Jaké jevy způsobuje saturace jádra v invertorovém transformátoru?

Jevy způsobené saturací jádra v an Invertorový transformátor

Saturace jádra se týká jevu, kdy hustota magnetického toku materiálu jádra dosáhne svého limitu a tok již nelze lineárně zvyšovat. U invertorových transformátorů může saturace jádra vést k řadě vážných elektrických poruch a snížení výkonu:

Zkreslení a jitter napěťového průběhu

Jitter napětí: Nasycení jádra způsobuje prudký pokles impedance jádra vůči vnějšímu magnetickému poli, což má za následek značné zkreslení primárního napětí. Tvar vlny výstupního napětí se změní z ideální sinusovky nebo obdélníkové vlny na zkreslenou vlnu s „přerušovanými čarami“ nebo „špičkami“. Tento jev se běžně nazývá „chvění napětí“ nebo „odskok napětí“. V závažných případech to může způsobit, že výstupní napětí měniče překročí bezpečný rozsah.

Zvýšené proudové špičky a šum

Proudové špičky a rázy v magnetickém saturačním proudu: Poté, co jádro vstoupí do oblasti saturace, indukovaná elektromotorická síla nemůže účinně omezit nárůst proudu, což má za následek špičky v průběhu budícího proudu. Toto zkreslení proudu nejen zvyšuje elektromagnetické rušení systému (EMI), ale může také poškodit spínací zařízení v důsledku nadměrného proudu.

Zkreslení magnetismu a snížení účinnosti

Asymetrie magnetického toku způsobená předpětím magnetismu: Ve struktuře konvertoru s úplným můstkem je saturace jádra často doprovázena předpětím magnetismu (předpětí magnetismu se týká posunutí středu pracovní hysterezní smyčky jádra). Magnetické zkreslení vede k nekonzistentním šířkám kladného a záporného pulzního napětí, což dále zhoršuje nelineární zkreslení jádra. Bez účinných opatření proti magnetismu (jako je sériový kondenzátor na primární straně) se jádro nebude schopno vrátit do původního stavu toku v každém cyklu, což povede k prudkému poklesu účinnosti.

Porucha zařízení a riziko přepětí

Riziko přepětí: Když je jádro nasyceno, indukovaná elektromotorická síla na primární straně výrazně klesá, zatímco indukčnost na sekundární straně zůstává relativně konstantní, což může způsobit extrémně vysoké napěťové špičky v okamžiku vypnutí. Takové přepěťové rázy mohou proniknout izolační vrstvou, poškodit samotný transformátor a dokonce vést ke katastrofálním poruchám celého invertorového systému.