כיצד פועלים רובוטריקים אלקטרוניים: הלב בתדר הגבוה של המטען שלך

מָבוֹא

מטען הטלפון הקטן והקל הזה שבידך מבצע טריק יוצא דופן: הוא מגשר בבטחה בין הרשת המסוכנת של 220V לבין הגאדג'ט העדין של 5V. בליבתו יושב שנאי אלקטרוני - לא הבלוק הכבד בליבת הברזל מרדיו ישן, אלא רכיב זעיר בתדר גבוה. לפי Hyper-Elec, ספקי כוח מודרניים עם מצב מיתוג (SMPS) "משתמשים בשנאים אלקטרוניים באופן אוניברסלי" מכיוון שהם עונים על הדרישה להספק קומפקטי ויעיל.

אם אתה חדש בזה, דמיין שנאי הוא שליח אנרגיה אלחוטי . שני סלילי תיל חולקים ליבה מגנטית אך לעולם לא נוגעים. אנרגיה נכנסת לסליל אחד, הופכת לשדה מגנטי, חוצה את הליבה ומופיעה שוב כחשמל בסליל השני. מכיוון שאין מגע מתכתי, ניתן לבודד את הפלט חשמלית מהכניסה - תכונת בטיחות שאתה מסתמך עליה בכל פעם שאתה מטעין טלפון ליד כיור.

עיקרון וסוג

הפיזיקה היא חוק האינדוקציה האלקטרומגנטית של פאראדיי . כאשר מתח חילופין מניע את הפיתול הראשוני , הוא יוצר שטף מגנטי משתנה בליבה; ששטף גורם למתח בפיתול המשנית . יחס המתח עוקב אחר יחס הסיבובים: Vp / Vs ≈ Np / Ns .

מה הופך אותו לאלקטרוני ולא למסורתי? תדר וחומר ליבה. שנאים מסורתיים פועלים במהירות של 50/60 הרץ על ליבות פלדת סיליקון למינציה. שנאים אלקטרוניים פועלים במהירות של עשרות קילו-הרץ עד כמה מגה-הרץ, תוך שימוש בליבת פריט - קרמיקה של תחמוצת ברזל מעורבת עם מנגן או ניקל. למה פריט? כפי שמסביר המדריך ההנדסי up-elc, מבנה הגרגירים הקרמיים של פריט מבודד מטבעו, כך שלא ניתן להיווצר זרמי מערבולת (מערבולות אובדן של זרם בתוך הליבה). אובדן זרם מערבולת משתלם בריבוע התדר, וזו בדיוק הסיבה שפלדה נכשלת והפריט מנצח בתדירות גבוהה.

למהנדס: שמרו על צפיפות שיא השטף (Bmax) ב-60-80% מערך הרוויה של החומר, וצפו בשראות דליפה , DCR וקיבול טפילי - במאות קילו-הרץ, אלו, לא המודל האידיאלי, שולטים בהתנהגות האמיתית.

דוגמה ליישום

קח מטען USB-C. רשת AC מתוקנת תחילה ל-DC . לאחר מכן, MOSFET מקצץ את ה-DC הזה ל-AC בתדר גבוה (לעיתים קרובות 100 קילו-הרץ-500 קילו-הרץ). זה מניע את שנאי הפריט, המוריד את המתח. המשני מתוקן ומסונן בחזרה לניקוי DC עבור המכשיר שלך. מכיוון שהשנאי פועל ביעילות רק בתדר גבוה, הליבה שלו יכולה להיות חלק מהגודל - Hyper-Elec מציין שהמשקל יורד ל-1/3 עד 1/5 בערך מיחידה שווה של 50 הרץ, בעוד היעילות מטפסת ל-85-98.5%.

תפיסה מוטעית ועובדה מהנה

תפיסה שגויה: "רובוטריקים עובדים רק על AC, אז הם חסרי תועלת במעגלי DC." לֹא בְּדִיוּק. שנאי אמנם צריך שטף משתנה (חוק פאראדיי), אבל בשנאי אלקטרוני המעגל שמסביב מספק את זה. הקלט כבר DC; מתג מוליכים למחצה מייצר את ה-AC בתדר גבוה שהליבה צריכה, ואז הפלט מתוקן שוב ל-DC. השנאי עצמו אף פעם לא רואה DC יציב.

עובדה מהנה: כיווץ גודל זה לא שיווק - זה פיזיקה. האנרגיה המוחלפת בשנייה מדרגת את התדר, כך שריצה מהירה יותר מאפשרת לך להעביר את אותו הספק דרך ליבה קטנה בהרבה. לכן מתאם המחשב הנייד שלך בנפח 65 וואט נכנס לכיס בעוד שמתאם שווה ערך משנות ה-60 שקל קילוגרמים.