שיקולים לתכנון השראות במצב משותף של שנאי אספקת חשמל מיתוג
בתהליך התכנון של שנאי חשמל, המהנדסים צריכים לחשב ולהשלים בקפדנות את התכנון והבחירה המספרית של השראות מצב נפוץ, המשפיעות ישירות על הדיוק התפעולי של שנאי חשמל מיתוג. במאמר של ימינו, אנו נספק ניתוח קצר של תכנון השראות המצב המשותף של שנאי אספקת חשמל מיתוג, כדי לראות אילו סוגיות יש לציין בתהליך התכנון והחישוב של השראות מצב נפוץ לשנאי חשמל. בתהליך התכנון והייצור של שנאי חשמל, מהנדסים צריכים לבצע תכנון השראות משותף למצב, אשר דורש בעיקר שלושה פרמטרים בסיסיים: זרם קלט, עכבה ותדר ובחירת ליבה מגנטית. בואו נסתכל תחילה על זרם הקלט. ערך פרמטר זה קובע ישירות את קוטר החוט הנדרש עבור המתפתל. בעת חישוב ובחירת קוטר הקו, צפיפות הזרם נלקחת בדרך כלל כ- 400A/ס"מ ³, אך ערך זה חייב להשתנות עם עליית הטמפרטורה של המשרן. בדרך כלל, פיתולים מופעלים באמצעות חוט יחיד, שיכול להפחית רעש בתדר גבוה ואובדן אפקט עור. בתהליך החישוב, בדרך כלל מוגדרת עכבה של השראות המצב הנפוץ של שנאי אספקת החשמל המיתוג כערך המינימלי בתנאי התדר הנתונים. עכבה לינארית של סדרה יכולה לספק את הנחתת הרעש הנדרשת. עם זאת, במציאות, לעיתים קרובות מתעלמים מהנושא של עכבה לינארית, ולכן לעיתים קרובות מעצבים משתמשים במכשיר רשת ייצוב עכבה לינארית של 50 וואט כדי לבחון השראות למצב משותף ולהפוך בהדרגה לשיטה סטנדרטית לבדיקת הביצועים של השראות מצב נפוץ. אך התוצאות שהתקבלו נבדלות בדרך כלל באופן משמעותי מהמציאות. למעשה, בנסיבות רגילות, משרן המצב הנפוץ יפיק תחילה תדר של הנחתה של -6 dB עבור כל עלייה באוקטבה בתדר הזוויתי (התדר הזוויתי הוא -3 dB המיוצר על ידי משרן המצב הנפוץ). תדר זוויתי זה בדרך כלל נמוך מאוד כך שהשראות יכולה לספק עכבה. לכן ניתן לבטא השראות באמצעות הנוסחה ls=xx/2 π f. יש נושא נוסף אליו מהנדסים צריכים לשים לב אליו, שהוא חומר הליבה המגנטי ומספר הפניות הנדרש בעת תכנון משרנים של מצב נפוץ. ראשית, בואו נסתכל על בחירת דגמי הליבה המגנטיים. אם יש מרחב השראות מוגדר, אנו נבחר את מודל הליבה המגנטי המתאים המבוסס על מרחב זה. אם אין ויסות, בחירת דגמי הליבה המגנטיים היא בדרך כלל שרירותית. לאחר קביעת מודל הליבה המגנטי של שנאי הכוח, השלב הבא הוא לחשב את המספר המרבי של הפניות ניתן לפצע את הגרעין המגנטי. באופן כללי, משרני מצב נפוצים כוללים שני פיתולים, בדרך כלל שכבה יחידה, וכל פיתול מופץ מכל צד של הגרעין המגנטי, עם מרחק מסוים בין שני הפיתולים. פיתולים כפולים בשכבות ונערמים משמשים מדי פעם, אך גישה זו יכולה להגדיל את הקיבול המופץ של הפיתול ולהקטין את ביצועי התדר הגבוה של השראות. מכיוון שקוטר חוט הנחושת נקבע לפי גודל הזרם הליניארי, ניתן לחשב את ההיקף הפנימי על ידי הפחתת רדיוס חוט הנחושת מהרדיוס הפנימי של הגרעין המגנטי. לפיכך, ניתן לחשב את מספר הסיבובים המרבי על בסיס קוטר חוט הנחושת עם בידוד וההיקף שנכבש על ידי כל סלילה.
