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Transformateurs haute fréquencesont des composants qui convertissent la tension alternative, le courant et l'impédance caractéristique. Lorsqu'un courant alternatif circule dans la bobine primaire, un flux magnétique alternatif est généré dans le noyau de fer (ou noyau magnétique), induisant ainsi une tension (ou courant) de travail dans la bobine secondaire.
Le transformateur haute fréquence est composé d'un noyau de transformateur (ou noyau magnétique) et d'une bobine électromagnétique. La bobine électromagnétique comporte deux enroulements ou plus. L’enroulement inséré dans la bobine est appelé enroulement primaire et les autres enroulements sont appelés enroulements secondaires. Le noyau magnétique du transformateur comprend un noyau magnétique cylindrique, un noyau magnétique de type RM, un noyau magnétique de type E, des noyaux magnétiques de type EC, ETD et EER, un noyau magnétique de type EP, un noyau magnétique en forme d'anneau, un noyau magnétique de type PQ, etc. Quel impact ces noyaux magnétiques ont-ils sur le fonctionnement du transformateur ? Ce qui suit peut fournir une analyse détaillée.
Le cadre et les enroulements sont essentiellement encapsulés par le noyau magnétique, ce qui entraîne un excellent effet de blindage contre les interférences électromagnétiques ; les spécifications des noyaux magnétiques de type boîte sont toutes conformes aux normes CEI et présentent une bonne interchangeabilité pendant la production ; il peut fournir un type de cadre simple (sans insertion de broches) et un type de cadre d'installation de carte PCB (avec insertion de broches) ; en raison de la conception de la forme de la boîte, cela coûte plus cher que les noyaux magnétiques de même spécification d'autres types ; en raison de sa forme, il n'est pas propice à la dissipation thermique des caloducs, il ne convient donc pas à une utilisation dans les transformateurs de puissance et les inducteurs à haute puissance.
Par rapport au type cylindrique, les deux côtés symétriques du type cylindrique ont été supprimés. Cette conception est plus avantageuse pour le refroidissement des caloducs et pour la présence de fils de grande taille ; par rapport au type cylindrique, il permet d'économiser environ 40 % de l'espace d'installation ; le cadre peut être soit en forme d'aiguille, soit du type à insertion de broche ; il peut être installé avec une paire de clips en fer ; le noyau magnétique de type RM peut être transformé en une forme plate (adapté aux transformateurs planaires de courant ou à l'assemblage direct du noyau magnétique sur le circuit d'alimentation du circuit imprimé qui a déjà été conçu avec des enroulements) ; bien que l'effet de blindage ne soit pas aussi bon que celui du type cylindrique, il reste utile.
Ce type de noyau magnétique a une structure proche de celle du type E et du type can. Comme le noyau magnétique de type E, ils offrent suffisamment d'espace pour accueillir des conducteurs de grande section (adaptés à la tendance actuelle des courants faibles et élevés dans les alimentations à découpage) ; cette forme de noyau magnétique présente également une bonne dissipation thermique à travers le caloduc ; étant donné que la colonne centrale est cylindrique, par rapport à la colonne rectangulaire de même section, la longueur d'un enroulement monotour est réduite de 11 %, ce qui entraîne une réduction de 11 % de la perte de cuivre et permet également au noyau magnétique de fournir une puissance plus élevée ; de plus, la colonne centrale étant cylindrique évite également le risque pour la sécurité d'endommager l'isolation du câble d'enroulement pendant l'enroulement en raison des coins pointus de la colonne centrale rectangulaire.
Le coût des noyaux magnétiques de type E est bien inférieur. Le processus de bobinage et d’assemblage est très simple. Ce type de noyau magnétique est actuellement la forme la plus utilisée. Cependant, son inconvénient est qu’il ne peut pas assurer son propre blindage. Les noyaux magnétiques de type E peuvent être installés dans différentes directions et peuvent être utilisés en série pour obtenir une puissance de sortie plus importante. Ces noyaux magnétiques peuvent être réalisés sous une forme plate (qui est de nos jours une forme de noyau magnétique très populaire pour les transformateurs planaires) ; ils peuvent également fournir des cadres sans broches et de type broches ; en raison de son excellent refroidissement par caloduc et de sa capacité à être utilisé en série, la plupart des inducteurs et transformateurs de haute puissance utilisent ce type de noyau magnétique.
La colonne centrale en forme d'anneau du noyau magnétique de type EP présente une structure tridimensionnelle. Hormis l'extrémité arrière qui touche la carte PCB, le bobinage est complètement fermé, ce qui permet un excellent blindage. Cette forme unique minimise l'influence de l'entrefer généré sur la surface lors de l'assemblage des deux noyaux magnétiques, et offre un volume plus grand et un taux d'utilisation global de l'espace plus élevé.
Pour les fabricants, le noyau magnétique en forme d'anneau est le plus économique. Parmi les différents noyaux magnétiques comparés entre les deux, il a le coût le plus bas ; du fait de l'application du cadre, les coûts supplémentaires et de montage sont nuls ; le cas échéant, il peut être enroulé à l'aide d'une bobineuse ; son blindage est très bon.
Le noyau magnétique de type PQ est spécialement conçu pour les inductances et les transformateurs utilisés dans les alimentations à découpage. La conception de la forme PQ améliore le rapport entre le volume, la surface du noyau magnétique et la surface totale du bobinage ; une telle conception permet de fournir la plus grande inductance et la surface d'enroulement maximale avec le moins de noyau magnétique ; cette conception permet d'atteindre la puissance de sortie maximale avec le plus petit volume de transformateur et le plus petit poids net, tout en occupant le moins d'espace d'installation de PCB ; il peut être fixé à l'aide d'une paire de pinces en fer ; cette conception raisonnable rend également la section transversale du chemin magnétique du noyau magnétique plus uniforme, ce type de structure de noyau magnétique réduit également le nombre de points chauds de travail par rapport aux autres noyaux magnétiques dans la conception globale.
