Jika salah satu kumparan induktor PFC toroidal magnetis multi-kawat paralel-dililitkan satu putaran lebih sedikit atau lebih, pengujian akan menunjukkan bahwa kenaikan suhu induktor yang rusak adalah 30 hingga 40 derajat lebih tinggi daripada kenaikan suhu induktor normal. Apa alasannya?
Desain induktor PFC yang ada terdiri dari dua toroid magnetik 77192 bertumpuk dan dua untaian paralel kawat tembaga bundar F1.8mm yang dililitkan dengan 22 putaran. Pembongkaran mengungkapkan bahwa satu untai memiliki putaran ekstra. Pengujian pada 50kHz menunjukkan induktansi normal 133μH dengan 22 putaran dan 145μH dengan 23 putaran. Namun, belitan paralel menghasilkan induktansi 116,8μH. Fenomena ini dijelaskan di bawah ini dengan menggunakan model induktor dan transformator berpasangan.
Pertama, sambungkan kedua kumparan secara seri dan terbalik, lalu uji induktansinya, dan Anda bisa mendapatkan LMasakushidan LBerpakaian silang-, induktansi timbal balik M dari kedua belitan adalah 1/4 selisih keduanya, jadi
Terlihat koefisien kopling k sebesar 0,995. Untuk kopling magnet kedua kumparan, persamaan keseimbangan tegangan dapat dituliskan sebagai berikut:
Persamaan di atas dapat digunakan untuk memperoleh induktansi ekuivalen kedua kumparan setelah pelepasan kopling, dan dengan demikian menghitung arus yang mengalir melalui setiap kumparan.
Terlihat bahwa penambahan putaran akan menimbulkan arus sirkulasi pada kedua kumparan, dan arus sirkulasi jauh lebih besar dari arus sebenarnya yang melewati induktor. Inilah alasan pemanasan induktor. Jika model trafo digunakan untuk analisis, parameter listrik ekuivalennya ditunjukkan pada gambar di bawah ini:
Berdasarkan persamaan keseimbangan tegangan dan arus model trafo, perhitungannya adalah sebagai berikut:
Hasil yang dihitung sama dengan yang diperoleh model induktor berpasangan. Keduanya menemukan bahwa kumparan dengan satu putaran ekstra memiliki arus balik, yang sekali lagi menegaskan penyebab pemanasan induktor.
Model transformator memerlukan rasio belitan n, tetapi model induktor berpasangan tidak memiliki parameter ini. Penurunan model transformator di atas menunjukkan bahwa meskipun dengan nilai rasio n yang lain, selama induktansi diri L1 dan L2 serta induktansi timbal balik M tetap tidak berubah, hasil yang konsisten dengan model induktor berpasangan masih dapat diperoleh, yang menunjukkan bahwa kedua model tersebut benar-benar setara. Insinyur yang tertarik didorong untuk mencobanya.
