在变压器磁滞损耗,以及它如何影响交流电路

2022年3月17日

这个变压器的磁芯将创建在高输入电流和磁场磁滞损耗。

变形金刚是其中一个重要的设备,使现代生活,为他们提供了一个临界功率转换函数。他们加强或下台AC电压/电流到有用的水平,然后可以转换为直流和使用你最喜欢的电子产品。如果你想要任何插入墙和接收电网电力,有一些重要的需求需要满足,其中一个与变压器磁滞。

不幸的是,与磁滞在变压器磁滞损耗。每个变压器展览一些磁滞损耗的输入电流,来回振动,这些损失表现为轻微的失真和输出功率效率的降低。当你需要力量直接转换你的PCB,或者你只需要选择一个电力变压器转换,注意变压器磁滞损耗。

变压器磁滞损耗的原因是什么?

每一个变压器包含一个铁磁材料为核心,和所有磁性材料会有磁饱和,发生在高磁场强度。当这种情况发生时,磁化的程度你感应磁性材料已经达到最大;你不能使这种材料有更大程度的磁性一旦发生饱和。结果,导致变压器铁心的磁化停止增加即使输入电流和磁通继续增加。

一旦输入流量开关方向,需要一定的磁通引起变压器铁心的磁化方向切换。这是滞后的本质;虽然磁场转换方向,磁化的核心(表现在磁场)没有完全减少到零,直到领域超过一定的阈值(称为强制力)。滞后的影响在核心由于磁场线圈电流产生的磁场是下图所示。

磁滞窗口。

磁场不工作在磁域的核心材料,但它仍然是方便认为磁场的经历非保守的力量,在许多圆圈称为磁摩擦。摩擦的比喻是恰当的能量损失表现为核心如热量。在现实中,磁场磁域实际上转变的核心材料。这导致了熟悉的嗡嗡声和振动在大型变压器操作非常高的领域。由于分散,磁滞损耗作为频率的函数不同,选择时应考虑变压器。

简单的答案是,磁滞损耗无法轻易降低添加一些组件或调整几何。变压器铁心中的磁滞损耗正比于该地区封闭滞后窗口中为给定的核心材料。出于这个原因,高磁敏感材料,因为他们倾向于使用窄滞后窗口。阅读本文找到一个表材料特性和名义损失在100 kHz的普通变压器铁心材料。

除了磁滞损耗,每个变压器经历以下损失的来源:

并非所有香料对变压器模型包括所有来源的损失。最基本香料纯粹是线性模型,不包括任何损失。一起工作实际变压器标准香料模拟,您需要使用一个建模工具占滞后或者其他损失的电力转换系统。这个区域的电子设计一直研究香料模拟器存在。看看最近的IEEE的这篇文章学习更多的关于发展与滞后的香料模型变形金刚。

香料模拟磁滞损耗

大电流系统中三相电压波形。注意,由于滞后失真。

等电力系统和电气设备必须遵守标准IEEE 519 - 2014, NEMA IS07 p1 - 2019和IEC标准,所有这些定义可接受的上限总谐波失真(THD)电力电子。这些标准会影响系统的其他方面相关的变压器磁滞以不同的方式。

除了明智的变压器的选择,您需要仔细选择以下部件和电路拓扑结构对权力的转换,调节和过滤。下表显示了一个短的重要组成部分和电路列表需要包含在交流输入/转换部分:

组件/电路	在能量转化
磁学EMI滤波器	使用一个与共模线圈磁芯,消除共模EMI的输入部分设备上进行。注意,这些过滤器基本上是变形金刚,也可以体验磁滞损耗。
PFC电路	平滑开关式稳压器时的电流波形的吸引力量,当变压器磁滞损耗导致失真。
监管机构拓扑(LDO或开关)	提供稳定的直流输出功率与效率高。一些监管机构拓扑,例如向前,回程转换器,使用二极管和3-winding变压器磁滞损耗而产生稳定的直流输出。
整流二极管	从技术上讲,可以使用任何二极管整流,只要其正向电压足够低。许多桥式整流电路为特定的交流额定线电压。