Как рассчитать импульсный трансформатор. Расчет и устройство импульсного трансформатора: принцип работы, формулы, особенности конструкции

Как рассчитать импульсный трансформатор для блока питания. Какие формулы используются при расчете. Каков принцип работы импульсного трансформатора. Какие особенности конструкции импульсных трансформаторов.

Что такое импульсный трансформатор и для чего он используется

Импульсный трансформатор — это специальный тип трансформатора, предназначенный для передачи импульсных сигналов с минимальными искажениями. Он широко применяется в импульсных источниках питания, системах управления и других устройствах с импульсным режимом работы.

Основные функции импульсного трансформатора:

• Преобразование уровней напряжения импульсных сигналов
• Гальваническая развязка цепей
• Согласование импедансов источника сигнала и нагрузки
• Формирование импульсов требуемой формы

В отличие от обычных трансформаторов, импульсные трансформаторы оптимизированы для работы с короткими импульсами и быстроизменяющимися сигналами. Это достигается за счет особой конструкции магнитопровода и обмоток.

Принцип работы импульсного трансформатора

Принцип работы импульсного трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции, как и у обычных трансформаторов. Однако есть ряд важных отличий:

• Импульсный трансформатор работает в ключевом режиме, а не в непрерывном
• Используются специальные магнитомягкие материалы для сердечника
• Применяются особые способы намотки обмоток для уменьшения паразитных параметров
• Оптимизирована конструкция для минимизации потерь на вихревые токи и перемагничивание

При подаче импульса на первичную обмотку в сердечнике возникает быстроизменяющееся магнитное поле. Оно наводит ЭДС во вторичной обмотке, формируя выходной импульс. Форма и параметры выходного импульса определяются конструкцией трансформатора.

Основные формулы для расчета импульсного трансформатора

При расчете импульсного трансформатора используются следующие ключевые формулы:

1. Число витков первичной обмотки:

   N1 = (U1 * t) / (B * S)
   

   где U1 — напряжение первичной обмотки, t — длительность импульса, B — индукция насыщения сердечника, S — площадь сечения сердечника.
2. Число витков вторичной обмотки:

   N2 = N1 * (U2 / U1)
   

   где U2 — требуемое напряжение вторичной обмотки.
3. Индуктивность первичной обмотки:

   L1 = (N1^2 * μ * S) / l 
   

   где μ — магнитная проницаемость сердечника, l — средняя длина магнитной линии в сердечнике.
4. Максимальный ток первичной обмотки:

   I1max = (U1 * t) / L1
   

5. Площадь окна магнитопровода:

   Sокна = (N1*S1 + N2*S2) / Kзап
   

   где S1, S2 — сечения проводов обмоток, Kзап — коэффициент заполнения окна.

Эти формулы позволяют рассчитать основные параметры импульсного трансформатора. Однако для точного расчета необходимо учитывать множество дополнительных факторов.

Особенности конструкции импульсных трансформаторов

Конструкция импульсных трансформаторов имеет ряд важных особенностей:

• Применение специальных магнитомягких материалов для сердечника (феррит, пермаллой)
• Использование ленточных или многожильных проводов для уменьшения скин-эффекта
• Секционирование обмоток для снижения собственной емкости
• Применение экранирования между обмотками
• Оптимизация формы и размеров сердечника для снижения потерь
• Использование специальных способов намотки (например, бифилярная намотка)

Эти конструктивные решения позволяют улучшить частотные характеристики трансформатора и уменьшить искажения передаваемых импульсов.

Расчет импульсного трансформатора для блока питания

Рассмотрим пример расчета импульсного трансформатора для простого блока питания:

Исходные данные:

• Входное напряжение: 220В
• Выходное напряжение: 12В
• Выходная мощность: 50Вт
• Частота преобразования: 50 кГц

Расчет:

1. Определяем требуемый коэффициент трансформации:

   K = U1 / U2 = 220 / 12 = 18.3
   

2. Рассчитываем максимальный ток вторичной обмотки:

   I2max = P / U2 = 50 / 12 = 4.17 А
   

3. Выбираем сердечник. Для данной мощности подойдет ферритовый сердечник ETD34 с площадью сечения S = 97.1 мм2.
4. Определяем число витков первичной обмотки:

   N1 = (U1 * t) / (B * S) = (220 * 10^-5) / (0.2 * 97.1 * 10^-6) = 113 витков
   

   где t = 1 / (2 * f) = 1 / (2 * 50000) = 10 мкс, B = 0.2 Тл (типичное значение для феррита)
5. Рассчитываем число витков вторичной обмотки:

   N2 = N1 / K = 113 / 18.3 = 6 витков
   

Это базовый расчет, который нужно дополнить выбором сечения проводов, расчетом зазора в магнитопроводе и другими параметрами в зависимости от конкретных требований к блоку питания.

Типичные ошибки при расчете и изготовлении импульсных трансформаторов

При расчете и изготовлении импульсных трансформаторов часто допускаются следующие ошибки:

• Неправильный выбор материала сердечника
• Игнорирование скин-эффекта в обмотках
• Недооценка паразитных параметров (индуктивность рассеяния, межвитковая емкость)
• Неоптимальная конструкция обмоток
• Пренебрежение тепловым расчетом
• Неучет насыщения сердечника

Эти ошибки могут привести к перегреву трансформатора, искажению формы импульсов, снижению КПД и даже выходу из строя всего устройства.

Современные тенденции в разработке импульсных трансформаторов

В настоящее время развитие импульсных трансформаторов идет по следующим направлениям:

• Применение новых магнитных материалов (например, аморфные и нанокристаллические сплавы)
• Использование планарных конструкций для улучшения теплоотвода
• Интеграция трансформаторов в печатные платы
• Разработка трансформаторов для работы на сверхвысоких частотах (до нескольких МГц)
• Применение компьютерного моделирования для оптимизации конструкции

Эти инновации позволяют создавать более компактные, эффективные и надежные импульсные трансформаторы для современной электроники.

Расчет витков импульсного трансформатора

Импульсные трансформаторы ИТ являются востребованным прибором в хозяйственной деятельности. Импульсный трансформатор своими руками создают мастера с минимальным опытом работы в области радиотехники. Что это за устройство, а также принцип работы будут рассмотрены далее. Задача импульсного трансформатора заключается в защите электрического прибора от короткого замыкания, чрезмерного увеличения значения напряжения, нагрева корпуса. Стабильность блоков питания обеспечена импульсными трансформаторами.

Поиск данных по Вашему запросу:

Расчет витков импульсного трансформатора

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Правила расчета и намотки импульсного трансформатора своими руками
• Намотка и расчет трансформатора. Подробно
• Расчет импульсного трансформатора блока питания
• Что такое импульсный трансформатор и как его рассчитать?
• Импульсный трансформатор — виды, принцип работы, формулы для расчета
• Правила расчета и намотки импульсного трансформатора своими руками
• Как рассчитать и намотать импульсный трансформатор для полумостового блока питания?
• Как рассчитать и намотать импульсный трансформатор для полумостового блока питания?
• Расчет сварочного трансформатора на тороидальном сердечнике

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как намотать импульсный трансформатор своими руками? БП на IR2153. (PCBWay)

Правила расчета и намотки импульсного трансформатора своими руками

Надежность импульсного лабораторного блока питания во многом зависит от того, насколько правильно выполнен расчет импульсного трансформатора. Для преобразователя см. Рассчитанное значение w1 нужно округлить в большую сторону во избежание насыщения магнитопровода. Теперь для закрепления пройденного материала рассмотрим расчет трансформатора для импульсного блока питания на конкретном примере.

Теперь определим напряжение на первичной обмотке трансформатора и число витков:. Далее рассчитаем максимальный ток в первичной обмотке и диаметр провода:.

И в заключении этого определяем число витков и диаметр провода выходных обмоток:. Судя по калькулятору получается , Вопрос касаемо частоты работы, написано Частоту преобразования f выберем равной 10 в 5 степени кГц, т.

Если честно, я такого феррита не встречал ещё, чтобы он мог работать в таком диапазоне частот.

Исправьте, чтобы не вводить в заблуждение читающих. В целом статья не плохая. Вы невнимательно прочли. В статье используются герцы Гц. Нормальная частота для импульсника. Эхх, надо было сделать расчёт не только для тороидального сердечника , но и для Ш-образного.

Благо таковые имеются в любой аппаратуре и всегда лежат под рукой. Скажите пожалуйста, что изменить в расчётах, чтобы использовать Ш-образный ферритовый сердечник, вместо тороидального? Напряжение насыщения, я так полагаю оно меняется от нуля до максимального значения по мере заряда-разряда конденсаторов и поэтому берется среднее значение? Или я чего-то недопонимаю.

Получать уведомления по электронной почте об ответе на свой комментарий. Блок питания Набор для сборки регулируемого блока питания Отправить сообщение об ошибке. Похожие записи: Что такое трансформатор.

Принцип работы. Судя по калькулятору получается , Ответить Вопрос касаемо частоты работы, написано Частоту преобразования f выберем равной 10 в 5 степени кГц, т. Ответить Вы невнимательно прочли. Ответить Напряжение насыщения, я так полагаю оно меняется от нуля до максимального значения по мере заряда-разряда конденсаторов и поэтому берется среднее значение?

Ответить Добавить комментарий Отменить ответ Ваш электронный адрес не будет опубликован.

Намотка и расчет трансформатора. Подробно

Они отличаются меньшими весом и размерами, чем аналогичные устройства, например, трансформатора с сердечником броневого типа. Для тороидальных трансформаторов характерно лучшее охлаждение и высокий КПД. Для расчета тороидального импульсного трансформатора с целью ускорить процесс и исключить случайную ошибку используют специально разработанную таблицу. Она, кстати, явилась прототипом автоматической программной версии расчета. Использование табличного расчета позволяет ускорить процесс и дает представление обо всех происходящих в работе импульсного трансформатора процессах. Расчет аналогичен расчету ИТ с броневым и бронестержневым Ш-образным сердечником.

расчёт импульсного трансформатора ведётся относительно системы . Определяем число витков первичной обмотки трансформатора [3, с. 92].

Расчет импульсного трансформатора блока питания

Двухтактный преобразователь — преобразователь напряжения, использующий импульсный трансформатор. Коэффициент трансформации трансформатора может быть произвольным. Несмотря на то, что он фиксирован, во многих случаях может варьироваться ширина импульса, что расширяет доступный диапазон стабилизации напряжения. Преимуществом двухтактных преобразователей является их простота и возможность наращивания мощности. В правильно сконструированном двухтактном преобразователе постоянный ток через обмотку и подмагничивание сердечника отсутствуют. Это позволяет использовать полный цикл перемагничивания и получить максимальную мощность. Следующая упрощенная методика позволяет рассчитать основные параметры импульсного трансформатора выполненного на кольцевом магнитопроводе. Минимальное число витков первичной обмотки W1 определяется максимальным напряжением на обмотке U1 и допустимой индукцией сердечника Bмах:.

Расчет эффективного значения тока первичной обмотке:.

Что такое импульсный трансформатор и как его рассчитать?

В этой статье рассказано о том, как рассчитать и намотать импульсный трансформатор для самодельного полумостового блока питания, который можно изготовить из электронного балласта сгоревшей компактной люминесцентной лампочки. Это когда лень считать витки. Как за час сделать импульсный блок питания из сгоревшей лампочки? Как подружить Блокнот с Калькулятором Windows, чтобы облегчить расчёты?

Общая компоновка мощного ИТ на шихтованной стержневой МС кругового сечения с цилиндрическими обмотками приведена на рис.

Импульсный трансформатор — виды, принцип работы, формулы для расчета

Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Войти Регистрация. Часть 2 Производство и разработка электроники Часть 1 Пролог И все таки меня пригласили! Теперь дело со статьями пойдет более оперативно. Темой следующей части изначально я хотел сделать схемотехнику какого нибудь блока, а чего ждать?

Правила расчета и намотки импульсного трансформатора своими руками

На всяк выложу свою прогу, точнее типа калькулятор. Пользуюсь оч. Тонким монтажным проводом мотаем первичку только её. Подключаем к макету последовательно с 1Ом для пуш-пула послед. В макете нужная частота и длительность. Плавно-плавно поднимаем и смотрим форму тока намагничивания. Когда в конце линейного нарастания появляется резкий загиб вверх — это граница насыщения. Если рано — увеличить частоту или добавить витков.

Хочу рассказать о расчёте импульсных трансформаторов т.к. в сети Начнём с витков в первичной обмотки, для этого существует.

Как рассчитать и намотать импульсный трансформатор для полумостового блока питания?

Расчет витков импульсного трансформатора

Различные типы трансформаторного оборудования применяются в электронных и электротехнических схемах, которые востребованы во многих сферах хозяйственной деятельности. Например, импульсные трансформаторы далее по тексту ИТ — важный элемент, устанавливаемый практически во всех современных блоках питания. В зависимости от формы сердечника и размещения на нем катушек, ИТ выпускаются в следующих конструктивных исполнениях:.

Как рассчитать и намотать импульсный трансформатор для полумостового блока питания?

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: намотка трансформатора для ПН

Надежность импульсного лабораторного блока питания во многом зависит от того, насколько правильно выполнен расчет импульсного трансформатора. Для преобразователя см. Рассчитанное значение w1 нужно округлить в большую сторону во избежание насыщения магнитопровода. Теперь для закрепления пройденного материала рассмотрим расчет трансформатора для импульсного блока питания на конкретном примере.

Сегодня я расскажу о процедуре расчета и намотки импульсного трансформатора, для блока питания на ir

Расчет сварочного трансформатора на тороидальном сердечнике

Что нового? Если это ваш первый визит, рекомендуем почитать справку по сайту. Для того, чтобы начать писать сообщения, Вам необходимо зарегистрироваться. Для просмотра сообщений регистрация не требуется. Забыли пароль?

Чтобы намотать импульсный выходной трансформатор на ферритовом сердечнике на любую мощность, необходимо провести предварительный, прикидочный расчет. И так далее Витки всех обмоток не влезут в его окно.

Расчет обратноходового импульсного трансформатора: формулы, схемы, особенности

UTC предназначен для создания DRSSTC. В этом аппноуте я приведу пример своей конструкции, которую можно считать референсной. Она далеко не идеальна, но работает и является примером того, чего легко можно добиться, используя UTC.

Блок-схема моей DRSSTC:

1. Трансформатор 220->24 2. Трансформатор управления затворами 3. Трансформатор защиты по току 4. Трансформатор обратной связи 5. ММС

Подвод 220В и заземления

Заземление теслы обязательно!

Так как моя тесла относительно слабенькая (потребляемая мощность порядка 1кВт), в качестве заземления я использую защитное зануление (зануление – это третий, чаще зелено-желтый провод в розетке).

Это, конечно, не очень правильно, но лучшего решения у меня не было. Как показала практика, все работает прекрасно, смертей электронной аппаратуры рядом с теслой не отмечалось, хотя рядом работало много разных устройств – LCD телевизор, ноутбук, компьютер. Я не призываю использовать зануление для теслы, вы делаете это на свой страх и риск.

Бывает так, что установлена розетка с тремя контактами, а зануление не подключено. В этом случае возможно повреждение теслы и, даже, электропроводки. Проверить наличие зануления можно таким образом:

1. Возьмите лампу, рассчитанную на 220В и подключите ее между силовыми контактами, лампа должна загореться.

2. Ту-же лампу, подключите между контактом зануления и одним из силовых.

Если лампа загорелась, или сработало УЗО, то заземление есть. Если этого не произошло, попробуйте с другим силовым контактом. Если и так ничего не произошло, то заземления нет.

Питание и земля к тесле подводится обыкновенным “компьютерным” силовым проводом длинной 3м:

Обратная трансформация

При этом, во избежание обратной трансформации в силовом трансформаторе, последний отключается от фазовых проводов. [17]

Если схема построена так, что возможна обратная трансформация напряжения , что бывает, например, при параллельной работе трансформаторов, то разъединители устанавливаются по обе стороны выключателей. [19]

Вторая трудность с алгоритмом Петрика состоит в росте числа возможных последовательностей обратных трансформаций , которые могут быть применены к заданному поверхностному дереву. Хотя многие из трансформаций, когда они применяются в прямом направлении, являются обязательными, так что только одно возможное действие может быть проделано, почти все обратные трансформации факультативны. Поэтому, когда какая-то обратная трансформация может быть применена, должны быть опробованы обе альтернативы: как применение обратной трансформации, так и неприменение ее. С ростом числа применяемых трансформаций число возможных активных путей может расти экспоненциально. [20]

Если при автоматическом отключении выключателя в РП оперативная бригада обнаружит на отключившейся линии напряжение от обратной трансформации , то необходимо найти кабель напряжением до 1 кв, связывающий разные линии, и отключить его с одной стороны. [21]

Это необходимо для того, чтобы не было случайной подачи на шины РУ высокого напряжения вследствие обратной трансформации . [22]

Применение постоянного тока небольшого напряжения ( 6 — 12 в) к тому же исключает возможность обратной трансформации . [23]

Это значит, что, в го время как большинство последовательностей прямых трансформаций ведут к правильным поверхностным структурам, многие последовательности обратных трансформаций не ведут к допустимым глубинным структурам, и много напрасных усилий тратится на тупики. Анализ Митре преодолевает недетерминированность обратного трансформационного процесса путем построения ad hoc для той или иной частной грамматики детерминированных множеств обратных трансформационных правил. Этот метод, однако, не гарантирует получения всех допустимых глубинных структур, и не существует формальной процедуры для построения необходимого множества обратных трансформаций. [24]

Силовые и измерительные трансформаторы необходимо отключать как со стороны первичных, так и со стороны вторичных обмоток, что обеспечивает невозможность обратной трансформации напряжения . [25]

При работах во вторичных устройствах и цепях трансформаторов напряжения с подачей напряжения от постороннего источника должны быть приняты меры, исключающие возможность обратной трансформации . [26]

Трансформаторы напряжения и силовые трансформаторы, связанные с выделенным для работ участком электроустановки, должны быть отключены также и со стороны напряжения до 1000 В для исключения возможности обратной трансформации . [27]

Наложения заземления не требуется при работе на оборудовании, если от него со всех сторон отсоединены шины, провода и кабели, по которым может быть подано напряжение путем обратной трансформации или от постороннего источника и при условии, что на этом оборудовании не наводится напряжение. Концы отсоединенного кабеля при этом должны быть замкнуты накоротко и заземлены. [28]

Фильтр

Фильтр предназначен для того, чтобы не дать помехам от переключения силовых транзисторов проникнуть в сеть. Также, фильтр обеспечивает плавный заряд силовых конденсаторов.

У меня фильтр довольно номинальный. Я его особо не рассчитывал и делал из того, что было под рукой.

NTC сопротивление предназначено для мягкого заряда конденсаторов. Диаметр NTC – 13.5мм. В UTC есть функция управления реле мягкого заряда. но тут она не используется просто потому, что когда это все делалось, UTC еще не было.

Фотография фильтра:

Технические характеристики

Важной характеристикой являются коэффициенты трансформации. Они показывают зависимость выходного напряжения от соотношения витков в обмотках. Коэффициент трансформации является базовым параметром при расчете.

Другая важная характеристика трансформатора – его КПД. В некоторых аппаратах этот показатель составляет 0,9 – 0,98, что характеризует незначительные потери магнитных полей рассеяния. Мощность P зависит от площади S сечения магнитопровода. По значению S, при расчетах параметров трансформатора, определяют количество витков в катушках: W = 50 / S.

На практике мощность выбирают исходя из предполагаемой нагрузки, с учетом потерь в сердечнике. Мощность вторичной обмотки P н= U н× I н, а мощность первичной катушки P с= U с× I с. В идеале P н = P с (если пренебречь потерями в сердечнике). Тогда k = U с / U н = I с / I н , то есть, токи в каждой из обмоток имеют обратно пропорциональную зависимость от их напряжений, следовательно, и от количества витков.

Силовая часть

Силовая часть выполнена на транзисторах IRG4PC50U. В силовой части стоят совсем слабенькие диоды. Дело в том, что в DRSSTC они практически не работают и нужны, скорее для защиты. От “иголок” транзисторы защищены супрессорами.

Для замедления включения транзисторов используется RD цепочка, от иголок на затворе также защищает супрессор. Очень важно поставить этот супрессор. так как на выходе GDT часто получаются выбросы из-за самоиндукции.

Вот что получается у меня до и после добавления супрессоров. Красное – это выброс без супрессоров. Как видно, он превышает максимальные для транзисторов 20В.

Фильтрующие конденсаторы составлены из электролитических и пленочных конденсаторов. Электролитические обеспечивают сглаживание пульсаций, а пленочные отдают ток в стример. Очень важно поставить как можно больше пленочных конденсаторов близко к транзисторам, так как они не только отдают ток, но и защищают транзисторы от выброса, который формируется на индуктивности подводящих проводов питания.

В качестве пленочных используются конденсаторы CBB21 (аналог К73-17).

Радиатор был выбран исключительно из-за его геометрических размеров – на него умещались все транзисторы. Радиатор совершенно не греется.

Внешне электронный трансформатор представляет собой небольшой металлический, как правило, алюминиевый корпус, половинки которого скреплены всего двумя заклепками. Впрочем, некоторые фирмы выпускают подобные устройства и в пластиковых корпусах.

Чтобы посмотреть, что же там внутри, эти заклепки можно просто высверлить. Такую же операцию предстоит проделать, если намечается переделка или ремонт самого устройства. Хотя при его низкой цене куда проще пойти и купить другое, чем ремонтировать старое. И все же нашлось немало энтузиастов, которые не только сумели разобраться в устройстве прибора, но и разработать на его основе несколько импульсных блоков питания.

Принципиальная схема к устройству не прилагается, как и ко всем нынешним электронным устройствам. Но схема достаточно проста, содержит малое количество деталей и поэтому принципиальную схему электронного трансформатора можно срисовать с печатной платы.

На рисунке 1 показана снятая подобным образом схема трансформатора фирмы Taschibra. Очень похожую схему имеют преобразователи, выпускаемые фирмой Feron. Отличие лишь в конструкции печатных плат и типах используемых деталей, в основном трансформаторов: в преобразователях Feron выходной трансформатор выполнен на кольце, в то время как в преобразователях Taschibra на Ш-образном сердечнике.

В обоих случаях сердечники выполнены из феррита. Следует сразу отметить, что кольцеобразные трансформаторы при различных доработках прибора лучше поддаются перемотке, чем Ш – образные. Поэтому, если электронный трансформатор приобретается для опытов и переделок, лучше купить прибор фирмы Feron.

При использовании электронного трансформатора лишь для питания галогенных ламп название фирмы – изготовителя значения не имеет. Единственное, на что следует обратить внимание, это на мощность: электронные трансформаторы выпускаются мощностью 60 — 250 Вт.

Рисунок 1. Схема электронного трансформатора фирмы Taschibra

Краткое описание схемы электронного трансформатора, ее достоинства и недостатки

Как видно из рисунка, устройство представляет собой двухтактный автогенератор, выполненный по полумостовой схеме. Два плеча моста выполнены на транзисторах Q1 и Q2, а два других плеча содержат конденсаторы C1 и C2, поэтому такой мост называется полумостом.

В одну из его диагоналей подается сетевое напряжение, выпрямленное диодным мостом, а в другую включена нагрузка. В данном случае это первичная обмотка выходного трансформатора. По очень похожей схеме выполнены электронные балласты для энергосберегающих ламп, но в них вместо трансформатора включен дроссель, конденсаторы и нити накала люминесцентных ламп.

Для управления работой транзисторов в их базовые цепи включены обмотки I и II трансформатора обратной связи Т1. Обмотка III это обратная связь по току, через нее подключена первичная обмотка выходного трансформатора.

Управляющий трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце с внешним диаметром 8 мм. Базовые обмотки I и II содержат по 3..4 витка, а обмотка обратной связи III – всего один виток. Все три обмотки выполнены проводами в разноцветной пластиковой изоляции, что немаловажно при экспериментах с устройством.

На элементах R2, R3, C4, D5, D6 собрана цепь запуска автогенератора в момент включения всего устройства в сеть. Выпрямленное входным диодным мостом напряжение сети через резистор R2 заряжает конденсатор C4. Когда напряжение на нем превысит порог срабатывания динистора D6, последний открывается и на базе транзистора Q2 формируется импульс тока, который запускает преобразователь.

Дальнейшая работа осуществляется без участия цепи запуска. Следует заметить, что динистор D6 двухсторонний, может работать в цепях переменного тока, в случае постоянного тока полярность включения значения не имеет. В интернете его также называют «диак».

Сетевой выпрямитель выполнен на четырех диодах типа 1N4007, резистор R1 с сопротивлением 1Ом и мощностью 0, 125Вт используется в качестве предохранителя.

Схема преобразователя в том виде, как она есть, достаточно проста и не содержит никаких «излишеств». После выпрямительного моста не предусмотрено даже просто конденсатора для сглаживания пульсаций выпрямленного сетевого напряжения.

Выходное напряжение прямо с выходной обмотки трансформатора также безо всяких фильтров подается прямо на нагрузку. Отсутствуют цепи стабилизации выходного напряжения и защиты, поэтому при коротком замыкании в цепи нагрузки сгорают сразу несколько элементов, как правило, это транзисторы Q1, Q2, резисторы R4, R5, R1. Ну, может и не все сразу, но хотя бы один транзистор точно.

И несмотря на такое, казалось бы, несовершенство схема себя вполне оправдывает при использовании его в штатном режиме, т.е. для питания галогенных ламп. Простота схемы обуславливает ее дешевизну и широкую распространенность устройства в целом.

Исследование работы электронных трансформаторов

Если к электронному трансформатору подключить нагрузку, например, галогенную лампу 12В х 50Вт, а к этой нагрузке подключить осциллограф, то на его экране можно будет увидеть картинку, показанную на рисунке 2.

Рисунок 2. Осциллограмма выходного напряжения электронного трансформатора Taschibra 12Vх50W

Выходное напряжение представляет собой высокочастотные колебания частотой 40КГц, модулированные на 100% частотой 100ГЦ, полученной после выпрямления сетевого напряжения частотой 50ГЦ, что вполне подходит для питания галогенных ламп. В точности такая же картинка будет получена для преобразователей другой мощности или другой фирмы, ведь схемы практически не отличаются друг от друга.

Если к выходу выпрямительного моста подключить электролитический конденсатор C4 47uFх400V, как показано пунктирной линией на рисунке 4, то напряжение на нагрузке примет вид, показанный на рисунке 4.

Рисунок 3. Подключение конденсатора к выходу выпрямительного моста

Рисунок 4. Напряжение на выходе преобразователя после подключения конденсатора C5

Однако, не следует забывать о том, что ток зарядки дополнительно подключенного конденсатора C4 приведет к перегоранию, причем достаточно шумному, резистора R1, который используется в качестве предохранителя. Поэтому этот резистор следует заменить более мощным резистором с номиналами 22Омх2Вт, назначение которого просто ограничить ток зарядки конденсатора С4. В качестве же предохранителя следует использовать обычный плавкий предохранитель на 0,5А.

Нетрудно заметить, что модуляция с частотой 100Гц прекратилась, остались лишь высокочастотные колебания с частотой около 40КГц. Даже если при этом исследовании и нет возможности воспользоваться осциллографом, то этот неоспоримый факт можно заметить по некоторому увеличению яркости лампочки.

Это говорит о том, что электронный трансформатор вполне пригоден для создания несложных импульсных блоков питания. Тут возможно несколько вариантов: использование преобразователя без разборки, только за счет добавления наружных элементов и с небольшими изменениями схемы, совсем небольшими, но придающими преобразователю совсем иные свойства. Но об этом более подробно мы поговорим в следующей статье.

Как сделать блок питания из электронного трансформатора?

После всего сказанного в предыдущей статье (смотрите Как устроен электронный трансформатор?), кажется, что сделать импульсный блок питания из электронного трансформатора достаточно просто: поставить на выход выпрямительный мост, сглаживающий конденсатор, при необходимости стабилизатор напряжения и подключить нагрузку. Однако это не совсем так.

Дело в том, что преобразователь не запускается без нагрузки или нагрузка не достаточна: если к выходу выпрямителя подключить светодиод, разумеется, с ограничительным резистором, то удастся увидеть, лишь только одну вспышку светодиода при включении.

Чтобы увидеть еще одну вспышку, потребуется выключить и включить преобразователь в сеть. Чтобы вспышка превратилась в постоянное свечение надо подключить к выпрямителю дополнительную нагрузку, которая будет просто отбирать полезную мощность, превращая ее в тепло. Поэтому такая схема применяется в том случае, когда нагрузка постоянна, например, двигатель постоянного тока или электромагнит, управление которыми будет возможно только по первичной цепи.

Если для нагрузки необходимо напряжение более, чем 12В, которое выдают электронные трансформаторы потребуется перемотка выходного трансформатора, хотя есть и менее трудоемкий вариант.

Вариант изготовления импульсного блока питания без разборки электронного трансформатора

Схема такого блока питания показана на рисунке 1.

Рисунок 1. Двухполярный блок питания для усилителя

Блок питания изготовлен на основе электронного трансформатора мощностью 105Вт. Для изготовления такого блока питания понадобится изготовить несколько дополнительных элементов: сетевой фильтр, согласующий трансформатор Т1, выходной дроссель L2, выпрямительный мост VD1-VD4.

Блок питания в течение нескольких лет эксплуатируется с УНЧ мощностью 2х20Вт без нареканий. При номинальном напряжении сети 220В и токе нагрузки 0,1А выходное напряжение блока 2х25В, а при увеличении тока до 2А напряжение падает до 2х20В, что вполне достаточно для нормальной работы усилителя.

Согласующий трансформатор Т1 выполнен на кольце К30х18х7 из феррита марки М2000НМ. Первичная обмотка содержит 10 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,8мм, сложенного вдвое и свитого жгутом. Вторичная обмотка содержит 2х22 витка со средней точкой, тем же проводом, также сложенным вдвое. Чтобы обмотка получилась симметричной, мотать следует сразу в два провода – жгута. После обмотки для получения средней точки соединить начало одной обмотки с концом другой.

Также самостоятельно придется изготовить дроссель L2 для его изготовления понадобится такое же ферритовое кольцо, как и для трансформатора Т1. Обе обмотки намотаны проводом ПЭВ-2 диаметром 0,8мм и содержат по 10 витков.

Выпрямительный мост собран на диодах КД213, можно применить также КД2997 или импортные, важно лишь, чтобы диоды были рассчитаны на рабочую частоту не менее 100КГц. Если вместо них поставить, например, КД242, то они будут только греться, а требуемого напряжения получить от них не удастся. Диоды следует установить на радиатор площадью не менее 60 — 70см2, используя при этом изолирующие слюдяные прокладки.

Электролитические конденсаторы C4, C5 составлены из трех параллельно соединенных конденсаторов емкостью по 2200 микрофарад каждый. Обычно так делается во всех импульсных источниках питания для того, чтобы снизить общую индуктивность электролитических конденсаторов. Кроме этого полезно также параллельно им установить керамические конденсаторы емкостью 0.33 — 0,5мкФ, которые будут сглаживать высокочастотные колебания.

На входе блока питания полезно установить входной сетевой фильтр, хотя будет работать и без него. В качестве дросселя входного фильтра использован готовый дроссель ДФ50ГЦ, применявшийся в телевизорах 3УСЦТ.

Все узлы блока монтируют на плате из изоляционного материала навесным монтажом, используя для этого выводы деталей. Всю конструкцию следует поместить в экранирующий корпус из латуни или жести, предусмотрев в нем отверстия для охлаждения.

Правильно собранный источник питания в наладке не нуждается, начинает работать сразу. Хотя, прежде чем ставить блок в готовую конструкцию следует его проверить. Для этого на выход блока подключается нагрузка – резисторы сопротивлением 240Ом, мощностью не менее 5Вт. Включать блок без нагрузки не рекомендуется.

Еще один способ доработки электронного трансформатора

Случаются ситуации, что хочется применить подобный импульсный блок питания, но нагрузка оказывается очень «вредной». Потребление тока либо очень мало, либо меняется в широких пределах, и блок питания не запускается.

Подобная ситуация возникла, когда попытались в светильник или люстру со встроенными электронными трансформаторами, вместо галогенных ламп поставить светодиодные. Люстра просто отказалась с ними работать. Что же делать в таком случае, как заставить все это работать?

Чтобы разобраться с этим вопросом давайте, посмотрим на рисунок 2, на котором показана упрощенная схема электронного трансформатора.

Рисунок 2. Упрощенная схема электронного трансформатора

Обратим внимание на обмотку управляющего трансформатора Т1, подчеркнутую красной полосой. Эта обмотка обеспечивает обратную связь по току: если тока через нагрузку нет, или он просто мал, то трансформатор просто не заводится. Некоторые граждане, купившие это устройство, подключают к нему лампочку мощностью 2,5Вт, а потом несут обратно в магазин, мол, не работает.

И все же достаточно простым способом можно не только заставить работать устройство практически без нагрузки, да еще и сделать в нем защиту от короткого замыкания. Способ подобной доработки показан на рисунке 3.

Рисунок 3. Доработка электронного трансформатора. Упрощенная схема.

Для того, чтобы электронный трансформатор мог работать без нагрузки или с минимальной нагрузкой следует обратную связь по току заменить обратной связью по напряжению. Для этого следует убрать обмотку обратной связи по току (подчеркнутую красным на рисунке 2), а вместо нее запаять в плату проволочную перемычку, естественно, помимо ферритового кольца.

Далее на управляющий трансформатор Тр1, это тот, который на маленьком кольце, наматывается обмотка из 2 — 3 витков. А на выходной трансформатор один виток, и далее получившиеся дополнительные обмотки соединяется, как указано на схеме. Если преобразователь не заведется, то надо поменять фазировку одной из обмоток.

Резистор в цепи обратной связи подбирается в пределах 3 — 10Ом, мощностью не менее 1Вт. Он определяет глубину обратной связи, которая определяет ток, при котором произойдет срыв генерации. Собственно это и есть ток срабатывания защиты от КЗ. Чем больше сопротивление этого резистора, тем при меньшем токе нагрузки будет происходить срыв генерации, т.е. срабатывание защиты от КЗ.

Из всех приведенных доработок, эта, пожалуй, самая лучшая. Но это не помешает дополнить ее еще одним трансформатором как в схеме по рисунку 1.

Борис Аладышкин, https://electrik.info/

ММС (5)

ММЦ сделана из конденсаторов K78-2 (22нФ/1600в). Конфигурация – 14*2:

Суммарная емкость: 154нФ. Конденсаторы К78-2 отличаются низким углом диэлектрических потерь. поэтому из отечественных конденсаторов я рекомендую именно их. Плата обмотана изолентой, для того, чтобы она не касалась низковольтных проводов, которые проходят рядом (ведь напряжение после MMC может составлять до 3х киловольт!)

Трансформатор простыми словами

Мы привыкли к тому, что напряжение в розетке всегда 220 В. Возможно не все читатели подозревают, что прежде чем поступить к потребителю, выполнялись преобразования электрической энергии. Перед поступлением на провода ЛЭП, напряжение переменного тока увеличивали до десятков, а то и сотен киловольт, а на выходе – понижали, до привычных нам 220 В. Эти преобразования выполнили силовые трансформаторы. В данной статье я расскажу вам, что такое трансформатор простыми словами.

Потребность в преобразования переменного напряжения возникает практически на каждом шагу. Чаще всего мы испытываем необходимость в понижении напряжения, так как большинство узлов современных электронных устройств работает при низких напряжениях. 2) в шелковой оплетке. Этот провод был выбран за то, что не портиться при нагревании и достаточно жесток, чтобы держать форму обмотки.

GDT намотан “витой тройкой”, хотя и слабо витой.

Расчет трансформатора

Зная, как вычислить максимальный ток обмотки и коэффициент трансформации, количество витков проводится расчет трансформатора. Расчет тс позволяет вычислить оптимальный показатель диаметра проводов обмотки первичной и вторичной, чтоб соблюдались необходимые условия.

Для упрощения работы создают табличную форму, куда вписывают данные об обмотках и допустимой их плотности. Опираясь на данные подбирают толщину и наименование. На этом этапе потери тс в целом принимаются равными потерям обмоток.

Выбираем транзистор VT1

Путем опытных расчетов и выявления максимум напряжения для стандартного случая используют КП809Б1 с показателями 500 В, 25 А. Потери в нем равны сумме общих — не более 6,7 Вт.

Выбор выпрямительного диода VD9

Принимаем во внимание, что I VD9 = I 2 = 10,8 А. U обр. макс=3,5 кВ, соединяются последовательным образом. Падание напряжения 1В.

Выбор элементов узла управления

Напряжение запуска — 16 В, R7=67 кОм, R 9= 2,2 кОм, R 12=22 Ом. Мощность вычисляется по номиналу и выходному току схемы.

Расчет демпфирующей цепи

Ls принимаем 1,5 мкГн. Выбрав ОМБГ-1 с емкостью 0,5 мкф, то сопротивление резистора составит 140 В. Резистор подбирается по формуле E LS(энергия индуктивности) =E CД (поглощения цепи) =Е С13.

Упрощенный расчет импульсных трансформаторов — ElettroAmici

Упрощенный расчет импульсных трансформаторов — ElettroAmici

Артикул

Новый Артикул

Хочу рассказать о расчете импульсных трансформаторов, в сети описано много методик, но используют какие-то непонятные коэффициенты, эти цифры откуда? Никто четко не описывает, если я чего-то не понимаю или если я не спегано четко я никогда не смогу повторить то, чему научился и при необходимости адаптировать это под свои нужды.

Начнем с того, что мы хотим добиться некоего устройства, ему нужен блок питания, например, равный 250 ватт, далее необходимо подобрать магнитопровод, способный отдать эту мощность.

Для этого существует реальная формула для оценки общей подводимой мощности магнитного элемента:

• кф — форма напряжения или тока: для груди = 1,11 для прямоугольника = 1.
• KLC – Коэффициент геометрического сечения магнитного наполнителя феромагнетика GLC = 0,6 – 0,95, и имеется в справочниках по магнитным элементам.
• почему – коэффициент заполнения окна магнитопровода участками проводника, Кок = 0,35.
• n0 ​​– коэффициент, показывающий, какая первичная обмотка катушки необходима для n0 = 0,5 в трансформаторах.
• Sc – участок магнитопровода.
• Многие Это часть окна магнитопровода.
• Дж – плотность тока, при естественном охлаждении 3500000 А/м2, при форсировании можно получить до 6000000 А/м2
• B – Индукция работы магнитопровода.
• f Частота напряжения или тока Гц.

И так, по этой формуле мы прикинем реальную суммарную мощность трансформатора и прикинем, что мы можем выжать из этого сердечника!

Например:

У нас есть трансформатор от компьютерного блока питания с параметрами.

Сечение магнитопровода Sc = 0,9 см2

Сечение окна Sok = 2,4 см2

Индукция работы B = 0,15 (ориентировочное значение)

Ожидаемая частота работы нашего устройства f = 50 кГц.

Переводим все в метры, амперы, герцы и т.д.

Получаем:

Тогда сердечник достаточен выдерживать 250Вт, идем дальше, теперь надо рассчитать катушки и сечение провода.

Не имея большого количества данных, приведенная выше формула I может быть принята постоянной, что еще больше упрощает формулу, оставляя только переменные, такие как физические размеры трансформатора и частота.

Для полноты изложения я этого не делал, но ничто не мешает вам сделать это для ваших личных расчетов

Начнем с числа витков первичной обмотки, почему есть замечательная формула:

Все данные у нас есть видно выше, кроме U1 — это непосредственно напряжение первичной обмотки.

Предположим, вы строите полумостовой преобразователь, начиная с традриззата сетевого напряжения En = 310В, затем U1 = 155В, так как первичная обмотка будет подключена через конденсаторный делитель, например 310/2.

Далее предполагаем.

Вторичная обмотка должна иметь напряжение 50 В.

Учитывая, что предполагается получить двойное напряжение будет 14 больше 14 шпилей. Все значения округлены до ближайшего целого числа!

Теперь посчитаем сечение проводников обмоток.

• Первичный:

P1: мощность нам нужна на выходе и ставим на 250 Вт.

В этой статье я хотел кратко и доступно объяснить расчет импульсного трансформатора, объяснив основные коэффициенты того, что у нас есть на руках.

Кроме того, не забывайте, что для более точного расчета необходимо использовать справочные данные магнитного элемента.

В заключение я хотел бы сказать, что я использовал эту методику в течение нескольких лет, чтобы рассчитать как низкочастотные трансформаторы, так и высокочастотные.

Amilcare

15 июля 2018 г. //от Amilcare Теги: Питание, компьютер, электроника, общая, SMPS, напряжение, учебник

Поделиться этой записью

https://www.elettroamici.org/wp-content/uploads/2018/07/trasformatore.jpg 214 300 Амилкаре https://www.elettroamici.org/wp-content/uploads/2017/08/FAVICON-1-300×271.png Amilcare2018-07-15 21:04:422018-07-15 21:04:42Упрощенный расчет импульсных трансформаторов

2 ответы

Трекбеки и Пингбеки

Оставить комментарий

Хотите присоединиться к обсуждению?
Не стесняйтесь вносить свой вклад!

© Авторское право — ElettroAmici

Пролистать наверх

Произведение напряжение*времени импульсного трансформатора

спросил 4 года, 7 месяцев назад

Изменено 2 года, 4 месяца назад

Просмотрено 4к раз

\$\начало группы\$

Я разрабатываю схему для возбуждения пьезоэлектрического кристалла с биполярной прямоугольной волной 1 МГц при 30 В (Vp-p = 30 В, Vb-p = 15 В), состоящую из 10 импульсов, рабочий цикл 50%.

Идея состоит в том, чтобы использовать импульсный трансформатор, на входы которого подается напряжение +15 В в обоих направлениях для достижения биполярного возбуждения. Во-первых, на IN_A будет подано напряжение +15 В, а на IN_B будет подано заземление, и наоборот.

1) Произведение напряжение * время в этом случае должно быть 15В * (1/1МГц) = 15В-нас. Это правильно?

2) Или должно быть 30В * (1/1МГц) = 30В-нас, так как возбуждение двухполярное?

3) Наконец, поскольку возбуждение состоит из 10 импульсов, а не из одного импульса, следует ли это учитывать при расчете значения V * t?

• трансформатор
• импульс

\$\конечная группа\$

5

\$\начало группы\$

Ограничение по вольт-секундам трансформатора — поток в сердечнике.

Прямоугольная волна частотой 1 МГц проводит 0,5 мкс в одном состоянии и 0,5 мкс в другом.