ความอิ่มตัวของแกนกลางในอินเวอร์เตอร์หม้อแปลงทำให้เกิดปรากฏการณ์อะไร

ปรากฏการณ์ที่เกิดจากความอิ่มตัวของแกนกลางใน หม้อแปลงอินเวอร์เตอร์

ความอิ่มตัวของแกนกลางหมายถึงปรากฏการณ์ที่ความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็กของวัสดุแกนถึงขีดจำกัด และฟลักซ์ไม่สามารถเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงได้อีกต่อไป สำหรับหม้อแปลงอินเวอร์เตอร์ ความอิ่มตัวของแกนกลางสามารถนำไปสู่ข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าร้ายแรงและการเสื่อมประสิทธิภาพ:

ความผิดเพี้ยนของรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้าและความกระวนกระวายใจ

ความกระวนกระวายใจของแรงดันไฟฟ้า: ความอิ่มตัวของแกนกลางทำให้อิมพีแดนซ์ของแกนกับสนามแม่เหล็กภายนอกลดลงอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าปฐมภูมิผิดเพี้ยนอย่างมีนัยสำคัญ รูปคลื่นของแรงดันเอาต์พุตจะเปลี่ยนจากคลื่นไซน์ในอุดมคติหรือคลื่นสี่เหลี่ยมไปเป็นรูปแบบคลื่นที่บิดเบี้ยวโดยมี "เส้นขาด" หรือ "เดือยแหลม" ปรากฏการณ์นี้เรียกกันทั่วไปว่า "แรงดันไฟฟ้ากระวนกระวายใจ" หรือ "แรงดันไฟฟ้าตีกลับ" ในกรณีที่ร้ายแรง อาจทำให้แรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตของอินเวอร์เตอร์เกินช่วงที่ปลอดภัย

เพิ่มยอดและเสียงรบกวนในปัจจุบัน

การพุ่งขึ้นและกระชากของกระแสในกระแสแม่เหล็กอิ่มตัว: หลังจากที่แกนกลางเข้าสู่บริเวณความอิ่มตัว แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำไม่สามารถจำกัดการเพิ่มขึ้นของกระแสได้อย่างมีประสิทธิภาพ ส่งผลให้รูปคลื่นของกระแสกระตุ้นพุ่งขึ้นอย่างรวดเร็ว ความบิดเบี้ยวในปัจจุบันนี้ไม่เพียงแต่เพิ่มการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ของระบบเท่านั้น แต่ยังสามารถสร้างความเสียหายให้กับอุปกรณ์สวิตชิ่งได้เนื่องจากกระแสไฟฟ้าที่มากเกินไป

อคติแม่เหล็กและประสิทธิภาพลดลง

ความไม่สมดุลของสนามแม่เหล็กที่เกิดจากอคติของสนามแม่เหล็ก: ในโครงสร้างคอนเวอร์เตอร์แบบฟูลบริดจ์ ความอิ่มตัวของแกนกลางมักจะมาพร้อมกับอคติของสนามแม่เหล็ก (อคติของสนามแม่เหล็กหมายถึงออฟเซ็ตของจุดศูนย์กลางของลูปฮิสเทรีซีสที่ทำงานของแกนกลาง) อคติทางแม่เหล็กทำให้เกิดความกว้างของแรงดันไฟฟ้าพัลส์บวกและลบที่ไม่สอดคล้องกัน ส่งผลให้แกนกลางเกิดการบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้นรุนแรงขึ้นอีก หากไม่มีมาตรการต้านแม่เหล็กที่มีประสิทธิภาพ (เช่น ตัวเก็บประจุอนุกรมด้านปฐมภูมิ) แกนจะไม่สามารถกลับคืนสู่สถานะฟลักซ์เริ่มต้นในแต่ละรอบ ส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลงอย่างรวดเร็ว

อุปกรณ์ล้มเหลวและความเสี่ยงจากแรงดันไฟฟ้าเกิน

ความเสี่ยงจากแรงดันไฟฟ้าเกิน: เมื่อแกนอิ่มตัว แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่ด้านหลักจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่ความเหนี่ยวนำด้านทุติยภูมิยังคงค่อนข้างคงที่ ซึ่งอาจก่อให้เกิดแรงดันไฟฟ้าพุ่งสูงมากในขณะที่ปิดเครื่อง ไฟกระชากแรงดันเกินดังกล่าวสามารถทะลุชั้นฉนวน สร้างความเสียหายให้กับตัวหม้อแปลง และอาจนำไปสู่ความล้มเหลวร้ายแรงของระบบอินเวอร์เตอร์ทั้งหมด