1. หม้อแปลงความถี่สูงคืออะไร?
หม้อแปลงความถี่สูงเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง หม้อแปลงความถี่สูงเป็นหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังที่มีความถี่ในการทำงานเกินความถี่กลาง (10kHz) ส่วนใหญ่จะใช้เป็นหม้อแปลงจ่ายไฟสวิตชิ่งความถี่สูงในแหล่งจ่ายไฟสวิตชิ่งความถี่สูง และยังใช้ในอินเวอร์เตอร์ความถี่สูง มันถูกใช้เป็นหม้อแปลงไฟฟ้าอินเวอร์เตอร์ความถี่สูงในแหล่งจ่ายไฟและเครื่องเชื่อมอินเวอร์เตอร์ความถี่สูง
ตามความถี่ในการทำงาน หม้อแปลงความถี่สูงสามารถแบ่งออกเป็นหลายเกรด: 10kHz-50kHz, 50kHz-100kHz, 100kHz~500kHz, 500kHz~1MHz และสูงกว่า 10MHz เมื่อกำลังส่งค่อนข้างใหญ่ อุปกรณ์จ่ายไฟโดยทั่วไปจะใช้ IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) เนื่องจาก IGBT มีปรากฏการณ์การหางแร่นอกกระแส ความถี่ในการทำงานจึงค่อนข้างต่ำ เมื่อกำลังส่งค่อนข้างน้อย จะใช้ MOSFET (ทรานซิสเตอร์สนามเซมิคอนดักเตอร์) ทรานซิสเตอร์ที่มีประสิทธิภาพ) ความถี่ในการทำงานค่อนข้างสูง
2. หลักการทำงานของหม้อแปลงความถี่สูง
หม้อแปลงความถี่สูงเป็นอุปกรณ์ที่ใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ กระแส และอิมพีแดนซ์ ส่วนประกอบหลัก ได้แก่ ขดลวดปฐมภูมิ ขดลวดทุติยภูมิ และแกนเหล็ก
เมื่อกระแสไฟฟ้ากระแสสลับไหลผ่านขดลวดปฐมภูมิ ฟลักซ์แม่เหล็กกระแสสลับจะถูกสร้างขึ้นในแกนเหล็ก (หรือแกนแม่เหล็ก) ทำให้ขดลวดทุติยภูมิเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้า (หรือกระแสไฟฟ้า) ซึ่งใช้เป็นตัวเพิ่ม ลดขั้นตอน หรือแยกใน แหล่งจ่ายไฟ
3. ข้อดีของหม้อแปลงความถี่สูง:
สำหรับหม้อแปลงความถี่สูงที่ใช้กับเทคโนโลยี DC step-up และ step-down โดยทั่วไปความถี่ในการสวิตชิ่งจะมากกว่า 10KHz เป็นอย่างน้อย และความถี่ในการสวิตชิ่งสูงสุดจะถูกจำกัดด้วยความต้านทานความร้อนของส่วนประกอบกำลังสวิตชิ่ง (BJT, MOSFET, IGBT ) และวัสดุแกนเหล็ก กล่าวอีกนัยหนึ่ง ขนาดของการสูญเสียธาตุเหล็กนั้นถูกจำกัดด้วยอุณหภูมิที่วัสดุสามารถทนได้ วัสดุหลักของหม้อแปลงชนิดนี้ที่ใช้ในแหล่งจ่ายไฟส่วนใหญ่ทำจากวัสดุกำลังเฟอร์ไรต์ หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า "ความถี่สูง" หม้อแปลงไฟฟ้า".
ในกรณีที่มีการใช้พลังงานสูงกว่าและระยะการส่งข้อมูลที่ยาวขึ้น ระบบไฟฟ้ากระแสสลับจะมีประสิทธิภาพเหนือกว่าระบบ DC มาก
โดยทั่วไปแล้ว ระบบไฟฟ้ากระแสสลับจะมีความถี่ 50Hz หรือ 60Hz ตราบใดที่หม้อแปลงได้รับการออกแบบสำหรับใช้กับความถี่กำลัง 50Hz/60Hz ก็เรียกกันทั่วไปว่า 'หม้อแปลงความถี่ต่ำ' โดยทั่วไปจะใช้ร่วมกับระบบไฟฟ้าและเรียกอีกอย่างว่าหม้อแปลงไฟฟ้า วัสดุหลักเป็นส่วนใหญ่แผ่นเหล็กซิลิกอน.
ความถี่ถูกกำหนดโดยจำนวนครั้งในการสลับต่อวินาทีของส่วนประกอบการสลับ ดังนั้นจึงเรียกอีกอย่างว่าความถี่ในการสลับ fs เมื่อแรงดันไฟฟ้าขาเข้าของหม้อแปลงเท่ากัน การเพิ่มความถี่ในการสวิตชิ่งสามารถลดจำนวนรอบ N และลดขนาดของแกนเหล็กได้ กำลังส่งเท่าใดขึ้นอยู่กับตัวนำ เส้นผ่านศูนย์กลางของสายไฟ โดยปกติแล้วจุดประสงค์ในการเพิ่มความถี่ในการสวิตชิ่งคือการลดจำนวนรอบหรือลดปริมาตรแกน ดังนั้นปริมาตรของหม้อแปลงความถี่สูงจะน้อยกว่าปริมาตรของหม้อแปลงความถี่ต่ำมาก