ככל שתדר המיתוג של השנאי גבוה יותר, כך נפחו קטן יותר. אז האם זה אומר שאין גבול עליון לתדר המיתוג? אז האם הנפח יכול להיות קטן מאוד?
התשובה שלילית. בתהליך העבודה בפועל, תדירות השנאים בתדר גבוה נקבעת על ידי מספר גורמים וניתן לחלקה למספר היבטים:
1. טופולוגיית flyback של טופולוגיית מעגל: לשנאים יש פונקציות של אחסון וטרנספורמציה של אנרגיה, עם תדר פעולה נפוץ של 40-100 קילו-הרץ. כאשר התדר נמוך מ-40 קילו-הרץ, נפח ליבת הברזל גדול מדי, וכתוצאה מכך נפח אספקת החשמל גדול יותר; כאשר התדר עולה על 100 קילו-הרץ, קפיצות מתח הנגרמות כתוצאה מהשראות דליפה עלולות לפגוע בטרנזיסטור המיתוג.
טופולוגיה קדמית: הטווח הנפוץ הוא 60-150kHz, אך הוא דורש איזון בין הפסדי הליבה המגנטית להפסדי המתג. טופולוגיית Push Pull/חצי גשר/גשר מלא: ליבה מגנטית דו-כיוונית המונעת על ידי מתג סימטרי, יעילות גבוהה יותר, תומכת בתדרים גבוהים יותר הנעים בין מאות kHz ל-MHz, אך דורשת תכנון בקרה ופיזור חום מורכבים יותר.
2. המאפיינים של חומרי ליבה מגנטיים כוללים אובדן היסטרזיס מגנטי ואובדן זרמי מערבולת. בטווח מסוים, אובדן הליבה המגנטית עולה עם עליית התדר. לכן, חומרי ליבה מגנטיים שונים צריכים להיות בעלי טווחי שימוש תדר שונים כדי להבטיח הפסדי ליבה מגנטיים נמוכים יחסית. לדוגמה, פריט אבץ מנגן מתאים לשימוש בתדרים הנעים בין 10 ל-300 קילוהרץ, בעוד פריט אבץ ניקל מתאים לשימוש בתדרים מעל 1 מגהרץ.
שנית, ככל שהתדר עולה, יש להפחית את עוצמת האינדוקציה המגנטית המקסימלית כדי למנוע רוויה של הליבה המגנטית. לדוגמה, עוצמת האינדוקציה המגנטית של DMR40 היא 0.38T, וכאשר מתכננים בתדר של 100KHz, בדרך כלל אנו לוקחים ערך של כ-0.2T.
3. מהירות מיתוג של התקן הספק טרנזיסטור MOS שייך להתקנים חד-קוטביים, עם זמן הפעלה-כיבוי בננו-שניות. תדר הפעולה התיאורטי יכול להגיע למגה-הרץ, ותדר הפעולה המקסימלי בפועל הוא כמה מאות קילו-הרץ. IGBT שייך להתקנים דו-קוטביים, עם זמן כיבוי ארוך יחסית ותדר פעולה מקסימלי בדרך כלל בין 40 ל-50 קילו-הרץ.
4. העלייה ביעילות ובתדירות פיזור החום מובילה לעלייה בהפסדי המתגים והכונן, וכתוצאה מכך לירידה ביעילות הכוללת ולעלייה בייצור החום. על מנת להבטיח שטמפרטורת המוצר תהיה בטווח התקין, אנו זקוקים לאמצעים נוספים להתמודדות עם פיזור החום.
5. בתדרים גבוהים, העלות עולה עקב הפסדי מתג מוגברים, מה שמצריך אמצעים נוספים לטיפול בפיזור חום, מה שמוביל לעלייה בעלויות. שנית, קבלים ומשרנים חווים לעיתים קרובות ירידה בביצועים בתדרים גבוהים, ועלינו לבחור התקנים המתאימים לתדרים גבוהים יותר, מה שמגדיל את העלויות. בתכנון מעשי, העלויות מוגבלות, מה שקובע לעתים קרובות את הגבול העליון של תדר הפעולה.
6. מאפייני שבב: שבבי בקרת PWM לרוב כוללים דרישות גבול עליון של תדר כדי להגיב להתאמות עומס דינמיות. זה גם קובע שתדר המיתוג של השנאי נמצא בטווח מסוים.
זמן פרסום: 6 באוגוסט 2025
