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

Sự khác biệt giữa biến dòng điện và biến áp thông thường nằm ở đâu? Câu hỏi này ngay cả những kỹ sư thiết kế linh kiện từ tính cũng khó trả lời. Sự khác biệt cơ bản là: biến áp cố gắng chuyển đổi điện áp từ cuộn sơ cấp sang cuộn thứ cấp, trong khi biến dòng điện cố gắng chuyển đổi dòng điện từ cuộn sơ cấp sang cuộn thứ cấp. Điện áp của biến dòng điện được quyết định bởi 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 điện để đo dòng điện ở cuộn sơ cấp của bộ chuyển đổi, dòng 10A ở cuộn sơ cấp tương ứng với 1V. sicbo Tất nhiên, chúng ta có thể dùng một điện trở 1V/10A=100mΩ để đo, nhưng điện trở sẽ gây ra tổn hao là 1V×10A=10W, mức tổn hao lớn như vậy là không thể chấp nhận được đối với hầu hết các thiết kế. Vì vậy, chúng ta nên chọn biến dòng điện, như hình 1 minh họa.

Hình 1 Giảm tổn thất bằng biến dòng đo dòng điện

Để giảm điện trở cuộn dây, chúng ta lấy số vòng của cuộn sơ cấp là 1 vòng, đồng thời để làm giảm dòng điện xuống mức thấp hơn, số vòng của cuộn thứ cấp phải 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. Chúng ta giả sử công suất tiêu thụ là 50mW (tức là có thể sử dụng điện trở 100mW), điều này đòi hỏi R không nhỏ hơn 20Ω. kết quả trực tuyến Nếu dùng điện trở 20Ω, theo định luật Ohm ta suy ra số vòng cuộn thứ cấp N=200.

Bây giờ hãy xem xét lõi từ, giả sử điốt là loại điốt thông thường, điện áp dẫn là khoảng 1V, dòng điện là 10A/200=50mA. Điện áp đầu ra của biến dòng là 1V, cộng thêm điện áp dẫn của điốt là 1V, tổng điện áp khoảng 2V. Khi hoạt động 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 đầy một chu kỳ.

Do thời gian dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp không thể vượt quá chu kỳ chuyển mạch (nếu không lõi từ không thể phục hồi), vì vậy diện tích mặt cắt hiệu dụng Ae có thể rất nhỏ, và B cũng không lớn. Trong ví dụ này, kích thước lõi từ không thể xác định dựa trên yêu cầu tổn hao hoặc bão hòa từ thông, mà có thể xác định dựa trên 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 dựa trên thể tích của 200 vòng dây. Bạn có thể dùng dây 40 để truyền dòng đỉnh 500mA, nhưng loại dây này quá mỏng, thông thường các nhà sản xuất biến áp sẽ không làm theo yêu cầu này.

Lời khuyên hữu ích: 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 điện? Đã biết rằng điện áp ở cuộn thứ cấp chỉ là 2V, do đó điện áp ở cuộn sơ cấp là 2V/200=100mV. roulette Nếu điện áp đầu vào DC là 48V, thì điện áp 10mV ở cuộn sơ cấp so với 48V là rất nhỏ – lúc đó bạn có thể nhận được dòng 50mA ở cuộn thứ cấp mà ảnh hưởng đến cuộn sơ cấp là gần như không đáng kể. Giả sử trường hợp khác (không thực tế), điện áp đầu vào DC ở cuộn sơ cấp chỉ là 5mV, lúc đó biến dòng điện không thể có 10mV ở cuộn sơ cấp, đồng thời do trở kháng cuộn sơ cấp (ví dụ như trở kháng phản hồi từ cuộn thứ cấp) cũng khá lớn, 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 trên điện trở chuyển đổi. 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 chạy qua biến dòng điện 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 tình trạng sai số của biến dòng điện như thế nào? Câu trả lời nằm ở định nghĩa cơ bản của biến dòng điện: nó cảm ứng dòng điện.

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

Trong công việc thực tế, việc sử dụng điốt Schottky làm điốt chỉnh lưu không quan trọng: điện áp dẫn thấp của điốt chỉ ảnh hưởng đến biến áp, chứ không ảnh hưởng đến biến dòng điện.

Nếu cảm kháng ở cuộn thứ cấp quá nhỏ, sai số đo sẽ tăng lên. Tức là cảm kháng kích từ quá nhỏ. Giả sử chúng ta yêu cầu sai số tối đa là 1%, dòng điện ở cuộn sơ cấp là 10A, thì dòng điện ở cuộn thứ cấp là 50mA, điều này có nghĩa là dòng kích từ (cuộn 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 cuộn thứ cấp.

Hiện tại số vòng là 200, chúng ta cần AL=16mH/200=400nH, có thể dùng vòng từ ferrite thông thường là được, loại vòng từ này dễ tìm thấy.

Trang chủ Công ty TNHH Công nghệ Jiangxi Senyuan: http://cms.0577365.net/member/product/add?id=44078