Принцип работы импульсного трансформатора: Импульсный трансформатор: принцип работы, расчет

Содержание

принцип работы, виды и расчёт

Импульсные трансформаторы (ИТ) являются востребованным прибором в хозяйственной деятельности. Часто  устанавливают в блоки питания бытовой, компьютерной, специальной техники. Импульсный трансформатор своими руками создают мастера с минимальным опытом работы в области радиотехники. Что это за устройство, а также принцип работы будут рассмотрены далее.

Область применения

Задача импульсного трансформатора заключается в защите электрического прибора от короткого замыкания, чрезмерного увеличения значения напряжения, нагрева корпуса. Стабильность блоков питания обеспечена импульсными трансформаторами. Подобные схемы применяются в триодных генераторах, магнетронах. Импульсник применяется при работе инвертора, газового лазера. Данные приборы устанавливают в схемах в качестве дифференцирующего трансформатора.

Радиоэлектронная аппаратура основана на трансформаторной способности импульсных преобразователей. При использовании импульсного блока питания организовывается работа цветного телевизора, обычного компьютерного монитора и т. д. Помимо обеспечения потребителя током требуемой мощности и частоты, трансформатором выполняется стабилизация значения напряжения при работе оборудования.

Видео: Как работает импульсный трансформатор?

Требования к приборам

Преобразователи в блоках питания обладают рядом характеристик. Это функциональные устройства, имеющие определенную габаритную мощность. Они обеспечивают правильное функционирование элементов в схеме.

Импульсный бытовой трансформатор обладает надежностью и высоким перегрузочным порогом. Преобразователь отличается стойкостью к механическим, климатическим воздействиям. Поэтому схема импульсного блока питания телевизоров, компьютеров, планшетов. отличается повышенной электрической устойчивостью.

Приборы обладают небольшой габаритной характеристикой. Стоимость представленных агрегатов зависит от области применения, трудозатрат на изготовление. Отличие представленных трансформаторов от иных подобных приборов заключается в их высокой надежности.

Принцип работы

Рассматривая, как работает агрегат представленного типа, нужно понять отличия между обычными силовыми установками и устройствами ИТ. Намотка трансформатора имеет разную конфигурацию. Это две катушки, связанные магнитоприводом. В зависимости от количества витков первичной и вторичной намотки, на выходе создается электричество с заданной мощностью. Например, в трансформаторе преобразовывается напряжение 12 в 220 В.

На первичный контур подаются однополярные импульсы. Сердечник остается в состоянии постоянного намагничивания. На первичной намотке определяются импульсные сигналы прямоугольной формы. Интервал между ними во времени короткий. При этом появляются перепады индуктивности. Они отражаются импульсами на вторичной катушке. Эта особенность является основой принципов функционирования подобного оборудования.

Разновидности

Выделяют разные типы импульсной схемы силового оборудования. Агрегаты отличаются в первую очередь формой конструкции. От этого зависят эксплуатационные характеристики. По виду обмотки различают агрегаты:

  • Тороидальный.
  • Броневой.
  • Стержневой.
  • Бронестержневой.

Поперечное сечение сердечника бывает прямоугольное, круглое. Маркировка обязательно содержит информацию об этом факте. Также различают тип обмоток. Катушки бывают:

  • Спиральные.
  • Цилиндрические.
  • Конические.

В первом случае индуктивность рассеивания будет минимальной. Представленный тип преобразователя применяется для автотрансформаторов. Намотка при этом выполняется из фольги или тенты из специального материала.

Цилиндрический тип обмотки характеризуется низким показателем рассеивания индуктивности. Это простая , технологичная конструкция.

Конические разновидности значительно уменьшают рассеивание индуктивности. Емкость обмоток при этом мало увеличивается. Изоляция между двумя слоями обмоток пропорциональна напряжению между первичными витками. Толщина контуров увеличивается от начала к концу.

Представленное оборудование отличается различными эксплуатационными характеристиками. В их число входят габаритная мощность, напряжение на первичной, вторичной обмотке, масса и размер. При указании маркировки учитываются перечисленные характеристики.

Преимущества

Блоки питания с импульсным устройством обладают массой достоинств перед аналоговыми приборами. Именно по этой причине их подавляющее большинство изготавливается по представленной схеме.

Трансформаторы импульсного типа отличаются следующими преимуществами:

  1. Малый вес.
  2. Низкая цена.
  3. Повышенный уровень КПД.
  4. Расширенный диапазон напряжения.
  5. Возможность встроить защиту.

Меньшим весом конструкция обладает из-за увеличения частоты сигнала. Конденсаторы уменьшаются в объеме. Схема их выпрямления наиболее простая.

Сравнивая обычные и импульсные блоки питания, видно, что в последних потери энергии сокращаются. Они наблюдаются при переходных процессах. КПД при этом может составлять 90-98%.

Меньшие габариты агрегатов позволяют снизить затраты на производство. Материалоемкость конечного продукта значительно уменьшается. Запитывать представленные аппараты можно от тока с различными характеристиками. Цифровые технологии, которые применяются при создании малогабаритных моделей, позволяют применять в конструкции специальные защитные блоки. Они предотвращают появление короткого замыкания, прочие аварийные ситуации.

Единственным недостатком импульсных разновидностей устройств является появление высокочастотных помех. Их приходится подавлять различными методами. Поэтому в некоторых разновидностях точных цифровых приборов подобные схемы не используются.

Разновидности материалов

Представленное оборудование изготавливается из различных материалов. Создавая блоки питания представленного типа, потребуется рассмотреть все возможные варианты. Применяются следующие материалы:

  1. Электротехническая сталь.
  2. Пермаллой.
  3. Феррит.

Одним из лучших вариантов является альсифер. Однако его практически не найти в свободной продаже. Поэтому, желая создать оборудование самостоятельно, его не рассматривают в качестве возможного варианта.

Чаще всего для создания сердечника применяется электротехническая сталь марок 3421-3425, 3405-3408. Магнитно-мягкими характеристиками известен пермаллой. Это сплав, который состоит из никеля и железа. Его легируют в процессе обработки.

Для импульсов, интервал которых находится в пределах наносекунды, используется феррит. Этот материал имеет высокое удельное сопротивление.

Расчет

Чтобы создать и намотать трансформаторные контуры самостоятельно, потребуется произвести расчет импульсного трансформатора. Применяется специальная методика. Сначала определяют ряд исходных характеристик оборудования.

Например, на первичной обмотке установлено напряжение 300 В. Частота преобразования равняется 25 кГц. Сердечник выполнен из ферритового кольца типоразмером 31 (40х25х11). Сначала потребуется определить площадь сердечника в поперечном сечении:

П = (40-25)/2*11 = 82,5 мм².

Далее можно просчитать минимальное количество витков:

На основе полученных данных можно найти диаметр сечения провода, который потребуется для создания контуров:

Д = 78/181 = 0,43 мм.

Площадь сечения в этом случае равняется 0,12 м². Максимально допустимый ток на первичной катушке при таких параметрах не должен превышать 0,6 А. Габаритную мощность можно определить по следующей формуле:

ГМ = 300 * 0,6 = 180 Вт.

На основе полученных показателей можно самостоятельно рассчитать параметры всех составляющих будущего прибора. Создать трансформатор этого типа станет увлекательным занятием для радиолюбителя.

Подобный аппарат является надежным и качественным при правильной последовательности всех действий.

Расчет проводится для каждой схемы индивидуально. При изготовлении подобного оборудования вторичная обмотка должна замыкаться на нагрузку потребителя. В противном случае прибор не будет считаться безопасным.

От типа сборки, материалов и прочих параметров зависит работа трансформатора. Качество схемы напрямую зависит от импульсного блока. Поэтом расчетам, выбору материалов уделяется высокое значение.

Интересное видео: Импульсный трансформатор своими руками

Рассмотрев особенности импульсных трансформаторов, можно понять их важность для многих радиоэлектронных схем. Создать подобное устройство самостоятельно можно только после соответствующего расчета.

принцип действия прибора, показатели, влияющие на работу

Современные электронные и электрические приборы имеют достаточно сложное устройство. Их эффективную и бесперебойную работу обеспечивает большое количество составляющих. Одной из них является импульсный трансформатор, принцип работы которого основывается на активном преобразовании электрического тока.

Основная функция

Устройства, работа которых зависит от электрического тока, часто оснащаются импульсными трансформаторами (ИТ). Делается это для того, чтобы обеспечить защиту от короткого замыкания, слишком высокого напряжения, исходящего от сети, и перегревания корпуса электроприборов. Импульсный трансформатор, установленный внутрь блока питания, преобразует напряжение таким образом, что импульс, получаемый на выходе, имеет минимум искажения. Степень преобразования выходного импульса зависит от технических характеристик ИТ.

Использование подобного трансформирующего устройства даёт возможность существенно уменьшить вес, размер и цену приборов, в которых он устанавливается.

Он присутствует как в технике, используемой в быту (цветных телевизорах, компьютерных мониторах), так и в специальном оборудовании, в основе которого заложено действие импульса (газовых лазерах, магнетронах, триодных генераторах, дифференцирующих трансформаторах).

Требования к производству

Процесс создания импульсного трансформатора проходит с чётким соблюдением определённых требований. Требования, которым должен соответствовать ИТ, делятся на:Технико-экономические. К ним относится вес, габариты, стоимость. Также важно, чтобы для изготовления прибора применялись доступные исходные материалы и производственные технологии. Эта категория требований является весьма условной, так как включённые в неё параметры могут легко изменяться в зависимости от разных факторов. К примеру, в качестве исходных материалов могут выступать проводники, диэлектрики разного типа, которые в дальнейшем могут по-разному повлиять на вес,

размер или стоимость готового трансформатора.

  • Эксплуатационные. Определяют степень надёжности исходного сырья, его термостойкость, устойчивость к климатическим факторам и механическим повреждениям. Важным эксплуатационным требованием является обязательная проверка трансформатора на возможность работать в аварийном режиме.

Основные показатели работы ИТ, такие как напряжение, мощность и форма импульса, контролируются функциональными требованиями. Именно от того, насколько точно они будут соблюдены, зависит, как долго и с какой эффективностью импульсный трансформатор будет выполнять свою функцию.

В ходе изготовления сердечника может быть использован разный материал. Наиболее часто в качестве исходного сырья выступает:

  • Электротехническая сталь.
  • Феррит.
  • Пермаллой.

Самым лучшим сырьём для производства трансформаторных сердечников считается альсифер. Он является достаточно редким материалом, поэтому альсиферовые сердечники встречаются довольно редко.

Механизм действия и виды устройств

Работа импульсного трансформатора обеспечивается за счёт пары катушек, соединённых магнитоводом и имеющих обмотку различной конфигурации. Количество витков на обмотке определяет мощность электрической энергии, получаемой на выходе.

Первичный контур обмотки принимает на себя однополярные импульсные сигналы. На ней же определяются импульсы с коротким временным интервалом, имеющие прямоугольную форму. Затем эти же импульсы находят отражение на вторичной обмотке. Принцип отражения является основным в работе всех ИТ.

Трансформаторы могут иметь различное устройство. Одна из отличительных особенностей конструкции — типы обмотки.

В зависимости от неё выделяют следующие разновидности прибора:

  • тороидальный,
  • стержневой,
  • броневой,
  • бронестержневой.

Внутри этих трансформаторов может быть использована разная обмотка. Катушки могут иметь форму:

  • Спирали. В качестве основного материала используется фольга. Спиральные катушки характеризуются минимальной индуктивностью рассеивания, чаще всего устанавливаются в автотрансформаторы.
  • Цилиндра. Такая катушка отличается простотой формы и низким показателем индуктивности.
  • Конуса. Такая форма получается из-за разной толщины контуров, возрастающей от начала к концу.

Виды и формы обмоток оказывают непосредственное влияние на технические и эксплуатационные параметры ИТ, такие как напряжение, габаритная мощность, размеры и вес.

На каждом трансформаторе присутствует специальная маркировка, содержащая сведения о его разновидности и типе установленной катушки.

Расчёт показателей

Импульсный трансформатор не только выпускается на производстве, но и создаётся самостоятельно. Чтобы изготовленное своими руками устройство выполняло свои функции без ошибок и сбоев, потребуется предварительно рассчитать:

  • площадь сердечника (в его поперечном сечении),
  • минимальное число витков обмотки,
  • диаметр сечения проводов для контуров,

Определив значение основных параметров, не составит труда узнать габаритную мощность ИТ. Верные расчёты помогут создать импульсный трансформатор, который при относительно небольшом весе будет обладать высоким коэффициентом полезного действия, расширенным диапазоном напряжения. При этом затраты на самостоятельное изготовление устройства будут очень небольшими.

Импульсный трансформатор принцип работы

Принцип работы импульсного трансформатора

Современные электронные и электрические приборы имеют достаточно сложное устройство.

Их эффективную и бесперебойную работу обеспечивает большое количество составляющих.

Одной из них является импульсный трансформатор, принцип работы которого основывается на активном преобразовании электрического тока.

Основная функция

Устройства, работа которых зависит от электрического тока, оснащаются импульсными трансформаторами.

Делается это для того, чтобы обеспечить защиту от короткого замыкания, слишком высокого напряжения, исходящего от сети, и перегревания корпуса электроприборов.

Он присутствует как в технике, используемой в быту (цветных телевизорах, компьютерных мониторах), так и в специальном оборудовании, в основе которого заложено действие импульса (газовых лазерах, магнетронах, триодных генераторах, дифференцирующих трансформаторах).

Механизм действия и виды устройств

Работа импульсного трансформатора обеспечивается за счёт пары катушек, соединённых магнитоводом и имеющих обмотку различной конфигурации.

Количество витков на обмотке определяет мощность электрической энергии, получаемой на выходе.

Первичный контур обмотки принимает на себя однополярные импульсные сигналы. На ней же определяются импульсы с коротким временным интервалом, имеющие прямоугольную форму. Затем эти же импульсы находят отражение на вторичной обмотке. Принцип отражения является основным в работе всех ИТ.

Трансформаторы могут иметь различное устройство.

В зависимости от типа обмотки выделяют следующие разновидности прибора:

  • тороидальный,
  • стержневой,
  • броневой,
  • бронестержневой.

Импульсный трансформатор: принцип действия и функциональные особенности

Трансформатор представляет собой достаточно сложное техническое устройство, основной функцией которого служит преобразование определенных свойств и качеств электрической энергии, таких, как напряжение или крутящий момент. Также современный трансформатор способен превращать переменный ток в постоянный и наоборот.

Среди огромного разнообразия используемых в настоящее времяприборов особо следует выделить их импульсные разновидности.

Импульсный трансформатор широко используется в системах связи, ВТ, устройствах автоматики, для внесения изменений амплитуды импульсов, а также их полярности. Главное условие для успешной работы данного вида прибора состоит в том, что искажение сигнала, который передается с его помощью, должно быть минимальным.

Импульсный трансформатор основывается в своей деятельности на следующем принципе: в то время как на его вход поступают прямоугольные импульсы определенного напряжения, в первичной обмотке постепенно появляется электрический ток, сила которого постепенно начинает увеличиваться. Это, в свою очередь, повлечет за собой изменение магнитного поля и появление электродвижущей силы во вторичной обмотке. В этом случае искажения сигнала практически не происходит, а возможные потери тока настолько малы, что ими можно пренебречь.

Что касается отрицательной части импульса, появление которой неизбежно в то время, как импульсный трансформатор выходит на проектную мощность, то его влияние можно свести к минимуму, установив простой диод во вторичную обмотку. Тем самым и здесь импульс станет максимально близким к прямоугольному.

Импульсный трансформатор отличается от других разновидностей данной технической системы тем, что работает исключительно в ненасыщенном режиме. Его магнитопровод изготавливается из специального сплава, который в обязательном порядке обладает значительной пропускной способностью магнитного поля.

Помимо импульсных, в современной энергетической и электронной промышленности используют следующие основные виды трансформаторов:

  1. Деятельность ни одного современного радиоприбора невозможна без силовых трансформаторов. Их деятельность многогранна: с одной стороны, они необходимы для того, чтобы приемники можно было запитывать от обычной сети с переменным током, а с другой, для того, чтобы повышать или понижать напряжение той или иной частоты в усилителях. С этой функцией связана и важная конструктивная особенность силовых трансформаторов – вместо стальных сердечников здесь используют вставки из магнетита или карбонильного железа.
  2. Еще одной разновидностью прибора, применяемого преимущественно в современных системах слежения и бортовых компьютерах самолетов, является вращающийся трансформатор. Его принцип действия заключается в том, что угол поворота рамки преобразуется в напряжение электрического тока. Внешне вращающийся трансформатор представляет собой небольшую электрическую машину, работающую исключительно от переменного тока. Кроме того, в зависимости от того, где эти трансформаторы применяются, они могут быть как двухполюсными, так и многополюсными.
  3. В зависимости от того, какой ток поступает на первичную обмотку, выделяют трансформаторы переменного и постоянного тока. Основной вид первого типа – автотрансформатор, который состоит исключительно из одной катушки, которая непосредственно включается в электрическую цепь. Данный вид приборов предназначен исключительно для понижения напряжения и только для очень маленьких токов. Трансформатор постоянного тока – это более сложный прибор, состоящий из динамомашины и двигателя. В этом случае первичный ток вырабатывается двигатель, а вторичный – динамомашиной, которая приводится в движение тем же электродвигателем. Нередко встречается ситуация, когда трансформатор постоянного тока представляет собой двигатель и динамомомашину, соединенные между собой одним металлическим каркасом. Делается это для экономии материала, а также для повышение качества работы прибора.

Преимущества импульсного трансформатора

Он имеет небольшие габариты, более стабилен в работе, дает качественное напряжение и независящее от параметров исходной синусоиды.

Устройство импульсного блока питания и его принцип работы

В импульсном блоке питания на входе стоит сетевой фильтр, задача которого не допустить в сеть высокочастотные колебания, вырабатываемые этим устройством. Они могут повлиять на работу рядом расположенных приборов. 

Далее стоит сглаживающий фильтр, который выпрямляет синусоиду. Полученное на его выходе пилообразное напряжение подается на инвертор, преобразуется в импульсы, имеющие положительную и отрицательную полярность. Их параметры (частота и скважность) задаются при помощи блока управления. Частота обычно выбирается высокой — от 10 кГц до 50 кГц. Именно наличие этой ступени преобразования — генерации импульсов — и дало название этому типу преобразователей.

Блок-схема ИИП с формами напряжения в ключевых точках

Высокочастотные импульсы поступают на трансформатор, который является гальванической развязкой от сети. Трансформаторы эти небольшие, так как с возрастанием частоты сердечники нужны все меньше. Причем сердечник может быть набран из ферромагнитных пластин (в линейных БП должен быть из более дорогой электромагнитной стали).

На выходном выпрямителе биполярные импульсы превращаются в положительные, а выходной фильтр на их основе формирует постоянное напряжение. Основное достоинство ИБП в том, что существует обратная связь, которая позволяет регулировать работу устройства таким образом, чтобы напряжение на выходе было близко к идеалу. Это дает возможность получать стабильные параметры на выходе, независимо от того, что имеем на входе.

Схемы импульсных блоков питания

Схема импульсного блока питания содержит пять обязательных блоков плюс обратная связь.

Вариант импульсного источника питания с выходным напряжением 5 В и 12 В и разной полярности

Входной фильтр

Схема простейшего входного фильтра

Конденсаторы используются специальные — X-типа. Икс-конденсаторы были разработаны специально для этих целей. Они выдерживают мгновенные киловольтные всплески напряжения (до 2,5 кВ), гася тем самым помехи между фазой и нейтралью (противофазные помехи). Дроссель — это ферритовый сердечник с намотанными лакированными медными проводами. В нем наводятся токи, нейтрализующие токи помех.

Приведенная выше схема входного фильтра для импульсного источника питания не устраняет помехи, которые возникают между фазой и землей (корпусом) или между нейтралью и корпусом. Для их нейтрализации в схему добавляют два конденсатора Y-типа (которые выдерживают скачки напряжения до 5 кВ). Специальная конструкция Y-конденсатора гарантирует обрыв цепи, а не короткое замыкание, в случае выхода его из строя.

Оба типа конденсаторов (X и Y), который ставят во входных фильтрах, выполняют из специальных негорючих материалов, так как они могут греться до очень высоких температур и могут стать причиной пожара. Именно в этом, да еще в конструктивных особенностях кроется причина их высокой стоимости (по сравнению с обычными).

Схема для компенсации всех типов помех

Но для корректной работы этой схемы необходимо рабочее заземление. Его надо подключить к корпусу блока питания. Без заземления, корпус блока питания будет находиться под напряжением около 110 В. Ток будет очень маленьким, но прикосновения будут ощутимы.

Сетевой выпрямитель и сглаживающий фильтр

Как уже сказано выше, выпрямитель проводит предварительное выпрямление синусоиды. Если установлен один диод, он отсекает нижние (отрицательные) полуволны.

Сравнение однополупериодного и двухполупериодного выпрямителя. 

В самом простом случае выпрямитель — диод Шоттки, но может использоваться и диодный мост с параллельно подключенным конденсатором. Для диодных мостов часто применяют обычные диоды типа 1N4007, но лучше все-таки устанавливать все те же диоды Шоттки. Они «быстрее», так что можно получить лучше результаты на выходе.

Несколько схем фильтров разной степени сложности

Один диод ставят в блоках питания к недорогой технике. На его выходе напряжение имеет вид идущих с некоторыми промежутками положительных полуволн. На выходе диодного моста пульсации намного ниже, так что такой выпрямитель ставят для более требовательных к питанию приборов. Пульсирующее напряжение с выхода диода/диодного моста подается на конденсатор (он должен быть рассчитан на напряжение 270-400 В), который из полуволн делает «зубчики». Тут уже получаем более-менее стабильное постоянное напряжение.

Инвертор или блок ключей

На следующем блоке выпрямленное напряжение преобразуется в импульсы. Частота импульсов высокая — от 10 до 50 кГц. Есть два способа реализации этих блоков: при помощи микросхем, на основе автогенератора (блокинг-генератора).

Еще одна блок-схема ИИП

Во втором случае используется пара транзисторов, которые включаются попеременно, формируя на выходе последовательность импульсов. Частота переключений задается генератором. Такие схемы встречаются и сейчас, но большинство реализуется на микросхемах.

Пример схемы инвертора на транзисторах

Если есть микросхема, зачем городить огород из нескольких десятков деталей. Тем более, что требуемый тип микросхем широко распространен и стоит немного. Это так называемые ШИМ-контроллеры ( TL494, UC384х, Dh421,  TL431, IR2151, IR2153 и др).  К этим микросхемам надо добавить всего-лишь пару полевых транзисторов и несколько мелких деталей и получим требуемый инвертор.

Схема ИИП с ШИМ контроллером для обратноходового и полумостового преобразователей

ШИМ-контроллер отлично встраивается в любой тип схем. Он совместим с обратноходовыми, полумостовыми и мостовыми схемами выпрямителей. Естественно, отличается количество элементов, но все они простые и доступные.В обратноходовых схемах транзисторы должны быть рассчитаны на более высокое напряжение, чем подается на вход.

Устройство импульсного источника напряжения с ШИМ контроллером и двухтактным и мостовым выпрямителем

По полумостовым схемам построены импульсные блоки питания в осветительных приборах, в энергосберегающих и светодиодных лампах, электронный балласт для люминисцентных ламп (ЭПРА). Мостовые схемы применяют в более мощных блоках. Например, в сварочных инверторах.

Есть и более «серьезные» контроллеры, которые параллельно с работой, проверяют параметры входного и выходного напряжения и, при неисправностях, просто блокируют свою работу. Так как в импульсном блоке питания этот компонент, обычно, самый дорогой, это очень неплохо. Заменив неисправные детали (обычно резисторы или конденсаторы), получаем рабочий агрегат.

Силовой трансформатор

Узел трансформатора на блоке питания является одним из самых стабильных. В этом блоке содержится небольшая группа элементов которая нейтрализует выброс тока, который возникает на обмотках трансформатора при смене полярностей.

Эта группа называется «снаббер».

Рассматриваемый блок обведен красным, а снаббер — зеленым

Трансформатор — один из самых надежных элементов. В нем очень редко возникают проблемы. Он может повредиться при пробое инвертора. В этом случае через обмотку течет слишком высокий ток, который и выводит из строя трансформатор.

Схема блока силового трансформатора для ИИП

Работает все это следующим образом:

  • На первом такте работы импульсного источника питания открыт ключ ВТ1 (полевой транзистор с индуцированным каналом n-типа). Ток течет через первичную обмотку трансформатора, заряд накапливается в сердечнике.
  • На втором такте ключ закрывается, ток течет во вторичной обмотке через диод VD2.
  • При переключении на первичной обмотке возникает выброс, который вызван неидеальностью деталей. Тут в работу вступает снаббер. Его задача поглотить этот выброс, так как напряжение может быть достаточно большим и может повредить ключевой транзистор, что приведет к неработоспособности схемы. Ток выброса течет через первичную обмотку трансформатора, диод VD1, через сопротивление R1 и емкость C2.
  • Далее полярность снова меняется, вступает в работу ключ ВТ1.

Номиналы выбираются исходя из параметров трансформатора. Подбор сложный, так что описывать его не имеет смысла. И еще: не во всех схемах есть снаббер, но его наличие увеличивает надежность и стабильность работы импульсного источника питания.

Несколько слов о диодах, которые используют в снабберах. Это может быть обычный диод, подобранный по параметрам, но более надежны схемы со стабилитроном. Еще может быть вариант без резистора и емкости, но с включенным навстречу супрессором (на схеме ниже).

 

Супрессор — это защитный диод, принцип работы похож на стабилитрон, вот только выравнивается импульсный ток и рассеиваемая мощность. Может быть несимметричный и симметричным.

Выходной выпрямитель и фильтр, стабилизатор

Наиболее простой и дешевый способ стабилизации используется в дешевых блоках питания — обратная связь на пассивных элементах. На схеме ниже, это два резистора R6 и R7, подключенные к вспомогательной обмотке силового трансформатора. Не слишком надежно, потому что есть влияние между обмотками, но просто и недорого.

Простой способ стабилизации

Второй вариант стабилизатора выходного напряжения сделан на стабилизаторе VD9 и оптроне HL1. Выходное напряжение складывается из падения на стабилитроне и напряжения на оптроне. Это чуть более надежная схема для ИИП средней мощности.

Стабилизация выхода ИИП при помощи стабилитрона и оптрона

Наиболее стабильные выходные показатели имеют схемы ИИП со стабилизатором  TL431.

TL431 — интегральная схема трёхвыводного регулируемого параллельного стабилизатора напряжения с улучшенной температурной стабильностью. С внешним делителем TL431 способна стабилизировать напряжения от 2,5 до 36 В при токах до 100 мА.

ИБП с использованием микросхемы TL431 более сложные, но надежные. В таких схемах может быть подстроечный переменный резистор, который позволяет изменять выходное напряжение в небольших пределах. Обычно подстройка составляет не более 20%, так как в противном случае схема может быть нестабильной.

Схема со стабильным напряжением на выходе

Если подстройка выходного напряжения не нужна, лучше подстроечный резистор заменить обычным, так как переменные менее надежны.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 5 чел.
Средний рейтинг: 4 из 5.

Импульсный трансформатор: принцип работы

На данный момент могут существовать различные типы трансформаторного оборудования. Подобное оборудование может применяться в электронных и электротехнических схемах. Особенно часто это оборудование используется в хозяйственной деятельности. Наиболее популярным устройством трансформаторного типа считается импульсный трансформатор.

Это оборудование считается достаточно важным элементом и используется практически во всех современных блоках электропитания.

Импульсный трансформатор и его конструкция

Импульсные трансформаторы разделяют в зависимости от катушек и формы сердечника на следующие виды:

  • Тороидальный.

Бронестержневой.

Вот пояснения к рисункам, которые вы могли увидеть выше:

  1. A – это магнитопроводный контур, который выполняется из марок трансформаторной стали. Обычно эту продукцию изготовляют по технологии холодного или горячего металлопроката.
  2. B – это катушка из специального изолирующего материала.
  3. C – провода для создания индуктивной связи.

Электротехническая сталь содержит в себе мало добавок кремния. Именно он в результате своего использования может стать причиной значительной потери мощности. В импульсном трансформаторе сердечник может производиться из рулонной стали. Если вам будет интересно, тогда можете прочесть про проверку трансформаторного тока.

Все пластины, которые будут использоваться для набора электромагнитного сердечника подбираются в зависимости от толщины. С увеличением параметров вам необходимо устанавливать пластины меньшей величины.

Принцип работы

Основной особенностью импульсного трансформатора считается то, что на них будут подаваться однополярные импульсы, которые будут иметь постоянную токовую составляющую. Если вы желаете изучить принципиальную схему импульсного трансформатора, тогда сделать это можно ниже:

Как видите, схема практически нечем не отличается от обычного трансформатора. Единственным отличием считается временная диаграмма.

Если вы изучите схему, тогда можно будет понять, что на обмотку поступают специальные импульсные сигналы. Временный интервал между этими сигналами считается достаточно коротким. Перепады индукции будут проходить со скоростью, которую можно выразить через формулу τp=L0/Rн.

Коэффициент, который будет описывать разность между индуктивным перепадом можно определить следующим образом: ∆В=Вmax — Вr.

  • Вmax – это уровень максимального значения всех индукций.
  • Вr – это остаточные значения.

Если вы желаете детально изучить разность индукций, тогда выполнить этот процесс можно изучив фото ниже:

Как видите, на временной диаграмме вторичная катушка будет иметь напряжение U2. Именно так будет проявлять себя накопление энергии в магнитопроводе. Все импульсы тока будут проходить через катушку поскольку импульсы тока будут совмещаться. Уровень напряжения считается неизменным и его значение будет составлять еt=Um. Если вам необходимо вычислить напряжение во вторичной катушке, тогда рассчитать его можно по формуле:

В этом случае:

  1. Ψ – это параметр потокосцепления.
  2. S – это величина, которая будет отображать сечение.

Если вы планируете вычислить площадь импульса во вторичной обмотке, тогда вам необходимо обе части формулы умножить на значение tu. В результате этого вы сможете получить формулу: Um x tu=S x W1 x ∆В.

Второй величиной по значимости считается работа ИТ. На перепад индукции будут влиять следующие параметры: сечение, магнитная проницаемость и сердечник магнитопровода. При необходимости вы можете прочесть про подключение трансформатора.

В этой формуле вы сможете найти следующие значения:

  • L0 – это перепад индукции.
  • µа – магнитная проницаемость.
  • W1 – это число витков в первичной обмотке.
  • S – площадь сердечника.
  • l– это длина сердечника.
  • Вr– это величина остаточной индукции.
  • Вmax – уровень максимального значения.
  • Hm – напряженность магнитного поля.

Как видите, параметр индуктивности будет зависеть от импульсного трансформатора. При расчете, вам необходимо исходить из максимального значения µа.

Исходя из этого в качестве сердечника, вы также можете использовать ленту, которая изготовлена из трансформаторной стали. Если вы выберите высокочастотный импульсный трансформатор, тогда помните, что сердечник должен изготовляться из ферритовых сплавов. Если вам необходимо, тогда у нас вы можете найти информацию про измерительные трансформаторы.

Расчет импульсного трансформатора

Теперь мы решили предоставить вам инструкцию, как необходимо выполнять расчет импульсного трансформатора. КПД устройства будет напрямую связано с точностью вычислений.

Сначала вам необходимо вычислить уровень мощности устройства. Для этого можно использовать формулу Р=1,3 х Рн. Теперь вам необходимо выполнить расчет габаритной мощности. Чтобы выполнить подобный расчет, вам необходимо воспользоваться следующей формулой:

Вот основные параметры, которые могут потребоваться для вычисления:

  • Sc – отображает площадь сечения тороидального трансформатора.
  • S0 – это площадь окна сердечника.

  • Вмакс – это максимальный пик индукции. Он зависит от марки ферромагнитного материала.
  • F – параметр, который будет характеризовать частоту.

На следующем этапе, вам необходимо определить количество витков в первичной обмотке Тр2:

Если результат будет неполным, тогда его необходимо округлить в большую сторону. Если вам необходимо определить величину UI, тогда сделать это можно по формуле: UI=U/2-Uэ.Теперь можно перейти к вычислению максимального тока, который будет проходить через первичную обмотку импульсного трансформатора.

Параметр η в этой формуле будет равняться 0.8. Это специальное КПД, с которым должен работать преобразователь. Если необходимо рассчитать диаметр используемого провода для обмотки, тогда следует использовать формулу:

Последним этапом, который необходимо выполнить считается то, что вам следует рассчитать выходную обмотку импульсного трансформатора. Выполнить этот процесс можно по формуле:

Если у вас возникают определенные вопросы, тогда вы можете перейти на тематические сайты. Также в интернете существуют разнообразные программы, которые позволят проводить расчеты с импульсным трансформатором.

Читайте также: защита трансформатора от перегрузки.

Конструкции импульсных трансформаторов | Высоковольтное испытательное оборудование и измерения

Страница 32 из 41

Сердечники импульсных трансформаторов в подавляющем большинстве случаев изготовляются из кремнистой холоднокатаной ленточной стали. В качестве межлистовой изоляции в сердечниках применяют конденсаторную бумагу, лаковые покрытия, оксидные пленки, нити стеклянного волокна, минеральные порошки и т. п. Недостаток этих покрытий в том, что одни из них не позволяют производить отжиг сердечника после его навивки, а другие не позволяют сердечники после навивки и отжига разрезать на две половины (для создания воздушного зазора), ибо не обладают связующими свойствами. Наиболее удачно необходимые качества сочетаются в эмали. Эмаль, наносимая при навивке на ленту, три отжиге плавится, и при остывании сердечник становится монолитным. При необходимости сердечник можно разрезать электроэрозионным или ультразвуковым методом.
В качестве изоляции обмотки от сердечника и межкатушечной изоляции в низковольтных импульсных трансформаторах обычно применяют лакоткань и бумагу. Трансформатор после изготовления пропитывают лаком, заливают компаундом или смолой для защиты от внешних воздействий. Трансформаторы на напряжении выше 6—10 кВ помещают в трансформаторное масло. На рис. 4-66 показан импульсный трансформатор на 70 кВ, изготовленный в Томском политехническом институте. Этот трансформатор разработан для инжектора бетатрона. В качестве изоляции между катушками в трансформаторе применен плексиглас, что позволило уменьшить паразитную емкость трансформатора и сократить его габариты.
В трансформаторах на напряжения 100 кВ и выше в качестве главной изоляции применяется трансформаторное масло. Твердые диэлектрики, такие как плексиглас и полистирол, служат для фиксации положения обмотки.
Представляет интерес использование в качестве изолирующей и охлаждающей среды в трансформаторах на 400 кВ и выше сжатого газа, например, элегаза. Применение для изоляции сжатого газа позволило бы уменьшить паразитную емкость трансформатора в 2—2,5 раза.
Наиболее широко импульсные трансформаторы применяются в радиотехнических устройствах для повышения напряжения импульсов, модулирующих ламповые генераторы метровых и дециметровых волн и магнетронных генераторов сантиметрового диапазона. Напряжение импульсов в этих устройствах достигает 30—35 кВ.

Рис. 4-66. Импульсный трансформатор на 76 кВ.
Импульсный трансформатор в сочетании с импульсным модулятором представляет собой весьма удобный инструмент для исследования импульсной электрической прочности диэлектриков. Возможность легко изменять в широких пределах частоту повторения и длительность импульсов выгодно отличают его от других типов импульсных генераторов напряжения.

К концам вторичной обмотки импульсного трансформатора подключается активное сопротивление, величина которого выбирается из условия получения оптимальной формы импульса. К части этого сопротивления подключается осциллограф для контроля напряжения и формы импульса.
Все более широкое применение импульсные трансформаторы (до 400 кВ и выше) находят в ускорителях заряженных частиц. Импульсные трансформаторы на 26—66 используются в инжекторах бетатронов. Известно, что с ростом энергии инжектируемых электронов интенсивность лучения бетатрона повышается. После разработки тронных пушек на более высокое напряжение в бетатрон могут найти применение трансформаторы на напряжение до 300 кВ.

В разработанном в Станфордском университете (США) линейном ускорителе для модуляции мощных клистронов используется одновременно 21-импульсный трансформатор на напряжение 400 кВ, причем каждый из них отдает 100 Мвт мощности в импульсе при длительности импульса 2 мксек и частоте повторения 60 Гц.


Рис. 4-67. Импульсный трансформатор на 1 000 кВ.

В Томском политехническом институте разработан импульсный трансформатор на 1 000 кВ (рис. 4-67). Импульсный трансформатор повышает напряжение прямоугольных импульсов длительностью 5 мксек от 100 кВ на первичной обмотке до 1 000 кВ на вторичной обмотке.
Размеры импульсного трансформатора 109X56X92 см, вес около 500 кг. Коэффициент трансформации 10. Входные импульсы напряжения отрицательной полярности (100 кВ) формируются импульсным модулятором с двойной неоднородной искусственной линией. Применение неоднородной линии обусловлено стремлением довести размеры и вес трансформатора до минимально возможных и получить трансформированный импульс с наименьшими искажениями. Номинальная мощность в импульсе 80 Мвт.

Сердечник импульсного трансформатора — неразъемного типа и навит из ленточной стали ЭЗ10. Сердечник составлен из четырех отдельно изготовленных секций. Сечение сердечника 125x130 мм, вес около 200 кг. Конструкция сердечника обеспечивает минимальную длину средней магнитной линии и относительно равномерное распределение индукции по сечению Отклонение индукции от средней величины не более 10%. Сечение ленточной стали 64X0,08 мм. Хотя скорость изменения индукции во времени  достигает в данном сердечнике колоссальной вели чины 3х109 гс/сек, а, следовательно, в толще листов наводятся значительной силы вихревые токи, было признано нецелесообразным применять более тонкую сталь ввиду больших технологических трудностей и ее высокой стоимости.
В качестве междулистовой изоляции в сердечнике применена эмаль. Применение эмали позволило сердечник после навивки подвергнуть термообработке и получить хорошие магнитные и механические характеристики, а также высокий коэффициент заполнения сталью (kc= 0,94).
Для увеличения приращения индукции ∆Вс за время действия импульса до 15 кгс применено подмагничивание постоянным током. Ток подмагничивания протекает через первичную обмотку трансформатора в направлении, обратном току импульса. Напряженность поля, создаваемого током подмагничивания, выбрана вдвое большей, чем коэрцитивная сила материала сердечника (Нс≈0,4 э) и равна 1 э.
С целью повысить электрическую прочность главной изоляции между сердечником и обмоткой сердечник в части, свободной от обмотки, защищен электрическими экранами.
Трансформатор имеет две обмотки: первичную и вторичную. Первичная обмотка однослойная, состоит из 26 витков и изготовлена из латунной тонкостенной трубки диаметром 4 мм. Вторичная обмотка имеет 260 витков и расположена в семь слоев. Обмотка изготовлена из латунной трубки диаметром в 6 мм (толщина стенки 0,35 мм.). Для сокращения размеров обмотки и уменьшения паразитных параметров первые 26 витков вторичной обмотки размещены в один слой с первичной обмоткой. Так как сердечник трансформатора неразъемного типа, то обмотка собрана уже на сердечнике. Каждый виток составлен из двух полувитков. В пустотелой вторичной обмотке уложен провод в хлорвиниловой изоляции. Трубка и изолированный от нее провод образуют линию передачи энергии к подогревателю катода электронной трубки. На рис. 4-68 дана электрическая схема импульсного трансформатора.

Рис. 4-68. Электрическая схема импульсного трансформатора на 1 000 кВ.

Напряжение сети с помощью симметрирующего трансформатора Тр-1 повышается до 250 В и передается по вторичной обмотке к понижающему трансформатору Тр-2, который монтируется с конденсаторами С2 в электростатическом экране около катодного блока электронной трубки. На каждом полувитке вторичной обмотки имеется по два отверстия (в плоскости полувитка) диаметром 0,5 мм. При вакуумировании резервуара масло через эти отверстия заполняет свободное пространство между проводом и трубкой, что улучшает охлаждение внутреннего провода и повышает электрическую прочность изоляции.
Способ крепления первичной обмотки и первого слоя вторичной обмотки показан на рис. 4-69. Стержни, на которых смонтированы эти обмотки, изготовлены из плексигласа и имеют развитую поверхность с целью исключения перекрытия по поверхности. Стержни крепятся к сердечнику бандажами из полиамидной жилки.

Остальные 234 витка вторичной обмотки, разбитые на шесть слоев, механически непосредственно не связаны с сердечником и вмонтированы на 36 плексигласовых стержнях, причем второй, третий и четвертым слои монтируются на четырех стержнях, а пятым, шестой и седьмой — на восьми стержнях каждый.
Плексигласовые стержни имеют сильно развитую поверхность в направлениях, по которым возможен разряд. Жесткость катушек обмоток повышена распорными плексигласовыми планками, установленными по периметру катушек между основными стержнями.
Все слои вторичной обмотки соединены между собой таким образом, что напряжение на каждой катушке растет в одном и том же направлении. При таком соединении энергия, запасаемая в междуслойных паразитных емкостях при трансформации импульса,  имеет наименьшую величину. Приведенная к первичной обмотке паразитная емкость трансформатора равна 14 000 пф, а индуктивность рассеяния 91 мкгн. На рис. 4-70 дана осциллограмма импульса напряжения на нагрузке трансформатора. Длительность фронта импульса составляет 1,5 мксек.

Рис. 4-69. Фотография импульсного трансформатора на 1 000 кВ в процессе монтажа, иллюстрирующая конструкцию первичной и первого слоя вторичной обмоток.
Рис. 4-70. Осциллограмма импульса на нагрузке импульсного трансформатора на 1 000 кВ; калибровочная частота 500 кГц.

Высокочастотные трансформаторы: конструкция, особенности, выбор

Автор otransformatore На чтение 6 мин Опубликовано

Высокочастотный трансформатор представляет собой электрическое устройство, которое предназначается для передачи энергии высокой частоты между двумя или более цепями посредством электромагнитной индукции. Поскольку высокочастотное переменное электромагнитное поле обеспечивает более высокие значения напряжения при тех же показателях напряженности поля, то рассматриваемые устройства отличаются компактностью и преимущественно используются как элементы сложных электрических контуров в радиопередающих системах, а также в импульсных источниках питания.

Принцип функционирования

Устройство данного устройства принципиальных отличий от низкочастотных трансформаторов не имеет. Переменный ток в первичной обмотке трансформатора создает переменный магнитный поток в сердечнике и переменное магнитное поле, которое воздействует на вторичную обмотку. Это изменяющееся (как по времени, так и по амплитуде) магнитное поле на вторичной обмотке вызывает изменение электродвижущей силы (ЭДС) или напряжения во вторичной обмотке высокочастотного трансформатора.

Действие высокочастотного трансформатора зависит от материала сердечника и плотности намотки витков.

Важно! При малой эффективности устройство не передаёт электромагнитную энергию, а накапливает её, что приводит к росту температуры и магнитным потерям.

Выбору материала сердечника уделяют решающее внимание. Такой материал должен обладать следующими характеристиками:

  • Высокой диэлектрической проницаемостью;
  • Линейностью характеристики передачи энергии;
  • Локализацией образующихся помех;
  • Минимальными значениями рассеяния индуктивности обмоток.

Рассматриваемые далее конструкции трансформаторов не меняют частоту. Исключения составляют случаи, когда нелинейность материала сердечника вызывает искажения, которые генерируют новые спектральные компоненты.

Устройство

Трансформаторы, которые применяются в  преобразователях с мостовыми инверторами, предназначаются для высокочастотного выпрямления и обеспечения гальванической развязки между входом и выходом. Такой агрегат состоит из двух частей:

  • Мостового инвертора на первичной обмотке.
  • Выпрямителя на вторичной обмотке.

Основные отличия низкочастотных трансформаторов от высокочастотных заключаются в особом конструктивном обеспечении связей между обмотками. Фактически параллельно включается ещё одна пара обмоток, причём первичная обмотка второй из них электрически никак не связана с первой, а вторичная обмотка подключается к соответствующим выводам первой вторичной обмотки. Это снижает энергетические потери и устранять риск перегрева устройства при передаче значительной мощности.

Таким образом, высокочастотный трансформатор (отличия которого состоят в присутствии одной первичной и двух вторичных обмоток, соединенных между собой параллельно), позволяет подключить вторичные обмотки при условии, что они имеют одинаковое количество витков и намотаны на один и тот же магнитный сердечник.

При этом не имеется различий в отношении мощности суммарных электромагнитных помех, если принимаются одинаковыми коэффициенты поворота первичной и вторичной обмоток, а также их номинальные мощности.

Важно! Параллельное подключение вторичных элементов выполняется с целью улучшения процесса комбинированной подачи тока на нагрузку.

Если высокочастотный трансформатор используется в маломощных энергетических цепях (например, в радиопередающих комплексах), то используется один вторичный элемент, выполняемый  из толстой проволоки. Результат действия одинаков, а сложность и громоздкость системы уменьшается.

В практике использования часто имеет значение сравнение двух вышеописанных вариантов по производительности в отношении электромагнитных помех и стабильности напряжения. Если оба типа высокочастотных трансформаторов выдают ток нагрузки при равном напряжении, то падение производительности (из-за индуктивности и сопротивления утечки) несущественно. Однако при мощностях более 10 Вт имеет значение площадь поверхности провода, которая определяет так называемый скин-эффект. Например, для одного вторичного провода необходима увеличенная площадь поперечного сечения для меди, чем для двух бифилярных катушек с намоткой.

Последовательность действия и характеристики

Независимо от конструктивной разновидности постоянный ток поступает на первичную обмотку. При этом для питания полевого транзистора требуется создание прямоугольной волны амплитудой от 0 В до + 12 В, а трансформатор будет нуждаться в первичной форме волны, которая имеет среднее значение, близкое к нулю.

Магнитный поток в ядре не сбрасывается, поэтому где-то вдоль линии получается насыщение. В результате остаточный поток, оставшийся от одного цикла переключения, создается следующим циклом: считается, что высокочастотный трансформатор «уходит в насыщение».

Параметры тока и напряжения на первичной обмоткой трансформатора изменяются с помощью однополярного истокового повторителя, причем рабочий диапазон достигает 12 В. При малой нагрузке те же колебания воспроизводятся и вторичной обмоткой. Однако имеются и отличия. Ток в первичной обмотке течет только в одном направлении. При высоком напряжении он увеличивается с одной скоростью, а при низком – с другой.

Важно! Когда выходной сигнал становится низким, ток отключается гораздо быстрее, что искажает его форму. Поэтому применяется управление трансформатором с помощью биполярного сигнала, когда ток, симметрично протекает в обоих направлениях.

Рабочие параметры устройств включают в себя:

  • Импульс: гарантирует, что индуктивность остается в заданном диапазоне и избегает насыщения.
  • Функционал режима переключения, который содержит три дросселя и переключающий трансформатор.
  • Способ обратной связи – по выходному напряжению, которое является функцией удержания тока в трансформаторе (реже встречается обратный вариант, с управлением по току).
  • Рабочее напряжение на инверторе – от 1000 В, при низком входном напряжении.
  • Тип изоляции. Рассчитывается на общее напряжение в диапазоне 15 … 200 В.

Основные применения: установки возобновляемой энергетики,  гибридные транспортные средства, промышленные приводы, а также устройства, предназначенные для  управления энергораспределением.

Особенности конструкции и использования

Позициями, по которым производится выбор рассматриваемых устройств, являются:

  • Потребляемые входные напряжения, В – 0….15000.
  • Напряжения на выходе, В – 0….6000.
  • Реактивная мощность, кВА – 0,25….5000 (для авторитетных производителей эта характеристики не зависят от длительности узла).
  • Коэффициент мощности нагрузки – 0…100% (по отставанию или по опережению).
  • Частота, Гц – 20…100000.
  • Фазность сети – одно- или трехфазная.
  • Электростатическое экранирование – обязательно, может включать в себя один или несколько защитных экранов.
  • Исполнение корпуса – для работы в обычной или агрессивной среде.

Важным параметром выбора  считается материал сердечников. Используются два типа конструкции. В оболочечном типе обмотки располагаются на общей ножке сердечника, а в трансформаторе с сердечником обмотки намотаны на разные ветви трансформатора. Ввиду того, что главной задачей эффективного использования высокочастотного трансформатора является  обеспечить максимальную связь потока, то толщина проволоки выбирается с учетом рабочего тока, который будет питать устройство. Реже встречаются третичные обмотки высокочастотных трансформаторов.

Основные материалы, используемые для изготовления сердечников, определяются назначением устройства. Например, силовые трансформаторы, работающие на частоте сети, могут иметь мягкие железные сердечники для магнитного соединения первичной и вторичной обмоток.

Важно! Для высокочастотных трансформаторов мягкое железо является неудовлетворительным, потому что материал имеет слишком много «памяти» – то есть достаточно инерционен, чтобы обратить магнитное поле тогда, когда ток в первичной обмотке меняется на противоположный.

Для аудиотрансформаторов используют преимущественно железо, модифицированное кремнием или никелем- элементами, которые снижают эффект памяти. В конструкциях радиочастотных трансформаторов используются компактированные порошковые материалы – ферриты.

Способы намотки тоже разные. Высокочастотные преобразователи в аудиотехнике нуждаются в быстрой реакции на изменения магнитного поля, поэтому при их производстве укладывают первичную и вторичную обмотки поверх определенного места на ядре.

Наибольшей оперативности в управлении требуют радиочастотные трансформаторы, поэтому они часто наматываются бифилярно, когда первичный и вторичный провода одновременно наматываются вокруг сердечника. Такой метод минимизирует потери и обеспечивает прямую магнитную связь между обмотками.

Импульсный трансформатор, что это такое? Полное описание

Кратковременный импульсный режим работы некоторых электрических устройств служит для обеспечения генерирования больших величин мощности, а ее использование  в течение короткого промежутка времени называется импульсным режимом.

Мощные импульсные трансформаторы ТПИ, применяемые  для импульсных питающих источников служат для подачи электроэнергии во вторичные цепи.  Они выполняют функцию согласующего элемента между генератором первичной сети и потребителем импульсного напряжения. ИТ изменяет уровень и полярность формируемого импульса.

Они служат для создания обратной связи в контурах импульсного устройства, применяются для изменения импульса и формирования его в прямоугольную форму, обладающую величиной напряжения с постоянным периодом действия и наиболее крутым фронтом, что соответствует более широкой сфере применения.

Распределение электрических цепей в зависимости от постоянного и переменного значения тока.

Сфера применения импульсных трансформаторов

Основное предназначение ИТ – работа в импульсных устройствах – это: генераторы на триодах, магнетроны, газовые лазеры и прочая устройства. ИТ также используются в качестве дифференцирующих трансформаторов.

Сфера применения ИТ – это практически вся радиоэлектронная аппаратура, включая телевизоры и компьютерные мониторы, они обязательны для блоков питания импульсного типа. Одна из важных функций – применение для стабилизации выходного напряжения в режиме работы устройств.

Они служат для осуществления защиты от короткого замыкания потребителей в режиме ХХ (холостого хода) и защищают устройство от превышения значения напряжения или при перегреве корпуса прибора.

Основные требования
  1. Функциональность – определение значений всех электрических параметров (мощность, напряжение и вид импульса)
  2. Эксплуатационные требования – надежность и высокая перегрузочная способность, стойкость к механическим повреждениям и климатическому состоянию, повышенная электрическая прочность.
  3. Технико-экономические требования – малые габариты и небольшие потери, трудозатраты при изготовлении зависят от свойств, предъявляемых к сфере использования.

Общие конструктивные схемы и типы импульсных трансформаторов

Различие конструктивных форм продиктовано широким диапазоном использования, зависит от мощности, напряжения и вида форм протяженности импульса, предназначения и эксплуатационных требований.

Основные типы обмоток и импульсных трансформаторов – это:

  1. Стержневой ИТ.
  2. Броневой.
  3. Бронестержневой.
  4. Тороидальный.

Основной тип форм поперечного сечения – круговая или прямоугольная, аналогичная силовым трансформаторам.

Обозначения в схемах:

l – длина магнитной линии средней величины;

l1, l2– внутренняя и наружная протяженность (длина) короткой и длинной линии;

h– длины обмоток, цифровой индекс обозначает катушку,

h0 – ширина окна для стержневых и броневых схем и длина ярма для тороидальных МС.

Δ – толщина катушки, с цифровым индексом – толщина изоляционного материала между двумя обмотками.

А1, А2 толщина обмоток;

a, b, c – стороны сечения прямоугольного МС и диаметр круглого МС;

S и S1–геометрическая и рабочая площадь сечений МС;

ka – коэффициент наполнения сечения электротехнической листовой или ленточной сталью;

w – витки обмотки;

n–коэффициент трансформации;

λ – коэффициент использования протяженности МС.

 

Рис. №1. Конструктивная схема стержневого импульсного трансформатора.

Главная особенность импульсного трансформатора– небольшое количество витков в обмотках. Самыми экономичными считаются тороидальные ИТ, а менее всего – бронестержневые ИТ

 

Рис. №2. Схема обмотки броневого ИТ.

 

Рис. №3. Схема обмотки бронестержневого ИТ.

 

 

Рис. №4. Конструктивная схема ИТв виде торроида.

 

Рис. №5. Прямоугольное сечение ИТ поперечного плана.

 

Рис. №6. Поперечное сечение ИТ кругового типа.

 

Характерная особенность конструкции импульсного трансформатора

Основное свойство цилиндрической обмотки – невысокая индуктивность рассеяния. Обмотки отличаются простотой конструкции и прекрасной технологичностью. Они могут иметь различное число и расположение слоев и секций, отличаются схемами соединений. В конструкции используется трансформаторное и автотрансформаторное подключение обмоток.

Схема автотрансформаторного подключения используется в случаях, когда нужно снизить индуктивность рассеяния ИТ. Конструкция обмоток может состоять из нескольких слоев, они могут быть однос, и находиться на одном или на двух стержнях МС. Более часты в использовании однослойные обмотки, они простые в плане конструктивного устройства, отличаются большей надежностью. Индуктивность рассеяния достигается за счет наиболее полного использования длины МС обмотки, их располагают на 2-х стержнях.

Какие бывают обмотки
  1. Спиральные обмотки – соответствуют ИТ с минимальной индуктивностью рассеяния, рекомендованы к применению при автотрансформаторном включении. Их намотка осуществляется широкой и тонкой фольгой или токопроводящей лентой.
  2. Конические обмотки – служат для значительного уменьшения индуктивного рассеяния ИТ с малым увеличением емкости обмоток. Особенность – толщина изоляционного слоя между двумя обмотками, она пропорциональна напряжению между отдельными витками «первички» и «вторички». Толщина увеличивается от начала обмоток к концу в соответствии с линейным законом.
  3. Цилиндрические обмотки – обладают невысокой индуктивностью рассеяния, отличаются простой конструкцией и технологичностью.

Что такое потери энергии импульсного трансформатора?

Уменьшение энергетических потерь и создание эффективного КПД – важный вопрос, который стоит при проектировании ИТ. Общие потери суммируются из:

  • потерь на гистерезис;
  • вихревых токов;
  • потерь, связанных с несовершенством изоляции между листами;
  • магнитной вязкости.

Помимо упрощенного расчета и завышения значений существенных потерь, что компенсирует отказ от обоснования потерь и вносит грубые просчеты в расчет, применяют высоколегированные стали и перллои. Благодаря этому, с целью снизить потери, формы петли статического гистеризаса стараются приблизить к прямоугольной форме. Подобные материалы служат для достижения больших индукционных величин.

Вихревые токи разделяют искусственно и с помощью предусмотренных в конструкции магнитной системы (МС) участков с большой, или даже максимально увеличенной магнитной проницаемостью. Таким образом0 получается более-менее удовлетворительное стабильное значение  вихревого тока в стальных листах МС.

Материалы для изготовления импульсного трансформатора

Тип магнитного материала оказывает влияние на качественные показатели и на особенности импульсного режима. Оценка материала осуществляется по величинам и показателям и включает следующие качественные показатели:

  • индукции насыщения;
  • коэрцитивная сила;
  • удельное сопротивление материалов устройства;
  • возможность использования наиболее тонких лент или листов стали.

Электротехническая сталь желательная для создания ИТ включает марки: 3405 – 3408 и 3421 – 3425. Сталь 3425 отличается самым высоким показателем индукции насыщения и малой величиной коэрцитивной силы, самый большой показатель прямоугольности петли гистерезисного цикла. Используется наиболее часто.

Пермаллой (прецизионный сплав), который обладает магнито-мягкими показателями, обычно состоит из никеля и железа, как правило, обработан легирующими компонентами.

Ферриты – еще один материал, который востребован для ИТ с небольшой длительностью трансформированных импульсов, эти МС обладают необыкновенно высоким удельным сопротивлением и полным отсутствием потерь на вихревые токи. Они используются для ИТ с диапазоном импульсов, размер которых определяется в наносекундном диапазоне времени.

Что такое критерий осуществимости импульсного трансформатора

Создание ИТ зависит от искажения изменяемого трансформатором импульса и параметров цепи трансформатора и самого ИТ. Уменьшение удлинения импульсного фронта пропорционально делает большое снижение величины напряжения на вершине импульса и в обратном порядке.

Нелинейные показатели сопротивления способствуют снижению искажений импульса по фронту и по величине, что крайне нежелательно. Искажения необходимо свети к минимуму, происходит это за счет снижения величины коэффициента рассеяния, решение подобного вопроса в выборе соответствующего ИТ с наименьшим коэффициентом рассеяния. Критерий осуществимости выводится при определении параметров цепи трансформатора. Желательно обладание трансформаторной цепью индуктивной реакцией.

Коррекция искажений формы импульса

Не всегда представляется возможным выбрать ИТ, чтобы искажение формы импульса не превышали пределов допустимых. В этом случае для коррекции формы импульса вводят корректирующие двухполюсники или демпфирующие фильтры, состоящие из низкоомных резисторов. Таким способом устраняется выброс напряжения по фронту. В этих целях возможно использование подавляющего диода, его полярность выбирается в соответствии с полярностью напряжению выброса на срезе импульса.

Импульсный трансформатор считается самым важным элементом электронной схемы и несет наибольшую ответственность за ее бесперебойную работу. Он отличается высочайшей надежностью и практически никогда не выходит из строя. Расчет трансформатора индивидуален для всех схем. Вторичная обмотка его обязательно должна быть замкнута на потребительскую нагрузку, ее разомкнутое состояние относится к опасному режиму. Действующие параметры и каскад напряжения находятся в полной зависимости от сборки трансформатора, что влияет на качество схемы радиоэлектронного устройства.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

 

Похожее

Строительство, виды и использование

Импульсный трансформатор также известен как триггерный трансформатор, трансформатор управления затвором, трансформатор затвора, сигнальный трансформатор (или) широкополосный трансформатор в некоторых приложениях, a. Основная функция этого трансформатора - передача импульсов напряжения между обмотками и нагрузкой. Эти трансформаторы используются для гальванической развязки (передачи сигналов), схем управления малой мощностью и основных компонентов, используемых в мощных импульсных источниках питания. Используя этот трансформатор, можно изменять амплитуду импульса напряжения; полярность импульса можно инвертировать, соединяя различные каскады в импульсном усилителе и развязывающем трансформаторе.

Что такое импульсный трансформатор?

Определение: Трансформатор, улучшенный для генерации электрических импульсов с высокой скоростью, а также стабильной амплитудой, известен как импульсный трансформатор. Они регулярно используются при передаче цифровой информации, а также в транзисторах, в основном в схемах управления затвором.
Идеальный трансформатор должен иметь гальваническую развязку и распределенную емкость. Для защиты цепи емкость с низкой связью также жизненно важна для защиты цепи.

импульсный трансформатор

Типы сигналов импульсных трансформаторов варьируются от дополнительных логических приводов до линий передачи. Эти трансформаторы работают с меньшими порогами мощности. Некоторые такие трансформаторы служат как широкополосные трансформаторы. Для типов трансформаторов с цифровой передачей данных они улучшены, чтобы уменьшить искажения сигнала.

Соответствие сигнала и частотный диапазон можно определить по внешним характеристикам, таким как межобмоточная емкость, индивидуальная емкость каждой обмотки, а также сопротивление.

Негативные эффекты этих функций приведут к спаду, перерегулированию, обратному ходу и времени спада, а также к задержке подъема. Таким образом, импульсные трансформаторы проектируются на основе индуктивности, рабочей частоты, классов мощности, номинального напряжения, размера, диапазона частот, сопротивления и емкости обмотки.

Типы импульсных трансформаторов

Эти трансформаторы делятся на два типа, например:

  • Силовой импульсный трансформатор
  • Трансформатор импульсных сигналов
1).Силовой импульсный трансформатор

Эти трансформаторы изменяют напряжение с уровня мощности (одна конфигурация уровня / фазы) на другой. Конфигурации этих трансформаторов доступны в однофазном или трехфазном исполнении и различаются в зависимости от способа подключения обмотки.

2). Сигнальный импульсный трансформатор

Эти трансформаторы представляют собой один из видов импульсных трансформаторов, в которых используется электромагнитная индукция для передачи информации одной цепи в другую. Они регулярно используются для повышения или понижения напряжения в силовом трансформаторе с одной поверхности на другую.Используя сигнальные трансформаторы, нет. передаточного числа обмоток решает изменить напряжение.

Эти трансформаторы содержат сердечники с низкими потерями, предназначенные для работы на высоких частотах. Паразитные элементы, такие как емкость обмотки и индуктивность рассеяния, можно уменьшить, разработав конфигурацию обмотки, чтобы можно было улучшить связь.

Технические характеристики

Эти трансформаторы в основном включают технические характеристики, такие как частота повторения, рабочий цикл, ширина импульса, диапазон, напряжение ввода / вывода, ток, частота и физические размеры, такие как длина (L), ширина (W) и высота (H).

Частота следования импульсов стандартная №. импульсов за каждую единицу времени в конкретный период. Ширина импульса - это период между первичным и последним случаями, когда мгновенная амплитуда достигает определенной доли пиковой амплитуды импульса.

Строительство

Конструкция трансформатора тороидальной формы показана ниже. Основная задача этого трансформатора - генерировать импульс для полупроводниковых устройств, а также обеспечивать электрическую изоляцию.

Конструкция импульсного трансформатора

На рисунке выше показан трансформатор тороидальной формы. Он включает в себя две обмотки: первичную и вторичную. Каждая обмотка включает в себя равное количество оборотов, поэтому любая из них может работать как первичная, иначе вторичная.

Импульс на тиристор может подаваться через 1: 1, иначе импульсный трансформатор 1: 1: 1, а импульс на непрерывный тиристор может подаваться через трехобмоточный трансформатор. На приведенном выше рисунке резистор (R) должен останавливать ток удержания кремниевого управляемого выпрямителя.Основная функция диода в схеме - избежать обратного тока затвора. Импульсный трансформатор 1: 1: 1 в основном используется для создания импульса для непрерывного тиристора.

Эта конструкция трансформатора обсуждалась выше. После завершения проектирования КПД трансформатора должен быть высоким. Индуктивность первичной обмотки трансформатора должна быть высокой для уменьшения тока намагничивания. Постоянный ток подается через главную обмотку трансформатора, чтобы избежать насыщения сердечника.Между обмотками должна быть изоляция, чтобы защитить обмотку от насыщения. Требуется фиксированная связь между двумя обмотками. Паразитный сигнал дает полосу во время межфазной емкости на высокой частоте.

Преимущества и недостатки импульсного трансформатора

К достоинствам этого трансформатора можно отнести следующее.

  • Малый размер
  • Стоимость меньше
  • Работает на высокой частоте
  • Высокое напряжение изоляции

К недостаткам данного трансформатора можно отнести следующее.

  • На низкой частоте первичная и вторичная формы сигналов отличаются друг от друга.
  • Ток насыщения сердечника можно уменьшить за счет постоянного тока через первичную обмотку.

Импульсный трансформатор использует

  • Использование этого трансформатора включает следующее.
  • Сигнальные импульсные трансформаторы применяются в телекоммуникационных, цифровых схемах
  • Силовые импульсные трансформаторы используются для изоляции силовых цепей от цепи управления.
  • Высоковольтные импульсные трансформаторы используются в радиолокационных устройствах и в системах импульсного питания.
  • Силовая электроника
  • Радары
  • Цифровая электроника
  • Связь

Таким образом, речь идет об импульсном трансформаторе, который используется для оцифровки компьютеров, измерительных устройств, а также для импульсной связи. Некоторые виды трансформаторов используются в сфере электроснабжения, чтобы сделать частую границу между низковольтным управлением схемами и высоковольтными затворами в силовых полупроводниках.Вот вам вопрос, каковы принципы работы импульсного трансформатора ?

Дизайн, типы, работа и применение

Импульсный трансформатор - один из наиболее широко используемых заказных трансформаторов в различных отраслях промышленности. Как правило, вакуумные устройства в основном работают с импульсным напряжением большой мощности, которое генерируется импульсными трансформаторами большой мощности. Эти трансформаторы имеют компактную структуру и исключительную повторяемость. В большинстве приложений ожидается широкая ширина импульса, короткое время нарастания и передача огромной энергоэффективности.

Эти трансформаторы в основном предназначены для выдерживания высоких нагрузок при распределении мощности. Они способны передавать огромную мощность по сравнению с обычным передатчиком аналогичного размера и могут работать на высоких частотах. Есть много причин, по которым в различных промышленных областях чаще всего используются эти трансформаторы. В этой статье обсуждается обзор импульсного трансформатора и его работа.

Что такое импульсный трансформатор?

Импульсный трансформатор - это один из видов трансформаторов, который разработан и оптимизирован для передачи импульсов напряжения между двумя обмотками, а также на подключенную нагрузку.Эти типы трансформаторов используются для передачи сигналов в цепях управления с меньшей мощностью и основных компонентов в мощных импульсных источниках питания. Схема импульсного трансформатора показана ниже.

Импульсный трансформатор

Эти трансформаторы обрабатывают токи и напряжения в импульсной форме, поэтому в основном используются как разделительные трансформаторы в силовых электронных схемах для разделения источника и нагрузки. Этот вид трансформатора используется в радарах, телевидении, цифровых компьютерах и многом другом.Основные функции импульсного трансформатора:

  • Амплитуду импульса напряжения можно изменять
  • Полярность импульса можно изменить
  • Возможность подключения различных каскадов импульсного усилителя
  • Используется как изолирующий трансформатор

Конструкция импульсного трансформатора

Конструкция импульсного трансформатора в основном зависит от различных параметров, таких как индуктивность, номинальная мощность, импеданс, низкий и высокий уровень напряжения, размер, рабочая частота, частотная характеристика, емкость обмотки, упаковка и т. Д.

Разработчики трансформаторов пытаются уменьшить паразитные элементы, такие как емкость обмотки, индуктивность рассеяния, за счет конфигурации обмотки, которая оптимизирует связь между обмотками трансформатора. Этот трансформатор может быть разработан в различных типах, размерах и формах от таких производителей, как Butler Winding, за счет включения различных стандартных типов конструкций.

Импульсные трансформаторы малы по размеру и содержат гораздо меньше витков. Таким образом, индуктивность рассеяния обмоток минимальна, а межобмоточная емкость этих трансформаторов меньше

. Индуктивность намагничивания импульсного трансформатора высока, поскольку сердечники сконструированы из ферритов, иначе намотаны полосы из сплавов с высокой проницаемостью.Эти типы трансформаторов включают изоляцию с высоким напряжением между двумя обмотками и по направлению к земле. Обычно эти трансформаторы обрабатывают импульсный сигнал, в противном случае - тренируют импульс.

Характеристики импульсных трансформаторов в основном определяются их влиянием на контур входного импульсного напряжения или тока. Малые импульсные трансформаторы в основном используются в генераторах импульсов, компьютерах и т. Д. Большие импульсные трансформаторы в основном используются в радиолокационных системах для передачи мощности от 50 до 100 МВт при напряжении от 200 до 300 кВ за несколько микросекунд.

Типы импульсных трансформаторов

Импульсные трансформаторы подразделяются на два типа, такие как силовые импульсные трансформаторы и сигнальные импульсные трансформаторы. Силовые импульсные трансформаторы используются для изменения напряжений уровня мощности из одного диапазона в другой. Эти типы трансформаторов доступны в 1-фазном или 3-фазном исполнении с первичной обмоткой или могут быть изменены в зависимости от подключенной обмотки.

Сигнальные трансформаторы используют электромагнитную индукцию для передачи данных из одной цепи в другую.Таким образом, они чаще всего используются для повышения или понижения напряжения с одной стороны силового трансформатора на другую. При использовании этих трансформаторов соотношение числа витков обмоток будет определять изменение напряжения.

Строительство / Работа

Основная функция импульсного трансформатора - генерировать сигнал для полупроводникового прибора, а также обеспечивать электрическую изоляцию. Ниже показан импульсный трансформатор тороидальной формы, который включает в себя две обмотки, такие как первичная и вторичная.Конструкция импульсного трансформатора показана ниже.

Конструкция импульсного трансформатора
  • Каждая обмотка включает в себя эквивалентные витки, поэтому любая обмотка может работать как первичная или вторичная обмотка.
  • Сигнал, подаваемый на кремниевый выпрямитель, может подаваться через соотношение 1: 1, иначе 1: 1: 1 трансформатора.
  • Непрерывный сигнал на тиристор может быть обеспечен трехобмоточным трансформатором.
  • Стробирующий сигнал пусковой цепи через импульсный трансформатор можно представить на второй диаграмме.
  • Функция последовательного резистора заключается в ограничении тока удержания выпрямителя.
  • Здесь диод «D» используется, чтобы избежать реверсирования тока затвора, а импульсный трансформатор 1: 1: 1 может использоваться для непрерывной генерации импульса на SCR.
  • Трехобмоточный импульсный трансформатор показан выше. Конструирование этого трансформатора может быть выполнено с высоким КПД. Индуктивность первичной обмотки должна быть высокой, чтобы уменьшить ток намагничивания. Постоянный ток, подаваемый через первичную обмотку трансформатора, может предотвратить насыщение сердечника.
  • Обмотка трансформатора может быть защищена изоляцией между двумя обмотками. Таким образом, между двумя обмотками необходимо плотное соединение. Паразитный сигнал дает полосу по всей межкаскадной емкости на высокой частоте.
  • Выходной сигнал влияет на частоту. Форма и частота выходных сигналов и входной сигнал одинаковы для высокой частоты сигнала. Таким образом, выход прямо пропорционален включению входа на низкой частоте сигнала.
Технические характеристики

Спецификации импульсного трансформатора в основном включают различные параметры, которые связаны с откликом на отклик. Эти параметры определяют допустимые пределы искажения импульса.

Амплитуда импульса

Амплитуда импульса - это максимальное пиковое значение сигнала, за исключением бесполезных всплесков.

Время нарастания (Tr)

Время нарастания - это время, в течение которого выходной сигнал увеличивается с 10% до 90% пиковой амплитуды импульса при первичной попытке.В некоторых случаях его можно описать как время, полученное ответом выходного сигнала на увеличение от нуля до амплитуды импульса в течение начального времени.

Перестрелка

Выходной сигнал, превышающий пиковую амплитуду, называется выбросом.

Ширина импульса

Интервал времени между первым и последним моментами, когда мгновенная амплитуда достигает 50% от пиковой амплитуды, известен как ширина импульса или длительность импульса

Спуск

Спад - это смещение амплитуды импульса во время его отклика на уровень, его также называют наклоном.

Время спада (Tf)

Время спада можно определить как время, затрачиваемое выходным сигналом на уменьшение пиковой амплитуды с 90% до 10% на протяжении всего отклика заднего фронта. Это также известно как время затухания.

Обратный замах

Часть заднего фронта, которая расширяется ниже уровня нулевой амплитуды, называется обратным замахом.

Применение / применение импульсного трансформатора

К импульсным трансформаторам относятся следующие.

  • Цепи генерации импульсов
  • Приложения аналоговой коммутации
  • SCR
  • Силовая электроника
  • Цепи обработки данных
  • Радар
  • Коммутационные транзисторы
  • Связь
  • Ламповые цепи для СВЧ
  • Цепь управления для управления зажиганием
  • Цепи электронно-лучевой трубки (CRO)
  • Радарные системы
  • Цифровая электроника
  • Импульсный трансформатор линии передачи в основном используется для быстрой передачи импульсного сигнала, а также для передачи цифрового сигнала.

Преимущества и недостатки

К преимуществам импульсного трансформатора можно отнести следующее.

  • Маленький размер
  • Высокое напряжение изоляции
  • Недорого
  • Внешний источник питания не требуется
  • Он работает на высокой частоте.
  • Он способен передавать высокую энергию
  • Включает больше обмоток
  • Избегает блуждающих токов
  • Обеспечивает изоляцию и контроль

К недостаткам импульсного трансформатора можно отнести следующее.

  • На низкой частоте оба выходных сигнала отличаются друг от друга
  • Постоянный ток подается по всей первичной обмотке, чтобы уменьшить насыщение сердечника.
  • Этот тип трансформатора насыщается на меньших частотах. Таким образом, его можно использовать только для максимальных частот.
  • Сигнал нечеткий из-за магнитной муфты

Итак, это все - обзор импульсного трансформатора и его работы. Этот трансформатор в основном оптимизирован для передачи электрического импульса или импульса напряжения или тока.Этот трансформатор передает сигнал от первичной обмотки ко вторичной для защиты контура. Таким образом, характеристики импульсного трансформатора можно проверить, измерив влияние трансформатора на контур внешнего сигнала. Таким образом, его коэффициент полезного действия в основном зависит от контура выходного сигнала. Вот вам вопрос, каковы принципы работы импульсного трансформатора?

Импульсный трансформатор

- Обзор

Трансформатор, который обрабатывает напряжения и токи в форме импульсов, называется импульсным трансформатором.Импульсный трансформатор в основном используется в схемах силовой электроники в качестве разделительного трансформатора для изоляции источника и нагрузки. Он также используется в телевидении, радарах, цифровых компьютерах и т. Д. Основные функции импульсного трансформатора следующие:

1) Для изменения амплитуды импульса напряжения

2) Для изменения полярности импульса

3) Для подключения различных каскадов импульсного усилителя

4) В качестве изолирующего трансформатора

Здесь следует отметить, что коэффициент трансформации изолирующего трансформатора составляет 1: 1.Сердечник импульсного трансформатора изготовлен из феррита.

Входное напряжение импульсного трансформатора снятого с производства, как показано на рисунке ниже. Самым и основным требованием к такому трансформатору является то, что он должен как можно точнее воспроизводить входное напряжение от первичной до вторичной.

На рисунке выше показан прямоугольный импульс входного напряжения на входных клеммах. Импульс с варьируется от долей микросекунды до 25 микросекунд. Обычно проходит достаточно времени, прежде чем следующий импульс поступит на входные клеммы.Форму выходного напряжения можно определить, используя эквивалентную схему импульсного трансформатора. Типичная форма выходного напряжения показана на рисунке ниже. На рисунке ниже также показаны параметры импульса, что необходимо отметить.

Время нарастания здесь - это временной интервал, необходимый для повышения выходного сигнала с 0,1 до 0,9 от его окончательного значения. Отклик трансформатора на плоскую верхнюю часть импульса входного напряжения можно определить с помощью низкочастотной эквивалентной схемы.Выходное напряжение, кажется, наклоняется вниз или падает во время длительности импульса. Выходное напряжение не может быть плоским, поскольку это означает, что через трансформатор проходит постоянный ток, что невозможно. Падение импульса выходного напряжения можно минимизировать, используя высокую индуктивность намагничивания трансформатора.

Опять же, когда входной импульс равен нулю, выходной импульс не уменьшается до нуля мгновенно из-за магнитной энергии, накопленной в индуктивности трансформатора, а скорее существует некоторое определенное время спада или затухания для достижения импульса выходного напряжения до нулевого значения.

Вы можете прочитать Concept of Transformer Action

Импульсные трансформаторы

довольно малы по размеру. Чтобы свести к минимуму индуктивность рассеяния, имеется несколько участков первичной и вторичной обмоток, но для обеспечения высокого реактивного сопротивления намагничивания его сердечник изготовлен либо из феррита, либо из сплавов с высокой проницаемостью, таких как пермаллой.

Импульсный трансформатор [Магнитная энциклопедия]

Полезная страница? Поддержите нас!

Все, что нам нужно, это всего $ 0.25 в месяц. Давай ...

Маломощные импульсные трансформаторы используются для управления переключающими элементами, такими как силовые полупроводники (транзисторы, тиристоры, симисторы и т. Д.), Которые подключены к другому уровню напряжения, и прямое управление невозможно из-за неблагоприятной разности потенциалов или последствий для безопасности. В таких приложениях также используется название трансформатор привода затвора . Различие основано в основном на фактическом назначении трансформатора, где трансформатор используется для непосредственного управления затвором транзистора, он упоминается как «трансформатор управления затвором», если используется только как средство передачи прямоугольных сигналов напряжения, то как «импульсный трансформатор».

Однако в общем смысле «импульсный трансформатор» - это любой трансформатор, способный передавать импульсы напряжения (часто прямоугольные) с адекватной точностью сигнала. Такие требования, как сердечник с высокой магнитной проницаемостью, низкая индуктивность рассеяния, низкая межобмоточная емкость и т. Д., Также являются общими для силовых трансформаторов в нескольких импульсных источниках питания. Поэтому трансформаторы сверхвысокой мощности (мощностью МВт или даже TW) можно назвать «импульсными трансформаторами».

Как и большинство трансформаторов, импульсные трансформаторы могут одновременно использовать несколько функций: точность импульсов, преобразование уровня напряжения, согласование импеданса, гальваническую развязку, изоляцию постоянного тока и т. Д.

Технические требования

Технические требования всегда специфичны для конкретного приложения, поэтому невозможно получить универсальную конфигурацию. Однако есть особенности, которые подходят для большинства реализаций, и некоторые из них приведены в качестве примеров ниже.

Гальваническая развязка

Импульсный трансформатор обычно имеет гальваническую развязку между обмотками. Это позволяет первичной управляющей цепи работать с электрическим потенциалом, отличным от вторичной управляемой цепи.Изоляция может быть очень высокой, например 4 кВ для малых электронных трансформаторов. Это особенно актуально для приложений с очень большой мощностью, в которых выходное напряжение может достигать 200 кВ.

Гальваническая развязка также позволяет удовлетворить требования безопасности, если одна часть цепи небезопасна для прикосновения из-за опасности более высокого напряжения, даже если в течение короткого периода времени (например, если путь тока нарушен последовательно с индуктивностью).

Импульсное преобразование

Для приложений управления затвором обычно требуется прямоугольный импульс напряжения с быстрыми нарастающими и спадающими фронтами.Полоса частот должна быть достаточно высокой для данного приложения, чтобы задержка передачи сигнала была достаточно небольшой и не было серьезных искажений сигнала.

Ширина полосы частот и точность сигнала в основном определяются неидеальными и паразитными параметрами трансформатора: межобмоточной емкостью, собственной емкостью каждой обмотки, эквивалентным сопротивлением и т. Д.

Комбинация этих параметров может вызвать ряд эффектов на преобразованный импульс: выброс, спад, обратный ход, время нарастания и время спада, которые проявляются как нежелательные искажения сигнала.

Импульсный трансформатор хорошего качества должен иметь низкую индуктивность рассеяния и распределенную емкость, а также высокую индуктивность холостого хода.

Преобразованный импульс будет только худшей копией входного импульса. Таким образом, если схема управления производит неидеальный импульс, форма импульса будет страдать от дополнительных искажений.

Соотношение обмоток и витков

В большинстве приложений с низким энергопотреблением отношение витков составляет около единицы 1: 1 (или аналогично 1: 2).Только тогда, когда уровень сигнала должен быть изменен на другое напряжение, будет использоваться значительно другое соотношение витков, как это имеет место для большинства трансформаторов в прямых преобразователях (малой или высокой мощности).

Импульсный трансформатор может иметь более двух обмоток, которые могут использоваться, например, для одновременного управления несколькими транзисторами, так что любые фазовые сдвиги или задержки между сигналами сводятся к минимуму.

Многообмоточный импульсный трансформатор на тороидальном сердечнике для специального применения

4 причины, по которым импульсные трансформаторы становятся популярными в различных отраслях промышленности

Импульсные трансформаторы специально разработаны для приложений с высокими нагрузками и широко используются в различных отраслях промышленности для распределения электроэнергии.Они помогают минимизировать падение напряжения, время нарастания и искажение импульсов. Импульсные трансформаторы могут работать на высоких частотах и ​​передавать большую мощность по сравнению с обычным трансформатором того же размера. Импульсные трансформаторы широко используются для цепей малой мощности, импульсных источников питания большой мощности и передачи сигналов. Прочтите этот пост, чтобы узнать, почему импульсные трансформаторы находят все более широкое применение в различных промышленных приложениях.

Преимущества использования импульсных трансформаторов

Ниже приведены некоторые из преимуществ импульсных трансформаторов:
  • High Energy Transfer : Импульсные трансформаторы имеют компактные размеры и превосходную повторяемость, что обеспечивает короткое время нарастания, широкую ширину импульса и высокую эффективность передачи энергии в большинстве приложений.Кроме того, индуктивность рассеяния уменьшается из-за высокой проницаемости его ферритового сердечника, что обеспечивает высокую передачу энергии внутри трансформатора.
  • Большое количество обмоток: Импульсные трансформаторы обычно имеют более двух обмоток, которые можно использовать для одновременного управления несколькими транзисторами. Благодаря этому сводятся к минимуму любые фазовые сдвиги или задержки.
  • Гальваническая развязка: Импульсный трансформатор имеет гальваническую развязку между обмотками, что исключает прохождение паразитных токов.Это свойство также позволяет первичной цепи управления и вторичной цепи управления работать при разных потенциалах. Изоляция может находиться в диапазоне от 4 кВ для электронных трансформаторов небольших размеров до 200 кВ для приложений с очень большой мощностью. Свойство гальванической развязки также отвечает требованиям безопасности, если одна из частей небезопасна для прикосновения из-за прохождения высокого напряжения.
  • Вакуумная заливка : Импульсные трансформаторы залиты абразивными смолами.Эти смолы помогают контролировать любое электрическое сопротивление или вибрацию трансформатора в контролируемой атмосфере. Этот процесс известен как вакуумная заливка. Термореактивные пластмассы или гели из силиконовой резины также используются для заливки внутри трансформатора. Компаунд для заливки также действует как изолятор. Кроме того, это помогает свести к минимуму занимаемое пространство, что приводит к лучшей изоляции.

Перечисленные выше преимущества делают импульсные трансформаторы энергоэффективным устройством, что делает их заметными в различных промышленных установках.Если вы планируете купить один из этих импульсных трансформаторов для промышленного применения, вы всегда можете положиться на такого первоклассного эксперта, как Custom Coils. Компания производит широкий спектр импульсных трансформаторов согласно промышленным требованиям. Для большей информации, пожалуйста нажмите сюда.

4 причины, по которым импульсные трансформаторы становятся популярными в различных отраслях промышленности. Последнее изменение: 13 марта 2018 г., автор: gt stepp

О gt stepp

GT Stepp - инженер-электрик с более чем 20-летним опытом работы, специалист в области исследований, оценки, тестирование и поддержка различных технологий.Посвящен успеху; с сильными аналитическими, организационными и техническими навыками. В настоящее время работает менеджером по продажам и операциям в Custom Coils, разрабатывая стратегии продаж и маркетинга, которые увеличивают продажи, чтобы сделать Custom Coils более узнаваемыми и уважаемыми на рынке.

Принцип работы трансформатора

- StudiousGuy

Электричество - одно из величайших открытий в истории человечества, которое заметно изменило мир.Сегодня мы извлекаем выгоду из различных удобств, которые приносит использование этой фундаментальной силы природы и перенос ее в надуманные регионы; однако так было не всегда. В начале 1800-х годов единственными устройствами, производящими ток, были гальванические элементы, которые вырабатывали небольшие токи путем растворения металлов в кислотах. В 1830 году Фарадей и Генри ускорили исследования электричества, связав его с магнетизмом, что привело к открытию электромагнитной индукции. Это открытие произвело революцию в мире, заложив основу для разработки генераторов переменного тока; Однако только в 1884 году три венгерских инженера, Кароли Зиперновски, Отто Блати и Микса Дери (ZBD), запатентовали первый коммерческий трансформатор, который позволил передавать электроэнергию на большие расстояния.

Указатель статей (Нажмите, чтобы перейти)

Что такое трансформатор?

Трансформатор - это электрическое устройство, использующее электромагнитную индукцию для передачи переменного тока от одной цепи к другой. Он используется либо для преобразования переменного тока низкого напряжения в переменный ток высокого напряжения, либо для получения переменного тока низкого напряжения из переменного тока высокого напряжения.

Компоненты трансформатора

Несмотря на то, что трансформаторы могут весить от нескольких граммов до сотен метрических тонн, есть несколько основных компонентов, перечисленных ниже, которые являются общими для их конструкции.

Ядро

Сердечник трансформатора обычно изготавливается из таких материалов, как мягкое железо или CRGO (холоднокатаная сталь с ориентированной зернистой структурой), поскольку они имеют высокую проницаемость и используются для поддержки обмоток и контролируемого пути генерируемого магнитного потока. в трансформаторе. Ядро обычно состоит из нескольких тонких ламинированных листов или слоев, а не из цельного стержня. Эта конструкция помогает исключить и уменьшить нагрев. Для уменьшения потерь на вихревые токи сердечник состоит из пакета тонких пластин кремнистой стали, разделенных тонкими слоями лака.

Обмотки

Обмотки - это провода, намотанные на сердечник. Трансформатор в основном состоит из двух обмоток: первичной и вторичной. Катушка, которая потребляет электричество от источника, известна как первичная обмотка, тогда как катушка, которая подает энергию на нагрузку на другом конце сердечника, известна как вторичная обмотка. Обмотки двух катушек полностью отделены друг от друга, но они магнитно связаны через общий сердечник, что позволяет передавать электрическую энергию от одной катушки к другой.Чтобы ограничить генерацию магнитного потока, эти две катушки иногда разделяют на несколько катушек.

Изоляция

Изоляция - один из важнейших компонентов трансформаторов. Изоляция защищает трансформатор от нескольких поражений электрическим током. Наиболее серьезные повреждения трансформаторов могут вызвать нарушения изоляции. Изоляция обязательно требуется в нескольких частях трансформатора, например, между обмотками и сердечником, между обмотками, каждым витком обмотки и всеми токоведущими элементами и баком.Изоляторы должны обладать высокой диэлектрической прочностью, хорошими механическими качествами и выдерживать высокие температуры. В трансформаторах для выполнения этих условий обычно используется изоляция из целлюлозы. Они сохраняют электрический заряд при включении трансформатора и, таким образом, изолируют компоненты трансформатора, которые находятся под разными напряжениями. Он также выполняет механическую роль, поддерживая обмотки, и способствует термической стабильности трансформатора, образуя охлаждающие каналы.

Масляная изоляция

В некоторых трансформаторах трансформаторное масло в основном служит трем целям: изоляция между токопроводящими частями, охлаждение за счет лучшего рассеивания тепла и обнаружение неисправностей.Масляная изоляция часто используется вместе с твердой целлюлозной изоляцией. Он используется для закрытия всех открытых участков, не имеющих твердой изоляции. Масло также проникает в бумагу и заполняет отверстия для воздуха, тем самым улучшая качество бумажной изоляции. Отработанное тепло рассеивается обмотками трансформатора, и его необходимо исключить. Трансформаторное масло поглощает тепло от обмоток и отводит его наружу трансформатора, где оно может рассеиваться в наружный воздух. Масло, используемое в трансформаторах, обычно получают путем фракционной перегонки и последующей обработки сырой нефти.В основном есть два типа: трансформаторное масло на парафиновой основе и трансформаторное масло на основе нафты; однако из-за их превосходных огнестойких и влагопоглощающих свойств синтетические масла, такие как силиконовое масло, становятся популярными.

Втулочные клеммы

Обычно в высоковольтных трансформаторах используется вывод проходного изолятора трансформатора - это изолирующее устройство, которое позволяет проводнику с током проходить через заземленный бак трансформатора без какого-либо электрического контакта.Обычно они сделаны из фарфора или эбонита и имеют вид колонны из круглых дисков. Электрическое поле создается всеми элементами, имеющими электрический заряд. Когда наэлектризованный проводник приближается к заземленному материалу с потенциалом земли, он может генерировать чрезвычайно сильные силовые линии, особенно если силовые линии вынуждены резко изгибаться вокруг заземленного материала. Трансформаторный ввод обеспечивает эффективную изоляцию вокруг токопроводящей клеммы и заземленного бака трансформатора.

Принцип работы трансформатора

Принцип работы трансформатора основан на законе электромагнитной индукции Фарадея, который гласит, что «Электродвижущая сила вокруг замкнутого пути равна отрицательной скорости изменения во времени магнитного потока, заключенного на пути». трансформатор, когда ток проходит через первичную обмотку, вокруг нее создается магнитное поле. Поскольку ток переменный, а катушки находятся рядом друг с другом, это изменяющееся поле распространяется на вторичную катушку, тем самым вызывая напряжение во вторичной обмотке.Этот процесс известен как взаимная индукция, при котором катушка с проволокой индуцирует напряжение в другой катушке, расположенной в непосредственной близости от нее. Кроме того, трансформаторы получили свое название от того факта, что они «преобразуют» один уровень напряжения или тока в другой. Трансформаторы могут изменять уровни напряжения и тока источника питания без изменения его частоты или количества электроэнергии, передаваемой от одной обмотки к другой через магнитную цепь. Соотношение количества фактических витков провода в каждой катушке имеет решающее значение при определении типа трансформатора и выходного напряжения.Отношение выходного напряжения к входному напряжению такое же, как количество витков между двумя обмотками. Выходное напряжение трансформатора больше входного, если вторичная обмотка имеет больше витков провода, чем основная обмотка. Этот тип трансформатора известен как «повышающий трансформатор». Напротив, если вторичная обмотка имеет меньше витков, чем первичная обмотка, выходное напряжение будет ниже. Это известно как «понижающий трансформатор». Математически это понятие можно объяснить следующим образом:

Предположим, что имеется {N} _ {1} витков во вторичной обмотке и {N} _ {1} витков во вторичной обмотке.Переменная ЭДС {E} _ {1} применяется к первичной обмотке, которая создает ток {I} _ {1} в первичной цепи и {I} _ {2} во вторичной цепи. Ток в катушках вызывает намагничивание сердечника и создает соответствующее магнитное поле внутри сердечника. Из-за намагничивания сердечника поле больше по сравнению с полем, создаваемым только током в катушках. Это создает большую ЭДС {E} _ {2} во вторичной обмотке, которая прямо пропорциональна ЭДС в первичной обмотке.Уравнение, представляющее эту связь, имеет вид:

{E} _ {2} = {-} \ frac {{N} _ {2}} {{N} _ {1}} {E} _ {1}

Знак минус указывает, что {E} _ {2} сдвинут по фазе на 180 ° с {E} _ {1}.

Типы трансформаторов

Хотя трансформатор является статическим электрическим компонентом, он стал важным элементом эффективности современных электрических, а также электронных устройств. По этой причине сегодня на рынке доступно несколько разновидностей трансформаторов. Давайте взглянем на несколько типов трансформаторов.

Силовой трансформатор

Силовой трансформатор - один из наиболее распространенных типов трансформаторов, с которыми можно встретиться в повседневной жизни. Силовой трансформатор, который преобразует поступающую электроэнергию в более или менее высокое напряжение для определенной цели, является ключевым компонентом электросети. Эти трансформаторы подключают понижающие и повышающие напряжения в распределительных сетях без каких-либо изменений частоты во время передачи энергии. В электронной системе силовой трансформатор предлагает ряд источников переменного тока с различным напряжением и соответствующими значениями тока от электросети общего пользования.

Трансформатор корпусного типа

Трансформатор оболочечного типа используется в нескольких электрических устройствах повседневного использования, таких как телевидение, радио и т. Д. Этот трансформатор имеет прямоугольную форму и состоит из трех основных компонентов: одного сердечника и двух обмоток. Первичная и вторичная обмотки этого трансформатора намотаны на одну ветвь сердечника, образуя концентрические цилиндры катушек, что отличает его от других трансформаторов. Эта конфигурация предлагает значительное снижение потерь магнитного потока во время работы трансформатора.Трансформаторы такого типа часто имеют ламинат и не содержат масла для изоляции.

Трансформатор с сердечником

Трансформатор с сердечником - это трансформатор, который имеет две обмотки, отдельно намотанные на два или три плеча сердечника. В отличие от трансформатора с оболочкой, между первичной и вторичной обмотками трансформатора с сердечником имеется значительный зазор. Пластины нарезаются на кусочки L-образной формы, и их поочередно укладывают друг на друга, чтобы исключить высокое сопротивление в местах соединения пластин друг с другом.Чтобы ограничить поток утечки, первичная и вторичная обмотки чередуются, при этом половина каждой обмотки расположена рядом или концентрически на плече сердечника. Первичная и вторичная обмотки разделены на концах сердечника для простоты использования. Между сердечником и нижней обмоткой находится изоляционный слой, защищающий трансформатор от короткого замыкания. Для трансформатора с сердечником требуется больше медных проводников, чем для трансформатора с корпусом, поскольку обмотка расположена на отдельных ветвях или ветвях трансформатора с сердечником.

Тороидальный трансформатор

Тороидальные трансформаторы используются в тех электронных или электрических устройствах, в которых пространство является важным атрибутом. Тороидальные трансформаторы - это силовые трансформаторы с тороидальным сердечником, на который намотаны первичная и вторичная обмотки. Как следует из названия, они выглядят как электрический компонент в форме пончика. Когда ток проходит через первичную катушку, он вызывает электродвижущую силу (ЭДС) во вторичной обмотке, которая передает мощность от первичной катушки ко вторичной катушке.Отличительная структура тороидального трансформатора позволяет использовать более короткие катушки, что снижает резистивные потери и потери в обмотке и повышает общий КПД. Тороидальные силовые трансформаторы особенно хорошо подходят для жизненно важного медицинского оборудования и устройств, поскольку исключительная эффективность имеет решающее значение в медицинских системах, требующих низких токов утечки, бесшумной работы и долговременной надежности. Поскольку эти трансформаторы небольшие и легкие, их можно легко интегрировать в медицинские приборы, где габариты и вес являются важными конструктивными факторами.

Автотрансформаторы

Автотрансформатор, в основном используемый в диапазоне низкого напряжения, представляет собой тип трансформатора, который содержит только одну обмотку. Приставка «авто» относится к одиночной катушке, функционирующей независимо (по-гречески «я»), а не к какой-либо механической системе. Автотрансформатор похож на двухобмоточный трансформатор, но первичная и вторичная обмотки соединены по-разному. Автотрансформатор работает по тому же принципу, что и двухобмоточный трансформатор.Он работает на основе закона электромагнитной индукции Фарадея, который гласит, что каждый раз, когда магнитное поле и проводники сближаются, в проводниках индуцируется ЭДС. Это трансформатор с некоторыми общими витками между первичной и вторичной обмотками. «Общее сечение» относится к части обмотки, которая используется как первичной, так и вторичной обмотками. «Последовательная секция» относится к части обмотки, которая не используется как первичной, так и вторичной обмоткой.Две клеммы подключены к первичному напряжению. Вторичное напряжение генерируется двумя выводами, один из которых часто используется совместно с выводом первичного напряжения.

Распределительный трансформатор

Распределительный трансформатор, также известный как служебный трансформатор, используется в качестве устройства окончательного преобразования в распределительной сети с основной функцией преобразования высокого напряжения в напряжение, подходящее для конечного использования, то есть 240 В или 440 В. Эти трансформаторы бывают нескольких размеров и могут быть разделены на категории в зависимости от нескольких факторов, включая количество фаз, место установки, класс напряжения, тип изоляции и базовый уровень импульсной изоляции.Обычно они устанавливаются там, где высоковольтная линия на тысячи вольт встречается с опорой электросети, обеспечивающей источник питания 240 В или 440 В для бытового или промышленного использования, соответственно.

Измерительный трансформатор

Измерительный трансформатор - это устройство, которое используется вместе с измерительными приборами для эффективного измерения высокого напряжения, тока, мощности, энергии или коэффициента мощности. Другими словами, измерительные трансформаторы - это понижающие трансформаторы с реле защиты.Они используются для расширения диапазона амперметров или вольтметров переменного тока. Измерительные трансформаторы в основном бывают двух типов: трансформатор тока и трансформатор напряжения (напряжения). Трансформатор тока (CT) - это устройство для измерения тока, которое производит ток низкого уровня во вторичной обмотке, пропорциональный току высокого уровня в первичной обмотке. Поскольку первичная обмотка соединена последовательно с токоведущим проводом, питающим нагрузку, трансформатор тока часто называют «последовательным трансформатором».Напротив, трансформаторы напряжения или напряжения подключены параллельно и работают как небольшая нагрузка для контролируемого источника, сохраняя при этом точное соотношение напряжений и фазовое соотношение для обеспечения точного измерения подключенных вторичных цепей.

Однофазный трансформатор

В однофазном трансформаторе задействованы только одна первичная и одна вторичная обмотки, которые преобразуют однофазный вход переменного тока в однофазный выход переменного тока с более высоким или более низким напряжением; однако вход и выход остаются в противофазе.Эти трансформаторы часто используются для питания освещения жилых помещений, розеток, систем кондиционирования и нагревательных элементов. Однофазные трансформаторы можно сделать еще более эффективными, если разделить первичную и вторичную обмотки пополам и соединить их последовательно или параллельно.

Трехфазный трансформатор

Трехфазный трансформатор состоит из трех первичных и трех вторичных обмоток, намотанных на один сердечник. Поскольку трехфазное распределение электроэнергии более эффективно для передачи электроэнергии в отдаленные места, трехфазные трансформаторы используются чаще, чем однофазные трансформаторы.Тем не менее, три однофазных трансформатора можно соединить вместе, чтобы сформировать трехфазный трансформатор. Существует две конфигурации подключения для трехфазного питания: конфигурация треугольником и конфигурация звезды (звезда- «Y»). Три проводника в треугольном соединении соединены встык друг с другом по треугольнику или треугольнику. В звездообразной конфигурации все проводники исходят из центра, что указывает на то, что все они соединены в одном месте. При одинаковом напряжении в трехфазной системе используется меньше проводников, чем в эквивалентных однофазных, двухфазных системах или системах постоянного тока.Три провода цепи в трехфазной системе несут три переменных тока (одинаковой частоты), которые достигают своих мгновенных пиковых значений в разное время.

Импульсный трансформатор

В области электроники импульсный трансформатор часто используется для генерации и передачи высокоскоростных электрических импульсов постоянной амплитуды. Импульсный трансформатор - это устройство, которое преобразует напряжение и ток импульсного сигнала с сохранением исходной формы импульса на выходе.Импульсные трансформаторы подразделяются на два основных типа в зависимости от их применения: силовые импульсные трансформаторы и сигнальные импульсные трансформаторы. Для изменения уровня мощности напряжения из одного диапазона в другой используются силовые импульсные трансформаторы. Основная конструкция этих трансформаторов может быть однофазной или трехфазной или может изменяться в зависимости от соединенной обмотки. Трансформаторы импульсных сигналов используются для передачи данных от одного типа цепи к другому посредством электромагнитной индукции. В результате они обычно используются для увеличения или уменьшения напряжения от одной поверхности силового трансформатора к другой.

Аудио трансформаторы

Звуковой преобразователь - это электромагнитное устройство, которое изолирует входную цепь от выходной цепи, а также фильтрует проходящий через нее сигнал. Он называется звуковым преобразователем, потому что он предназначен для преобразования сигналов, частотный спектр которых находится в слышимом диапазоне, то есть от 20 Гц до 20 кГц. Поскольку аудиопреобразователи работают в диапазоне звуковых сигналов, где имеется много шума от таких вещей, как сетевое питание и инвертирующие источники питания в окружающей среде, они обычно имеют магнитное экранирование для защиты своих цепей от помех.Аудиотрансформаторы доступны как в повышающей, так и в понижающей конфигурациях, но вместо того, чтобы быть настроенными на создание определенного выходного напряжения, они в основном используются для согласования импеданса. Аудиопреобразователи выполняют несколько функций в аудиоустройствах; например, увеличение выходного уровня микрофона, уменьшение выходного уровня инструментов в соответствии с микрофоном и т. д.

Потери в трансформаторе

«Потери» в любом электрическом устройстве можно определить как разницу между входной и выходной мощностью.Теоретически идеальный трансформатор не имеет потерь мощности или энергии; однако трансформатор, будучи статической машиной, имеет некоторые потери энергии. Эти потери можно разделить на следующие категории:

Потери в сердечнике или потери в железе

Потери в стали в основном вызваны переменным магнитным потоком в сердечнике трансформатора. Этот тип потерь в основном определяется магнитными характеристиками материала сердечника трансформатора, и его можно дополнительно классифицировать как:

  • Гистерезисные потери: Инверсия магнетизма в сердечнике трансформатора вызывает гистерезисные потери.{1.6} {ƒV} ватт
    Где {W} _ {h} - потери на гистерезис, η - коэффициент Стейнмеца материала, {B} _ {max} - максимальная плотность магнитного потока, ƒ - функция реверсирования магнитного поля, и V - объем ядра.
  • Потери на вихревые токи: Первичная обмотка трансформатора принимает переменный ток, который создает переменный магнитный поток. Этот поток вызывает наведенную ЭДС во вторичной обмотке. Тем не менее, часть этого потока поглощается другими проводящими частями, такими как стальной сердечник, железный корпус или трансформатор, что приводит к наведенной ЭДС и небольшому циркулирующему вихревому току в этих частях.Эта потеря магнитного потока известна как потеря на вихревые токи.

Потери меди

Фраза «потери в меди» означает потерю энергии в виде тепла, выделяемого электрическими компонентами трансформатора. Медь обычно используется в обмотках трансформаторов. Омическое сопротивление медных проводов току вызывает выделение тепла. {2} {RT}

Где Q - рассеиваемое тепло, I - ток, R - сопротивление, а T - время.

% PDF-1.3 % 1 0 объект > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 2 0 obj > эндобдж 4 0 obj > >> / Содержание [83 0 R 84 0 R 85 0 R] / CropBox [0 0 612 792] / Аннотации [86 0 R] >> эндобдж 5 0 obj > / Содержание 89 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 6 0 obj > / Содержание 92 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 7 0 объект > / Содержание 95 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 8 0 объект > / Содержание 98 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 9 0 объект > / Содержание 101 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 10 0 obj > / Содержание 104 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 11 0 объект > / Содержание 107 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 12 0 объект > / Содержание 110 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 13 0 объект > / Содержание 113 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 14 0 объект > / Содержание 118 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 15 0 объект > / Содержание 121 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 16 0 объект > / Содержание 124 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 17 0 объект > / Содержание 127 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 18 0 объект > / Содержание 131 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 19 0 объект > / Содержание 134 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 20 0 объект > / Содержание 137 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 21 0 объект > / Содержание 140 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 22 0 объект > / Содержание 145 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 23 0 объект > / Содержание 148 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 24 0 объект > / Содержание 151 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 25 0 объект > / Содержание 154 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 26 0 объект > / Содержание 157 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 27 0 объект > / Содержание 160 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 28 0 объект > / Содержание 163 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 29 0 объект > / Содержание 168 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 30 0 объект > / Содержание 173 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 31 0 объект > / Содержание 176 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 32 0 объект > / Содержание 179 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 33 0 объект > / Содержание 182 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 34 0 объект > / Содержание 185 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 35 0 объект > / Содержание 188 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 36 0 объект > / Содержание 191 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 37 0 объект > / Содержание 196 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 38 0 объект > / Содержание 199 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 39 0 объект > / Содержание 202 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 40 0 объект > / Содержание 205 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 41 0 объект > / Содержание 208 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 42 0 объект > / Содержание 211 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 43 0 объект > / Содержание 214 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 44 0 объект > / Содержание 217 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 45 0 объект > / Содержание 220 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 46 0 объект > / Содержание 225 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 47 0 объект > / Содержание 228 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 48 0 объект > / Содержание 231 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 49 0 объект > / Содержание 234 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 50 0 объект > / Содержание 237 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 51 0 объект > / Содержание 240 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 52 0 объект > / Содержание 245 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 53 0 объект > / Содержание 250 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 54 0 объект > / Содержание 253 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 55 0 объект > / Содержание 257 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 56 0 объект > / Содержание 260 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 57 0 объект > / Содержание 264 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 58 0 объект > / Содержание 269 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 59 0 объект > / Содержание 274 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 60 0 объект > / Содержание 279 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 61 0 объект > / Содержание 284 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 62 0 объект > / Содержание 289 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 63 0 объект > / Содержание 294 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 64 0 объект > / Содержание 299 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 65 0 объект > / Содержание 304 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 66 0 объект > / Содержание 307 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 67 0 объект > / Содержание 310 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 68 0 объект > / Содержание 313 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 69 0 объект > / Содержание 316 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 70 0 объект > / Содержание 319 0 руб. / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 71 0 объект > / Содержание 322 0 руб.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *