Obliczanie całkowitej mocy transformatora impulsowego według rdzenia. Obliczanie transformatorów zasilaczy impulsowych. Dlaczego jest taki dobry i czy faktycznie jest lepszy od ferrytu

Różne typy urządzeń transformatorowych są stosowane w obwodach elektronicznych i elektrycznych, które są poszukiwane w wielu obszarach działalności gospodarczej. Na przykład transformatory impulsowe (dalej zwane IT) są ważnym elementem instalowanym w prawie wszystkich nowoczesnych zasilaczach.

Budowa (rodzaje) transformatorów impulsowych

W zależności od kształtu rdzenia i rozmieszczenia na nim cewek, IT produkowane są w następujących wykonaniach:

• pręt;
  
• opancerzony;
  
• toroidalny (nie ma cewek, drut jest nawinięty na izolowany rdzeń);
  
• pręt pancerny;
  

Liczby pokazują:

• A - obwód magnetyczny wykonany ze stali transformatorowych gatunków wykonanych w technologii walcowania na zimno lub na gorąco metalu (z wyjątkiem rdzenia toroidalnego wykonany jest z ferrytu);
• B - cewka z materiału izolacyjnego
• C - przewody tworzące połączenie indukcyjne.

Należy zauważyć, że stal elektrotechniczna zawiera niewiele dodatków krzemu, ponieważ powoduje utratę mocy w wyniku działania prądów wirowych na obwód obwodu magnetycznego. W IT o konstrukcji toroidalnej rdzeń może być wykonany ze stali walcowanej lub ferrimagnetycznej.

Płyty do zestawu rdzenia elektromagnetycznego dobiera się pod względem grubości w zależności od częstotliwości. Wraz ze wzrostem tego parametru konieczne jest zainstalowanie płyt o mniejszej grubości.

Zasada działania

Główną cechą transformatorów impulsowych (zwanych dalej IT) jest to, że są one zasilane impulsami unipolarnymi o stałej składowej prądowej, dzięki czemu obwód magnetyczny znajduje się w stanie stałej polaryzacji. Pokazane poniżej Schemat obwodu podłączenie takiego urządzenia.

Jak widać, schemat połączeń jest prawie identyczny z konwencjonalnymi transformatorami, czego nie można powiedzieć o schemacie czasowym.

Uzwojenie pierwotne odbiera sygnały impulsowe o prostokątnym kształcie e(t), których odstęp czasu jest dość krótki. Powoduje to wzrost indukcyjności w przedziale t u , po czym następuje jej spadek w przedziale (T-t u).

Spadki indukcji występują z szybkością, którą można wyrazić jako stałą czasową wzorem: τ p = L 0 /R n

Współczynnik opisujący różnicę różnicy indukcyjności wyznacza się następująco: ∆V=V max - V r

• Na maksymalnym poziomie maksymalna wartość wprowadzenie;
• W r - resztkowy.

Wyraźniej różnicę w indukcjach pokazano na rysunku pokazującym przesunięcie punktu pracy w obwodzie magnetycznym IT.

Jak widać na schemacie czasowym, cewka wtórna ma poziom napięcia U2, w którym występują skoki zwrotne. Tak objawia się energia zgromadzona w obwodzie magnetycznym, która zależy od namagnesowania (parametr iu).

Impulsy prądu przechodzące przez cewkę pierwotną mają kształt trapezu, ponieważ prądy obciążenia i prądy liniowe (spowodowane magnesowaniem rdzenia) są połączone.

Poziom napięcia w zakresie od 0 do t u pozostaje niezmieniony, jego wartość e t = U m . Jeśli chodzi o napięcie na cewce wtórnej, można je obliczyć za pomocą wzoru:

w której:

• Ψ jest parametrem sprzężenia strumienia;
• S jest wartością, która przedstawia przekrój poprzeczny rdzenia magnetycznego.

Biorąc pod uwagę, że pochodna charakteryzująca zmiany prądu przepływającego przez uzwojenie pierwotne jest wartością stałą, wzrost poziomu indukcji w obwodzie magnetycznym przebiega liniowo. Na tej podstawie dopuszczalne jest, zamiast pochodnej, wprowadzenie różnicy wskaźników wykonanej po określonym przedziale czasu, co pozwala na dokonanie zmian we wzorze:

w tym przypadku ∆t będzie utożsamiane z parametrem t u , który charakteryzuje czas trwania impulsu napięcia wejściowego.

Aby obliczyć obszar impulsu, z którym powstaje napięcie w uzwojeniu wtórnym IT, konieczne jest pomnożenie obu części poprzedniego wzoru przez t u. W rezultacie dojdziemy do wyrażenia, które pozwala nam uzyskać główny parametr IT:

U m x t u = S x W 1 x ∆V

Należy zauważyć, że wartość obszaru impulsu zależy bezpośrednio od parametru ∆В.

Drugą najważniejszą wielkością charakteryzującą działanie IT jest spadek indukcji, na który wpływają takie parametry jak przekrój i przenikalność magnetyczna rdzenia obwodu magnetycznego, a także liczba zwojów na cewce:

Tutaj:

• L 0 - różnica indukcji;
• µ a to przenikalność magnetyczna rdzenia;
• W 1 - liczba zwojów uzwojenie pierwotne;
• S jest polem przekroju poprzecznego rdzenia;
• l cp - długość (obwód) rdzenia (obwodu magnetycznego)
• B r jest wartością indukcji resztkowej;
• W max - poziom maksymalnej wartości indukcji.
• H m - Natężenie pola magnetycznego (maksymalne).

Biorąc pod uwagę, że parametr indukcyjności IT całkowicie zależy od przenikalności magnetycznej rdzenia, obliczenia należy oprzeć na maksymalnej wartości µ a, którą pokazuje krzywa namagnesowania. Odpowiednio, dla materiału, z którego wykonany jest rdzeń, poziom parametru Br, który odzwierciedla indukcję szczątkową, powinien być minimalny.

Wideo: szczegółowy opis zasada działania transformatora impulsowego

Na tej podstawie taśma ze stali transformatorowej doskonale sprawdza się w roli materiału rdzenia IT. Możesz także użyć permaloy, w którym taki parametr jak współczynnik prostopadłości jest minimalny.

Rdzenie ze stopów ferrytowych są idealne do IT o wysokiej częstotliwości, ponieważ materiał ten ma niskie straty dynamiczne. Ale ze względu na niską indukcyjność konieczne jest wykonanie IT o dużych rozmiarach.

Obliczanie transformatora impulsowego

Zastanów się, jak należy obliczyć IT. Należy pamiętać, że wydajność urządzenia jest bezpośrednio związana z dokładnością obliczeń. Jako przykład weźmy konwencjonalny obwód konwertera, który wykorzystuje toroidalny typ IT.

Przede wszystkim musimy obliczyć poziom mocy IT, w tym celu używamy wzoru: P \u003d 1,3 x P n.

Wartość P n pokazuje, ile mocy zużyje obciążenie. Następnie obliczamy całkowitą moc (P gb), która nie powinna być mniejsza niż moc obciążenia:

Parametry wymagane do obliczeń:

• S c - wyświetla pole przekroju rdzenia toroidalnego;
• S 0 - obszar jego okna (jako wskazówka, ta i poprzednia wartość są pokazane na rysunku);

• B max to maksymalna indukcja piku, zależy to od rodzaju użytego materiału ferromagnetycznego (wartość odniesienia pochodzi ze źródeł opisujących charakterystykę klas ferrytów);
• f jest parametrem charakteryzującym częstotliwość, z jaką przetwarzane jest napięcie.

Kolejnym krokiem jest określenie liczby zwojów w uzwojeniu pierwotnym Tr2:

(wyniki są zaokrąglane w górę)

Wartość U I określa wyrażenie:

U I \u003d U / 2-U e (U to napięcie zasilania konwertera; U e to poziom napięcia dostarczany do emiterów elementów tranzystorowych V1 i V2).

Przechodzimy do obliczenia maksymalnego prądu przepływającego przez uzwojenie pierwotne IT:

Parametr η jest równy 0,8, jest to wydajność z jaką musi pracować nasz konwerter.

Średnicę drutu użytego w uzwojeniu oblicza się według wzoru:

Jeśli masz problem ze zdefiniowaniem podstawowych parametrów IT, w Internecie możesz znaleźć serwisy tematyczne, które Ci na to pozwolą tryb online obliczyć dowolne transformatory impulsowe.

W metodzie obliczeniowej opisanej w celu określenia minimalnej liczby zwojów uzwojenia pierwotnego W 1 i całkowitej P gab (maksymalnej dopuszczalnej) mocy transformatora przeciwsobnego stosuje się wzory:

gdzie U1 jest napięciem na uzwojeniu pierwotnym transformatora, V; f - częstotliwość konwersji, Hz; B max - maksymalna indukcja magnetyczna w obwodzie magnetycznym, T; S c i S w, - pole przekroju poprzecznego i powierzchnia okna, cm 2.

Wzory te umożliwiają wykonanie przybliżonych obliczeń transformatora. Ale formalnie wykonanie obliczeń podanych w przykładzie i zignorowanie wynikających z nich błędów może dać błędny wynik, co może skutkować awarią transformatora i tranzystorów przełączających.

Rozważmy na przykład pierścieniowy obwód magnetyczny K40x25x11 wykonany z ferrytu 2000NM1. Zalecana maksymalna wartość indukcji magnetycznej powinna być równa indukcji nasycenia: B max \u003d B us \u003d 0,38 T. Prawdopodobnie zakończone. że pod obciążeniem napięcie wyprostowanej sieci 310 V spadnie do 285 V. Zatem dla przekształtnika półmostkowego napięcie na uzwojeniu pierwotnym transformatora (minus napięcie nasycenia na tranzystorze przełączającym, które przyjmuje się jako 1,6 V): U 1 \u003d 285 / 2-1,6≈141 V. Z obliczeń według wzoru (1) otrzymujemy W 1 =11,24≈12 zwojów uzwojenia pierwotnego.

Powiedzmy, że musisz wsiąść do ładunku DC l n \u003d 4 A przy napięciu U n \u003d 50 V, co odpowiada mocy użytecznej P n \u003d 200 W. Przy sprawności η≈0,8 zastosowana moc wynosi P app = P n /η=200/0,8=250 W. Całkowita moc wybranego transformatora, obliczona według wzoru (2), jest ponad czterokrotnie większa od wymaganej, więc powinien działać bezproblemowo. Zgodnie z maksymalnym prądem w uzwojeniu pierwotnym l 1max \u003d test P / U 1 \u003d 1,77 A. Wybieramy tranzystory przełączające z marginesem prądu 50%, a następnie maksymalny dopuszczalny prąd kolektora (drenażu) I dodać \ u003d 1,77 * 1,5 \u003d 2,7 A. Do uzwojenia pierwotnego transformatora wymagany jest drut o średnicy 0,8 mm. Uzwojenie wtórne powinno zawierać pięć zwojów drutu o średnicy 1,2 mm. To kończy obliczenia transformatora zgodnie z metodą. Ale czy konwerter będzie działał normalnie z tym Transformatorem?

Rozważ proces przekazywania energii do obciążenia za pomocą transformatora impulsowego, którego obwód przełączający pokazano na ryc. 1a. Pokazano kierunki prądów w uzwojeniach pierwotnym i 1 i wtórnym i 2 transformatora oraz biegunowość napięcia i rozważany półokres wejściowego napięcia impulsowego u 1, którego prostokątny kształt przedstawiono na rys. 1b .

Należy zauważyć, że kształt prądu w uzwojeniu pierwotnym nie jest prostokątny. Prąd ten jest sumą użytecznej składowej prostokątnej o amplitudzie l 1max =1,77 A i składowej trójkątnej prądu magnesującego. Ostatni składnik można oszacować za pomocą wzoru

Wielkość prądu magnesującego jest określona przez czas trwania półcyklu ∆t:

Na rysunku 1c pokazano, jak podczas jednego półokresu prąd magnesowania i μ wzrasta od wartości -l max do +l max, a drugiego - maleje w tym samym przedziale. Nawet przy braku nasycenia obwodu magnetycznego, tylko ze względu na wzrost prądu magnesującego, całkowity prąd l ∑max pokazany na rys. 1b może wzrosnąć do niebezpiecznych wartości dla tranzystorów.

Rozważ efekt histerezy. Namagnesowanie i odwrócenie namagnesowania obwodu magnetycznego następuje zgodnie z krzywymi pokazanymi na rys.2. Odcięta pokazuje siłę pola magnetycznego H wytworzonego przez uzwojenie pierwotne transformatora, rzędna pokazuje indukcję magnetyczną B w obwodzie magnetycznym. na ryc. 2 przedstawia ograniczającą pętlę histerezy i odpowiadającą rys. 2 pętlę histerezy częściowej (wewnętrznej). 1b i 1c.

Ryc.2

Krzywa na rys. 2, wychodząca z punktu przecięcia osi współrzędnych, odpowiada początkowemu przekrojowi krzywej namagnesowania i charakteryzuje pracę transformatora w słabych polach magnetycznych. Ponieważ, jak wskazano, natężenie pola magnetycznego H wytwarzanego przez uzwojenie pierwotne transformatora jest proporcjonalne do prądu magnesującego iμ, całkiem zasadne jest połączenie jego wykresu na jednym rysunku ze zmianą indukcji magnetycznej B w obwód magnetyczny.

Jeśli w dowolnym punkcie pętli histerezy zostanie narysowana styczna (na rysunku jest to styczna AC w ​​punkcie A), to jej nachylenie określi zmianę indukcji magnetycznej NN w odniesieniu do zmiany pola magnetycznego siłę ∆Н w wybranym punkcie, tj. ∆В/ ∆N. Jest to dynamiczna przenikalność magnetyczna. W punkcie przecięcia osi współrzędnych jest równa początkowej przenikalności magnetycznej. Dla ferrytu 2000NM1 nominalnie jest to 2000, ale jego rzeczywista wartość może mieścić się w bardzo szerokim przedziale: 1700...2500.

Dla pokazanego na rysunku przykładu, w którym odwrócenie magnesowania obwodu magnetycznego następuje wzdłuż częściowej pętli histerezy ze szczytem w punkcie D, zmianę prądu magnesowania i μ1 określa wzór (3). będzie zachodzić prawie liniowo. Jeżeli częstotliwość przetwarzania f nie przekracza 50 kHz, to straty energii na nagrzewanie obwodu magnetycznego spowodowane odwróceniem jego namagnesowania są pomijalne. Co do reżimu z wprowadzaniem wartości indukcji magnetycznej w obszar nasycenia materiału obwodu magnetycznego (B max = B us). wybrany w , obraz będzie zupełnie inny. W tym przypadku główna krzywa namagnesowania odpowiada kształtowi prądu i μ2, który jest bardzo daleki od liniowego. Styczna w punkcie E o współrzędnych (H us, V us) jest prawie pozioma, co jest równoznaczne ze znacznym spadkiem indukcyjności uzwojenia pierwotnego, a zatem zgodnie ze wzorem (3) prąd magnesujący gwałtownie wzrasta, co ilustruje wykres i μ2. Jeśli tranzystor przełączający zostanie wybrany bez wystarczającego marginesu prądu, nieuchronnie ulegnie uszkodzeniu. Aby wykluczyć nasycenie obwodu magnetycznego, konieczne jest spełnienie warunku: przy maksymalnym możliwym napięciu zasilania maksymalna indukcja magnetyczna musi odpowiadać nierówności B max ≤ (0,5 ... 0,75) * V us. Często przy projektowaniu przetwornicy przeciwsobnej kierują się też innym kryterium - wartość względna prąd magnesujący. Parametry uzwojenia pierwotnego dobiera się w następujący sposób. tak, że amplituda prądu magnesującego ∆l ​​odpowiada nie więcej niż 5 ... 10% amplitudy składowej prostokątnej prądu w uzwojeniu pierwotnym l 1max, wówczas całkowity prąd można w przybliżeniu uznać za prostokątny.

Indukcyjność uzwojenia pierwotnego transformatora, zawierającego w naszym przykładzie 12 zwojów, wynosi 0,3 mH. Amplituda prądu magnesującego obliczona ze wzoru (4). - 1,18 A. Jeśli teraz dla ładunku 200 W porównamy uzyskaną maksymalną wartość całkowitego prądu przełączania l ∑max \u003d l 1max + l max \u003d 1,77 + 1,18 \u003d 2,95≈3 A (ryc. 1, b ) przy maksymalnym dopuszczalnym prądzie tranzystora przełączającego 2,7 A fakt złego wyboru tranzystora i rozbieżności między obliczoną średnicą przewodu uzwojenia pierwotnego a wymaganą wartością staje się dość oczywisty. Ta rozbieżność jeszcze się pogłębi w przypadku całkiem możliwego wzrostu napięcia wejściowego o 20%. Ponieważ przy znamionowym napięciu zasilania tryb jest wybierany wartością indukcji magnetycznej wchodzącej w obszar nasycenia materiału obwodu magnetycznego (B max \u003d B us), w przypadku wzrostu napięcia sieciowego maksymalna wartość prąd w uzwojeniu pierwotnym transformatora l ∑ max znacznie przekroczy nawet jego dopracowaną wartość 3 A.

Częstotliwość przetwarzania 100 kHz, wybrana arbitralnie w przykładzie obliczeniowym, jak pokazuje eksperyment, jest maksymalną możliwą dla ferrytu 2000NM1, przy czym należy uwzględnić straty energii na nagrzanie transformatora. Nawet jeśli nie zostaną one uwzględnione, liczba zwojów uzwojenia pierwotnego powinna być znacznie większa. Jeśli napięcie sieciowe wzrośnie o 20%, amplituda napięcia na uzwojeniu pierwotnym osiągnie 180 V. Jeśli założymy, że przy tym napięciu maksymalna indukcja magnetyczna w obwodzie magnetycznym nie przekracza V max \u003d 0,75 * V us \u003d 0,285 T, to liczba zwojów uzwojenia pierwotnego obliczona według wzoru (1) powinna wynosić 20, ale nie 12.

Zatem niedostatecznie uzasadniony wybór wartości początkowych we wzorze (1) może prowadzić do niedokładnych lub nawet błędnych obliczeń transformatora impulsowego. Aby uniknąć wątpliwości co do zasadności zastosowania wzoru (1), uzasadniamy to analitycznie.

Maksymalną indukcję magnetyczną B m ax (Tl) w zamkniętym obwodzie magnetycznym można obliczyć za pomocą dobrze znanego wzoru

gdzie μ 0 = 4π·10 7 Gn/m jest bezwzględną przenikalnością magnetyczną próżni; μ EFF - efektywna przenikalność magnetyczna materiału rdzenia magnetycznego; l max - amplituda prądu magnesującego, A; W 1 - liczba zwojów uzwojenia pierwotnego; LEFF- efektywna długość linii pola magnetycznego w obwodzie magnetycznym, m. Zastąp w (5) l max z (4), korzystając ze znanego wzoru na indukcyjność uzwojenia toroidalnego

i przechodząc od metrów do centymetrów, otrzymujemy wzór do obliczania liczby zwojów

Jak widać, wzór (6) różni się od (1) tylko tym, że uwzględnia efektywne pole przekroju poprzecznego obwodu magnetycznego, a nie geometryczne. Szczegółowa metodyka obliczania parametrów efektywnych różne rodzaje obwodów magnetycznych podano w [3]. Na praktyczne użycie tego wzoru wartość W należy zaokrąglić w górę do najbliższej liczby całkowitej N 1 .

Zwróćmy uwagę na cechy zastosowania przekładni stosowanych przy projektowaniu transformatorów dla różnych przekształtników przeciwsobnych.

Przetwornice samooscylujące z jednym transformatorem, podobne do opisanych w (4), działają z wejściem w obszar nasycenia materiału obwodu magnetycznego (punkty E i E "na ryc. 2). Wzory (1) i (2) są używany przy B max \u003d V us. Kilka innych wzorów stosuje się w przypadku projektowania przetwornic samooscylujących z dwoma transformatorami, takich jak opisane w. W nim uzwojenie sprzęgające na mocnym transformatorze jest podłączone do niskiego -transformator mocy w obwodzie sterującym baz tranzystorów przełączających.Napięcie impulsowe indukowane w uzwojeniu sprzęgającym powoduje nasycenie w transformatorze małej mocy, który ustawia częstotliwość przetwarzania zgodnie ze wzorem (1).Częstotliwość ta jest dobrana tak, aby aby uniknąć nasycenia w potężnym transformatorze, którego wielkość określa się według wzoru (2). W takich zasilaczach sygnały sterujące generowane przez nasycalny transformator małej mocy są minimalizowane przez prąd w przełączających tranzystorach.

Wraz z oscylatorami, konwertery przeciwsobne z zewnętrznym wzbudzeniem są bardzo popularne wśród radioamatorów. Aby wykluczyć przepływowy prąd przełączający, zewnętrzne generatory sygnału wzbudzenia tworzą ochronny odstęp czasu między wyłączeniem otwartego i włączeniem zamkniętych tranzystorów przełączających. Po wybraniu częstotliwości przetwarzania i maksymalnej wartości indukcji magnetycznej w obwodzie magnetycznym, zazwyczaj najpierw na podstawie (2) wyznacza się wymagany obwód magnetyczny transformatora, a następnie korzystając ze wzoru (1) obliczana jest liczba zwojów uzwojenia pierwotnego transformatora.

Do przybliżonych obliczeń i wstępnego doboru wymaganego rozmiaru obwodu magnetycznego wykonanego z ferrytu 2000NM1 znajduje się tabela, w której dla kilku wartości częstotliwości konwersji f wyniki obliczeń minimalnej liczby zwojów N 1 uzwojenia pierwotnego zgodnie ze wzorem (6), wartość amplitudy prądu magnesowania Imax zgodnie ze wzorem (4) oraz maksymalną możliwą moc użyteczną Pmax. Przy obliczaniu tego drugiego moc całkowitą obliczano najpierw ze wzoru (2) wykorzystując efektywną powierzchnię przekroju obwodu magnetycznego zamiast geometrycznego, a następnie mnożono ją przez wartość sprawności równą 0,8. Suma

ja ∑maks. = l 1 maks. + l maks

daje podstawę do wyboru tranzystora przełączającego zgodnie z maksymalnym dopuszczalnym prądem kolektora (drenu). Ta sama wartość prądu może być również wykorzystana do wyznaczenia średnicy drutu uzwojenia pierwotnego transformatora zgodnie ze wzorem podanym w

Obliczeń dokonuje się pod warunkiem, że maksymalna indukcja magnetyczna Vmax nie przekracza 0,25 T, nawet jeśli napięcie sieciowe jest o 20% wyższe od napięcia znamionowego, w wyniku czego napięcie na uzwojeniu pierwotnym transformatora -pull półmostkowy falownik może osiągnąć 180 V (biorąc pod uwagę spadek napięcia na rezystorze ograniczającym prąd i diodach prostowniczych). Obwód magnetyczny należy dobrać z marginesem 20 ... 40% zgodnie z maksymalną mocą wyjściową wskazaną w tabeli. Chociaż tabela została sporządzona dla konwertera półmostkowego, jej dane można łatwo zmodyfikować dla konwertera mostkowego. W takim przypadku napięcie na uzwojeniu pierwotnym transformatora będzie dwukrotnie większe, a amplituda prostokątnej składowej prądu uzwojenia pierwotnego będzie o połowę mniejsza. Liczba zwojów powinna być dwa razy większa. Indukcyjność uzwojenia wzrośnie czterokrotnie, a prąd > I max zmniejszy się o połowę. Możliwe jest zastosowanie obwodu magnetycznego z dwóch ułożonych razem pierścieni ferrytowych tej samej wielkości, co doprowadzi do dwukrotnego zwiększenia pola przekroju poprzecznego obwodu magnetycznego S c i współczynnika indukcyjności A L . Zgodnie ze wzorem (2) ogólna i użyteczna moc wyjściowa również się podwoi. Minimalna liczba zwojów uzwojenia pierwotnego, obliczona według wzoru (6), pozostanie niezmieniona. Jego indukcyjność podwoi się, a prąd magnesujący Imax określony wzorem (4) pozostanie taki sam.

W zasilaczach z wyjściem ze środka uzwojenia pierwotnego transformatora pełne napięcie sieci podawane jest na połowę tego uzwojenia, więc liczba zwojów uzwojenia musi być dwa razy większa niż w przetwornicy mostkowej , wszystkie inne rzeczy są równe.

Podkreślamy, że ze względu na znaczny rozrzut rzeczywistych wartości parametrów materiałów ferromagnetycznych w stosunku do ich danych wzorcowych, tabela może służyć jedynie do wstępnego doboru obwodu magnetycznego, a następnie, po eksperymentalnym pomiarze jego charakterystyk, wymagane jest przeprowadzenie zaktualizowanych obliczeń transformatora. Na przykład dla obwodu magnetycznego K40x25x11 tabela pokazuje wartość współczynnika indukcyjności A L = 2,08 μH na obrót. Dopracujmy eksperymentalnie właściwości magnetyczne konkretnego przypadku obwodu magnetycznego: dla próbnego uzwojenia N próbek = 42 zwojów zmierzona indukcyjność wynosi ≈3,41 mH, a współczynnik indukcyjności

Ale różnice mogą być bardziej znaczące, więc wartość współczynnika indukcyjności podana w tabeli nadal powinna być traktowana jako wskazówka. W naszym przypadku konieczne jest albo zwiększenie liczby zwojów, aby indukcyjność uzwojenia była nie mniejsza niż obliczona z danych tabelarycznych, albo przy wyborze tranzystorów należy wziąć pod uwagę, że prąd l max wyniesie 2,08 / 1,93≈1,1 razy więcej niż w tabeli.

Na etapie produkcji najprawdopodobniej okaże się, że zalecana minimalna liczba zwojów uzwojenia pierwotnego tylko częściowo wypełni pierwszą warstwę transformatora. Aby pole magnetyczne wytwarzane przez takie uzwojenie w obwodzie magnetycznym było jednorodne, jego zwoje są albo "rozładowywane" albo wypełniają nimi całą warstwę, a następnie, biorąc pod uwagę nową liczbę zwojów, końcowe obliczenie przeprowadzany jest transformator.

Dokończmy obliczenia transformatora wybranego jako przykład. Z tabeli wynika, że ​​\u200b\u200bprzy częstotliwości 50 kHz maksymalna użyteczna moc wyniesie 265 W, minimalna liczba zwojów uzwojenia pierwotnego N 1 wynosi 45. W przybliżeniu maksymalna wartość przełączanego prądu: 1,77 + 0,21 = 1,98 A. Określ średnicę drutu uzwojenia pierwotnego transformatora. Jak wskazano, wybierzemy najbliższą średnicę z nomenklatury produkowanej przez przemysł d 1 \u003d 0,83 mm, biorąc pod uwagę izolację d 1 \u003d 0,89 mm. Jeśli weźmiemy pod uwagę izolację elektryczną obwodu magnetycznego kilkoma warstwami lakierowanej tkaniny o łącznej grubości 0,25 mm, wewnętrzna średnica obwodu magnetycznego zmniejszy się do 25-0,5 = 24,5 mm. W tym przypadku długość obwodu wewnętrznego wyniesie π·24,5≈80 mm. Biorąc pod uwagę współczynnik wypełnienia 0,8, do nawinięcia pierwszej warstwy uzwojenia dostępne jest 64 mm, co odpowiada 64 / 0,89 = 71 zwojom. Tak więc jest wystarczająco dużo miejsca na 45 tur. Nawijamy je „z rzędu”.

Przy określaniu liczby zwojów uzwojenia wtórnego konieczna jest znajomość spadku napięcia na uzwojeniu pierwotnym. Jeżeli weźmiemy pod uwagę, że długość jednego zwoju wynosi 40,5-24,5+2-11,5=39 mm, to całkowita długość drutu w uzwojeniu pierwotnym wynosi 45*39=1,755 m. a spadek napięcia na uzwojeniu pierwotnym osiągnie U 1nad \u003d 1,77 * 0,06 \u003d 0,1 V.

Oczywiście tak małą wartość można pominąć. Jeśli założymy, że straty na diodzie prostowniczej są w przybliżeniu równe 1 V, to otrzymujemy obliczoną liczbę zwojów uzwojenia wtórnego N 2 \u003d 45 * (51/150) \u003d 15,3 ≈ 16 zwojów. Średnica drutu wtórnego

Wypełnienie okna transformatora miedzią

co odpowiada współczynnikowi wypełnienia

Biorąc pod uwagę potrzebę izolacji międzywarstwowej i międzyzwojowej, średnia wartość współczynnika wypełnienia może osiągnąć K m = 0,35, a maksymalna - K m = 0,5. Tym samym warunek ułożenia uzwojeń jest spełniony.

Określmy maksymalną wartość prądu magnesowania, biorąc pod uwagę fakt, że zmierzona wartość współczynnika indukcyjności okazała się 1,1 razy mniejsza niż wartość z tabeli. Zatem prąd magnesowania Imax będzie 1,1 razy większy i wyniesie 0,23 A, co w naszym przykładzie niewiele różni się od wartości z tabeli 0,21 A. Całkowity prąd przełączania w uzwojeniu pierwotnym przy maksymalnym napięciu sieci wynosi l Σmax =1,77+0,23=2 A. Na tej podstawie należy wybrać tranzystory przełączające o maksymalnym dopuszczalnym prądzie kolektora (drenu) wynoszącym co najmniej l dodać \u003d 1,5 * 2 \u003d 3 A. Maksymalne napięcie na tranzystorach przełączających (w stanie zamkniętym) jest równe pełnemu wyprostowanemu napięciu sieci, dlatego maksymalne dopuszczalne napięcie kolektora ( dren) musi wynosić co najmniej U dop = 1,2 * 360 = 432 V. To kończy obliczenia transformatora impulsowego.

LITERATURA

1. Zhuchkov V. Obliczenie transformatora zasilacza impulsowego. - Radio, 1987, nr 11. s. 43.

2. informacje referencyjne. Podręcznik dotyczący ferrytów. materiały ferromagnetyczne. - http://www.qrz.ru/reference/ferro/ferro.shtml

3. Michajłowa M. M., Filippow W. V., Muslekov V.P. Miękkie ferryty magnetyczne do urządzeń radioelektronicznych. Informator. - M.: Radio i łączność, 1983.

4 . Knyazev Yu., Sytnik G., Sorkin I. Blok ZG i zasilacz zestawu IK-2. - Radio, 1974, nr 4, s. 17.

5. Bereboshkin d. Ulepszone ekonomiczne zasilanie. - Radio, 1985. nr 6, s. 51,52.

6. Pershin V. Obliczenia transformatora sieciowego źródła zasilania. - Radio, 2004, nr 5, s. 55-57.

S. KOSENKO, Radio, 2005, nr 4, s. 35-37,44.

Różne typy urządzeń transformatorowych są stosowane w obwodach elektronicznych i elektrycznych, które są poszukiwane w wielu obszarach działalności gospodarczej. Na przykład transformatory impulsowe (dalej zwane IT) są ważnym elementem instalowanym w prawie wszystkich nowoczesnych zasilaczach.

Budowa (rodzaje) transformatorów impulsowych

W zależności od kształtu rdzenia i rozmieszczenia na nim cewek, IT produkowane są w następujących wykonaniach:

• pręt;
  
• opancerzony;
  
• toroidalny (nie ma cewek, drut jest nawinięty na izolowany rdzeń);
  
• pręt pancerny;
  

Liczby pokazują:

• A - obwód magnetyczny wykonany ze stali transformatorowych gatunków wykonanych w technologii walcowania na zimno lub na gorąco metalu (z wyjątkiem rdzenia toroidalnego wykonany jest z ferrytu);
• B - cewka z materiału izolacyjnego
• C - przewody tworzące połączenie indukcyjne.

Należy zauważyć, że stal elektrotechniczna zawiera niewiele dodatków krzemu, ponieważ powoduje utratę mocy w wyniku działania prądów wirowych na obwód obwodu magnetycznego. W IT o konstrukcji toroidalnej rdzeń może być wykonany ze stali walcowanej lub ferrimagnetycznej.

Płyty do zestawu rdzenia elektromagnetycznego dobiera się pod względem grubości w zależności od częstotliwości. Wraz ze wzrostem tego parametru konieczne jest zainstalowanie płyt o mniejszej grubości.

Zasada działania

Główną cechą transformatorów impulsowych (zwanych dalej IT) jest to, że są one zasilane impulsami unipolarnymi o stałej składowej prądowej, dzięki czemu obwód magnetyczny znajduje się w stanie stałej polaryzacji. Schemat ideowy podłączenia takiego urządzenia pokazano poniżej.

Jak widać, schemat połączeń jest prawie identyczny z konwencjonalnymi transformatorami, czego nie można powiedzieć o schemacie czasowym.

Uzwojenie pierwotne odbiera sygnały impulsowe o prostokątnym kształcie e(t), których odstęp czasu jest dość krótki. Powoduje to wzrost indukcyjności w przedziale t u , po czym następuje jej spadek w przedziale (T-t u).

Spadki indukcji występują z szybkością, którą można wyrazić jako stałą czasową wzorem: τ p = L 0 /R n

Współczynnik opisujący różnicę różnicy indukcyjności wyznacza się następująco: ∆V=V max - V r

• B max - poziom maksymalnej wartości indukcji;
• W r - resztkowy.

Wyraźniej różnicę w indukcjach pokazano na rysunku pokazującym przesunięcie punktu pracy w obwodzie magnetycznym IT.

Jak widać na schemacie czasowym, cewka wtórna ma poziom napięcia U2, w którym występują skoki zwrotne. Tak objawia się energia zgromadzona w obwodzie magnetycznym, która zależy od namagnesowania (parametr iu).

Impulsy prądu przechodzące przez cewkę pierwotną mają kształt trapezu, ponieważ prądy obciążenia i prądy liniowe (spowodowane magnesowaniem rdzenia) są połączone.

Poziom napięcia w zakresie od 0 do t u pozostaje niezmieniony, jego wartość e t = U m . Jeśli chodzi o napięcie na cewce wtórnej, można je obliczyć za pomocą wzoru:

w której:

• Ψ jest parametrem sprzężenia strumienia;
• S jest wartością, która przedstawia przekrój poprzeczny rdzenia magnetycznego.

Biorąc pod uwagę, że pochodna charakteryzująca zmiany prądu przepływającego przez uzwojenie pierwotne jest wartością stałą, wzrost poziomu indukcji w obwodzie magnetycznym przebiega liniowo. Na tej podstawie dopuszczalne jest, zamiast pochodnej, wprowadzenie różnicy wskaźników wykonanej po określonym przedziale czasu, co pozwala na dokonanie zmian we wzorze:

w tym przypadku ∆t będzie utożsamiane z parametrem t u , który charakteryzuje czas trwania impulsu napięcia wejściowego.

Aby obliczyć obszar impulsu, z którym powstaje napięcie w uzwojeniu wtórnym IT, konieczne jest pomnożenie obu części poprzedniego wzoru przez t u. W rezultacie dojdziemy do wyrażenia, które pozwala nam uzyskać główny parametr IT:

U m x t u = S x W 1 x ∆V

Należy zauważyć, że wartość obszaru impulsu zależy bezpośrednio od parametru ∆В.

Drugą najważniejszą wielkością charakteryzującą działanie IT jest spadek indukcji, na który wpływają takie parametry jak przekrój i przenikalność magnetyczna rdzenia obwodu magnetycznego, a także liczba zwojów na cewce:

Tutaj:

• L 0 - różnica indukcji;
• µ a to przenikalność magnetyczna rdzenia;
• W 1 - liczba zwojów uzwojenia pierwotnego;
• S jest polem przekroju poprzecznego rdzenia;
• l cp - długość (obwód) rdzenia (obwodu magnetycznego)
• B r jest wartością indukcji resztkowej;
• W max - poziom maksymalnej wartości indukcji.
• H m - Natężenie pola magnetycznego (maksymalne).

Biorąc pod uwagę, że parametr indukcyjności IT całkowicie zależy od przenikalności magnetycznej rdzenia, obliczenia należy oprzeć na maksymalnej wartości µ a, którą pokazuje krzywa namagnesowania. Odpowiednio, dla materiału, z którego wykonany jest rdzeń, poziom parametru Br, który odzwierciedla indukcję szczątkową, powinien być minimalny.

Wideo: szczegółowy opis zasady działania transformatora impulsowego

Na tej podstawie taśma ze stali transformatorowej doskonale sprawdza się w roli materiału rdzenia IT. Możesz także użyć permaloy, w którym taki parametr jak współczynnik prostopadłości jest minimalny.

Rdzenie ze stopów ferrytowych są idealne do IT o wysokiej częstotliwości, ponieważ materiał ten ma niskie straty dynamiczne. Ale ze względu na niską indukcyjność konieczne jest wykonanie IT o dużych rozmiarach.

Obliczanie transformatora impulsowego

Zastanów się, jak należy obliczyć IT. Należy pamiętać, że wydajność urządzenia jest bezpośrednio związana z dokładnością obliczeń. Jako przykład weźmy konwencjonalny obwód konwertera, który wykorzystuje toroidalny typ IT.

Przede wszystkim musimy obliczyć poziom mocy IT, w tym celu używamy wzoru: P \u003d 1,3 x P n.

Wartość P n pokazuje, ile mocy zużyje obciążenie. Następnie obliczamy całkowitą moc (P gb), która nie powinna być mniejsza niż moc obciążenia:

Parametry wymagane do obliczeń:

• S c - wyświetla pole przekroju rdzenia toroidalnego;
• S 0 - obszar jego okna (jako wskazówka, ta i poprzednia wartość są pokazane na rysunku);

• B max to maksymalna indukcja piku, zależy to od rodzaju użytego materiału ferromagnetycznego (wartość odniesienia pochodzi ze źródeł opisujących charakterystykę klas ferrytów);
• f jest parametrem charakteryzującym częstotliwość, z jaką przetwarzane jest napięcie.

Kolejnym krokiem jest określenie liczby zwojów w uzwojeniu pierwotnym Tr2:

(wyniki są zaokrąglane w górę)

Wartość U I określa wyrażenie:

U I \u003d U / 2-U e (U to napięcie zasilania konwertera; U e to poziom napięcia dostarczany do emiterów elementów tranzystorowych V1 i V2).

Przechodzimy do obliczenia maksymalnego prądu przepływającego przez uzwojenie pierwotne IT:

Parametr η jest równy 0,8, jest to wydajność z jaką musi pracować nasz konwerter.

Średnicę drutu użytego w uzwojeniu oblicza się według wzoru:

Jeśli masz problemy z określeniem głównych parametrów IT, możesz znaleźć strony tematyczne w Internecie, które pozwalają obliczyć dowolne transformatory impulsowe online.

Chodzi o „leniwe kręcenie”. To wtedy, gdy jesteś zbyt leniwy, by liczyć obroty. https://strona internetowa/

Najciekawsze filmy na Youtube

Wybór rodzaju obwodu magnetycznego.

Najbardziej wszechstronne rdzenie magnetyczne to rdzenie pancerne w kształcie litery W i miseczki. Można je zastosować w dowolnym zasilaczu impulsowym, dzięki możliwości ustawienia odstępu między częściami rdzenia. Ale zamierzamy nawinąć transformator impulsowy do przetwornicy półmostkowej przeciwsobnej, której rdzeń nie potrzebuje szczeliny, a zatem pierścieniowy obwód magnetyczny będzie pasował idealnie. https://strona internetowa/

W przypadku rdzenia pierścieniowego nie jest konieczne wykonanie ramy i wykonanie urządzenia do nawijania. Jedyne, co musisz zrobić, to zrobić prosty wahadłowiec.

Zdjęcie przedstawia ferrytowy rdzeń magnetyczny M2000NM.

Możliwe jest zidentyfikowanie standardowego rozmiaru pierścieniowego obwodu magnetycznego za pomocą następujących parametrów.

D to zewnętrzna średnica pierścienia.

d jest wewnętrzną średnicą pierścienia.

Uzyskanie danych początkowych do prostego obliczenia transformatora impulsowego.

Napięcie zasilania.

Pamiętam, kiedy nasze sieci energetyczne nie były jeszcze sprywatyzowane przez obcokrajowców, budowałem zasilacz impulsowy. Praca przeciągnęła się do nocy. Podczas ostatnich testów nagle okazało się, że kluczowe tranzystory zaczęły się mocno nagrzewać. Okazało się, że w nocy napięcie sieciowe podskoczyło do 256 woltów!

Oczywiście 256 woltów to za dużo, ale nie powinieneś też skupiać się na GOST 220 + 5% -10%. Jeśli wybierzesz maksymalne napięcie sieci 220 woltów + 10%, to:

242*1,41=341,22V(uwzględniamy wartość amplitudy).

341,22 - 0,8 * 2 ≈ 340 V(odejmij spadek na prostowniku).

Wprowadzenie.

Przybliżoną wartość indukcji określamy zgodnie z tabelą.

Przykład: M2000NM - 0,39T.

Częstotliwość.

Częstotliwość generowania przekształtnika z samowzbudzeniem zależy od wielu czynników, w tym od wielkości obciążenia. Jeśli wybierzesz 20-30 kHz, jest mało prawdopodobne, abyś popełnił duży błąd.

Częstotliwości graniczne i wartości indukcji szeroko rozpowszechnionych ferrytów.

Ferryty manganowo-cynkowe.

Ferryty niklowo-cynkowe.

Jak wybrać ferrytowy rdzeń pierścieniowy?

Możesz wybrać przybliżony rozmiar pierścienia ferrytowego za pomocą kalkulatora do obliczania transformatorów impulsowych i przewodnika po ferrytowych rdzeniach magnetycznych. Oba można znaleźć w .

Wprowadzamy dane proponowanego obwodu magnetycznego oraz dane uzyskane w poprzednim akapicie do formularza kalkulatora w celu określenia całkowitej mocy rdzenia.

Nie należy wybierać wymiarów pierścienia bliskich maksymalnej mocy obciążenia. Nawijanie małych pierścieni nie jest tak wygodne, a będziesz musiał nawijać o wiele więcej zwojów.

Jeśli wolna przestrzeń w przypadku przyszłej konstrukcji wystarczy, wtedy można wybrać pierścionek o wyraźnie większej mocy całkowitej.

Do mojej dyspozycji był pierścionek M2000NM w rozmiarze K28x16x9mm. Wprowadziłem dane wejściowe do formularza kalkulatora i otrzymałem całkowitą moc 87 watów. To więcej niż wystarcza dla mojego 50-watowego zasilacza.

Uruchom program. Wybierz „Obliczanie przetwornicy półmostkowej transformatora z oscylatorem głównym”.

Aby kalkulator nie „przeklinał”, wypełnij zerami okienka, które nie są używane do obliczania uzwojeń wtórnych.

Jak obliczyć liczbę zwojów uzwojenia pierwotnego?

Początkowe dane uzyskane w poprzednich akapitach wprowadzamy do postaci kalkulatora i uzyskujemy liczbę zwojów uzwojenia pierwotnego. Zmieniając rozmiar pierścienia, markę ferrytu i częstotliwość generowania konwertera, możesz zmienić liczbę zwojów uzwojenia pierwotnego.

Należy zauważyć, że jest to bardzo, bardzo uproszczone obliczenie transformatora impulsowego.

Ale właściwości naszego wspaniałego zasilacza samowzbudnego są takie, że przetwornica sama dostosowuje się do parametrów transformatora i obciążenia zmieniając częstotliwość generowania. Tak więc, wraz ze wzrostem obciążenia i próbą wejścia transformatora w nasycenie, częstotliwość generowania wzrasta, a praca normalizuje się. W ten sam sposób kompensowane są małe błędy w naszych obliczeniach. Próbowałem zmienić liczbę zwojów tego samego transformatora więcej niż półtora raza, co widać na poniższych przykładach, ale nie znalazłem żadnych istotnych zmian w działaniu zasilacza, poza zmianą częstotliwość generowania.

Jak obliczyć średnicę drutu dla uzwojenia pierwotnego i wtórnego?

Średnica przewodów uzwojenia pierwotnego i wtórnego zależy od parametrów zasilacza wprowadzonych do formularza. Im większy prąd uzwojenia, tym większa wymagana średnica drutu. Prąd pierwotny jest proporcjonalny do „mocy użytkowej transformatora”.

Cechy transformatorów impulsowych uzwojenia.

Uzwojenie transformatorów impulsowych, a zwłaszcza transformatorów na pierścieniowych i toroidalnych rdzeniach magnetycznych, ma pewne cechy.

Faktem jest, że jeśli jakiekolwiek uzwojenie transformatora nie jest równomiernie rozłożone na obwodzie obwodu magnetycznego, to oddzielne sekcje obwody magnetyczne mogą wejść w nasycenie, co może prowadzić do znacznego spadku mocy zasilacza, a nawet doprowadzić do jego awarii.

Próbujemy nakręcić „leniwe nawijanie”. I w tym przypadku najłatwiej jest nawinąć jednowarstwowe uzwojenie „cewka na cewkę”.

Co jest do tego potrzebne?

Konieczne jest dobranie drutu o takiej średnicy, aby pasował „zwój na zwój”, w jednej warstwie, w okienku istniejącego rdzenia pierścieniowego, a jednocześnie aby liczba zwojów uzwojenia pierwotnego nie różniła się zbytnio od ten obliczony.

Jeśli liczba zwojów uzyskana w kalkulatorze nie różni się o więcej niż 10-20% od liczby uzyskanej we wzorze do obliczania ułożenia, można bezpiecznie nawinąć uzwojenie, nie licząc zwojów.

To prawda, że ​​\u200b\u200bw przypadku takiego uzwojenia najprawdopodobniej konieczne będzie wybranie rdzenia magnetycznego o nieco przeszacowanej mocy całkowitej, o czym już doradziłem powyżej.

1 - rdzeń pierścienia.

2 - uszczelka.

3 - kręte zwoje.

Zdjęcie pokazuje, że przy nawijaniu „cewka na cewkę” obliczony obwód będzie znacznie mniejszy niż wewnętrzna średnica pierścienia ferrytowego. Wynika to ze średnicy samego drutu i grubości uszczelki.

W rzeczywistości rzeczywisty obwód, który zostanie wypełniony drutem, będzie jeszcze mniejszy. Wynika to z faktu, że drut nawojowy nie przylega do wewnętrznej powierzchni pierścienia, tworząc szczelinę. Ponadto istnieje bezpośredni związek między średnicą drutu a wielkością tej szczeliny.

Nie jest konieczne zwiększanie naprężenia drutu podczas nawijania, aby zmniejszyć tę szczelinę, ponieważ może to uszkodzić izolację i sam drut.

Korzystając z poniższego wzoru empirycznego, możesz obliczyć liczbę zwojów na podstawie średnicy istniejącego drutu i średnicy okna rdzenia.

Maksymalny błąd obliczeń wynosi około -5% + 10% i zależy od gęstości ułożenia drutu.

w = π(D - 10S - 4d) / re, Gdzie:

w- liczba zwojów uzwojenia pierwotnego,

π – 3,1416,

D jest wewnętrzną średnicą pierścieniowego obwodu magnetycznego,

S- grubość uszczelki izolacyjnej,

D- średnica drutu z izolacją,

/ - linia ułamkowa.

Jak zmierzyć średnicę drutu i określić grubość izolacji - powiedział.

Aby to ułatwić, sprawdź ten link:

Kilka przykładów obliczeń rzeczywistych transformatorów.

● Moc - 50 watów.

Obwód magnetyczny - K28 x 16 x 9.

Drut - Ø0,35mm.

w \u003d π (16 - 10 * 0,1 - 4 * 0,39) / 0,39 ≈ 108 (zwojów).

Naprawdę pasuje - 114 obrotów.

● Moc - 20 watów.

Obwód magnetyczny - K28 x 16 x 9.

Drut - Ø0,23mm.

w \u003d π (16 - 10 * 0,1 - 4 * 0,25) / 0,25 ≈ 176 (zwojów).

Naprawdę pasuje - 176 obrotów.

● Moc - 200 watów.

Obwód magnetyczny - dwa pierścienie K38 x 24 x 7.

Drut - Ø1,0mm.

w \u003d π (24 - 10 * 0,1 - 4 * 1,07) / 1,07 ≈ 55 (zwojów).

Naprawdę pasuje 58 obrotów.

W praktyce radioamatora rzadko można wybrać średnicę drutu uzwojenia z wymaganą dokładnością.

Jeśli drut okazał się zbyt cienki, aby nawijać „z kolei na zwój”, a często zdarza się to podczas nawijania uzwojeń wtórnych, zawsze można lekko rozciągnąć uzwojenie, rozsuwając zwoje. A jeśli nie ma wystarczającego przekroju drutu, uzwojenie można nawinąć na kilka drutów jednocześnie.

Jak nawinąć transformator impulsowy?

Najpierw musisz przygotować pierścień ferrytowy.

Aby drut nie przeciął uszczelki izolacyjnej i nie uszkodził się, wskazane jest stępienie ostrych krawędzi rdzenia ferrytowego. Ale nie jest to konieczne, zwłaszcza jeśli drut jest cienki lub zastosowano niezawodną uszczelkę. Z jakiegoś powodu zawsze to robię.

Za pomocą papieru ściernego zaokrąglij zewnętrzne ostre krawędzie.

To samo robimy z wewnętrznymi ścianami pierścienia.

Aby zapobiec uszkodzeniu między uzwojeniem pierwotnym a rdzeniem, wokół pierścienia należy owinąć uszczelkę izolacyjną.

Jako materiał izolacyjny możesz wybrać lakierowaną tkaninę, włókno szklane, taśmę ochronną, folię lavsan, a nawet papier.

Podczas nawijania dużych pierścieni drutem grubszym niż 1-2 mm wygodnie jest użyć taśmy zabezpieczającej.

Czasami do produkcji domowych transformatorów impulsowych radioamatorzy używają taśmy fluoroplastycznej - FUM, która jest używana w hydraulice.

Praca z tą taśmą jest wygodna, ale fluoroplasty mają zimną płynność, a nacisk drutu w obszarze ostrych krawędzi pierścienia może być znaczny.

W każdym razie, jeśli zamierzasz użyć taśmy FUM, połóż pasek tektury elektrycznej lub zwykłego papieru wzdłuż krawędzi pierścienia.

Podczas nawijania uszczelki na pierścienie o małych rozmiarach bardzo wygodne jest użycie haka montażowego.

Hak montażowy może być wykonany z kawałka drutu stalowego lub szprychy rowerowej.

Ostrożnie owijamy taśmę izolacyjną wokół pierścienia, tak aby każdy kolejny zwój zachodził na poprzedni od zewnętrznej strony pierścienia. W ten sposób izolacja na zewnątrz pierścienia staje się dwuwarstwowa, a wewnątrz - cztery lub pięć warstw.

Aby nawinąć uzwojenie pierwotne, potrzebujemy wahadłowca. Można go łatwo wykonać z dwóch kawałków grubego drutu miedzianego.

Dość łatwo jest określić wymaganą długość drutu nawojowego. Wystarczy zmierzyć długość jednego zwoju i pomnożyć tę wartość przez wymaganą liczbę zwojów. Mały margines na wnioski i błąd w obliczeniach też nie zaszkodzi.

34 (mm) * 120 (zwroty) * 1,1 (czasy) = 4488 (mm)

Jeśli do uzwojenia używany jest drut cieńszy niż 0,1 mm, usunięcie izolacji skalpelem może zmniejszyć niezawodność transformatora. Lepiej jest usunąć izolację takiego drutu za pomocą lutownicy i tabletki aspiryny (kwasu acetylosalicylowego).

Bądź ostrożny! Podczas topienia kwasu acetylosalicylowego wydzielają się toksyczne opary!

Jeśli do dowolnego uzwojenia używany jest drut o średnicy mniejszej niż 0,5 mm, lepiej jest wykonać przewody z drutu skręconego. Przylutowujemy kawałek skręconego izolowanego drutu do początku uzwojenia pierwotnego.

Miejsce lutowania izolujemy małym kawałkiem tektury elektrycznej lub zwykłego papieru o grubości 0,05...0,1 mm.

Nawijamy początek uzwojenia, aby bezpiecznie zamocować złącze.

Te same operacje wykonujemy z wyjściem końca uzwojenia, tylko tym razem naprawiamy połączenie za pomocą bawełnianych nici. Aby naprężenie nici nie osłabło podczas wiązania węzła, końce nici mocujemy kroplą roztopionej kalafonii.

Jeśli do uzwojenia używany jest drut grubszy niż 0,5 mm, wnioski można wyciągnąć za pomocą tego samego drutu. Na końcach należy założyć kawałki PVC lub innej rurki (cambric).

Następnie wnioski wraz z rurką należy przymocować bawełnianą nicią.

Na uzwojenie pierwotne nawijamy dwie warstwy lakierowanej tkaniny lub innej taśmy izolacyjnej. Ta uszczelka uzwojenia jest niezbędna do niezawodnego odizolowania obwodów wtórnych zasilacza od sieci oświetleniowej. Jeśli używany jest drut o średnicy większej niż 1 milimetr, dobrym pomysłem jest użycie taśmy zabezpieczającej jako uszczelki.

Jeśli zamierzasz użyć, możesz nawinąć uzwojenie wtórne na dwa przewody. Zapewni to pełną symetrię uzwojeń. Zwoje uzwojeń wtórnych muszą być również równomiernie rozmieszczone na obwodzie rdzenia. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku najmocniejszych uzwojeń pod względem przystawki odbioru mocy. Uzwojenia wtórne, które pobierają niewielką w porównaniu z całkowitą mocą, mogą być nawijane losowo.

Jeśli pod ręką nie było drutu o wystarczającym przekroju, można nawinąć uzwojenie kilkoma przewodami połączonymi równolegle.

Na zdjęciu uzwojenie wtórne jest uzwojone czterema drutami.

Gdzie: t, a T to czas trwania i okres impulsu.

Dla obwody jednocyklowe: y = 0..0,5; ymaks = 0,5;

Gdzie: , - minimalne i maksymalne napięcie na uzwojeniu pierwotnym.

Gdzie

Rezystancja otwartego kanału FET;

Napięcie nasycenia tranzystora bipolarnego;

Spadek napięcia na diodzie spolaryzowanej w kierunku przewodzenia prostownika w obwodzie wyjściowym (dla diod Schottky'ego= 0,5...0,6 V ). Dla mostu wartość wynosi 2

j \u003d 5 10 6 A / m 2 maksymalna gęstość prądu w przewodzie;

B - indukcja magnetyczna w obwodzie magnetycznym;

B = 0,2 T (wybrane z marginesem);

η = 0,93..0,95.

(mm).

(mm); S c \u003d [cm 2]; μ 0 = 4π∙10 -8 = 1,256637∙10 -7 .

S 0 \u003d 0,2827 cm 2;

S c \u003d 0,05 cm 2.

S 0 \u003d 1,1308 cm 2;

S c \u003d 0,24 cm 2.

S 0 \u003d 2,0102 cm 2;

S c \u003d 0,54 cm 2.

S 0 \u003d 3,1416 cm 2;

S c \u003d 0,6 cm 2.

S 0 \u003d 0,825 cm 2;

S c \u003d 0,36 cm 2;

Bm = 0,38 T;

L cf = 2,9 cm.

S 0 S c \u003d 0,297 cm 4.