שיקולי תכנון משרן במצב נפוץ של שנאי ספק כוח
במהלך תהליך התכנון של שנאי הכוח, המהנדסים צריכים לחשב ולהשלים בקפדנות את תכנון משרן המצב הנפוץ ואת הבחירה המספרית, הקשורה ישירות לדיוק ההפעלה של שנאי אספקת החשמל המיתוג. במאמר של היום, ננתח בקצרה את התכנון של משרני מצב נפוץ של שנאי ספק כוח מיתוג כדי לראות לאילו נושאים יש לשים לב במהלך תהליך התכנון והחישוב של משרני מצב משותף של שנאי כוח. בתהליך התכנון והייצור של שנאי כוח, המהנדסים צריכים לתכנן משרנים במצב משותף, הדורשים בעיקר שלושה פרמטרים בסיסיים, כלומר זרם כניסה, עכבה ותדר, ובחירת ליבה. 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 באמצעות חוט יחיד, מה שמפחית רעש בתדר גבוה ואובדן אפקט העור. במהלך תהליך החישוב, העכבה של משרן המצב המשותף של שנאי ספק הכוח המיתוג מוגדרת בדרך כלל כערך המינימלי בתנאי התדר הנתונים. עכבות ליניאריות בסדרה מספקות את הנחתת הרעש הנדרשת בדרך כלל. אבל למעשה, בעיות עכבה ליניאריות הן לרוב המתעלמות מהן. לכן, מתכננים משתמשים לעתים קרובות במכשיר רשת מיוצב עכבה ליניארית של 50W כדי לבדוק משראות רגילות, והיא הפכה בהדרגה לשיטה סטנדרטית לבדיקת הביצועים של משרני מצב נפוץ. אבל התוצאות שהתקבלו לרוב שונות לגמרי מהמציאות. למעשה, כאשר משרן המצב המשותף תקין, תדר הפינה יפיק תחילה תדר שמגביר את הנחתה של -6dB לאוקטבה (תדר הפינה הוא -3dB המופק על ידי משרן המצב המשותף). תדר פינה זה הוא בדרך כלל נמוך כך שהתגובה האינדוקטיבית יכולה לספק עכבה. לכן, ניתן לבטא את השראות בנוסחה זו, כלומר: Ls=Xx/2πf. ישנו נושא נוסף שמהנדסים צריכים לשים לב אליו, כלומר, כאשר מתכננים משרנים במצב משותף, עליהם לשים לב לחומר הליבה ולמספר הסיבובים הנדרש. ראשית, בואו נסתכל על הבחירה של דגם הליבה המגנטית. אם יש מרחב השראות מוגדר, נבחר את דגם הליבה המגנטית המתאים בהתאם למרחב זה. אם אין ויסות, דגם הליבה המגנטית נבחר בדרך כלל כרצונו. לאחר קביעת מודל הליבה של שנאי הכוח, השלב הבא הוא לחשב את המספר המרבי של סיבובים שהליבה יכולה לעשות. באופן כללי, למשרן מצב משותף יש שתי פיתולים, בדרך כלל שכבה אחת, וכל פיתול מופץ בכל צד של הליבה. יש להפריד בין שתי הפיתולים במרחק מסוים. מדי פעם נעשה שימוש גם בפיתולים דו-שכבתיים ובערימות, אך גישה זו תגדיל את הקיבול המפוזר של הפיתול ותפחית את הביצועים בתדר גבוה של המשרן. מכיוון שקוטר חוט הנחושת נקבע על פי גודל הזרם הליניארי, ניתן לחשב את ההיקף הפנימי על ידי הפחתת רדיוס חוט הנחושת מהרדיוס הפנימי של הליבה. לכן, ניתן לחשב את המספר המרבי של סיבובים לפי קוטר חוט הנחושת בתוספת בידוד וההיקף התפוס על ידי כל סלילה.
