Москатов Е.А. Источники питания (2011) (1096749), страница 12
Текст из файла (страница 12)
В результате токи через ключевые транзисторы становятся больше максимально допустимых, и транзисторы выходят из строя. Ремонт в данном случае заключается в замене трансформатора или в его перемотке 42 Компоненты источников питания Магнитная проницаемость ферритов снижается в течение многих лет после изготовления магнитопровода. Статистические сведения и графики снижения магнитной проницаемости со временем от нескольких тысяч секунд до 1О лет даны в книге [175, с. 68 — 781. Из графиков видно, что типичное снижение магнитной проницаемости за 1О лет может достигать примерно 45',4 и даже больше.
Отечественные не состаренные ферриты, выполненные на основе марганца и цинка, марок 4000НМ, ЗОООНМ, 2000НМ при хранении теряют от 5;4 до ! 0% [125, с. 13) от значений магнитных параметров в год. Причем, чем старше феррит, тем медленнее в нем идут процессы деградации, и примерно через десятилетие параметры феррита больше практически не изменяются. За десятилетие хранения магнитная проницаемость импортных ферритов, произведенных фирмами "Ерсоз" и "Сояшо гегг11ез" может снизиться примерно на 20'.4. Технологии изготовления ферритов производители совершенствуют, что очень отрадно. Большинство современных импортных ферритов на заводах-изготовителях искусственно старят, поэтому допустимо в первом приближении считать, что параметры состаренных ферритов стабильны во времени.
Магнитные параметры таких феррнтов со временем уменьшаются, но этот процесс протекает значительно медленнее относительно не состаренных ферритов. У радиолюбителей может возникнуть соблазн в домашних условиях состарить феррит, но делать это ни в коем случае не следует, поскольку, кроме снижения магнитных параметров, на скорость дезаккомодации это не повлияет. Ничто не состарит надежней, чем время, и лучше, чем создатель. 2.3.6.
Основные критерии выбора магнитопроводов для моточных компонентов Магнитопроводы моточных изделий выбирают в соответствии с целесообразностью для конкретного применения. Так, в аппаратуре широкого применения (плеерах, телевизорах, магнитофонах и т.п.) критерием оптимальности может выступать минимальная стоимость магнитопровода и обмоточного провода, экономичность в производстве. В метеорологических зондах, в самолетах и других летательных аппаратах критерий оптимальности может заключаться в получении моточных компонентов минимальной массы.
В специальной аппаратуре критерием оптимальности может быть специфический показатель. Например, к изделию, функционирующему в роботе при воздействии проникающей радиации, может быть предъявлено основное требование высокой радиационной стойкости. Тороидальные (Ппй соге) трансформаторы без зазора позволяют получить высокую индуктивность обмоток при малых расходах материала магнитопровода и небольших габаритах изделия, что является достоинством [! 25, с. 261.
Кроме того, тороидальные трансформаторы без зазора во время работы устройств создают очень малые поля рассеяния, в результате чего их целесообразно использовать в чувствительной к наводкам аппаратуре. Недостаток тороидальных трансформаторов заключается в трудоемкости изготовления и, как следствие, — низкой технологичности [64, с. 3 131, что повышает стоимость производства моточного изделия.
Наружная обмотка тороидального трансформатора может быть защищена от повреждений, например, слоем покровной изоляции. Тороидальные (Т!к! соге) магнитонроводы с зазором, как и тороидальные магнитопроводы без зазора, позволяют выполнять моточные компоненты небольших габаритов, израсходовав минимум материалов. Однако поля рассеяния тороидальных 2.3. Метенные компоненты 43 магнитопроводов с зазором несколько больше, чем тороидальных магнитопроводов без зазора. Чашечные (ро~ соге) или, как их еще называют, горшкообразные магнитопроводы хороши для слаботочных, сигнальных цепей.
Как и тороидальные магнитопроводы, они обладают небольшими полями рассеяния, благодаря экранированию обмотки сердечником, если боковые стенки не имеют существенного немагнитного зазора, однако поля рассеяния тороидальных магнитопроводов без зазора обычно меньше. Кроме того, чашечный сердечник защищает обмотки от механических повреждений. Чашечные магнитопроводы технологичны, в производстве выполненные на них моточные компоненты дешевле тороидальных.
Некоторые чашечные магнитопроводы имеют подстроечник, благодаря чему можно, не разбирая моточный компонент, изменять индуктивность обмоток. Недостатком чашечных сердечников является больший объем и большее количество материала магнитопровода относительно тороидальных магнитопроводов. Моточные компоненты с Ш-образными магннтопроводами технологичны, однако обычно имеют большие поля рассеяния по сравнению с компонентами с тороидальными или чашечными сердечниками. В Ш-образных сердечниках можно без сложностей организовать немагнитный зазор.
Часть обмотки закрыта Ш-образным магнитопроводом, что защищает ее от механических повреждений. Для того чтобы уменьшить поля рассеяния Ш-образных магнитопроводов, часто все трн керна охватывают одним витком медной или латунной ленты, у которой спаивают начало и конец. Центральные керны Ш-образных магнитопроводов, на которых размещают обмотки, могуг обладать круглым (ЕТО соге) или прямоугольным сечениями (Е соге).
Обмотки располагают на диэлектрических гильзах, которые повторяют сечения магнитопроводов. При укладке одного и того же числа витков на гильзу Ш-образного магнитопровода с круглым керном требуется меньшая длина обмоточных проводов, чем при укладке обмоток на гильзу Ш-образного магнитопровода с прямоугольным керном такой же площади сечения. При укладке первых слоев обмоток на острые грани гильзы Ш-образного магнитопровода с прямоугольным керном следует следить за состоянием изоляционного покрытия провода диаметром примерно от 0,5 мм и более, поскольку от перегиба оно может быть повреждено. Кроме того, обычно обмотки Ш-образных магнитопроводов с круглым керном могут быть уложены на гильзу более плотно, чем на прямоугольную гильзу. П-образные (() соге) стержневые сердечники более технологичны, чем тороидальные. По сравнению с тороидальными моточными компонентами, изделия с П- образными сердечниками обладают большими полями рассеяния, что является недостатком.
Обмотки, закрывающие (и экранирующие) места соединения ()-образных половинок магнитопровода, как правило, располагают на обоих стержнях. Моточные компоненты, выполненные на стержневых сердечниках в виде прутов с круглыми (го1 соге) или прямоугольными (рЫе соге) сечениями, обычно обладают высокой технологичностью, но характеризуются очень большими полями рассеяний. Компании-производители выпускают гораздо более широкий сортамент магнитопроводов.
Описывать все разновидности сердечников нецелесообразно, поскольку для этого существуют справочники и проспекты фирм-производителей. 44 Компоненты источников питания 2.3.6. Потери в магнитопроводах компонентов, работающих на низких частотах. Токи Фуко Впервые в 1824 году вихревые токи обнаружил французский ученый Доминик Франсуа Араго (Агайо 0опип1оие Ргапсо1з), а исследование этих токов провел другой французский физик: Жан Бернар Леон Фуко (Зеап Вегпагд Ьеоп гоисаа11). Именно в честь последнего вихревые токи называют токами Фуко.
Переменное электромагнитное поле наводит токи Фуко в любом электропроводящем материале. Эти токи протекают по замкнутым кольцевым траекториям в таком направлении, в котором они оказывают наибольшее противодействие причине их возникновения. Чем меньше сопротивление материала и чем больше скорость изменения магнитного потока, тем большей величины могут быть токи Фуко, а чем больше токи Фуко, тем больше оказываемое нми тепловое действие.
В печах индукционного нагрева металл расплавляют благодаря тепловому действию токов Фуко. В магнитопроводах и в обмоточных проводах токи Фуко стараются по возможности уменьшить. Вихревой ток в магнитопроводах, выполненных из пластин или лент, можно найти по формуле 1б5, с. 12]: 1.1 Ьср.л бл' 12 Яс 'тк' р где (3 — напряжение, приложенное к обмотке, В; Ьср.л — длина средней линии магнитопровода, см; Яс — площадь сечения, см; г, % — число витков обмотки; бл — толщина ленты или пластины, см; р — удельное сопротивление металла магнитопровода, Ом см. Магнитопроводы компонентов, работающих на низких частотах в десятки герц, часто выполняют из пермаллоев или трансформаторных сталей.
Если бы магнитопровод был сплошным, то токи Фуко в нем были бы велики, в магннтопроводе выделялось бы много тепла, которое могло бы привести к выходу моточного компонента из строя от перегрева. Для значительного ослабления пагубного влияния токов Фуко магнитопровод выполняют не сплошным, а из набора тонких электрически изолированных друг от друга пластин или ленты.
Пластины обычно имеют Ш-образную форму, а при надевании таких пластин на катушку нх обычно укладывают в перекрышку. Металлические ленты обычно навивают по форме кольца для создания тороидального магнитопровода. Для удобства надевания катушки с обмотками это "кольцо" может быть рассечено на две части, и тогда такой магнитопровод называют разрезным. Изоляция может быть образована слоем окисла или лака. Толщина пластин или ленты для компонентов, работающих на частоте бытовой сети 50 Гц, составляет обычно 0,3..0,4 мм, для компонентов, работающих на частоте 400 Гц — 0,05..0,1 мм, а для компонентов, работающих на частоте 1 кГц — 0,02..0,05 мм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
