שיקולי תכנון עבור החלפת משראות מצב נפוץ של שנאי ספק כוח
במהלך תהליך התכנון של שנאי הכוח, המהנדסים צריכים לחשב ולהשלים בקפדנות את תכנון השראות המצב הנפוץ ובחירת הערך, הקשורים ישירות לדיוק הפעולה של שנאי הכוח המיתוג. במאמר של היום ננתח בקצרה את התכנון של השראות המצב המשותף של שנאי ספק הכוח המיתוג, ונראה לאילו בעיות יש לשים לב במהלך התכנון והחישוב של השראות המצב המשותף של שנאי הכוח. בתהליך התכנון והייצור של שנאי כוח, המהנדסים צריכים לתכנן משרני מצב משותף. ישנם שלושה פרמטרים בסיסיים הנדרשים, כלומר זרם כניסה, עכבה ותדר, ובחירת ליבות מגנטיות. בואו נסתכל תחילה על זרם הקלט. ערך פרמטר זה קובע ישירות את קוטר החוט הנדרש לליפוף. בעת חישוב ובחירת קוטר החוט, צפיפות הזרם היא בדרך כלל 400A/cm³, אך ערך זה חייב להשתנות עם עליית הטמפרטורה של המשרן. בדרך כלל, הפיתולים מופעלים עם חוט יחיד, מה שמפחית רעשים בתדר גבוה ואובדן אפקט העור. בתהליך החישוב, העכבה של השראות המצב המשותף של שנאי אספקת החשמל המיתוג מוגדרת בדרך כלל כערך המינימלי בתנאי התדר הנתונים. עכבה ליניארית סדרתית מספקת את הנחתת הרעש הנדרשת בדרך כלל. אבל למעשה, הבעיה של עכבה ליניארית היא לרוב הקלה ביותר להתעלם ממנה, ולכן מתכננים משתמשים לעתים קרובות במכשיר רשת ייצוב עכבה ליניארית של 50W כדי לבדוק משראות מצב משותף, והיא הפכה בהדרגה לשיטה סטנדרטית לבדיקת הביצועים של משרני מצב משותף. . עם זאת, התוצאות המתקבלות בדרך כלל שונות למדי מהמציאות. למעשה, משרן המצב המשותף יפיק תחילה הנחתה של -6dB לאוקטבה בתדר הפינה הרגיל (תדר הפינה הוא -3dB המופק על ידי משרן המצב המשותף). תדר פינתי זה הוא בדרך כלל נמוך מאוד כך שהתגובה האינדוקטיבית יכולה לספק עכבה. לכן, ניתן לבטא את השראות בנוסחה זו, כלומר: Ls=Xx/2πf. ישנה בעיה נוספת שמהנדסים צריכים לשים לב אליה, כלומר, כאשר מתכננים משראות רגילות, עליהם לשים לב לחומר הליבה ולמספר הסיבובים הנדרשים. בואו נסתכל תחילה על הבחירה של סוג הליבה. אם יש מרחב השראות מוגדר, נבחר את סוג הליבה המתאים לפי מרחב זה. אם אין רגולציה, סוג הליבה נבחר בדרך כלל כרצונו. לאחר קביעת מודל הליבה של שנאי הכוח, התפקיד הבא הוא לחשב את המספר המרבי של סיבובים שהליבה יכולה ללפף. באופן כללי, למשרן מצב משותף יש שתי פיתולים, בדרך כלל שכבה אחת, וכל פיתול מפוזר בכל צד של הליבה המגנטית, ויש להפריד בין שתי הפיתולים במרחק מסוים. מדי פעם נעשה שימוש גם בפיתולים דו-שכבתיים ובערימות, אך תרגול זה יגדיל את הקיבול המפוזר של הפיתול ויפחית את הביצועים בתדר גבוה של השראות. מכיוון שקוטר חוט הנחושת נקבע על פי גודל הזרם הליניארי, ניתן לחשב את ההיקף הפנימי על ידי הפחתת רדיוס חוט הנחושת מרדיוס המעגל הפנימי של הליבה המגנטית. לכן, ניתן לחשב את המספר המרבי של סיבובים לפי קוטר חוט הנחושת בתוספת בידוד וההיקף התפוס על ידי כל סלילה.
