PCBの大手サプライヤーはEIトランスを使用しているため、これらの変圧器のエネルギー貯蔵容量を計算する方法について顧客から問い合わせを受けます。このパラメーターを理解することは、効率的で信頼できる電源システムを設計するために重要です。このブログ投稿では、使用されているEIトランスのエネルギー貯蔵容量を計算する方法に関するいくつかの洞察を共有します。
EIトランスの理解
計算に飛び込む前に、EIトランスが何であるかを簡単に理解しましょう。 EI変圧器は、コアラミネーションの形状にちなんで命名されており、「E」と「I」という文字に似ています。これらの変圧器は、高効率、低コスト、コンパクトサイズのため、電源、オーディオアンプ、制御システムなど、さまざまなアプリケーションで広く使用されています。
PCBアプリケーションのコンテキストでは、EI変圧器は、電圧レベルをステップアップまたはステップダウンし、回路を分離し、ボード上のさまざまなコンポーネントに電力を供給するためによく使用されます。 EIトランスのエネルギー貯蔵容量は、過渡荷重を処理し、安定した出力を維持する能力を決定する重要な要素です。
エネルギー貯蔵容量に影響する要因
使用されるEIトランスのPCBのエネルギー貯蔵容量は、以下を含むいくつかの要因の影響を受けます。
- コア素材：トランスで使用されるコア材料の種類は、エネルギー貯蔵容量を決定する上で重要な役割を果たします。コモンコア材料には、シリコンスチール、フェライト、アモルファス金属が含まれます。各材料には、透過性や飽和フラックス密度など、さまざまな磁気特性があり、変圧器の性能に影響します。
- コアジオメトリ：コアの形状とサイズは、エネルギー貯蔵容量にも影響します。 EIトランスは通常、長方形または正方形のコア形状を持ち、コアの断面積は磁束密度と保存できるエネルギーの量に影響します。
- ターン数：トランスの一次巻線および二次巻線のターン数は、電圧比とエネルギー貯蔵容量に影響します。通常、ターン数が多いと、電圧比が高くなり、エネルギー貯蔵容量が大きくなります。
- 現在の評価：トランスの電流定格は、過熱や損傷を引き起こすことなく巻線を流れる可能性のある電流の最大量を決定します。通常、より高い電流評価は、通常、より大きなエネルギー貯蔵容量に対応します。
エネルギー貯蔵容量の計算
使用されるPCB EIトランスのエネルギー貯蔵容量は、次の式を使用して計算できます。
[e = \ frac {1} {2} li^{2}]
どこ：
- （e）ジュールのエネルギー貯蔵容量（j）
- （l）ヘンリーズの変圧器のインダクタンス（h）
- （i）アンペアの変圧器を流れる電流（a）
トランスのインダクタンスを計算するには、次の式を使用できます。
[l = \ frac {\ mu n^{2} a} {l}]
どこ：
- （\ mu）は、1メートルあたりのヘンリーズのコア材料の透過性（h/m）です
- （n）は、巻線のターン数です
- （a）平方メートル（m²）のコアの横断面積
- （l）はメートルの磁気経路の長さ（m）です
コア材料の透過性は、メーカーのデータシートから取得できます。巻線のターン数は、ターン数をカウントするか、変圧器の仕様を参照することで決定できます。コアの断面積は、コアの寸法を測定し、形状に適切な式を使用することで計算できます。磁気経路の長さは、コアジオメトリに基づいて推定できます。
トランスのインダクタンスを計算したら、最初の式を使用してエネルギー貯蔵容量を計算できます。変圧器を介して流れる電流を知る必要があります。これは、電流を測定するか、負荷要件を参照することで決定できます。
例の計算
使用されているEIトランスのエネルギー貯蔵容量を計算する方法を説明する例を考えてみましょう。次の仕様を備えたEIトランスがあるとします。
- コア材料：シリコンスチール
- コア断面積：（a = 10 \ text {cm}^2 = 0.001 \ text {m}^2）
- 一次巻線のターン数：（n_1 = 100）
- 二次巻線のターン数：（n_2 = 200）
- 一次巻線を流れる電流：（i_1 = 1 \ text {a}）
まず、一次巻線のインダクタンスを計算する必要があります。シリコンスチールコアの透過性が（\ mu = 2000 \ mu_0）であると仮定すると、ここで（\ mu_0 = 4 \ pi \ times 10^{-7} \ text {h/m}）、磁気経路の長さは（l = 0.1 \テキスト{m}）です。
[l_1 = \ frac {\ mu n_1^{2} a} {l} = \ frac {2000 \ times 4 \ pi \ times 10^{-7} \ times 100^{2} \ times 0.001} {0.1} \ simpx 0.25 \ \ \ {h}]
次に、エネルギー貯蔵容量の式を使用して、一次巻線に保存されているエネルギーを計算できます。
[e_1 = \ frac {1} {2} l_1i_1^{2} = \ frac {1} {2} \ times 0.25 \ times 1^{2} = 0.125 \ text {j}]
二次巻線のエネルギー貯蔵容量を計算する場合は、最初に電圧比を使用して二次巻線を介して流れる電流を計算する必要があります。変圧器が理想的で損失がないと仮定すると、電圧比は次のように与えられます。
[\ frac {v_2} {v_1} = \ frac {n_2} {n_1} = \ frac {200} {100} = 2]
（v_2 = 2V_1）および（p_1 = p_2）（損失なし）（i_2 = \ frac {i_1} {2} = 0.5 \ text {a}）があります。
二次巻線のインダクタンスは、一次巻線と同じ式を使用して計算できますが、（n_1）の代わりに（n_2）で計算できます。
[l_2 = \ frac {\ mu n_2^{2} a} {l} = \ frac {2000 \ times 4 \ pi \ times 10^{-7} \ times 200^{2} \ times 0.001} {0.1} \ s \ text {h}]
二次巻線に保存されているエネルギーは次のとおりです。
[e_2 = \ frac {1} {2} l_2i_2^{2} = \ frac {1} {2} \ times 1 \ times 0.5^{2} = 0.125 \ text {j}]
EIトランスのアプリケーション
EIトランスは、さまざまなアプリケーションで広く使用されています。
- 電源：EI変圧器は、電源から電源を下げて電子供給から電子装置に適した低電圧レベルに踏み込むために一般的に使用されています。それらは、入力回路と出力回路の間に分離を提供し、出力電圧の調節に役立ちます。
- オーディオアンプ：オーディオアンプでは、EI変圧器を使用して、入力段階と出力段階を結合し、インピーダンスマッチングを提供し、アンプを電源から分離します。音質を改善し、ノイズと歪みを減らすのに役立ちます。
- 制御システム：EIトランスは、コントロールシステムで使用され、リレー、ソレノイド、およびその他の制御デバイスに電力を供給します。それらは、制御回路を電源から分離し、電圧スパイクやサージからデバイスを保護するのに役立ちます。
特定のアプリケーション用の高品質のEIトランスを探している場合は、ニーズを満たすために幅広い製品を提供しています。私たちのドア制御システム用のエルトランスドア制御システムで信頼できる操作用に設計されていますが、セキュリティのためのEIトランスセキュリティアプリケーションに安全な電力を提供します。私たちも提供していますEI Medical Power Transformers医療産業の厳格な要件を満たしています。
結論
EI変圧器を使用するPCBのエネルギー貯蔵容量を計算することは、効率的で信頼できる電力システムを設計する上で重要なステップです。エネルギー貯蔵容量に影響を与える要因を理解し、適切な式を使用することにより、このパラメーターを正確に計算し、アプリケーションに適したトランスを選択できます。
EIトランスを使用したPCBのエネルギー貯蔵容量の計算、またはプロジェクトに適したトランスを選択することについて質問があるか、さらにサポートが必要な場合は、お気軽にお問い合わせください。私たちは、PCB使用EI変圧器の専門的なサプライヤーであり、専門家のアドバイスと高品質の製品を提供できます。あなたのプロジェクトの成功を確実にするために協力しましょう！
参照
- 「トランスデザインハンドブック」、Wm大佐。 T.マクリマン
- 「磁気回路と変圧器」、フィッツジェラルド、キングスレー、ウマンズ