Se uma das bobinas de um indutor PFC toroidal magnético multi-paralelo-enrolado for enrolada uma volta a menos ou mais, o teste revelará que o aumento de temperatura do indutor defeituoso é de 30 a 40 graus maior do que o de um indutor normal. Qual é a razão para isso?
O projeto existente do indutor PFC consiste em dois toroides magnéticos 77192 empilhados e dois fios paralelos de fio de cobre redondo F1.8mm enrolados com 22 voltas. A desmontagem revelou que um fio tinha uma volta extra. O teste em 50kHz revelou uma indutância normal de 133μH com 22 voltas e 145μH com 23 voltas. No entanto, o enrolamento paralelo produziu uma indutância de 116,8μH. Este fenômeno é explicado abaixo usando modelos acoplados de indutores e transformadores.
Primeiro, conecte as duas bobinas em série e na ordem inversa e, em seguida, teste a indutância e você poderá obter LMasakushie euTravesti-, a indutância mútua M dos dois enrolamentos é 1/4 da diferença entre os dois, então
Pode-se observar que o coeficiente de acoplamento k é 0,995. Para o acoplamento magnético das duas bobinas, a equação de equilíbrio de tensão pode ser escrita da seguinte forma:
A equação acima pode ser usada para obter a indutância equivalente das duas bobinas após o desacoplamento e, assim, calcular a corrente que flui através de cada bobina.
Pode-se observar que a volta extra causará uma corrente circulante nas duas bobinas, e a corrente circulante é muito maior do que a corrente real que passa pelo indutor. Esta é a razão do aquecimento do indutor. Caso o modelo do transformador seja utilizado para análise, os parâmetros elétricos equivalentes são mostrados na figura abaixo:
De acordo com as equações de equilíbrio de tensão e corrente do modelo do transformador, o cálculo é o seguinte:
Os resultados calculados são iguais aos obtidos pelo modelo de indutor acoplado. Ambos descobriram que a bobina com uma volta extra possui corrente reversa, o que mais uma vez confirma a causa do aquecimento do indutor.
O modelo do transformador requer a relação de enrolamento n, mas o modelo do indutor acoplado não possui este parâmetro. A derivação acima para o modelo do transformador mostra que mesmo com outros valores da razão n, desde que as auto-indutâncias L1 e L2 e a indutância mútua M permaneçam inalteradas, os resultados consistentes com o modelo do indutor acoplado ainda podem ser obtidos, indicando que os dois modelos são completamente equivalentes. Os engenheiros interessados são encorajados a experimentar.
