Трансформаторы и дроссели
Трансформаторы и дроссели являются наиболее трудными узлами для миниатюризации преобразователей, т.к. их габариты плохо совмещаются с плоскими малогабаритными ИС и другими элементами.
Для высокочастотных преобразователей трансформаторы наиболее рационально выполнять на тороидальных сердечниках из феррита. Однако, если механические нагрузки и температурные режимы не позволяют использовать феррит, то тороидальные сердечники для трансформаторов выполняются из ленточного пермаллоя толщиной 10-20мкм.
Для обмоток высокочастотных трансформаторов лучше использовать многожильные провода или литцендрат.
При выборе проводов исходят из того факта, что чем меньше диаметр провода, тем лучше используется медь. Многожильный намоточный провод создаёт меньшее сопротивление переменному току, чем аналогичный по сечению одножильный медный провод [5].
Для уменьшения индуктивности намагничивания, которая вместе с ёмкостью коллектора силового транзистора определяет граничную частоту преобразования, при этом первичная и вторичная обмотки могут послойно чередоваться.
Значительно лучшая магнитная связь между обмотками достигается, если первичная и вторичная обмотки наматываются двойными парами проводов или коаксиальными проводами.
Для высокочастотных дросселей сглаживающих фильтров сердечники выбираются из порошкового железа. Такие сердечники из-за низкого μr порошкового железа нельзя применять на частотах до 20 кГц, где преимущественно применяются сердечники из спермалоевых сплавов. Дроссели сглаживающих фильтров обладают собственным параллельным резонансом, т.к их обмотки имеют определённую паразитную ёмкость. Для достижения заданного коэффициента сглаживания пульсации собственная резонансная частота дросселя должна лежать значительно выше частоты пульсации. Повышение собственной резонансной частоты дросселя может быть достигнуто за счёт снижения межвитковой ёмкости одним из следующих методов:
намоткой однослойной катушки;
намоткой вперекрышку с поддержанием больших зазоров между краями обмотки;
уменьшением ёмкости между обмоткой и сердечником за счёт изоляции сердечника тонким диэлектриком.
Однако изменение собственной резонансной частоты дросселя не даёт существенного эффекта в улучшении сглаживания пульсации. Более эффективным является применение многозвенных фильтров (рис.2.4). В первом звене фильтра Lc1 могут быть использованы плёночные и титаловые конденсаторы, а С2, С3-керамические.
В качестве элементов 1-4 высокочастотного фильтра используются ферритовые кольца, которые нанизываются на соединительные провода [5].
Рис.2.4 Схема многозвенного фильтра