ניו-טק מגזין | מרץ 2019

POWER SOLUTIONS מוסף מיוחד

גבוהה, ומוליכות מגנטית נמוכה, ולכן הוא מהווה את הדרך הקלה ביותר לשטף המגנטי. הדבר מהווה שטף זרימה גבוה בליבת הסליל ומסייע לסלילים בעלי השראות גבוהה וגודל פיזי קטן. יתרון זה ניתן לראות במשוואה הקודמת. חומר ליבה עם חדירות גבוהה, מאפשר , להיות עם גודל שטח חתך קטן. L להשראות בספק כח ממותג, מקסימום צפיפות השטף המגנטי ניתן לחישוב כדלקמן: שנאים אשר משמשים בספקי כח מבודדים הם גם סלילים אבל עם יותר מסנף אחד. סנפים אלא מורכבים יותר אבל תכונות הליבה נישארות זהות. הפסדי הספק הפסדים מתרחשים בליבה וגם בכריכות של הסליל. הפסדים בכריכות: הפסדים בכריכות הסליל נגרמים כתוצאה ) ומתופעה שנקראת RDC ( DC מהתנגדות ותופעה נוספת שנקראת SKIN EFFECT PROXIMITY EFFECT DC הפסדים שנגרמים כתוצאה מהתנגדות ניתן לחשב כך: SKIN EFFECT הפסדי הספק כתוצאה מ , מתוארים כהתנגדות PROXIMITY EFFECT אשר תלויה בעיקר בתדירות. ישנם AC דרכים שונות כדי לקבוע את ההשפעות שלהם ברכיבים מגנטים, אבל שיטות מסובכות כגון נחוצות עבור קירוב קרוב. DOWELL שיטת הפסדי ליבה: הפסדי הליבה נקבעים ע"י מדידת הצפיפות כפונקציה של חוזק השדה B השטף המגנטי . H המגנטי הוא לא לינארי ויש לו H ל B הקשר בין היסטרזיס. היסטרזיס הוא אחד המאפיינים הטיפוסים של חומר הליבה והוא מוביל להפסדי הספק בליבת הסליל. B מראה עקומת היסטרזיס טיפוסית 1 איור . עם עירור סינוסואידלי של חומר H לעומת הליבה.

עקומת היסטרזיס טיפוסית :1 איור

«

) זורם דרך חומר הליבה וגורם CURRENT לאובדן אנרגיה

אובדן האנרגיה בליבה במהלך מחזור מיתוג ,תואם את ההפרש בין קלט האנרגיה המגנטית בליבה במהלך השלב החיובי של הפאזה, ותפוקת האנרגיה בליבה במהלך השלב השלילי של הפאזה. בנוסף, ישנם הפסדים, בכל פעם שאות העירור הופכת את כיוונה, משום שיש צורך באנרגיה על מנת להפוך את כיוון החלקיקים בליבה. בעזרת חוק אמפר וחוק פאראדי, האנרגיה של הליבה יכולה לבוא לידי ביטוי כך: אובדן אנרגית הליבה שווה לאזור שמוקף על ידי עקומת ההיסטרזיס כפול נפח הליבה. אובדן ההספק שווה לתוצר של אובדן האנרגיה בתדר המיתוג. ביטוי זה תקף בתנאי שהליבה אינה מגיעה לרוויה , ותדר המיתוג נמצא בטווח הפעולה הצפוי (לינארי). מייצג את אובדן 1 האזור האדום באיור האנרגיה. האובדן גדל בתדרים גבוהים יותר, משום שלולאת ההיסטרזיס משנה את כיוונה מספר פעמים גדול יותר . אובדן האנרגיה בלולאת ההיסטרזיס הוא ביחס ישיר לתדירות . צורה שניה של אובדן ההספק בליבה, נובעת ) אשר מושרים בליבה EDDY מזרמי אדי ( כתוצאה משינוי שטף בזמן חוק לנץ אומר כי שינוי השטף המגנטי גורם לזרם אשר בתורו גורם לשטף מגנטי שזורם EDDY בכיוון הפוך לשטף המקורי. זרם זה (

קביעת ההפסדים הפסדי הליבה נקבעו בתחילה באמצעות נוסחה הידועה בשם משוואת שטיין-מינץ.

F הוא אובדן כח הליבה ליחידת נפח, Pv שבו היא צפיפות השטף המגנטי הוא התדר , הם קבועים המרבי עם אות סינוסי , והם מראים את ההפסדים 2 הנגזרים מאיור המשולבים של ההיסטרזיס וזרמי אדי בתוך הליבה. מדידת הפסדי הליבה קשה משום שמדידה זו דורשת הגדרות מסובכות למדידת צפיפות השטף, וכן הערכה של שטח עקומת ההיסטירזיס. עקומות אלו נוצרות ע"י החלת אותות סינוסואידלים על ליבה טוראידית עם שני ליפופים של הסליל סביב הליבה . צריך לקבל נתונים רבים על מנת ליצור תרשים של הפסדי הליבה. החסרון העיקרי של משוואת שטיין –מינץ הוא שהיא תקפה רק לאות סינוסי. רוב השטף המגנטי ביישומי אלקטרוניקה הוא אינו כזה. למרות SMPS ובפרט ב שיש מודלים המנסים להתמודד עם צורות גל שאינן סינוסואידליות ע"י הפרדת ההיסטירזיס והפסדי זרמי האדי, המשוואה האמפירית של שטיין - מינץ הוכיחה את עצמה כאופציה היעילה ביותר. המשוואה מאפשרת דיוק גבוה לחישוב שטף מגנטי בשילוב גל סינוסי.

New-Tech Magazine l 60