Магнитопровод EI3026: подходит ли для мощности 200 Вт?

Магнитопровод EI3026 с материалом TP4A или аналогичный TDK PC40 может подойти для преобразователя мощностью 200 Вт, но его реальные возможности зависят от нескольких факторов, включая частоту переключения, эффективность использования объёма сердечника и уровень потерь на гистерезис и вихревые токи. Рассмотрим подробнее:

1. Расчёт возможности EI3026 для 200 Вт

Основные параметры сердечника:

  • Сечение (Ae): ~1.25 см² (по стандарту EI30).
  • Объём сердечника (Ve): ~5.5 см³.

Допустимая мощность:

Для материала TP4A ориентировочная мощность, которую можно передать через сердечник, рассчитывается с использованием эмпирической формулы:

P = k × f × Ve,

где:

  • P — мощность (Вт),
  • k — коэффициент, зависящий от материала сердечника (для TP4A k ≈ 10),
  • f — рабочая частота (кГц),
  • Ve — объём сердечника (см³).

Подставляем значения:

P = 10 × 100 × 5.5 = 550 Вт.

Это значение указывает на максимально возможную мощность при идеальных условиях. С учётом коэффициента использования объёма сердечника (ηcore ≈ 0.7) и эффективности преобразователя (ηconverter ≈ 0.85):

Preal = 550 × 0.7 × 0.85 ≈ 330 Вт.

Таким образом, при частоте 100 кГц и использовании EI3026 с материалом TP4A в двухтактной схеме, реально достижимая мощность составляет ~330 Вт.

2. Ограничения транзисторов

При увеличении мощности увеличиваются токи в ключах, что влияет на выбор транзисторов. Рассмотрим их основные параметры:

Ток через транзисторы:

Если при мощности 200 Вт пиковый ток составлял Ipeak ≈ 3.5 А, то при увеличении мощности до Pload(max) = 330 Вт:

Ipeak = Iin(avg) × √2 = (330 / (120 × 0.85)) × √2 ≈ 5.5 А.

Для такой схемы пиковый ток в транзисторах возрастёт до 5.5 А, а рассеяние тепла на каждом ключе увеличится. Следовательно:

  • Транзисторы, такие как STW9NK100Z или IPP60R199CP, будут подходить, так как их параметры рассчитаны на ток до 9–20 А.

3. Вывод

  • Магнитопровод EI3026 с TP4A способен обеспечить мощность до ~330 Вт при частоте 100 кГц в двухтактной схеме.
  • При мощности выше 200 Вт потребуется усиленное охлаждение транзисторов и магнитопровода для управления потерями.
  • Для реализации нагрузки в 330 Вт потребуется:
    • Пиковый ток через транзисторы ~5.5 А.
    • Транзисторы с запасом по мощности рассеяния и напряжению (напр., VDS ≥ 950 В, ID ≥ 10 А).