Principe de fonctionnement et cas de simulation d'un transformateur de puissance

Qu'est-ce qu'un transformateur ?

La conception de l’alimentation électrique est un problème inévitable dans la conception actuelle des produits matériels. Dans l'article précédent, nous avons abordé plusieurs types de convertisseurs DCDC. Aujourd’hui, nous allons explorer un autre système Buck Boost à faible perte : les transformateurs.

Un transformateur est un composant électromagnétique d'un circuit utilisé pour modifier la tension alternative. Il peut convertir une tension alternative en une autre par conversion électromagnétique tout en gardant la puissance pratiquement inchangée.

Application des transformateurs

Dans le système électrique, les transformateurs sont largement utilisés pour augmenter ou diminuer la tension. Il peut être utilisé pour l'isolation électrique, améliorant considérablement la sécurité du système et réduisant le risque de choc électrique ; L'utilisation de transformateurs permet également d'obtenir une séparation du système de mise à la terre, ce qui peut supprimer efficacement le bruit en mode commun ; Isolation CC fournie pour protéger les circuits sensibles ; Réaliser simultanément une conversion de tension et une adaptation d'impédance tout en isolant ; Restreindre la portée de la propagation des pannes et améliorer la fiabilité du système ; Compatibilité électromagnétique améliorée, contribuant à répondre aux exigences CEM ; Prend en charge plusieurs applications de bobinage et s'adapte aux exigences système complexes ; Il peut également être utilisé pour des applications spéciales telles que le couplage de signaux, le réglage de phase et la suppression des harmoniques. Ces avantages font des transformateurs un élément clé indispensable dans des domaines tels que l'énergie, l'industrie, la santé et la communication, offrant de solides garanties pour la sécurité, l'efficacité et la fiabilité des systèmes électriques modernes et favorisant grandement le développement de systèmes électriques modernes.

Principe de fonctionnement du transformateur

Le principe de fonctionnement des transformateurs repose sur la loi de l’induction électromagnétique. Sa structure électromagnétique est constituée de deux ou plusieurs bobines enroulées autour du même noyau de fer. Dans les structures pratiques, des matériaux isolants seront utilisés entre les enroulements et entre les enroulements et les noyaux de fer, ainsi qu'entre le boîtier et le système de refroidissement.

Lorsque le courant alternatif traverse la bobine primaire, un champ magnétique alternatif est généré dans le noyau de fer. Ce champ magnétique alternatif induira une tension dans la bobine secondaire. En ajustant le rapport de spires des bobines primaire et secondaire, différentes tensions de sortie peuvent être obtenues. Habituellement, les transformateurs ont plus d'un circuit, par exemple, les transformateurs monophasés ont deux circuits, tandis que les transformateurs triphasés ont six circuits.

Les noyaux de fer et les matériaux d'enroulement des différents transformateurs varient considérablement. PowerExpert de Julin Technology prend en charge la construction de transformateurs personnalisés simples et flexibles. Des transformateurs personnalisés peuvent être construits à l'aide de dispositifs à enroulement, à noyau ou à noyau non linéaire et de liaison d'enroulement (K_Magnatic). Le noyau magnétique idéal prend en charge le réglage de la perméabilité magnétique, de la surface transversale et de la longueur, tandis que le noyau magnétique non linéaire prend en charge le réglage des paramètres de forme, de la constante de flexion de la paroi du domaine magnétique, du coefficient de perte par hystérésis, de l'intensité de magnétisation à saturation et d'autres coefficients. Le noyau magnétique et l'enroulement sont configurés pour appartenir au même transformateur grâce à des dispositifs de liaison d'enroulement.

Construisez un transformateur personnalisé simple à l'aide du logiciel PowerExpert, où l'enroulement comporte 5 tours et 10 tours, comme le montre la figure suivante :

Effectuez une simulation transitoire et les résultats de simulation obtenus sont présentés dans la figure suivante :