Ha egy több-vezetékes párhuzamos-tekercses mágneses toroid PFC tekercs egyik tekercsét egy fordulattal kevesebb vagy több fordulattal feltekerjük, a tesztelés kimutatja, hogy a hibás tekercs hőmérsékletemelkedése 30-40 fokkal magasabb, mint egy normál tekercsé. Mi ennek az oka?
A jelenlegi PFC indukciós kialakítás két egymásra helyezett 77192 mágneses toroidból és két párhuzamos F1,8 mm-es, 22 menettel feltekercselt rézhuzalból áll. A szétszerelés során kiderült, hogy az egyik szálon extra fordulat volt. Az 50 kHz-en végzett tesztelés normál induktivitást mutatott ki 22 fordulatnál 133 μH és 23 fordulatnál 145 μH. A párhuzamos tekercselés azonban 116,8 μH induktivitást eredményezett. Ezt a jelenséget az alábbiakban csatolt induktor és transzformátor modellek segítségével magyarázzuk meg.
Először kösse sorba a két tekercset és fordított sorrendben, majd tesztelje az induktivitást, és megkaphatja az LMasakushiés LKereszt-öltöztetés, a két tekercs kölcsönös M induktivitása a kettő közötti különbség 1/4-e, tehát
Látható, hogy a k csatolási együttható 0,995. A két tekercs mágneses csatolásához a feszültségkiegyenlítési egyenlet a következőképpen írható fel:
A fenti egyenlet segítségével megkaphatjuk a két tekercs ekvivalens induktivitását a leválasztás után, és így kiszámíthatjuk az egyes tekercseken átfolyó áramerősséget.
Látható, hogy az extra fordulat a két tekercsben keringő áramot fog okozni, és a keringő áram sokkal nagyobb, mint az induktivitáson áthaladó tényleges áram. Ez az oka az induktor fűtésének. Ha a transzformátor modellt használjuk az elemzéshez, az egyenértékű elektromos paraméterek az alábbi ábrán láthatók:
A transzformátormodell feszültség- és áramegyenlegei alapján a számítás a következő:
A számított eredmények megegyeznek a csatolt induktor modellel kapott eredményekkel. Mindketten azt találták, hogy az egy plusz fordulattal rendelkező tekercs fordított árammal rendelkezik, ami ismét megerősíti az induktor melegedésének okát.
A transzformátormodellhez az n tekercselési arány szükséges, de a csatolt tekercses modellben nincs ilyen paraméter. A transzformátormodellre vonatkozó fenti levezetés azt mutatja, hogy még az n arány más értékeivel is, amíg az L1 és L2 öninduktivitások és az M kölcsönös induktivitás változatlanok maradnak, a csatolt induktormodellnek megfelelő eredményeket kaphatunk, ami azt jelzi, hogy a két modell teljesen egyenértékű. Az érdeklődő mérnököket arra biztatjuk, hogy próbálják ki.
