에너지 저장에 플라이 백 에어 갭이 필요한 이유는 무엇입니까?

왜 플라이 백 변압기가 에너지를 저장하기 때문에 공극이 필요하기 때문에 많은 소스가 선을 따라 무언가를 말합니까? 교과서와 앱 노트에서이 추론을 보았습니다.

에어 갭은 에너지를 저장할 수 없다고 생각했으며 플라이 백 변압기는 인덕턴스로 에너지를 저장하고 에어 갭은 인덕턴스를 줄이므로 인덕터 / 플라이 백의 에너지 저장 능력도 감소한다고 생각했습니다.

내가 어디 혼란스러워?

순방향 토폴로지 변압기 (1 차 및 2 차 권선이 동시에 전도되는)와 달리 플라이 백 변압기는 1 차 스위치를 켜는 동안 에너지를 저장하고 1 차 스위치를 끄는 시간 동안 부하로 전달해야합니다.

피크 플럭스 밀도는 적용된 볼트-초의 함수이기 때문에 순방향 토폴로지 변압기에는 갭이 필요하지 않습니다. 변압기를 통해 전달되는 전력은 가변적이지 않습니다 (듀티 사이클에 미치는 영향 제외). 히스테리시스 루프를 따라 코어를 이동시키는 것은 자화 전류 뿐이며, 1 차 및 2 차 암페어가 서로 상쇄되므로 모든 것이 잘 설계되면 포화 위험이 없습니다.

플라이 백 변압기는 순방향 컨버터의 암페어 회전 취소 이점이 없으므로 전체 1 차 에너지가 코어를 히스테리시스 곡선 위로 이동시킵니다. 에어 갭은 히스테리시스 곡선을 평평하게하고 코어의 투과성을 감소시켜 더 많은 에너지 처리를 가능하게합니다. 물론 갭이없는 것과 비교하여 원하는 인덕턴스를 얻으려면 더 많은 턴을 추가해야하지만 코어 포화를 피하십시오.$\frac{1}{2}LI^2$

여기서 중요한 점은 공극이 없으면 전류가 흐르면 인덕터가 포화되어 인덕턴스가 떨어지고 에너지를 저장할 수 없다는 것입니다.

"플라이 백 변압기 (Flyback Transformer)"라는 용어는 약간의 오해의 소지가 있으며, 기존의 변압기 에너지와는 동작이 상당히 다르기 때문에 변압기보다 결합 된 인덕터로 간주하는 것이 더 유용합니다. 에너지를 저장하지 않습니다. "플라이 백"변압기를 사용하면 에너지가 먼저 저장되고 해제됩니다.

인덕터에 대해 우리가 알고있는 것

$$v = L \frac{di}{dt} = N A \frac {dB}{dt}$$

여기서 v는 전압, i는 전류, N은 회전, B는 자속 밀도, A는 유효 자기 영역입니다.

또한

$$H = \frac {N \ i}{l} \Rightarrow i = \frac {H \ l}{N}$$

여기서 H는 자기장 강도, N은 회전 및 l은 자기 경로 길이입니다.

마지막으로 투자 성

$$\mu = \frac {B}{H} \Rightarrow H = \frac {B}{\mu}$$

그러므로

$$i = \frac{B \ l}{\mu \ N}$$

이제 에너지를 계산할 수 있습니다

$$\begin{align} Energy & = \int{i \ v} \ dt\\ & = \int{\left( \frac{B \ l}{\mu \ N} \right) \ \left( N A \frac {dB}{dt} \right)} \ dt\\ & = \frac {A \ l}{\mu}\int{B} \ dB\\ & = \frac {A \ l}{\mu}\frac{B^2}{2}\\ \end{align}$$

따라서 에너지 저장은 에어 갭에서만 가능하며 에어 갭 부피와 플럭스 밀도의 제곱에 비례합니다.

자신을 포함한 대부분의 사람들이 생각하는 것과는 달리, 유용한 에너지의 대부분은 핵심의 틈새에 저장됩니다.

페라이트의 경우, 작은 금속 입자 사이에 간격이 분포되어있어 계산에 사용되는 유효 간격도 있습니다. 이 간격은 BH 루프를 선형화하고 포화 전에 전류 처리를 증가시킵니다.

에어 갭은 일반적으로 안전 고려 사항에 사용됩니다. 플라이 백 변압기의 경우 1 차 권선과 2 차 권선 사이에 아크가 필요하지 않으며 공극을 사용하십시오.