Chúng ta sẽ thiết kế một biến dòng. Việc sử dụng biến dòng giúp giảm tổn thất khi đo dòng điện ở cuộn sơ cấp của bộ chuyển đổi, ví dụ như nguồn cung cấp công suất lớn, do dòng điện quá lớn nên cần sử dụng cuộn dây biến dòng để theo dõi dòng điện nhằm giảm tổn thất. 。

Sự khác biệt giữa biến dòng và biến áp điện áp thông thường nằm ở đâu? Câu hỏi này ngay cả các kỹ sư thiết kế linh kiện từ tính cũng khó có thể trả lời chính xác. Điểm cơ bản là: biến áp cố gắng chuyển đổi điện áp từ cuộn sơ cấp sang cuộn thứ cấp, trong khi biến dòng cố gắng chuyển đổi dòng điện từ cuộn sơ cấp sang cuộn thứ cấp. Điện áp của biến dòng phụ thuộc vào tải.

Bằng một ví dụ thiết kế thực tế, chúng ta có thể hiểu rõ hơn nguyên lý làm việc của biến dòng.

Giả sử chúng ta dùng biến dòng để đo dòng điện ở cuộn sơ cấp của bộ chuyển đổi, dòng 10A ở cuộn sơ cấp tương ứng với điện áp 1V. Tất nhiên, chúng ta có thể dùng một điện trở 1V/10A = 100mΩ để đo, nhưng điện trở sẽ gây ra tổn thất là 1V × 10A = 10W, mức tổn thất này rất lớn và gần như không thể chấp nhận được trong hầu hết các thiết kế. Vì vậy, chúng ta nên chọn biến dòng, như hình 1 minh họa.

Hình 1 Sử dụng biến dòng đo dòng điện để giảm tổn thất

Để giảm điện trở cuộn dây, chúng ta lấy số vòng cuộn sơ cấp là 1 vòng, đồng thời để giảm dòng điện xuống mức thấp hơn, số vòng cuộn thứ cấp nên nhiều hơn. Nếu số vòng cuộn thứ cấp là N, theo định luật Ohm ta có (10/N)R = 1V, công suất tiêu thụ trên điện trở là P = (1V)^2/R. tỉ số trận đấu Chúng ta giả sử công suất tiêu thụ là 50mW (tức là có thể sử dụng điện trở 100mW), điều này đòi hỏi R phải không nhỏ hơn 20Ω. Nếu dùng điện trở 20Ω, theo định luật Ohm ta suy ra số vòng cuộn thứ cấp N = 200.

Bây giờ chúng ta xem xét lõi từ, giả sử diode là loại diode thông thường, điện áp hoạt động khoảng 1V, dòng điện là 10A/200 = 50mA. Điện áp đầu ra của biến dòng là 1V, cộng thêm điện áp hoạt động của diode là 1V, tổng điện áp khoảng 2V. Khi làm việc ở tần số 250kHz, cường độ cảm ứng từ trên lõi từ sẽ không vượt quá...

Trong đó 4us là thời gian của một chu kỳ, thực tế chắc chắn không đủ một chu kỳ.

Do thời gian dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp không thể vượt quá chu kỳ chuyển mạch (nếu không thì lõi từ không thể phục hồi), vì vậy diện tích tiết diện hiệu dụng (Ae) có thể nhỏ, và B cũng không lớn. Trong trường hợp này, kích thước lõi từ không thể xác định dựa trên yêu cầu tổn thất hoặc bão hòa từ thông, mà thường được xác định bởi điện áp cách ly giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp. Nếu không có yêu cầu về điện áp cách ly, kích thước lõi thường được xác định bởi thể tích của 200 vòng dây. Bạn có thể dùng dây dẫn số 40 để truyền dòng đỉnh 500mA, nhưng dây này quá mỏng, hầu hết các nhà sản xuất biến áp sẽ không làm theo yêu cầu này.

Lời khuyên thực tế: Trừ khi cần sử dụng, thông thường không nên dùng dây dẫn có tiết diện nhỏ hơn 36 AWG.

Bây giờ chúng ta phân tích tại sao không thể dùng biến áp điện áp thay thế cho biến dòng? Đã biết rằng điện áp ở cuộn thứ cấp chỉ là 2V, do đó điện áp ở cuộn sơ cấp là 2V/200 = 100mV. Nếu điện áp đầu vào DC là 48V, thì điện áp 10mV ở cuộn sơ cấp so với 48V là vô cùng nhỏ – lúc đó bạn có thể nhận được dòng 50mA ở cuộn thứ cấp mà ảnh hưởng đến cuộn sơ cấp là rất nhỏ. Giả sử một tình huống khác (không thực tế), điện áp đầu vào DC ở cuộn sơ cấp chỉ là 5mV, lúc đó biến dòng không thể có điện áp 10mV ở cuộn sơ cấp, đồng thời do điện trở cuộn sơ cấp (ví dụ như điện trở phản hồi từ cuộn thứ cấp) cũng khá lớn, điều này khiến cuộn thứ cấp không thể tạo ra dòng 50mA. Ngay cả khi toàn bộ 5mV được đặt lên cuộn sơ cấp, cuộn thứ cấp chỉ có thể tạo ra điện áp 200 × 5mV = 1V: không đủ để tạo ra điện áp đáng kể trên điện trở chuyển đổi. bắn cá đổi tiền Do đó, biến áp chỉ có thể dùng như biến áp, không thể dùng để đo dòng điện.

Từ góc nhìn khác: Mặc dù điện áp nguồn đầu vào là 48V, nhưng cường độ dòng điện đi qua biến dòng không do điện áp 48V ở cuộn sơ cấp quyết định, mà do các yếu tố khác quyết định.

Biến dòng là máy biến áp có giới hạn trở kháng.

Sau đó, chúng ta xem xét sai số của biến dòng như thế nào? Câu trả lời nằm ở định nghĩa cơ bản của biến dòng: nó cảm nhận dòng điện.

Lời khuyên thực tế: Diode trong biến dòng và điện trở của cuộn thứ cấp không ảnh hưởng đến việc đo dòng điện, vì (chỉ khi trở kháng không quá lớn) dòng điện trong mạch nối tiếp luôn bằng nhau, bất kể các thành phần mắc nối tiếp.

Trong thực tế, việc sử dụng diode Schottky làm diode chỉnh lưu không quan trọng: điện áp hoạt động thấp của diode chỉ ảnh hưởng đến biến áp, không ảnh hưởng đến biến dòng.

Nếu cảm kháng ở cuộn thứ cấp quá nhỏ, sai số đo lường sẽ tăng lên. Có nghĩa là cảm kháng kích từ quá nhỏ. tỉ số trận đấu Giả sử chúng ta yêu cầu sai số tối đa của dòng điện đo là 1%, dòng điện sơ cấp là 10A, do đó dòng điện thứ cấp là 50mA, điều này có nghĩa là dòng kích từ (thứ cấp) phải nhỏ hơn 50mA × 1% = 500μA. Dòng kích từ không đi qua điện trở chuyển đổi, chúng ta cũng không thể phát hiện được dòng này, do đó sai số sẽ tăng lên. Chúng ta có thể tính toán giá trị nhỏ nhất của cảm kháng thứ cấp.

Hiện tại số vòng là 200, chúng ta cần AL = 16mH/200 = 400nH, có thể sử dụng vòng từ sắt oxit thông thường, loại vòng từ này rất dễ tìm thấy.

Trang web chính thức của Công ty Cổ phần Công nghệ Sinh Nguyên Giang Tây: http://cms.0577365.net/member/product/add?id=44078