|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Việc sử dụng các mạch từ khử tiếng ồn kích thước nhỏ làm bằng hợp kim kim loại vô định hình. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Đài thiết kế nghiệp dư Một phần ba thế kỷ trước, các thí nghiệm về quá trình làm nguội nhanh kim loại nóng chảy, được thực hiện để thu được cấu trúc dưới kính hiển vi của kim loại, cho thấy rằng trong một số trường hợp, kim loại hoàn toàn không có mạng tinh thể và sự sắp xếp của các nguyên tử là đặc trưng của một cơ thể vô định hình, không có cấu trúc. Hóa ra kim loại vô định hình có các tính chất hoàn toàn khác, không giống với kim loại kết tinh. Nó trở nên mạnh hơn nhiều lần, khả năng chống ăn mòn tăng lên, các đặc tính điện từ thay đổi và thậm chí là một trong những hằng số ổn định nhất - mô đun đàn hồi. Hợp kim vô định hình được gọi là kính kim loại. Sự quan tâm đến họ đang tăng lên nhanh chóng. Trước hết, các nhà nghiên cứu quan tâm đến tính chất sắt từ của các hợp kim dựa trên sắt, niken và coban, hóa ra cao hơn so với các hợp kim permalloy và những tính chất này ổn định hơn. Hôm nay chúng ta sẽ nói về một số lĩnh vực ứng dụng của lõi từ làm bằng hợp kim kim loại vô định hình. Các lõi từ làm bằng hợp kim kim loại vô định hình được quấn từ các băng mỏng (trung bình 25 µm) (Hình 1). Bằng cách chọn vật liệu và chế độ xử lý nhiệt, bạn có thể nhận được các thuộc tính độc đáo tối ưu cho một ứng dụng cụ thể của sản phẩm.
Đoạn trên của sơ đồ chức năng của bộ chuyển đổi cho thấy bốn loại lõi từ tính (xem quảng cáo Mstator trên trang 33): 1 - cho bộ hiệu chỉnh hệ số công suất. Do cảm ứng bão hòa cao (1,45 T), tổn thất thấp và khả năng làm việc ở nhiệt độ cao, việc sử dụng các mạch từ như vậy cho phép giảm kích thước và trọng lượng của thiết bị; 2 - hình xuyến với chế độ bão hòa cho bộ khuếch đại từ tính (công tắc từ). Các mạch từ này có các đặc tính độc đáo: độ vuông góc của vòng trễ cao (0,96...0,98), tổn thất thấp và lực cưỡng bức thấp ở tần số cao. Một ứng dụng điển hình của công tắc từ là bộ nguồn đa kênh, trong đó phản hồi tới bộ điều khiển PWM đến từ một trong các đầu ra và ổn định điện áp ở các kênh còn lại được đảm bảo bằng cách sử dụng công tắc từ. Việc xây dựng các bộ nguồn như vậy giúp loại bỏ sự phụ thuộc của điện áp ở một trong các kênh vào mức độ tải của các kênh khác, tăng độ ổn định và giảm gợn điện áp đầu ra, giúp dễ dàng thực hiện điều khiển bên ngoài riêng biệt, bảo vệ riêng các kênh cho hiện tại với các ngưỡng khác nhau. Các mạch từ tính tương tự cũng được sử dụng để ổn định dòng điện đầu ra, chẳng hạn như trong bộ sạc. Ngoài ra, các sản phẩm này có thể cải thiện hiệu quả và độ tin cậy của thiết bị; 3 - triệt tiêu tiếng ồn. Chúng thường được sử dụng với cuộn dây một vòng: chúng chỉ được đặt trên đầu ra của một phần tử - một diode, một bóng bán dẫn. Các lõi từ tính như vậy giúp triệt tiêu hiệu quả nhiễu sóng vô tuyến và giảm gợn sóng điện áp đầu ra tần số cao; 4 - hình xuyến cỡ nhỏ cho cuộn cảm công suất (cuộn cảm). Các mạch từ này được đặc trưng bởi mức độ sai lệch DC cao trong khi vẫn duy trì độ thấm cao. Chúng có cảm ứng bão hòa cao (1,45 T) và tổn thất thấp, cho phép giảm kích thước của thiết bị và cung cấp hoạt động ở mức sai lệch DC cao hơn so với khi sử dụng lõi từ làm bằng vật liệu truyền thống. Ngoài ra, các mạch từ làm bằng hợp kim kim loại vô định hình được sử dụng trong các bộ lọc chế độ chung của nguồn điện chuyển mạch. Nó sử dụng các vật liệu có vòng trễ hẹp, độ thấm từ ban đầu cao (lên đến 150000), tổn thất thấp ở tần số cao. Để có được độ tự cảm cần thiết, cần có một số vòng quay nhỏ, ngoài việc giảm kích thước, còn cung cấp một điện dung ký sinh nhỏ của cuộn dây và hệ số khử nhiễu chế độ chung cao. Tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét chi tiết hơn về việc sử dụng các mạch từ khử tiếng ồn thu nhỏ. Những sản phẩm này ngăn chặn những thay đổi nhanh chóng của dòng điện có thể dẫn đến nhiễu và nhiễu điện. Không giống như những phương pháp khác, phương pháp này loại bỏ chính nguyên nhân gây nhiễu. Do hình chữ nhật của vòng trễ, các lõi từ khử nhiễu có độ tự cảm rất lớn tại thời điểm dòng điện đi qua điểm XNUMX, giúp giảm hiệu quả mọi thay đổi nhanh chóng của dòng điện. Sau khi dòng định mức được thiết lập, mạch từ bão hòa, độ tự cảm của nó giảm và không ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị. Ví dụ, các sản phẩm này giúp giảm tiếng ồn một cách đơn giản và hiệu quả do dòng điện phục hồi ngược gây ra trong các phần tử chuyển mạch bán dẫn tại thời điểm tắt. Bộ triệt nhiễu một vòng (dựa trên các mạch từ hình trụ) được tối ưu hóa về mặt cấu trúc để sử dụng với cuộn dây một vòng, thường là dây dẫn thành phần. Chúng được đặt trên đầu ra của phần tử (bóng bán dẫn, điốt) trước khi gắn trên bảng mạch in (Hình 2).
Các thiết bị triệt tiêu nhiễu nhiều vòng ("thiết bị diệt tăng đột biến" hoặc "thiết bị diệt phát xạ") là các mạch từ bão hòa nhỏ có cuộn dây nhiều vòng. Ưu điểm của các thiết bị được mô tả, so với các phương pháp khác, là hiệu suất cao hơn (do loại bỏ nguyên nhân gây nhiễu - dòng điện thay đổi nhanh), tổn thất thấp hơn (tổng tổn thất thấp hơn so với mạch RC thông thường, đặc biệt là ở tần số cao) , tiết kiệm diện tích PCB (chúng được đặt trực tiếp trên các cực của chất bán dẫn mà không cần thêm không gian trên bảng mạch in). Loại mạch từ này được sử dụng rộng rãi trong việc chuyển đổi nguồn điện, bộ chuyển đổi DC sang DC, bộ điều khiển động cơ, thiết bị bán dẫn chuyển mạch và bộ lọc chế độ chung cỡ nhỏ. Ngoài việc triệt tiêu tiếng ồn, cuộn cảm triệt tiêu tiếng ồn được sử dụng để bảo vệ chất bán dẫn, vì chúng loại bỏ các xung điện áp nguy hiểm tiềm tàng. Nguyên lý hoạt động của mạch từ khử nhiễu được minh họa trong Hình. 3.
Trong quá trình dòng điện một chiều chạy qua (vùng "I" trong Hình 3, a), mạch từ bị bão hòa và từ hóa của nó gần như không đổi (vùng "D" trong Hình 3, b), do đó cuộn cảm có điện áp rất lớn. độ tự cảm thấp. Sau khi tắt, khi dòng thuận của diode giảm, mạch từ vẫn bão hòa và độ tự cảm của cuộn cảm vẫn nhỏ (vùng "II" trong Hình 3). Dòng diode tiếp tục giảm và thay đổi hướng của nó (vùng "III" trong Hình 3a). Thời gian phục hồi ngược của diode được đặc trưng bởi giá trị di/dt cao, đây là nguyên nhân chính gây ra tiếng ồn. Tại thời điểm này, mạch từ bắt đầu từ hóa lại (vùng "III" trong Hình 3, b), độ tự cảm của cuộn cảm tăng nhanh, dẫn đến giảm dòng điện ngược của diode. Khi điốt đóng lại, mạch từ thực tế sẽ vẫn ở trạng thái khử từ (vùng "IV" trong Hình 3). Ngay khi có xung tiếp theo, diode sẽ bật lại và mạch từ, được từ hóa, nhanh chóng đi vào trạng thái bão hòa (vùng "V" trong Hình 3) và quá trình trên được lặp lại. Trên hình. Hình 4 cho thấy các ví dụ về việc sử dụng lõi từ triệt nhiễu (cuộn cảm triệt nhiễu được tô màu đỏ, cuộn cảm lưu trữ dựa trên lõi từ MD làm bằng hợp kim vô định hình với chế độ phân cực DC được tô màu vàng): a - bộ ổn định xung ; b - bộ chuyển đổi kéo đẩy; c - bộ chuyển đổi flyback; g - bộ phận điều khiển động cơ; e - bộ chuyển đổi thuận; e - bộ phận điều khiển động cơ cầu.
Trên hình. Hình 5 cho thấy các biểu đồ dao động so sánh thể hiện rõ ưu điểm của các thiết bị khử nhiễu làm bằng hợp kim kim loại vô định hình sử dụng bộ chuyển đổi thuận làm ví dụ: a, b - gợn điện áp đầu ra, tần số f=150 kHz, điện áp đầu ra Uout=15 V, dòng điện tải IН=10 A: a - biên độ gợn sóng 67 mV (mạch RC và lõi từ ferit), b - biên độ gợn sóng 45 mV (MP4-2-4.5AP); c, d - điện áp ở đầu vào bộ chỉnh lưu (trên - điện áp ở cực dương của điốt, bên dưới - dòng điện qua điốt), f = 500 kHz, Uout = 5 V, lH = 20 A: c - không có biện pháp giảm chấn, d - MP4- 2-4.5; e, f - điện áp trên bóng bán dẫn MOSFET chuyển mạch, tần số 250 kHz: e - điện áp tối đa 715 V (mạch từ ferrite 4-2-4), e - điện áp tối đa 690 V (MP4-2-4.5); g, h - gợn sóng e, f tương ứng của điện áp đầu ra của bộ chuyển đổi, f=250 kHz, Uout=5 V, 1n=15 A: g - biên độ gợn sóng 140 mV (lõi từ ferrite 4-2-4), h - biên độ gợn sóng 87 mV (MP4-2-4.5).
Trong bảng. 1 đưa ra các khuyến nghị chung khi chọn lõi từ khử nhiễu được sử dụng trong các nguồn xung. Sau khi nhóm được xác định, một loại cụ thể được chọn dựa trên các tỷ lệ sau.
Để triệt tiêu hiệu quả dòng điện ngược phục hồi phía trước của diode bằng cách sử dụng các thiết bị một lượt, cần phải đáp ứng điều kiện 2Фm≥(Ucxtrr), trong đó 2Фm là từ thông cực đại (đỉnh đôi tới cực đại) trong mạch từ, Wb ; Uc - điện áp ngược điốt, V; trr - thời gian phục hồi ngược diode, s. Ví dụ, hãy xem xét một đi-ốt xả (chuyển mạch) (Hình 4, e) của bộ biến đổi thuận có điện áp đầu ra là 12 V. Thời gian phục hồi ngược của đi-ốt là 35 ns, chu kỳ làm việc là 0,3 (30%) . Theo bảng 1 chọn lõi từ khử tiếng ồn hình trụ. Sau đó, chúng tôi tính toán phía bên phải của biểu thức: 2Фm≥((12/0,3)х35х10-9)=1,4 мкВб. Từ Bảng. 2, chúng tôi chọn mạch từ nhỏ nhất thỏa mãn điều kiện này - MPZx2x4.5AP.
Đối với thiết bị nhiều lượt, điều kiện (2ФmxAw) ≥ (1,5Ucxl0xtrr), trong đó 2Фm là từ thông cực đại trong mạch từ, Wb; Аw là diện tích cửa sổ (dây quấn) dọc theo đường kính trong của vỏ mạch từ, mm2; Uc - điện áp trên phần tử, V; l0 - dòng điện phần tử, A; trr - thời gian khôi phục ngược, s. Ví dụ, hãy xem xét đi-ốt xả (chuyển mạch) của bộ chuyển đổi thuận có điện áp đầu ra là 24 V và dòng tải là 2 A. Thời gian phục hồi ngược của đi-ốt là 60 ns, chu kỳ làm việc là 0,3 (30%) . Theo bảng 1 chọn cuộn cảm nhiều vòng. Sau đó, chúng tôi tính toán phía bên phải của biểu thức: (2ФmxAw≥(1,5х(24/0,3)х2х60х10-9)= =14,4 мкВб·мм2 . Từ Bảng. 3 chọn mạch từ nhỏ nhất thỏa mãn điều kiện này - МН080704.5А.
Đường kính dây (tính bằng mm) và số vòng dây quấn cho mạch từ đã chọn được tính theo các mối quan hệ sau: dnp ≥(0,5√I0 = 0,7 mm; N≥(3Ucxtrr/(2Фm))=(3x(24/0,3)x60x10-9 /(1,96х10-6))=7,35 витка. Ta chọn giá trị nguyên N = 8 lượt. Lựa chọn tối ưu cuối cùng của cuộn cảm khử tiếng ồn được thực hiện bằng thử nghiệm thực tế trên một thiết bị thực. Các khuyến nghị chỉ định cho việc sử dụng lõi từ khử tiếng ồn hình trụ được đưa ra trong Bảng. 4 (đối với bộ chuyển đổi thuận) và trong bảng. 5 (đối với bộ chuyển đổi flyback).
Tác giả: E. Fochenkov, Borovichi, vùng Novgorod
Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang
05.05.2024 Bàn phím Primium Seneca
05.05.2024 Khai trương đài quan sát thiên văn cao nhất thế giới
04.05.2024
▪ Ảnh thay vì vệ tinh cho hệ thống định vị mới ▪ 5G có thể ảnh hưởng đến dự báo thời tiết ▪ Cây thông minh sẽ báo nấm mốc và radon trong nhà ▪ Trò chơi điện tử trên bản đồ thế giới thực ▪ Sợi sữa
▪ phần của trang web Nhà, làm vườn, sở thích. Lựa chọn các bài viết ▪ bài viết Thứ hai là một ngày khó khăn. biểu thức phổ biến ▪ bài viết Great Sphinx được xây dựng khi nào? đáp án chi tiết ▪ bài báo Chuyên gia ngân hàng hàng đầu. Mô tả công việc ▪ bài Làm nóng kim đan. thí nghiệm vật lý
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này