Wie bestimmen Sie den erforderlichen Sättigungswert für einen Transformator, der in einem Gegentaktwandler verwendet werden soll? Kann ein Transformator in dieser Topologie mehr als die Sättigungsrate passieren, da er die Energie nicht wie in einem Flyback-Wandler speichert?
Einige Hintergrundinformationen: Ich baue einen Gegentaktwandler, der 24 V mit bis zu 1 A Spitze aufnimmt und in 15 V umwandelt. Ich habe einen Transformator (VPH5-1200-R) mit einem RMS-Nennstrom von 1,7 A, aber einem Sättigungsnennstrom von nur 0,14 A gefunden. Wird dieser Transformator gesättigt, bevor er die 1A durch die Primärwicklung erreicht?
Die Sättigungsleistung bezieht sich auf den algebraischen Gesamtstrom, Nettostrom, durch den Transformator. Der Strom in der Sekundärseite addiert sich unter Beibehaltung des Vorzeichens zum Strom in der Primärseite.
Nehmen Sie der Einfachheit halber 1:1-Wicklungen an. Für einen Transformator mit einem anderen Übersetzungsverhältnis 1:N multiplizieren Sie einfach den entsprechenden Wicklungsstrom mit N.
Wenn Sie die Wellenform der Eingangsspannung ohne Ausgangslast anlegen, also ohne Sekundärstrom, sollte der Primärstrom unter der Sättigungsgrenze bleiben, wenn Sie ihn mit genügend Primärwindungen ausgelegt haben. Jeder gegebene Kern hat ein Volt pro Windung bei einer gegebenen Frequenz, und Sie brauchen genug Windungen, um die Eingangsspannung zu unterstützen.
Wenn Sie eine Ausgangslast anschließen, fließt ein Sekundärstrom, der den Primärstrom erhöht, sodass der Nettostrom so ziemlich wie zuvor bleibt (genau derselbe wie zuvor in einem Transformator ohne Primärwiderstand). Der Sekundärstrom hebt die Primärstromerhöhung auf.
Da die Eingangsspannung gleich ist, ist der Nettostrom durch die Spulen derselbe, da sich dieser Nettostrom ändert, der die Gegen-EMK erzeugt, die die primäre Eingangsspannung ausgleicht.
In einem Transformator mit Primärwiderstand erzeugt der zusätzliche Strom durch die Primärwicklung einen IR-Spannungsabfall, der von der Eingangsspannung subtrahiert wird, sodass der Nettostrom unter Last leicht abfällt, da er eine etwas geringere Eingangsspannung über der Primärinduktivität unterstützt.
Hier muss man etwas lernen. Die Transformatorsättigung ist zu fast 100 % unabhängig von den Lastströmen. Wenn Sie bei unbelasteter Sekundärseite eine Spannung an die Primärseite anlegen, wird diese (weitgehend) nicht mehr oder nicht weniger gesättigt als unter Volllastbedingungen.
Ich weiß, das klingt nicht intuitiv, aber jeder Strom in der Primärseite, der auf einen sekundären Laststrom zurückzuführen ist, erzeugt ein Magnetfeld, das durch das vom Sekundärstrom erzeugte Magnetfeld vollständig aufgehoben wird.
Wäre dies nicht der Fall, wäre das Faradaysche Induktionsgesetz verletzt.
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