Se una delle bobine di un induttore PFC toroidale magnetico multi-filo parallelo-viene avvolta di un giro in meno o più, il test rivelerà che l'aumento di temperatura dell'induttore difettoso è da 30 a 40 gradi superiore a quello di un induttore normale. Qual è la ragione di ciò?
Il design dell'induttore PFC esistente è costituito da due toroidi magnetici 77192 impilati e due trefoli paralleli di filo di rame rotondo da F1,8 mm avvolto con 22 spire. Lo smontaggio ha rivelato che un filo aveva una svolta in più. I test a 50kHz hanno rivelato un'induttanza normale di 133μH con 22 spire e 145μH con 23 spire. Tuttavia, l'avvolgimento parallelo ha prodotto un'induttanza di 116,8μH. Questo fenomeno è spiegato di seguito utilizzando modelli di induttore e trasformatore accoppiati.
Per prima cosa collega le due bobine in serie e in ordine inverso, quindi testa l'induttanza e puoi ottenere LMasakushie lTravestimento-, la mutua induttanza M dei due avvolgimenti è 1/4 della differenza tra i due, quindi
Si può vedere che il coefficiente di accoppiamento k è 0,995. Per l'accoppiamento magnetico delle due bobine, l'equazione del bilancio di tensione può essere scritta come segue:
L'equazione di cui sopra può essere utilizzata per ottenere l'induttanza equivalente delle due bobine dopo il disaccoppiamento e quindi calcolare la corrente che scorre attraverso ciascuna bobina.
Si può vedere che la spira extra causerà una corrente circolante nelle due bobine e la corrente circolante è molto maggiore della corrente effettiva che passa attraverso l'induttore. Questo è il motivo del riscaldamento dell'induttore. Se per l'analisi viene utilizzato il modello del trasformatore, i parametri elettrici equivalenti sono mostrati nella figura seguente:
Secondo le equazioni di bilancio di tensione e corrente del modello del trasformatore, il calcolo è il seguente:
I risultati calcolati sono gli stessi ottenuti dal modello dell'induttore accoppiato. Entrambi hanno scoperto che la bobina con un giro in più ha una corrente inversa, che conferma ancora una volta la causa del riscaldamento dell'induttore.
Il modello con trasformatore richiede il rapporto di avvolgimento n, ma il modello con induttore accoppiato non ha questo parametro. La derivazione di cui sopra per il modello del trasformatore mostra che anche con altri valori del rapporto n, finché le auto-induttanze L1 e L2 e la mutua induttanza M rimangono invariate, si possono ancora ottenere risultati coerenti con il modello dell'induttore accoppiato, indicando che i due modelli sono completamente equivalenti. Gli ingegneri interessati sono incoraggiati a provarlo.
