Какие явления вызывает насыщение сердечника инверторного трансформатора?

Явления, вызванные насыщением активной зоны в Инверторный трансформатор

Насыщение сердечника относится к явлению, при котором плотность магнитного потока материала сердечника достигает своего предела, и поток больше не может увеличиваться линейно. Для инверторных трансформаторов насыщение сердечника может привести к ряду серьезных электрических неисправностей и снижению производительности:

Искажение формы сигнала напряжения и джиттер

Джиттер напряжения: насыщение сердечника вызывает резкое уменьшение сопротивления сердечника внешнему магнитному полю, что приводит к значительному искажению первичного напряжения. Форма выходного напряжения изменится с идеальной синусоидальной или прямоугольной волны на искаженную форму с «пунктирными линиями» или «пиками». Это явление обычно называют «дрожанием напряжения» или «скачком напряжения». В тяжелых случаях это может привести к тому, что выходное напряжение инвертора превысит безопасный диапазон.

Повышенные пики тока и шум

Скачки тока и скачки тока магнитного насыщения: после того, как сердечник входит в область насыщения, наведенная электродвижущая сила не может эффективно ограничивать увеличение тока, что приводит к всплескам формы волны тока возбуждения. Это искажение тока не только увеличивает электромагнитные помехи в системе (EMI), но также может повредить коммутационные устройства из-за чрезмерного тока.

Смещение магнетизма и снижение эффективности

Асимметрия магнитного потока, вызванная смещением магнетизма: в полномостовой преобразовательной структуре насыщение сердечника часто сопровождается смещением магнетизма (смещение магнетизма относится к смещению центральной точки рабочей петли гистерезиса сердечника). Смещение магнетизма приводит к несогласованной ширине положительного и отрицательного импульсного напряжения, что еще больше усугубляет нелинейные искажения сердечника. Без эффективных мер по борьбе с магнетизмом (таких как последовательный конденсатор на первичной стороне) сердечник не сможет восстанавливаться до исходного состояния потока в каждом цикле, что приводит к резкому падению эффективности.

Отказ оборудования и риск перенапряжения

Риск перенапряжения: когда сердечник насыщен, наведенная электродвижущая сила на первичной стороне значительно уменьшается, в то время как индуктивность вторичной стороны остается относительно постоянной, что потенциально может вызвать чрезвычайно высокие скачки напряжения в момент выключения. Такие скачки перенапряжения могут проникнуть сквозь изоляционный слой, повредить сам трансформатор и даже привести к катастрофическому выходу из строя всей инверторной системы.