktisk design er omkostningerne begrænsede, hvilket ofte bestemmer den øvre grænse for driftsfrekvensen.
6. Chip-karakteristika: PWM-styringschips har ofte krav til øvre frekvensgrænser for at reagere på dynamiske belastningsjusteringer. Dette bestemmer også, at transformerens switchfrekvens er inden for et bestemt område.
Opslagstidspunkt: 6. august 2025
