電源を切り替えるためのフェライトリング。スイッチング電源のトランスの計算

の必要がありました強力なブロック栄養。私の場合、2つの装甲磁気回路があります-テープとトロイダルです。装甲タイプ：ShL32x50（72x18）。トロイダルタイプ：OL70/110-60。

トロイダル磁気コアを備えた変圧器を計算するための初期データ：

一次巻線電圧、U1 = 220 V;
二次巻線の電圧、U2 = 36 V;
二次巻線電流、l2 = 4 A;
コアの外径、D = 110 mm;
コア内径、d = 68 mm;
コアの高さ、h=60mm。

ShL32x50（72x18）タイプの磁気回路を備えた変圧器の計算では、コア自体が4アンペアの電流で36ボルトの電圧を供給できることが示されましたが、2次巻線を巻くことができない場合があります。不十分なウィンドウ領域。 OL70/110-60タイプの磁気回路を備えた変圧器の計算に進みます。

ソフトウェア（オンライン）計算により、パラメーターをその場で実験し、開発時間を短縮できます。以下の式を使用して計算することもできます。プログラムの入力フィールドと計算フィールドの説明：水色フィールド-計算用の初期データ、黄色フィールド-テーブルから自動的に選択されたデータ。これらの値を調整するチェックボックスをオンにすると、フィールドの色が水色に変わり、次のことが可能になります。独自の値を入力するには、フィールド緑色-計算値。

変圧器の手動計算の式と表：

1.二次巻線の電力;

2.変圧器の全体的な電力。

3.変圧器コイルの位置での磁気回路の鋼の実際の断面。

4.変圧器コイルの位置での磁気回路の鋼の推定断面。

5.コアウィンドウの実際の断面積;

6.サイズ定格電流一次巻線;

7.各巻線のワイヤセクションの計算（I1およびI2の場合）。

8.絶縁体の厚さを考慮せずに、各巻線のワイヤの直径を計算します。

9.トランス巻線の巻数の計算。

n-回転数、
U'-巻線の電圧降下。公称値、表を参照してください。

トロイダルトランスでは、巻線の総電圧降下の相対値は、装甲トランスと比較してはるかに小さくなります。

10.1ボルトあたりの巻数の計算。

11.磁気回路が与えることができる最大電力を計算するための式。

Sstf-コイルの位置にある既存の磁気回路の実際の鋼の断面。

Sokf-既存の磁気回路の窓の実際の面積;

Vmax-磁気誘導。表5を参照。

J-電流密度。表3を参照。

Kok-ウィンドウ充填率。表No.6を参照してください。

Кst-磁気回路の鋼による充填率。表7を参照してください。

電磁負荷VmaxとJの値は、変圧器回路の2次巻線から得られる電力に依存し、表から計算されます。

Sst * Sokの値を決定すると、計算の結果として得られた面積比以上の磁気回路の必要な線形サイズを選択することができます。

コンテンツ：

電子工学および電気工学で広く使用されています他の種類トランスフォーマー。これにより、多くの生産分野で電子システムを使用できるようになります。経済活動。したがって、基本的な計算とともに、非常に重要パルストランスの計算を取得します。これらのデバイスは、最新の電源のすべての回路で使用されている重要な要素です。

パルストランスの目的と操作

パルストランスは通信システムなどで使用されています自動装置。彼ら主な機能パルスの振幅と極性を変更することです。これらのデバイスが正常に動作するための主な条件は、送信する信号の歪みが最小であることです。

パルストランスの動作原理は次のとおりです。特定の値の長方形の電圧パルスが入力に到達すると、一次巻線に徐々に出現します。電流そしてその強さをさらに高めます。この状態は、順番に、変化につながります磁場二次巻線と外観起電力。この場合、信号は実質的に歪んでおらず、小さな電流損失は何にも影響を与えません。

トランスが設計電力に達すると、パルスの負の部分が必ず現れます。二次巻線に単純なダイオードを取り付けることにより、その影響を最小限に抑えることができます。結果として、この場所では、インパルスも可能な限り長方形の構成に近づきます。

パルストランスと他の同様のものとの主な違い技術システムその非常に不飽和な動作モードが考慮されます。磁気回路の製造には、特殊合金を使用しています。スループット磁場。

初期データの計算とデバイス要素の選択

まず、最適な磁気回路を正しく選択する必要があります。ユニバーサルデザインには、W字型とカップ型の構成のアーマーコアが含まれます。コアのパーツ間に必要なギャップを設定すると、どのような場所でも使用できるようになりますインパルスブロック栄養。ただし、ハーフブリッジプッシュプルコンバータを組み立てれば、従来のリング磁気回路を省くことができます。計算する際には、リングの外径（D）、リングの内径（d）、リングの高さ（H）を考慮する必要があります。

磁気回路に関する特別な参考書があり、リングの寸法はKDxdxH形式で示されています。

パルストランスを計算する前に、特定の初期データのセットを取得する必要があります。まず、供給電圧を決定する必要があります。可能性に関連して、ここにはいくつかの困難があります。したがって、計算では、220 V + 10％の最大値が採用され、特別な係数が適用されます。

振幅値は、242 V x 1.41=341.22Vです。
さらに341.2-0.8x2 \ u003d340Vから整流器の両端の電圧降下を差し引いたもの。

誘導と周波数の値は、次の表を使用して決定されます。

1.マンガン-亜鉛フェライト。

オプション	フェライトグレード
オプション

2.ニッケル亜鉛フェライト。

オプション	フェライトグレード
オプション
tgδ≤0.1、MHzでのカットオフ周波数
Hm = 800 A / m、Tでの磁気誘導B

パルストランスの巻線

巻くときパルストランスこれらのデバイスの特性を考慮する必要があります。まず、磁気回路の全周に巻線が均一に分布していることに注意する必要があります。そうしないと、デバイスの電力が大幅に低下し、場合によっては障害が発生します。

自分の手でワイヤーを巻く場合は、「ターン・トゥ・ターン」巻きが使用され、1層になっています。そのようなものに基づいて技術仕様、必要な巻数を決定するという観点から、パルストランスの計算も実行されます。巻線に使用するワイヤの直径は、ワイヤ全体が1つの層に正確に収まるように選択する必要があります。この場合の巻数は、計算されたデータと一致します。と式を使用して得られた結果との差は10〜20％である可能性があり、正確な巻数に注意を払わずに巻線を作成できます。

計算を実行するには、次の式があります。 W = n(D - 10 S - 4 d) / d、ここで W一次巻線の巻数です。 n-3.1416に等しい定数値、 D-磁気回路リングの内径、 S-絶縁ガスケットの厚さ、 d- 直径絶縁電線。最大計算誤差許容値は、ワイヤ密度に応じて-5〜 + 10％です。

プッシュプルパルストランス、ブリッジおよびハーフブリッジ電源電圧コンバータの計算用に設計されたソフトウェア。

Lite-CalcITの主な利点の中で、便利で理解しやすいグラフィカルインターフェイス、考慮されている電磁デバイスのさまざまな機能の制御と説明、およびかなり信頼できる結果の形成に注目する価値があります。

考慮されたソフトウェアは、直径を計算することを可能にします巻線（表皮効果-特定の周波数での導体アレイへの電流浸透の深さを考慮に入れる）、磁気回路の電力損失、変圧器巻線の巻数とその全体的な電力、一次側の磁化電流巻線とそのインダクタンス、磁気回路の過熱など。重要な機能 Lite-CalcITは、修正スキームと可用性を選択する機能ですさまざまなオプション PWMコントローラ：TL494、SG3525、IR2153など。変圧器を冷却するには、強制と自然の2つの方法もあります。コア形状はE、ER、EI、ETD、Rタイプが可能で、コアベースは補充可能です。他のサンプルの製品のデータは、製造元のドキュメントに従って個別に入力する必要があります。コンボボックスに新しいコアを追加すると、プログラムはその名前に形状の接頭辞と材料名を自動的に追加します。 Lite-CalcITは、1つの変圧器の最大4つの二次巻線を計算することを提供し、各二次巻線について、図に従って、独自の整流方式が示されています。このソフトウェアは、作業結果を表示するときに、ワイヤーの直径だけでなく、これらのワイヤーで巻く必要のあるストランドの数も提供します。中点のあるバイポーラ電源が存在する場合、各アームの巻数は「+」記号で示されます。

個々の計算結果と入力フィールドに関するツールチップがあります。さらに、パラメータの数が妥当な制限を超える場合（たとえば、コア加熱）、このソフトウェアはこれについてユーザーに警告し、設定値の数を個別に制限します。プログラムを再起動すると、前の計算のすべてのデータが保存されます。

このソフトウェアは、ExcellentITプログラムの簡略版であり、膨大な数の異なる特定のパラメーター（デフォルトでは平均として使用されます）をいじりたくない人に適しています。ただし、これにより計算エラーが大きくなります。との主な違い完全版-出力インダクタのインダクタンスを計算できず、作業結果を保存、ロード、および印刷できません。 Lite-CalcITを使用する場合、ワニスのワイヤーの直径が銅の入力の直径よりも大きくなることを忘れないでください。

このソフトウェアの作者は、プスコフ市に住む国内プログラマーのウラジミール・デニセンコです。 ExcellenceITとLite-CalcITに加えて、彼はさまざまなデバイスの巻線コンポーネントを決定するための他のいくつかのプログラムを作成しました。ブースター（ステップダウンとステップアップを計算するためにシャープ化）スイッチングレギュレータ）、フォワード（フォワードシングルエンドコンバータトランス）およびフライバック（インダクタ-フライバックコンバータトランス）。著者はユーザーの希望に従い、上記のソフトウェアを絶えず改良しています。彼のプログラムは旧ソ連諸国だけでなく海外でも人気を博しました。

Lite-CalcITプログラムは完全に無料で配布されます。インストール中にインストールする必要はありません。

考慮されているパルストランス計算機のインターフェース言語はロシア語です。

プログラムサイズは1MB未満です。仕事のためのプラットフォームオペレーティングシステム Microsoft Windows XP、Vista、および7（32ビットおよび64ビットで動作テスト済み）。 Lite-CalcITは、Wineで実行するとLinuxでも機能します。

ダウンロード：（ダウンロード：953）

プログラムの配布：自由

適切に設計されたプッシュプルコンバーター D.C.巻線を介してコアの磁化はありません。
これにより、完全な再磁化サイクルを使用して最大の電力を得ることができます。変圧器には相互に依存するパラメータが多数あるため、計算は段階的に実行され、必要に応じて初期データが指定されます。

1.巻数と電力を決定する方法は？

巻線を過熱しない状態から得られる全体的な電力は、次のようになります。

Pgab = S o S c f B m / 150 (1)

どこ： Pギャブ-パワー、W; Sc-磁気回路の断面積、cm 2; そう-コアウィンドウ領域、cm 2; f-発振周波数、Hz; B m = 0.25 T-100kHzまでの周波数での国内ニッケルマンガンフェライトの誘導の許容値。

変圧器の最大電力を全体の80％に選択します。

P max = 0.8 P gab (2)

一次巻線の最小巻数 n 1決定最大電圧巻線に ええと許容コア誘導 bm:

n =（0.25⋅104 U m）/（f B m S c） (3)

巻線電流密度 j最大電力が300Wの変圧器の場合、3..5 A / mm 2を使用します（電力が多いほど、電力は少なくなります）
意味）。線径（mm）は、次の式で計算されます。

d = 1.13⋅（I / j）1/2 (4)

どこ私-実効巻線電流（A）。

例1：

超音波設備の場合、30..40Wの電力の昇圧トランスが必要です。一次巻線の電圧は正弦波であり、実効値があります U eff=100Vおよび30kHzの周波数。

選びましょうフェライトリング K28x16x9。
その断面積： Sc \ u003d（D-d）⋅h/ 2 \ u003d（2.8-1.6）⋅0.9/ 2 \ u003d 0.54 cm 2
ウィンドウエリア： したがって、\ u003d（d / 2）2π\ u003d（1.6 / 2）2π\ u003d 2 cm 2

全体的な力： Pgab=0.54⋅2⋅30⋅103⋅0.25/150= 54 W
最大の力： Pmax = 0.8・54 = 43.2 W

最大巻線電圧： Um=1.41⋅100=141V
ターン数： n 1 \u003d0.25⋅104⋅141/（30⋅103⋅0.25⋅0.54）\ u003d 87
ボルトあたりの巻数： n 0 \ u003d 87/100 \ u003d 0.87

一次巻線の電流の実効値： I = P / U = 40/100 = 0.4 A
電流密度5A/mm2を選択します。次に、銅線の直径： d = 1.13・（0.4 / 5）1/2 = 0.31 mm

2.電流密度を指定するにはどうすればよいですか？

低電力変圧器を製造している場合は、過熱を恐れることなく、電流密度を試して、より細いワイヤを選択できます。エラノシャンの本では、次のタブレットが与えられています：

なぜ電流密度は変圧器の電力に依存するのですか？
放出される熱量は、特定の損失とワイヤの体積の積に等しくなります。熱の放散量は、巻線の面積と、巻線と媒体の間の温度差に比例します。変圧器のサイズが大きくなると、体積は面積よりも速く成長し、同じ過熱に対して、特定の損失と電流密度を減らす必要があります。 4..5 kVAの電力の変圧器の場合、電流密度は1..2 A/mm2を超えません。

3.一次巻線の巻数を指定するにはどうすればよいですか？

一次巻線の巻数を知る nそのインダクタンスを計算してみましょう。トロイドの場合、次の式で決定されます。

L =μ0μS、n 2 / l a (5)

エリアはどこですか Sと m2で与えられる、平均の長さ磁力線 l a m単位、インダクタンスH単位、 μ0\u003d4π⋅10-7 H/m-磁気定数。

エンジニアリングバージョンでは、この式は次のようになります。

L = A L n 2（5A）、 n =（L / A L）1/2（5 B）

係数 A Lおよび電力パラメータ S o S cいくつかのタイプのリングについて、表2に示します。

トランスがマッチングデバイスとして機能するには、次の条件が満たされている必要があります。

L>（4 .. 10）R /（2πfmin） (6)

どこ L-インダクタンス（H）、 R \ u003d U 2 eff / P n負荷抵抗オーム、一次巻線に還元、
fmin-最小周波数Hz。

キーコンバータでは、2つの電流が一次巻線に流れます。これは長方形の負荷電流です。 I pr \ u003d U m / Rと三角電流
磁化$$I_T=（1 \ over L）\ int_0 ^（T / 2）U_1 dt =（T \ over 2L）U_m $$

通常の操作では、三角形のコンポーネントの値は、長方形のコンポーネントの10％を超えてはなりません。

L> 5 R / f（7）

必要に応じて、巻数を増やすか、より大きなフェライトを使用してください μ 。巻線の巻数を過大評価することは望ましくありません。動作周波数でのターン間容量の増加により、共振振動。選択したフェライトは、動作周波数帯域で十分な最大誘導と低損失を備えている必要があります。原則として、低周波数（最大1 MHz）では、フェライトと μ = 1000 .. 6000、および無線周波数で使用する必要があります μ = 50 .. 400.

例2：

例1の変圧器は、透磁率のニッケルマンガンフェライト2000NMで作られたK28x16x9リングに巻かれています。 μ = 2000.
負荷電力P=40 W、一次巻線の実効電圧Ueff = 100 V、周波数f =30kHz。
そのターン数を指定しましょう。

負荷抵抗の低減： R = 100 2/40=250オーム
磁気コアの断面積： Sc \ u003d 0.54 cm 2 \ u003d 0.54・10 -4 m 2
平均磁力線長： la \u003dπ（D + d）/ 2 \u003dπ（2.8 + 1.6）⋅10-2 / 2\u003d6.9⋅10-2m
インダクタンス係数： A L\u003d4π10-720000.54 10 -4 / 6.9 10 -2 \ u003d 1963 nH / vit 2

最小一次巻線インダクタンス： L = 10・250 /（2π・3・10 4）= 13.3 mH
ターン数： n =（13.3・10 -3 / 1.963・10 -6）1/2 = 82以前に計算されたものよりもさらに小さくなります。 n min=87。
したがって、十分なインダクタンスの条件が満たされ、巻線の巻数はn=87になります。

4.使用できるフェライトとその理由を教えてください。

ご存知のように、変圧器のコアは電磁エネルギーの集光器の機能を果たします。許容誘導が高い B透磁率μが大きいほど、伝達エネルギーの密度が高くなり、変圧器がコンパクトになります。いわゆる透磁率が最も高い。強磁性体- さまざまな接続鉄、ニッケルおよび他のいくつかの金属。

磁場は、強度H（巻線電流に比例）と磁気誘導B（材料内の磁場の力の作用を特徴付ける）の2つの量で表されます。 BとHの関係は、物質の磁化曲線と呼ばれます。強磁性体の場合、面白い機能-ヒステリシス（ギリシャの遅れ）-衝撃に対する瞬間的な応答がその履歴に依存する場合。

ゼロ点（このセクションは主磁化曲線と呼ばれます）を離れた後、磁場は特定の閉曲線（ヒステリシスループと呼ばれます）に沿って走り始めます。特徴的なポイントが曲線上にマークされています-飽和誘導Bs、残留誘導Brおよび強制力Hs。

図1。フェライトの磁気特性。左側はヒステリシスループの形状とそのパラメータです。右側、フェライト1500NM3の主な磁化曲線さまざまな温度および周波数：1〜20 kHz、2〜50 kHz、3〜100kHz。

これらの量の値に従って、強磁性体は条件付きでハードとソフトに分けられます。前者は幅が広く、ほぼ長方形のヒステリシスループを備えており、永久磁石に適しています。また、変圧器にはループの狭い材料が使用されています。事実、変圧器のコアには電気的損失と磁気的損失の2種類の損失があります。電気（フーコー渦電流の励起用）は、材料の導電率と周波数に比例しますが、磁気のものは小さく、ヒステリシスループの面積は小さくなります。

フェライトは、セラミックバインダーで焼結された酸化鉄または他の強磁性体のプレス粉末です。このような混合物は、鉄の高い透磁率と酸化物の低い導電率という2つの相反する特性を兼ね備えています。これにより、電気的損失と磁気的損失の両方が最小限に抑えられ、変圧器を高周波で動作させることが可能になります。フェライトの周波数特性は、損失接線が0.1に達する臨界周波数fcによって特徴付けられます。熱-キュリー温度Tc。μが急激に1に低下します。

国内のフェライトには、初期の透磁率を示す数字と、周波数範囲と材料の種類を示す文字が付いています。
最も一般的な低周波ニッケル-亜鉛フェライト。文字HHで示されます。導電率が低く、周波数が比較的高いfc。しかし、それは大きな磁気損失と低いキュリー温度を持っています。
ニッケルマンガンフェライトの名称はHMです。その導電率が大きいため、fcは低くなります。しかし、磁気損失は小さく、キュリー温度は高く、機械的衝撃の恐れは少ないです。
フェライトのマーキングに1、2、3の数字を追加することもありますが、通常、フェライトが高いほど温度安定性が高くなります。

どのグレードのフェライトが私たちにとって最も興味深いですか？

変換技術には、fc = 1.5 MHz、Bs = 0.35..0.4 T、Tc=200℃の耐熱フェライト1500NM3が適しています。

特殊な用途向けに、フェライト2000NM3は、正規化されたデカムモジュレーション（透磁率の一時的な安定性）で製造されます。 fc = 0.5MHz、Bs = 0.35..0.4T、Tc=200℃です。

NMSシリーズのフェライトは、強力でコンパクトなトランス用に開発されました。たとえば、Bs = 0.45 Tの2500NMS1と、Bs =0.47Tの2500NMS2です。それらの臨界周波数はfc=0.4MHzであり、キュリー温度はTc>200℃です。

許容誘導Bmに関しては、このパラメータは調整可能であり、文献では標準化されていません。おおよそ考えることができます B m = 0.75 V s min。ニッケルマンガンフェライトの場合、これにより約0.25Tが得られます。高温でのBsの低下と、重大なケースでの経年劣化を考慮すると、安全に再生し、Bmを0.2Tに下げることをお勧めします。

一般的なフェライトの主なパラメータを表3にまとめています。

表3.いくつかのフェライトの主なパラメータ

ブランド	100NN	400NN	600NN	1000NN	2000	2000nm	1000NM3	1500NM1	1500NM3
μ初期	80..120	350..500	500..800	800..1200	1800..2400	1700..2500	800..1200	1200..1800	1200..1800
fc、MHz	7	3,5	1,5	0,4	0,1	0,5	1,8	0,7	1,5
Tc、℃	120	110	110	110	70	200	200	200	200
Bs、T	0,44	0,25	0,31	0,27	0,25	0,38..0,4	0,33	0,35..0,4	0,35..0,4

5.コアはどのくらい熱くなりますか？

磁気損失。

臨界fc未満の周波数では、磁石のエネルギー損失は主に再磁化損失で構成され、渦電流損失は無視できます。
経験と理論によると、磁化反転の1サイクルにおける単位体積（または質量）あたりのエネルギー損失は、に正比例します。
ヒステリシスループの領域。したがって、磁気損失の力：

P H=P0⋅V⋅f (8)

どこ P0–単位体積あたりの特定の損失（周波数で測定） f 0誘導時 B0) ,Vサンプルの量です。

ただし、周波数が高くなると、飽和誘導が減少し、ヒステリシスループが変形し、損失が増加します。これらの要因を説明するために、Steinmetz（C. P. Steinmetz、1890-1892）は実験式を提案しました。

P H = P1⋅m⋅（f / f 1）α（B / B 1）β (9)

同意しました f 1 = 1 kHz、B 1 = 1 T; 量 P 1、α、βハンドブックに記載されています。

表5.一部のフェライトの比損失

ブランド	1500NM3	2000NM1-A、B		2000NM3	2000NM-17		3000NM-A	6000NM-1
f	-	0.4..100 kHz	0.1..1 MHz	-	0.4..100 kHz	0.1..1 MHz	0.4..200 kHz	20..50 kHz	50..100 kHz
P 1、W / kg	23,2	32±7	13±3	44,6	63±10	25±4	48±8	11±2	38±0.8
α	1,2	1,2	1,4	1,3	1,2	1,4	1,2	1,35	1,6
β	2,2	2,4		2,7	2,85	2,76	2,69	2,6

銅の損失。

表皮効果を考慮しない、室温での一次巻線のオーミック損失：

P M1 = I 2 eff（ρ/ Sm）（（D --d）+ 2h）⋅n1 (10)

どこ 私は効果的です-実効電流、D-外部、d-リングの内径、h-メートル単位の高さ。 n1-ターン数。 sm - 横断面ワイヤー、mm 2; ρ=0.018オーム⋅mm2/m 抵抗率銅。

高温でのすべての巻線の総損失環境:

P M =（P M1 + P M2 + ..）（1 + 0.004（T-25°C）） (11)

変圧器の総損失。

PΣ=PH + P M (12)

自然対流の推定過熱温度：

ΔT=PΣ/（αmScool） (13)

ここで、αm \ u003d（10..15）-4 W / cm 2 o C、 Scool\u003dπ/2（D 2-d 2）+πh（D + d）

例3：

例1と2からトランスの損失を見つけましょう。簡単にするために、2次巻線と1次巻線は同じであると仮定します。実効電流
一次巻線Ieff\u003d0.4A.一次巻線の銅損 P M1 \ u003d 0.42⋅（0.018 / 0.08）（28-16 + 18）⋅10-3⋅870.1W。
両方の巻線の銅の損失： P M=0.2W。

フェライト2000NMの参照データによると P 1 \ u003d 32 W / kg、α\ u003d 1.2、β\ u003d 2.4、コアK28x16x9の質量は20グラムです。
フェライト損失： P H \ u003d 32（30/1）1.2（0.25 / 1）2.4⋅20⋅10-3 \ u003d 1.36 W

変圧器の総損失： PΣ=1.56W。おおよその効率=（40-1.56）/ 40・100％96％

6.変圧器の慣性特性をどのように考慮しますか？

図2。示されています。ソース抵抗が含まれます r i、負荷抵抗の低減 R \ u003d n 2 R nまた R \ u003d P n / U 2 eff、どこ n \ u003d U 1 / U 2-変換率、 U eff-一次巻線の実効電圧。

図2。トランスの等価回路。

トランスの慣性特性により、低漏れインダクタンスが決まります Ls、磁化インダクタンス Lμ（一次巻線のインダクタンスにほぼ等しい L1）、並列巻線容量 pで（いわゆる動的容量）および巻線間の直列容量 C p.

それらを評価する方法は？

L1式（5）によって計算されるか、実験的に測定されます。
漏れインダクタンスによると、桁違いは L s〜L1/μ。容量 C p 1ターンあたり約1pFです。

トランスはバンドパスフィルターのように機能します。低周波数では、カットオフ周波数のハイパスフィルターです。 ωn=R/Lμ.
高周波では、要素 Lsと Cpカットオフ周波数を持つローパスフィルターを形成します ωin≈（L s C p）-1/2.
直列容量 C p大きくはなく、パフォーマンスにはあまり影響しません。

モデルには2つの特徴的な共振があります。

並列回路の低周波（磁化共振） Lμ C p
その頻度 fμ（1 /2π）⋅（LμCp）-1 / 2、そして良さ Qμ（r i || R）⋅（Lμ/ C p）-1/2 (14)

によって形成される回路の高周波（散乱共鳴） Lsと C p.
その頻度 fs（1 /2π）⋅（L s C p）-1 / 2、そして良さ Q s（L s / C p）1/2 /ri。 (15)

これらの共振はどのように影響しますか？

トランスの周波数応答はバンドパスフィルターの周波数応答に似ていますが、その上端に共振があります fs特徴的なピークを与えます。
インパルスへの応答は、ソースと抵抗値の包含に依存します。
ソースの内部抵抗が小さい r i共鳴しかない fsパルスフロントでの特徴的な「リンギング」の形で。
ソースがキーを介して接続されている場合、それが開かれると、周波数の激しい振動 fμ

図3。トランスの周波数応答と過渡現象の例。その等価回路を以下の図4に示します。

7.パルストランスのパラメータの実験的測定。

サンプルには、サイズK10x6x2のフェライト3000NMのリングを使用しました。一次巻線は21ターン、二次巻線は14、変換比n = 1.5、負荷抵抗は4.7 kOhm、ソースはレベル6V、周波数1 MHz、内部抵抗のTTLマイクロ回路上の矩形パルス発生器でした。 ri200オーム.

理論上のパラメータを計算してみましょう。
S c\u003d4⋅10-6m2、la = 25.13・10 -3 m、 AL理論=600nH / vit 2 , L 1theor\u003d0.6⋅212\u003d265μH , Ls理論265/3000=0.09 µH , Cp理論21+14 =35pF。
負荷抵抗の低減 R \ u003d n 2 Rn \ u003d2.25⋅4.7〜10 kOhm.

AKIP-6107機器を使用したインダクタンス測定の結果：
L 1\u003d269μH , L 2\u003d118μH、得られる二次巻線を短絡する 2Ls = 6.8 µH、これは彼女の推定理論家よりも2桁高い。

動的容量Cpは、変圧器に適用することにより、式（15）から推定できます。矩形パルスオシロスコープを使用して、2次巻線の出力のパルスの前部にある「リンギング」の発振周期を測定します。「リンギング」周波数fsは18.5MHzであることが判明しました。これにより、Cp 21 pFが得られ、理論上の推定値とよく一致します。
実験との比較のために、測定されたパラメータを持つ等価回路がLTSpiceプログラムでモデル化されました。

図4。トランスフォーマーモデル。 Voutは減少した電圧であり、実際の電圧はn分の1になります。

図5。実験結果。垂直目盛りの目盛りは1目盛りあたり1ボルトです。

したがって、測定されたものに基づいて構築されたモデル Lμ、LsおよびCp実験とよく一致しています。
小さなリングの1ターンあたり1pFの静電容量の理論的な推定値は許容できますが、漏れインダクタンスの推定値は実際の推定値と2桁異なります。経験から判断する方が簡単です。

付録1.巻数の式の導出。

電圧が印加されたとき U誘導のEMFはその中の巻線に現れます E： U = -E = n Sc dB / dt

振幅のある正弦波電圧の場合 ええと： Um=nScωBm

ターン数はどこですか n = Um /（ScωBm）

通常の角周波数と面積をcm2で表すと、工学式が得られます。 n = 0.16・10 4 /（f Bm Sc）

大きさの長方形の電圧の場合 ええと： dB = dt Um /（n Sc）

時間の経過とともに0からT/2まで積分し、フィールドが半周期で-Bmから+ Bmに変化することを考慮に入れると、次のようになります。 2Bm =（T / 2）Um /（n Sc）

周期を周波数で表し、面積をcm 2で表すと、次の式が得られます。 n=0.25⋅104/（f Bm Sc）

どちらの場合にも適しています。

付録2.変圧器の全体的な電力の式の導出。

ファラデーの電磁誘導の法則によれば、コイルの電圧とコイルの磁気誘導の変化との関係は次のとおりです。

U dt = n Sc dB

0からT/2までの時間の間に、誘導は-Bmから+ Bmに変化し、次の制限内で統合されます。

U cf = 4 n Sc Bm f

ここで、$$ U_（cp）=（2 \ over T）\ int_0 ^（T / 2）U dt $$

ただし、デバイスは平均ではなく、一定のエネルギーに相当する実効電圧を測定します。真ん中と現在の関係
応力は形状係数を与えます to f \ u003d U eff / U cf。蛇行の場合は1、正弦1.11の場合は1です。
したがって、コイル両端の実効電圧は次のようになります。

U eff \ u003d 4 k f n Sc Bm f

以下の考慮事項から全体のパワーを推定します。周波数fは大きくなく、渦電流と磁化反転による損失は小さく、電力は小さくなります。
巻線の過熱によって制限されます。これは、両方の巻線で同じである最大電流密度jによって決定されます。
全体の電力は、一次巻線と二次巻線の電力の合計の半分として定義されます。

Pgab \ u003d（P 1 + P 2）/ 2 \ u003d（U eff1 I 1 + U eff2 I 2）/ 2 \ u003d j（S 1 n 1 + S 2 n 2）4からf Sc Bm / 2ここで、S1とS2は一次巻線と二次巻線の面積です。

これは、銅の面積Smで表すことができます。

Pgab = 2 k f f Sc Sm Bm j

銅の面積は、ウィンドウの塗りつぶし係数σ= Sm /S0に関連しています。
シグマは一種の経験的係数であり、単層巻線の場合は最小0.15、多層巻線の場合は最大0.4に等しくなります（適合しなくなります）。
その結果、式は次のようになります。

Pgab =2kfσfScS0 Bm j

ここにあるすべての値はSIにあります。

電圧が蛇行の形をしていると仮定しましょう。kf\u003d1.電流密度j\u003d 2.2 A /mm2を選択します。
充填率σ\u003d0.15、面積をcm 2、BmをT、周波数をHzで表すと、次の計算式が得られます。

Pgab = Sc S 0 f Bm / 150

ご覧のとおり、この式は大きなマージンを持って導き出されており、トランスからより多くの電力を得ることが実際に可能です。

文学。

Kosenko S.「プッシュプルコンバータのパルストランスの計算」//ラジオ、No。4、2005、p。 35-37、44。
EranosyanS.A.高周波変換器を備えたネットワーク電源。 --L.:Energoatomizdat。レニングラード。部門、1991、-176 p：病気。
S. V. Kotenev、A。N.Evseev。計算と最適化トロイダルトランスとチョーク。 -M .:ホットライン-テレコム、2013年。-359p.:病気。
A.ペトロフ「インダクタンス、チョーク、トランスフォーマー」//アマチュア無線家、No。12、1995、p.10-11。
ミハイロワM.M.、フィリッポフV.V.、ムスラコフV.P. 無線電子機器用の軟磁性フェライト。ディレクトリ。 -M .:ラジオと通信、1983年。-200 p。、病気。
リングコアの推定幾何学的パラメータ。
B.Yu.Semenov。アマチュアとプロのためのパワーエレクトロニクス。 M .: Solon-R、2001.-327p。：シルト

さまざまな種類の変圧器機器が電子回路や電気回路で使用されており、経済活動の多くの分野で需要があります。たとえば、パルストランス（以下、ITと呼びます）は、ほとんどすべての最新の電源に取り付けられている重要な要素です。