Электронный трансформатор регулировка мощности

Содержание
  1. Увеличение мощности электронного трансформатора ЭТ
  2. Разновидности
  3. ЭТ класса «Premium»
  4. ЭТ класса «Medium»
  5. ЭТ класса «Economics»
  6. Переделка электронного трансформатора в более мощный
  7. Эксперименты с электронным трансформатором Taschibra (Ташибра, Tashibra)
  8. Устройство электронного трансформатора
  9. Бп Для Шуруповерта Из Электронного Трансформатора
  10. Блок питания шуруповёрта на электронном трансформаторе
  11. Блок питания для шуруповерта из электронного трансформатора часть1
  12. Сборка по схеме своими руками
  13. Простой ИБП на основе электронного трансформатора
  14. Регулятор напряжения
  15. Защита
  16. Список радиоэлементов
  17. В чем разница между традиционными и планарными трансформаторами
  18. Трансформаторы: традиционный против планарного
  19. Чем выше частота – тем меньше магнитный компонент?
  20. Преимущества планарных трансформаторов
  21. Преимущества традиционных трансформаторов
  22. Работа с надежным производителем
  23. Как рассчитать силовой трансформатор по формулам за 5 этапов
  24. Этап №1. Как мощность сухого трансформатора влияет на форму и поперечное сечение магнитопровода
  25. Этап №2. Особенности вычисления коэффициента трансформации и токов внутри обмоток
  26. Этап №3. Как вычислить диаметры медного провода для каждой обмотки
  27. Этап №4. Определение числа витков обмоток по характеристикам электротехнической стали: важные моменты
  28. Этап №5. Учет свободного места внутри окна магнитопровода
  29. Метод расчета планарного трансформатора

Увеличение мощности электронного трансформатора ЭТ

Электронный трансформатор — это импульсный источник питания с отличными характеристиками. Такие блоки питания не имеют защиты от короткого замыкания на выходе, но этот дефект можно исправить. Сегодня я решил представить весь процесс увеличения мощности электронных трансформаторов для галогенных ламп. Мы превратим китайский ЭК мощностью 150 Вт в мощный ИБП, который можно использовать практически для любых целей. Вторичная обмотка импульсного трансформатора в моем случае содержит только один виток. Обмотка намотана 10 жилами проволоки 0,5 мм. Блок питания рассчитан на мощность до 300 Вт, поэтому его можно использовать для питания мощных басовых усилителей, таких как Holton, Lanzar, Marshall Leach и т.д. При желании на базе такого ИБП можно собрать мощный лабораторный блок питания. Мы знаем, что многие ИБП этого типа не включаются без нагрузки, это недостаток электронных трансформаторов Tashibra мощностью 105 Вт.

У нашей схемы такого недостатка нет, схема запускается без нагрузки и может работать с маломощными нагрузками (светодиоды и т.д.). Для включения необходимо внести некоторые изменения. Необходимо перемотать импульсный трансформатор, подобрать конденсаторы полумоста, заменить диоды в выпрямителе и использовать более мощные ключи. В моем случае использовались диоды на полтора ампера, которые я не заменял, но обязательно заменил их любыми диодами с обратным напряжением не менее 400 Вольт и током 2 Ампера и более.
Для начала повторим импульсный трансформатор. На плате можно увидеть кольцевой трансформатор с двумя обмотками, обе обмотки нужно снимать. Затем берем еще одно подобное кольцо (снятое с того же блока) и склеиваем. Сетевая обмотка состоит из 90 витков, витки вытянуты по всему кольцу.

Диаметр провода, которым наматывается обмотка, 0,5… 0,7 мм. Далее наматываем вторичную обмотку. Один виток дает, например, полтора вольта — чтобы получить выходное напряжение 12 вольт, обмотка должна содержать 8 витков (но есть и другие значения).

Далее заменяем конденсаторы полумоста. В стандартной схеме используются конденсаторы емкостью 0,22 мкФ на 630 В, которые были заменены конденсаторами емкостью 0,5 мкФ на 400 В. Выключатели питания из серии MJE13007, которые заменены на более мощные — MJE13009.

На этом переделка практически завершена и вы уже можете подключиться к сети 220 Вольт. Проверив работоспособность схемы, пойдем дальше. Мы интегрируем ИБП с фильтром помех сетевого напряжения. Фильтр содержит катушки индуктивности и сглаживающий конденсатор. Электролитический конденсатор выбираем из расчета 1 мкФ на 1 Вольт, для наших 300 Вт выбираем конденсатор емкостью 300 мкФ с минимальным напряжением 400 вольт. Далее переходим к узким местам. Я использовал готовый стартер, его сняли с другого ИБП. У стартера две отдельные обмотки по 30 витков провода 0,4 мм.

Можно поставить предохранитель на ввод питания, но в моем случае он уже был на плате. Предохранитель выбран на 1,25 — 1,5 Ампера. Теперь все готово, уже можно дополнить схему выходным выпрямителем и сглаживающими фильтрами. Если на основе такого ИБП планируется собрать автомобильное зарядное устройство, то на выходе будет достаточно мощного диода Шоттки. Эти диоды включают мощный импульсный диод серии STPR40, который часто используется в компьютерных блоках питания. Указанный ток диода составляет 20 ампер, но для блока питания на 300 ватт, 20 ампер этого недостаточно. Без проблем! Дело в том, что указанный диод содержит два одинаковых диода по 20 Ампер, достаточно соединить вместе два крайних вывода корпуса. Теперь у нас есть полноценный диод на 40 А. Диод нужно будет установить на достаточно большой радиатор, так как последний довольно сильно перегревается, может потребоваться небольшой кулер.

Разновидности

В практическом применении и постоянном использовании устройств преобразования электрической энергии классы ЭТ образно делятся на три основных:

ЭТ класса «Premium»

  1. Создан на основе соблюдения высоких стандартов качества и защиты от поражения электрическим током согласно Европейскому Союзу. Изначально это устройства, которые тоже красиво оформлялись на бумаге. У них максимальная комплектация в базовой продаже;
  2. Отличный отвод тепла корпуса обеспечивает теплообмен, а значит, оборудование не нагревается при длительных режимах работы;
  3. Большинство видов защиты от основных аварийных режимов в электросистеме устанавливается на заводе-изготовителе;
  4. Базовая стабилизация сигнала напряжения, как на входе, так и на выходе ЭТ, позволяет создавать композитное микрооборудование для фильтрации и очистки;
  5. Интегрированные системы постепенного пуска галогенных ламп за счет ограничения пусковых токов гарантируют длительность работы как осветительных приборов, так и собственного устройства.

Понятно, что стоимость таких устройств будет абсолютно разной и большой по размеру. Это главный недостаток такого оборудования. Качественно во всем, но очень дорого.

ЭТ класса «Medium»

Серия таких электронных преобразователей отличается от других типов обязательным наличием в ней устройства защиты от несчастных случаев — режима перегрузки и возникновения состояния короткого замыкания. Устройства этого класса буквально повторяют перевод с английского своего названия — «Medium». Они действительно обеспечивают стабильную работу, надежность выходного сигнала напряжения и рабочие характеристики. Многие модели класса «Средний» комплектуются хорошим токоограничивающим электронным блоком из базовой сборки трансформатора или имеют возможность установки их в собственном составе.

Однако комплектация такой комплектности в каждом комплекте поставки ЕТ не гарантирует обязательного наличия фильтров, стабилизаторов, а по защите или другим качественным параметрам для оценки вашего материала — в 99% случаев успешная доставка запрашиваемого.

ЭТ класса «Economics»

Широкий ассортимент этих трансформаторов производится в Китае и соседних азиатских странах. И самое интересное, по статистике продаж ЕТ, это то, что этот класс трансформаторов сегодня наиболее востребован потребителями.

Самый дешевый поток некачественных товаров очень часто, даже при покупке или установке устройства на объекте, показывает уже известный дефект, дефект материала, неисправность или обычный формат переклассификации оборудования этой серии. Вы должны быть к этому готовы, покупая курс ET «Экономика

Несмотря на все недостатки, трансформаторы типа «Экономикс» — это выпускаемые среди представленных в продаже электронных трансформаторов популярны:

  • некачественный материал в электрических соединениях и в геометрическом состоянии дает возможность ощутить существенную разницу в выгодной для покупателя стоимости при покупке ЭТ «эконом» по сравнению с другими аналогичными агрегатами;
  • покупка за копейки почти не использует массовые трансформации агрегатов: покупатель становится доступным за счет эффекта «Приобретенная мощность электрического устройства». Актуален факт, когда самостоятельная сборка собственных блоков питания осуществляется по индивидуальным проектам, и в них требуется определенное количество электронных деталей. Экономия средств позволяет расширять конструкцию новых источников питания, используя ЭТ в качестве «доноров»
  • несоответствие заявленных характеристик прибора (анализ данных на основе динамики данных за прошедший период; сравнение габаритов и электрических величин с любым другим ТТ;

EC эконом-класс

Сегодня светодиодные модули освещения в трех основных матрицах занимают лидирующие позиции в электрическом освещении:

  • гибкие светодиодные ленты для светового декора;
  • светодиодные лампы с любым типом цоколя;
  • светодиодная матрица интегрирована в корпуса многих светильников.

Их питание обеспечивается более сложным устройством, состоящим из импульсного трансформатора и выполняющим работу по преобразованию электроэнергии с гораздо большей эффективностью, чем ET.

Драйвер светодиода постоянного тока
Источники питания с выпрямителями, питаемые переменным током домашней сети и снимаемым с выхода постоянным током, разнообразны по своей конструкции и типам. Такие IP можно подобрать для любого современного и декорированного светодиодного освещения.

Однако драйверы ЕТ и светодиодов объединяет одна концепция: оба преобразователя электроэнергии, полученные обычным способом через бытовую розетку на входных клеммах, имеют модуль электронного наполнения, расположенный на специальной диэлектрической пластине и также припаянный к ней.

Платы, на которых собрана микросхема ЭТ, выполнены на металлической основе, в алюминии, с диэлектрической основой — текстолитом — с возможностью посадки на них микроэлементов.

Просто изменив размер статьи, в следующей главе мы поговорим об этом элементе.

Переделка электронного трансформатора в более мощный

При сборке той или иной конструкции иногда возникает вопрос об источнике питания, особенно если устройству требуется мощный блок питания и его нельзя не доработать. В наше время найти железные трансформаторы с необходимыми параметрами несложно, они достаточно дороги, к тому же их главными недостатками являются большие габариты и вес. Хорошие импульсные блоки питания сложно собрать и настроить, поэтому они доступны не многим. В своем выпуске видеоблогер Ака Касьян покажет процесс создания мощного и предельно простого блока питания на основе электронного трансформатора. Хотя в большей степени это видео посвящено переделке и увеличению его мощности. Автор видео не ставит перед собой задачу модифицировать или улучшить схему, он просто хотел показать, как можно простым способом увеличить выходную мощность. В дальнейшем при желании могут быть показаны все способы доработки таких схем с защитой от коротких замыканий и другими функциями.

В этом китайском магазине можно купить электронный трансформатор.

В качестве подопытного использовался электронный трансформатор мощностью 60 Вт, от которого мастер намерен потреблять до 300 Вт. По идее все должно работать.

Трансформатор для модификаций был куплен всего за 100 рублей в строительном магазине.

Вот классическая схема электронного трансформатора ташибра. Это простой двухтактный полумостовой самогенерирующий инвертор с симметричной динисторной схемой пуска. Именно он дает начальный импульс, в результате чего цепь запускается. Есть два высоковольтных транзистора с обратной проводимостью. В родной схеме стояли mje13003, два конденсатора полумоста на 400 вольт, ой, 1 мкФ, трансформатор обратной связи с тремя обмотками, две из которых ведущие или базовые. Каждый из них состоит из 3 витков провода 0,5 мм. Третья обмотка — это обратная связь по току.

На входе небольшой резистор на 1 Ом в качестве предохранителя и диодный выпрямитель. Электронный трансформатор, несмотря на простую схему, работает отлично. У этого варианта нет защиты от коротких замыканий, поэтому при замыкании выходных проводов произойдет взрыв — по крайней мере, это он.

Летние скидки до 50% — Самодельная электроника в китайском магазине.

Стабилизации выходного напряжения нет, так как схема рассчитана на работу с пассивной нагрузкой перед офисными галогенными лампами. Главный силовой трансформатор имеет две обмотки: первичную и вторичную. Последний рассчитан на выходное напряжение 12 вольт плюс-минус пара вольт.

Первые испытания показали, что трансформатор имеет большой потенциал. Затем автор нашел в Интернете запатентованную схему сварочного инвертора, построенного почти по такой же схеме, и сразу создал плату для более мощного варианта. Я сделал две доски, потому что сначала хотел построить аппарат для контактной сварки. Все работало гладко, но потом я решил перемотать вторичную обмотку, чтобы снять это видео, так как начальная обмотка давала всего 2 вольта и колоссальный ток. И в настоящий момент провести измерения таких токов невозможно из-за отсутствия необходимого измерительного оборудования.

Перед вами более мощный контур. Подробностей еще меньше. Пара мелочей была взята из первой схемы. Это трансформатор обратной связи, конденсатор и резистор в цепи пуска, динистор.

Кроме того, все остальные компоненты были выбраны из старых компьютерных блоков питания. Это силовой трансформатор, транзистор и входной диодный мост. Контейнеры приобретались отдельно.

Начнем с транзисторов. На плате стоял mje13003 в корпусе to-220. Их заменили на более мощные mje13009 той же линейки, диоды на плате были типа n4007 на один ампер. Заменил сборку с током 4 ампера и обратным напряжением 600 вольт. Подойдет любой диодный мост с похожими параметрами. Обратное напряжение должно быть не менее 400 вольт, а сила тока не менее 3 ампер. Конденсаторы пленочные полумостовые на напряжение 400 вольт.

Эксперименты с электронным трансформатором Taschibra (Ташибра, Tashibra)

Думаю, преимущества этого трансформатора уже оценили многие, кто когда-либо сталкивался с проблемами питания различных электронных структур. И преимуществ у этого электронного трансформатора много.

Легкость и габариты (как и во всех аналогичных схемах), простота модификации под собственные нужды, наличие экранирующего кожуха, невысокая стоимость и относительная надежность (во всяком случае, если не допускаются экстремальные режимы и короткие замыкания, изделие, изготовленное по аналогичной режим способен работать долгие годы).

Сфера применения источников питания на базе «Ташибра» может быть очень широкой, сравнимой с применением обычных трансформаторов, применение оправдано в случаях нехватки времени, средств, отсутствия необходимости в стабилизации.

Ну что — переживаем? Сразу заявляю, что целью экспериментов была проверка схемы активации Ташибры при различных нагрузках, частотах и ​​использовании различных трансформаторов. Также я хотел подобрать оптимальные номиналы компонентов схемы ПОС и проверить температурные режимы компонентов схемы при работе на различных нагрузках с учетом использования корпуса Tashibra в качестве радиатора.

Устройство электронного трансформатора

Привычные нам массивные трансформаторы в последнее время начали заменять электронными, которые отличаются невысокой стоимостью и компактностью. Размеры электронного трансформатора настолько малы, что он встроен в корпуса компактных люминесцентных ламп (КЛЛ).

Все эти трансформаторы выполнены по одной схеме, отличия между ними минимальны. Схема основана на симметричном генераторе, иначе называемом мультивибратором.

Они состоят из диодного моста, транзистора и двух трансформаторов: согласующего и силового. Это основные части схемы, но не все. Помимо них в схему входят различные резисторы, конденсаторы и диоды.

Принципиальная схема электронного трансформатора.

В этой схеме постоянный ток от диодного моста подается на транзисторы генератора, которые накачивают энергию в силовой трансформатор. Номиналы и тип всех радиодеталей подбираются так, чтобы на выходе было строго определенное напряжение.

Если включить такой трансформатор без нагрузки, автогенератор не запустится и на выходе не будет напряжения.

Бп Для Шуруповерта Из Электронного Трансформатора

Питание от трансформатора Taschibra

Некоторые начинающие радиолюбители, а также другие сталкиваются с несоответствиями на этапе производства огромных блоков питания. На данный момент в продаже появились значительные объемы трансформаторов электропитания галогенных ламп. Электронный трансформатор представляет собой полумостовой автоколебательный импульсный преобразователь напряжения. Импульсные преобразователи обладают максимальным КПД, небольшими размерами и массой. Стоят эти изделия довольно недорого, порядка 1 рубля за ватт. После проверки их можно использовать для питания радиолюбительских проектов. В сети много статей на эту тему. Хочу поделиться своим опытом переделки электронного трансформатора

Карман 105 Вт.

Давайте посмотрим на принципиальную схему электрического преобразователя. Напряжение сети через предохранитель поступает на диодный мост D1-D4. Выпрямленное напряжение подается на полумостовые преобразователи Q1 и Q2. Диагональ моста, образованного этими транзисторами и конденсаторами С1, С2, включает обмотку I импульсного трансформатора Т2. Начало преобразователя представляет собой цепь, состоящая из резисторов R1, R2, конденсатора C3, диода D5 и диак D6. Трансформатор обратной связи Т1 имеет три обмотки, одну обмотку для связи с токовыми потребителями, которая поочередно подключается к первичной обмотке силового трансформатора, и две обмотки по 3 витка каждая, которые питают основные цепи транзисторов. Выходное напряжение электрического трансформатора по существу состоит из прямоугольных импульсов 30 кГц, модулированных с частотой 100 Гц.

ПРОЧИТАТЬ Отвертка Зарядное устройство Темп

Использовать электронику

трансформатор как источник питания, его нужно менять.

К выходу выпрямительного моста подключаем конденсатор, чтобы сгладить пульсации выпрямленного напряжения. Емкость выбирается из расчета 1 мкФ на 1 Вт. Рабочее напряжение конденсатора будет больше 400В. При подключении к сети выпрямительного моста с конденсатором появляется всплеск тока, поэтому необходимо включить в разрыв учебника термистор NTC или резистор 4,7 Ом 5Вт от сетевых проводов. Это ограничит пусковой ток.

Блок питания для отвертки электронного трансформатора

Блок питания шуруповёрта на электронном трансформаторе

Блок питания для отвертки

на
электронный
тестовый трансформатор
источник питания
из
электронный
смягчить.

Блок питания для шуруповерта из электронного трансформатора часть1

бегаем к регистрации и начинаем зарабатывать.

Если требуется другое выходное напряжение, перемотайте вторичную обмотку силового трансформатора. Сечение провода (разводки) выбирается исходя из тока нагрузки.

Электротрансформаторы имеют обратную связь по току, поэтому выходное напряжение будет изменяться в зависимости от нагрузки. Если нагрузка не подключена, трансформатор не запустится. Если вы поставили цель, этого не произошло, вам необходимо изменить схему связи клиента по току в ОС на напряжение. Снимаем обмотку для связи с покупателями по току и вместо нее ставим перемычку на плату. Затем мы пропускаем многожильный гибкий кабель через силовой трансформатор и делаем 2,4 витка, затем пропускаем кабель через коммуникационный трансформатор потребителя и делаем виток. Концы провода, пропущенного через силовой трансформатор и трансформатор обратной связи, соединены через два параллельно включенных резистора 6,8 Ом 5 ​​Вт. Этот ограничивающий ток резистор устанавливает частоту преобразования (около 30 кГц). По мере увеличения тока нагрузки частота становится более чем простой. Если привод не запускается, необходимо изменить направление намотки.

В трансформаторах Taschibra транзисторы прижимаются к корпусу через картон, что опасно в эксплуатации. Кстати, бумага очень плохо проводит тепло. Поэтому лучше всего устанавливать транзисторы через теплопроводящую прокладку. Для выпрямления переменного напряжения частотой 30 кГц на выходе электротрансформатора устанавливается диодный мост. Наилучшие результаты среди протестированных диодов показал российский КД213Б (200В; 10А; 100кГц; 0,17мкс). При больших токах нагрузки они нагреваются, поэтому их нужно устанавливать на радиатор через теплопроводящие прокладки. Электрические трансформаторы плохо работают с емкостной нагрузкой, иначе они вообще не запустятся. Для нормальной работы требуется мягкий запуск устройства. Дроссель L1 обеспечивает плавный запуск. Вместе с конденсатором 100 мкФ он также выполняет функцию фильтрации выпрямленного напряжения. Пускатель L1 50 мкГ намотан на сердечник Micrometals bureau T106-26 и содержит 24 витка с проводом 1,2 мм. Такие жилы (желтые, с белоснежной каймой) используются в блоках питания компьютеров. Внешний диаметр 27 мм, внутренний диаметр 14 мм и высота 12 мм. Когда в выключенных источниках питания вы найдете другие детали, особенно термистор.

Если у вас есть отвертка, иными словами другой инструмент, аккумулятор которого выработал свой ресурс, то в случае с этой батареей есть вариант разместить блок питания от электрического трансформатора. По какой-то причине вы получаете плагин. Для работы замеренной на выходе блока питания лучше поставить резистор около 500 Ом 2Вт.

Сборка по схеме своими руками

Электронный балласт можно купить в магазине или найти в закромах, но самым интересным вариантом будет сборка электронного трансформатора своими руками. Собирается он довольно просто и большинство необходимых деталей можно доработать с помощью сломанных балластов и энергосберегающих ламп.

  • Необходимые компоненты: диодный мост с обратным напряжением не менее 400 В и током не менее 3 А или четыре диода с такими же характеристиками.
  • Предохранитель на 5 ампер.
  • Симметричный динистор DB3.
  • Резистор 500 кОм.
  • 2 резистора 2,2 Ом, 0,5 Вт.
  • 2 биполярных транзистора MJE13009.
  • 3 пленочных конденсатора 600В, 100нФ.
  • 2 тороидальных ядра.
  • Лакированный провод 0,5 мм².
  • Обычный изолированный кабель 2,5 мм².
  • Радиатор транзистора.
  • Блюдо для хлеба.

Все начинается с макета, на который вы устанавливаете все компоненты магнитолы. На рынке можно купить доски двух типов: с односторонней металлизацией на коричневом стеклопластике.

Причем с двухсторонней встык, по зеленому.

Выбор доски зависит от того, сколько времени и сил вы потратите на сборку проекта.

Коричневые доски отвратительного качества. Металлизация на них сделана таким тонким слоем, что на нем кое-где видны зазоры. Он плохо смачивается припоем, даже если использовать хороший флюс. И все, что было паяно — с минимальными усилиями снимается вместе с металлизацией.

Зеленые стоят раза в полтора-два дороже, но по качеству все современное. Металлизация на них с толщиной не имеет проблем. Все отверстия в плате залужены на заводе, благодаря чему медь не окисляется и нет проблем при пайке.

Вы можете найти и приобрести эти макеты как в ближайшем к вам радиомагазине, так и на aliexpress. В Китае они стоят вдвое дешевле, но с доставкой придется подождать.

Радиодетали выбирайте с длинными кабелями, они пригодятся при установке схемы. Если вы собираетесь использовать бывшие в употреблении детали, обязательно проверьте их работоспособность и отсутствие внешних повреждений.

Единственная деталь, которую нужно сделать самому, — это трансформатор.

Соответствующую нить необходимо обмотать тонкой нитью. Количество витков в каждой обмотке:

  • Я — 7 кругов.
  • II — 7.
  • III — 3.

Не забудьте закрепить обмотки скотчем, иначе они заползут.

Силовой трансформатор состоит всего из двух обмоток. Оберните первичную обмотку проводом 0,5 мм², а вторичную — 2,5 мм². Первичный и вторичный корпус состоят из 90 и 12 витков соответственно.

Для пайки лучше не использовать «старомодные» паяльники: они легко могут обжечь термочувствительные радиоэлементы. Получите паяльник лучше с регулировкой мощности, они не перегреваются, в отличие от первых.

предварительно установить транзисторы на радиаторы. Делать это на уже собранной плате крайне неудобно. Необходимо собрать схему от мелких деталей до крупных. Если вы сначала установите большие, они будут мешать пайке маленьких. Учти это.

При сборке смотрите принципиальную схему, все соединения радиоэлементов должны ей соответствовать. Вставьте кабели детали в отверстия на плате и согните их в желаемом направлении. Если длины недостаточно, протяните их ниткой. После пайки приклейте трансформаторы к плате эпоксидной смолой.

После монтажа подключите нагрузку к клеммам устройства и убедитесь, что она работает.

Простой ИБП на основе электронного трансформатора

Недавно в магазине наткнулся на электронный трансформатор для галогенных ламп. Стоит такой трансформатор копейки — всего 2,5 доллара, что в несколько раз дешевле стоимости используемых компонентов. Блок покупался для экспериментов. Как позже выяснилось, у него не было защиты и при коротком замыкании произошел настоящий взрыв… Трансформатор был достаточно мощным (150 ватт), поэтому на вводе был установлен предохранитель, который буквально перегорел. После проверки выяснилось, что сгорела половина комплектующих. Ремонт будет дорогим и не нужно тратить время и нервы, лучше купить новый. На следующий день одновременно были закуплены три трансформатора мощностью 50, 105 и 150 Вт.

Электронный трансформатор для галогенных ламп

Планировалось доработать блок, так как это был ИБП, без фильтров и защит.

Электронная плата трансформатора для галогенных ламп

После капремонта должен был получиться мощный ИБП, главная особенность которого — компактность. Для начала агрегат оснастили сетевым фильтром.

Электронная плата трансформатора для галогенных ламп

Стартер снят с блока питания DVD-плеера, он состоит из двух одинаковых обмоток, каждая из которых содержит 35 витков провода 0,3 мм. Только после прохождения через фильтр на главную цепь подается напряжение. Для сглаживания низкочастотных помех использовались конденсаторы 0,1 мкФ (выбираем с напряжением 250-400 вольт). Светодиод указывает на наличие сетевого напряжения.

Схема модификации ИБП

На плате ничего не заменял, только на выходе установлен диодный выпрямитель с фильтрами. Диоды использовались Шоттки (от компьютерного блока питания). Для построения моста нужно 4 диодные группы, в схеме подключения ничего нового нет, об этом сообщалось в моей статье (ссылка на статью)

Регулятор напряжения

Использовалась схема, в которой используется только один транзистор. Это самая простая из существующих схем, она содержит пару компонентов и работает очень хорошо. Недостатком схемы является перегрев транзистора при больших нагрузках, но это не так уж и плохо. В схеме можно использовать любой мощный НЧ биполярный транзистор с обратной проводимостью — КТ803,805,819,825,827 — рекомендую использовать последние три. Подстроечный резистор можно взять сопротивлением 1… 6,8 кОм, берем дополнительный резистор защиты мощностью 0,5-1 Вт. Регулятор готов, идем дальше.

Плата регулятора напряжения

Защита

Еще одна простая схема, собственно, защита от чрезмерного использования. Реле буквально любое 10-15 Ампер. Также можно использовать любой выпрямительный диод с током 1 ампер и более (популярный 1N4007 отлично справляется с этой задачей). Светодиод сигнализирует неправильную полярность. Эта система отключает напряжение, если тестируемое устройство подключено к выходу короткого замыкания или подключено неправильно. Блок питания можно использовать для проверки работоспособности самодельных УНЧ, преобразователей, автомобильных радиоприемников и т.д., не опасаясь внезапно перепутать полярность блока питания.

Карта блока защиты

В будущем мы рассмотрим несколько более простых модификаций электронного трансформатора, а пока у нас есть простой, компактный и мощный ИБП, который можно использовать в качестве лабораторного блока для новичка.

Список радиоэлементов

Обозначение Вид Имя Количество Примечание Магазин Мой блокнот
Т1 Биполярный транзистор КТ827А 1 Искать в магазине Otron В блокноте
VD1 Выпрямительный диод 1N4007 1 Искать в магазине Otron В блокноте
Диодный мост 1 Искать в магазине Otron В блокноте
DO1, DO2 Конденсатор 0,1 мкФ 2 Искать в магазине Otron В блокноте
C3 Конденсатор 0,22 мкФ 1 Искать в магазине Otron В блокноте
C4-C5 Электролитический конденсатор 3300 мкФ 2 Искать в магазине Otron В блокноте
R2 Резистор 480 Ом 1 Искать в магазине Otron В блокноте
R3 Переменное сопротивление 1 кОм 1 Искать в магазине Otron В блокноте
R4 Резистор 2.2 кОм 1 Искать в магазине Otron В блокноте
R5 Резистор 1 МОм 1 Искать в магазине Otron В блокноте
UPS 1 Искать в магазине Otron В блокноте
L1-L4 Индуктор 4 Искать в магазине Otron В блокноте
Rel1 Реле 10 А 1 Искать в магазине Otron В блокноте
Добавить все

В чем разница между традиционными и планарными трансформаторами

Планарный трансформатор: технология, расчеты, стоимость

Необходимость повышения эффективности и уменьшения габаритов становится движущей силой развития импульсных преобразователей. Это применимо практически ко всем существующим топологиям преобразователей, включая понижающий, повышающий, обратный, прямой и т.д. Уменьшить размер и увеличить удельную мощность можно за счет использования инновационных компонентов и решений.

В традиционных топологиях импульсных преобразователей на МОП-транзисторах перечисленные задачи решаются за счет использования силовых переключателей, имеющих меньший уровень потерь и способных работать на более высоких частотах.

В последнее время начинают появляться силовые транзисторы из широкозонных полупроводниковых материалов, рабочая частота которых оказывается еще выше, что позволяет еще больше повысить КПД преобразователей и использовать более компактные магнитные компоненты.

В результате традиционные трансформаторы и катушки индуктивности заменяются планарными магнитными компонентами в высокочастотных импульсных преобразователях.

Эта статья отвечает на два вопроса: в чем разница между традиционными и планарными магнитными компонентами. Как выбрать подходящий магнитный компонент для конкретного приложения?

Трансформаторы: традиционный против планарного

Традиционный импульсный трансформатор (рис. 1) состоит из первичной и вторичной обмоток, намотанных на катушку, и ферритового сердечника. Разделение обмоток осуществляется с помощью изоляции жил и специальной ленты. Конструкция катушки и сердечника определяется топологией схемы.

Рис. 1. Пример традиционного трансформатора для импульсного блока питания, работающего с частотой коммутации 100 кГц

В планарных трансформаторах (рис. 2) вместо проводников и катушек проволоки используются печатные проводники, «намотанные» на печатную схему. Печатная плата зажимается между ферритовым сердечником и приклепывается.

Рис. 2. Планарный магнитный трансформатор, специально разработанный для импульсных источников питания, работающих на частотах до 700 кГц.

Чем выше частота – тем меньше магнитный компонент?

Увеличение рабочей частоты в первую очередь влияет на размер магнитной составляющей. Однако по мере перехода к более высоким частотным диапазонам (порядка нескольких сотен килогерц или мегагерц) начинают влиять другие факторы, которые могут повлиять на характер взаимосвязи между размером и рабочей частотой.

По мере увеличения частоты скин-эффект становится все более важным. Скин-эффект проявляется в виде смещения токов высокой частоты на внешней поверхности проводника.

В результате ток распределяется по поперечному сечению проводника неравномерно: наибольшая плотность тока наблюдается на поверхности проводника, а наименьшая — в центре проводника.

Поскольку удельное сопротивление является функцией площади поперечного сечения проводника, скин-эффект увеличивает сопротивление с увеличением частоты.

В случае традиционного трансформатора эту проблему можно решить, увеличив диаметр обмоточного провода или используя множество проводников меньшего размера.

К сожалению, оба варианта приводят к увеличению объема обмоток, что, в свою очередь, приводит к увеличению размеров сердечника. Увеличение сердечника отрицательно сказывается на уровне потерь в трансформаторе, а также на его размерах.

Обмотки из медной фольги планарного трансформатора менее подвержены неблагоприятному воздействию кожи.

Преимущества планарных трансформаторов

Витки в планарном трансформаторе выполнены в виде медной фольги на печатной плате. Поэтому количество витков в планарном трансформаторе ограничено. В то же время большая площадь магнитного поперечного сечения позволяет обойтись без меньшего количества витков. Кроме того, большая площадь поверхности позволяет более эффективно отводить тепло в трансформаторе.

Использование печатных проводников в качестве витков трансформатора обеспечивает высокую степень согласованности расстояний между витками и слоями. Следовательно, емкость обмотки постоянна, и чередование обмоток снижает потери проводимости.

Как и в случае с любой другой печатной платой, степень изоляции и длина пути утечки будут зависеть от расстояний, используемых в трансформаторе.

Принимая во внимание все вышесказанное, можно сделать вывод, что планарные трансформаторы обеспечивают превосходный КПД и высокую воспроизводимость.

Преимущества традиционных трансформаторов

За исключением перехода на более высокие рабочие частоты, плоские элементы вряд ли можно рассматривать как альтернативу традиционным проволочным магнитным компонентам.

Несмотря на все очевидные преимущества планарных трансформаторов, даже в высокочастотных приложениях традиционные трансформаторы с проволочной обмоткой все же имеют ряд важных преимуществ. Планарные трансформаторы занимают гораздо больше места на печатной плате, чем традиционные трансформаторы.

Поэтому, если рассеиваемая мощность и / или запас мощности не являются ключевыми параметрами, разработчики обычно выбирают стандартный трансформатор.

Наконец, производство традиционных трансформаторов теперь занимает меньше времени. Образцы можно упаковать через несколько дней. Кроме того, их можно быстро модифицировать для достижения оптимальной эффективности.

Планарные магнитные компоненты требуют дизайна печатной платы и инструментов для создания специального магнитного сердечника.

В крупномасштабных приложениях с большой мощностью планарные устройства становятся более дешевым выбором и обеспечивают высокую производительность, но почти во всех других случаях традиционные трансформаторы с проволочной обмоткой по-прежнему являются лучшим выбором.

Работа с надежным производителем

В конечном итоге вы должны иметь дело с продуктом от производителя, который понимает преимущества и недостатки обоих типов трансформаторов. В этом случае разработчики могут быть уверены в действительно оптимальном решении.

Как рассчитать силовой трансформатор по формулам за 5 этапов

Вот упрощенная методика, которую я использую в течение нескольких десятилетий для создания и тестирования самодельных трансформаторных устройств в железе неизвестной марки с точки зрения мощности нагрузки.

На нем мне почти всегда удавалось обернуть схему с первого раза. Очень редко приходилось прибавлять или убавлять определенное количество витков.

Этап №1. Как мощность сухого трансформатора влияет на форму и поперечное сечение магнитопровода

Расчет основан на среднем коэффициенте эффективности ŋ как соотношении между электрической мощностью S2, преобразованной во вторичной обмотке, и общей мощностью S1, применяемой в первичной обмотке.

ŋ = S1 / S2

Потери мощности во вторичной обмотке оцениваются по статистической таблице.

Мощность трансформатора, Вт Эффективность ŋ
15 ÷ 50 0,50 ÷ 0,80
50 ÷ 150 0,80 ÷ 0,90
150 ÷ ​​300 0,90 ÷ 0,93
300 ÷ 1000 0,93 ÷ 0,95
> 1000 0,95 ÷ 0,98

Электрическая мощность устройства определяется произведением номинального тока, протекающего через первичную обмотку в амперах, на напряжение бытовой электропроводки в вольтах.

Он преобразуется в магнитную энергию, протекающую через сердечник, полностью распределяясь в нем, в зависимости от формы распределения потока:

  1. для кольцевой фигуры, состоящей из U-образных пластин, площадь поперечного сечения под катушкой магнитопровода рассчитывается как Qc = √S1;
  2. для сердечника из W-образных пластин Qc = 0,7√S1.

Таким образом, первый этап расчета позволяет: зная необходимое значение первичной или вторичной мощности, выбрать магнитную цепь исходя из формы и сечения сердечника; или, исходя из размера существующей магнитной цепи, оценить электрическую мощность, которую может передать разработанный трансформатор.

Этап №2. Особенности вычисления коэффициента трансформации и токов внутри обмоток

Силовой трансформатор создан для преобразования электрической энергии из одного значения напряжения в другое, например U1 = 220 вольт на входе и U2 = 24V на выходе.

Коэффициент трансформации в данном примере записывается в виде выражения 220/24 или дроби со значением первичного напряжения в числителе и значением вторичного напряжения в знаменателе. Также он позволяет определить соотношение количества витков между обмотками.

п = W1 / W2

На первом этапе мы уже определили электрические мощности каждой обмотки. По ним и величине напряжения необходимо рассчитать силу электрического тока I = S / U внутри любой катушки.

Этап №3. Как вычислить диаметры медного провода для каждой обмотки

При определении сечения жилы катушки используется эмпирическое выражение с учетом того, что плотность тока находится в пределах 1,8 ÷ 3 ампера на квадратный миллиметр.

Мы определили текущее значение в амперах для каждой обмотки на предыдущем шаге.

Теперь давайте просто извлечем из него квадратный корень и умножим его на коэффициент 0,8. Полученное число записывается в миллиметрах. Это расчетный диаметр проволоки для катушки.

Подбирается с учетом допустимого тепловыделения за счет протекающего по нему тока. Если позволяет пространство в центральном окне, диаметр можно немного увеличить. Таким образом, эти обмотки будут лучше адаптированы к тепловым нагрузкам.

Когда даже при плотной намотке все витки провода не входят в окно магнитопровода, его сечение может немного уменьшиться. Однако такой трансформатор следует использовать для кратковременной работы и последующего охлаждения.

При выборе диаметра провода получают оптимальное соотношение его нагрева при работе и размера свободного пространства внутри сердечника, позволяющего разместить все обмотки.

Этап №4. Определение числа витков обмоток по характеристикам электротехнической стали: важные моменты

Расчет основан на использовании магнитных свойств железного сердечника. Промышленные трансформаторы собирают из различных марок электротехнической стали, подобранных для конкретных условий работы. Они рассчитываются с использованием сложных и индивидуальных алгоритмов.

Домашнему мастеру достаются магнитопроводы неизвестной марки, определить их электрические характеристики у него практически невозможно. Поэтому в формулах учтены средние параметры, исправить которые при вводе в эксплуатацию несложно.

Для расчета вводится эмпирический коэффициент ω ‘. Он учитывает величину напряжения в вольтах, которое индуцируется за один оборот катушки и связано с поперечным сечением магнитной цепи Qc (cmq).

ω ‘= 45 / Qc (оборот / вольт)

В первичной обмотке количество витков рассчитываем как W1 = ω ‘∙ U1, а во вторичной — W2 = ω’ ∙ U2.

Этап №5. Учет свободного места внутри окна магнитопровода

На этом этапе необходимо прикинуть: все обмотки войдут в свободное пространство окна сердечника с учетом размеров катушки.

Для этого предположим, что провод имеет поперечное сечение не круглого, а квадратного сечения с одной стороной того же диаметра. Так, при идеально идеальной плотной упаковке она будет занимать площадь, равную продукту одной секции по количеству витков.

Давайте увеличим эту область на 30 процентов, потому что это не так идеально подходит для обтекания кривых. Это будет место внутри полостей катушки и все же займет некоторое место.

Далее сравниваем полученные площади для катушек каждой обмотки с окном магнитопровода и делаем выводы.

Второй способ оценки — повернуть ветер «на удачу». Его можно использовать, если новая конструкция перемотана проводом от старых катушек, работающих на том же сердечнике.

Метод расчета планарного трансформатора

Существует множество методов, позволяющих рассчитать этот тип трансформатора. Правда, основная литература, в том числе научная, в основном на английском, немецком и китайском языках. Я попробовал несколько на практике, все они были взяты из англоязычных источников и все показали приемлемый результат. В процессе работы в течение нескольких лет я внес небольшие изменения, которые позволили несколько повысить точность расчетов, и покажу вам этот метод.
У меня нет амбиций в отношении его уникальности и, кроме того, я не гарантирую, что его результаты будут достаточно точными во всех диапазонах частот и мощностей. Поэтому, если вы планируете использовать в работе, будьте внимательны и всегда следите за адекватностью результатов.
Небольшое моделирование… Это можно сделать, а иногда и нужно, но даже работая с таким монстром, как Comsol, я не мог добиться большей точности, чем обычные методы, описанные повсюду. Я попытался учесть большее количество паразитных параметров и точнее описать скин-эффект, учесть магнитные изменения материала сердечника и многое другое — не смог получить точность лучше + -3-5%. Поэтому при мощностях до 150-200Вт я не вижу смысла в моделировании (конечно, можете не согласиться), но после 200Вт без него не обойтись, особенно если у вас есть резонансный преобразователь.

Оцените статью
Блог о трансформаторах
Adblock
detector