Методика и формулы для расчета трансформаторного блока питания

Содержание
  1. Методика расчета импульсного трансформатора
  2. Вручную
  3. При помощи специального ПО
  4. Как пользоваться онлайн калькулятором для расчета трансформатора пошагово
  5. Подготовка исходных данных за 6 простых шагов
  6. Выполнение онлайн расчета трансформатора
  7. Как определить необходимую мощность силового трансформатора для питания УНЧ?
  8. Приблизительно оценить КПД трансформатора можно по таблице.
  9. Ремонт сварочных трансформаторов
  10. Примеры расчета
  11. Мощность вторичного пользователя
  12. Габаритная мощность
  13. Количество витков
  14. Остальные витки
  15. Диаметр провода обмотки
  16. Какую схему питания УНЧ выбрать?
  17. Как рассчитать силовой трансформатор по формулам за 5 этапов
  18. Этап №1. Как мощность сухого трансформатора влияет на форму и поперечное сечение магнитопровода
  19. Этап №2. Особенности вычисления коэффициента трансформации и токов внутри обмоток
  20. Этап №3. Как вычислить диаметры медного провода для каждой обмотки
  21. Этап №4. Определение числа витков обмоток по характеристикам электротехнической стали: важные моменты
  22. Этап №5. Учет свободного места внутри окна магнитопровода
  23. Подбор напряжений для вторичных обмоток
  24. Возможные схематические решения
  25. 4 практических совета по наладке и сборке трансформатора: личный опыт
  26. Изготовление тороидального трансформатора своими руками
  27. Выбор материала сердечника
  28. Как рассчитать
  29. Как изготовить: пошаговая инструкция
  30. Расчёт выходного напряжения (переменного тока) трансформатора работающего на холостом ходу или без существенной нагрузки.
  31. Те же значения для этой линейки микросхем.
  32. Как подобрать подходящий трансформатор
  33. Расчет количества витков и намотка
  34. Можно ли использовать планарный трансформатор
  35. Купить вездеход ГТТ – продажа по цене от 2486000 ₽. Фото, технические характеристики, описание
  36. Схема выпрямителей и стабилизаторов напряжения
  37. Вездеход из мотоблока: самодельный болотоход, вездеходная приставка своими руками, как сделать, инструкция, видео, обзор
  38. Эволюционные стеклопакеты SmartGlass 2.0
  39. Некоторые приемы намотки трансформаторов для аудио
  40. Настоящее немецкое качество VEKA

Методика расчета импульсного трансформатора

Еще со школы кто-нибудь помнит, что эффективность преобразования зависит от количества витков на первичной и вторичной обмотках трансформатора, а работа самого устройства основана на явлении индуктивности. Но не совсем понятно, как учесть количество витков, соотнести первичную и вторичную обмотки с выбранным типом трансформатора, а также учесть неизбежные потери напряжения.

Отмечу, что наиболее простым представителем устройств можно считать импульсный трансформатор. При этом в заводском исполнении выпускаются следующие виды таких устройств:

  1. Аукцион.
  2. Бронированный.
  3. Тороидальный.
  4. Бронированный ствол.

Тороидальный трансформатор

Сразу скажу, что в статье речь пойдет именно о расчете тороидального трансформатора, так как именно этот тип устройства прост в изготовлении и расчете. Теоретически стержневое устройство можно изготовить и в домашних условиях, но для этого требуется расположение катушек. К этому процессу предъявляются повышенные требования с точки зрения точности работы. Поэтому проще не стремиться к изготовлению заводских изделий в кустарных условиях, тем более что тороидальные модели отлично работают.

Остальные варианты трансформера вообще невозможно изготовить в домашней мастерской. Если говорить о расчете, то в качестве исходных данных вам потребуются:

  • Входное напряжение. Его можно просто измерить в сети, хотя чаще всего этот параметр составляет 220В.
  • Параметры выходного тока. Сюда обязательно входят напряжение и ток в сети после преобразователя.

Все остальное просчитано.

Бронированный трансформатор

Вручную

Конечной целью расчета является определение параметров первичной и вторичной обмоток. Проблема в том, что необходимо определить три параметра, которые обычному человеку найти довольно сложно. По этой причине в СССР был разработан табличный метод расчета.

П W1 W2 С
Менее 10 Вт 41 / С 38 / С 0,8
Менее 30 Вт 36 / С 32 / С 0,9
Менее 50 Вт 33 / С 29 / С 0,92
Менее 120 Вт 32 / С 28 / С 0,95

Вам просто нужно следовать линии, расчет основан на результатах экспериментов, проведенных в лабораториях. То есть все формулы — чистая практика.

При помощи специального ПО

Существуют различные программы для обработки данных и расчета трансформатора. Это включает в себя множество онлайн- и офлайн-приложений. Отдельного упоминания заслуживает программа ExcellentIT 8.1. Это бесплатная программа от одного из постоянных обитателей форумов по установке электричества.

После запуска программы вы увидите несколько окон с пустыми полями ввода. После их заполнения нажимается кнопка «ОК» и компьютер все делает за вас. Результаты программных расчетов и ручных расчетов примерно одинаковы, поскольку именно на основе табличной методологии практически разработаны компьютерные коды для расчета трансформаторов.

Трансформеры

Как пользоваться онлайн калькулятором для расчета трансформатора пошагово

Подготовка исходных данных за 6 простых шагов

Шаг 1. Задайте форму сердечника и его поперечное сечение

Наилучшим распределением магнитного потока обладают сердечники, собранные из пластин W. Кольцевая форма U-образных элементов имеет большое сопротивление.

Для проведения расчета необходимо указать форму сердечника исходя из типа пластины (щелкнув точку) и ее измеренных линейных размеров:

  1. Ширина пластины под катушку с намоткой.
  2. Толщина составного мешка.

Вставьте эти данные в соответствующие ячейки таблицы.

Шаг 2. Выбор напряжений

Трансформатор выполнен в виде повышающей, понижающей (в принципе обратимой) или разделительной конструкции. В любом случае необходимо указать, какие напряжения необходимы на его первичной и вторичной обмотках в вольтах.

Заполните указанные ячейки.

Шаг n. 3. Частота сигнала переменного тока

По умолчанию стандартное значение домашней сети установлено на 50 герц. При необходимости его необходимо изменить на требуемый для другого расчета. Но для высокочастотных трансформаторов, используемых в импульсных источниках питания, этот метод не предназначен.

Они создаются из других основных материалов и рассчитываются другими способами.

Шаг n. 4. Эффективность

Для обычных моделей трансформаторов сухого типа КПД зависит от подаваемой электроэнергии и рассчитывается как среднее значение.

Но вы можете скорректировать его значение вручную.

Шаг n. 5. Магнитная индуктивность

Параметр определяет зависимость магнитного потока от геометрических размеров и формы проводника, по которому течет ток.

Настройка по умолчанию для расчета трансформаторов — средний параметр 1,3 Тесла. Его можно отрегулировать.

Шаг 6. Плотность тока

Термин используется для выбора обмоточного провода для условий эксплуатации. Предполагается, что среднее значение для меди составляет 3,5 А на квадратный миллиметр поперечного сечения.

Чтобы трансформатор работал в условиях повышенного нагрева, его необходимо уменьшить. При принудительном охлаждении или небольших нагрузках допускается увеличение. Однако для домашних устройств 3,5 А / мм² вполне подходит.

Выполнение онлайн расчета трансформатора

После заполнения ячеек исходными данными нажмите кнопку «Рассчитать». Программа автоматически обрабатывает введенные данные и отображает результаты расчетов в таблице.

Как определить необходимую мощность силового трансформатора для питания УНЧ?


Я решил построить простой усилитель с выходной мощностью 8-10 Вт на канал, используя самые дешевые микросхемы, которые я мог найти на местном радиорынке. Оказалось — TDA2030 по цене всего $ 0,38$.

Номинальная мощность в нагрузке должна составлять 8-10 Вт на канал:

10 * 2 = 20 Вт

КПД микросхемы TDA2030 по паспорту 65%.

20 / 0,65 = 31 Вт

Я выбрал трансформатор со скрученным армированным магнитопроводом, так что КПД можно принять равным — 90%. Http://oldoctober.com/

31 / 0,9 = 34 Вт

Приблизительно оценить КПД трансформатора можно по таблице.

Мощность трансформатора (Вт) КПД трансформатора (%)
Печатная броня Витая броня Витой стержень Кольцевой
5-10 60 65 65 70
10-50 80 90 90 90
50–150 85 93 93 95
150–300 90 95 95 96
300–1000 95 96 96 96

Это означает, что вам понадобится сетевой трансформатор мощностью около 30-40 Вт. Такой трансформатор должен весить около килограмма, что, на мой взгляд, добавит стабильности моему мини-усилителю и не будет «бегать» за кабелями.

Если мощность трансформатора выше требуемой, то всегда в порядке. Более мощные трансформаторы имеют более высокий КПД. Например, трансформатор мощностью 3-5 Вт может иметь КПД только 50%, а трансформатор мощностью 50-100 Вт обычно имеет КПД около 90%.

Так что с мощностью трансформатора вроде все более-менее понятно.

Теперь нужно определиться с выходным напряжением трансформатора.

Ремонт сварочных трансформаторов

Прежде чем приступить непосредственно к ремонту сварочного трансформатора, стоит убедиться, что не произошло перегорания клемм для подключения силового кабеля. Клеммная колодка, к которой подключаются концы сварочных проводов, является самым слабым местом этого устройства. Фазовые замыкания обмоток встречаются редко, чаще всего это замыкания на заземленный корпус, и при их возникновении будет наблюдаться сильный нагрев.

То есть при ремонте сварочных трансформаторов особое внимание следует уделять всем болтовым соединениям, так как все-таки процесс сварки связан с постоянной работой трансформатора в режиме короткого замыкания. Кроме того, этот ремонт направлен на доработку механизма соединения сердечника и надежное крепление обмоток к магнитопроводу. Ремонт обмоток — процедура очень редкая, и предполагает нанесение специальной краски на поврежденные участки или полную замену ее на новую.

Качественное обслуживание и капитальный ремонт трансформаторов, проведенные в полном объеме, часто становятся главной составляющей его длительной безаварийной работы.

Примеры расчета

Порядок расчетов по таблице следующий:

Мощность вторичного пользователя

  • Определите мощность вторичного потребителя трансформатора. Формулу изучали в 9 классе на уроках физики:

P = Un * In = 24 * 1,8 = 43,2 Вт — примем условное напряжение вторичного источника 24 Вт и ток 1,8 А. В общем, это обычные значения электроники средней сложности

Но вот проблема, стол использует запас по высоте. Чтобы его найти, вам придется использовать КПД, а согласно таблице КПД определяется исходя из общей потребляемой мощности. Поэтому мы используем предположение, что общая мощность находится в том же числовом диапазоне, что и расчетное значение («Менее 50»).

Габаритная мощность

Итак, мы знаем КПД = 0,92 и можем рассчитать общую мощность трансформатора.

  • Pg = P / η = 43,2 / 0,92 = 48 Вт — но из этого значения уже можно выбрать другое решение, но это всегда та же категория «Менее 50». Если бы общая мощность не попадала в расчетный диапазон, необходимо было бы произвести перерасчет для большего диапазона. Если больший диапазон не работает, вы можете смело использовать меньший. Расчеты просты, поэтому любое их количество сэкономит вам время на поиск сложных параметров расчета.
  • Определите площадь поперечного сечения. Согласно таблице формула выглядит так:площадь поперечного сечения

Получаем результат в см2. Следующий шаг — взять любой каталог с душами, сделанными в России. Нас в основном интересуют сердечники из ферримагнитного железа. Проверяем подборку исходя из соответствия рассчитанной площади.

Например, нам может подойти основная модель — OL50 / 80-40; его площадь поперечного сечения равна 6, что можно считать практически равным расчетному.

Количество витков

  • Считаем количество витков на первой обмотке.

w1 = 33,3 / S = 33,3 / 6 = 5,55 витков на вольт

Здесь следует отметить два момента. Сначала подсчитываются обороты в вольтах, то есть это еще не окончательный результат. Во-вторых, для расчета использовалось значение не теоретического ядра, а реального, выбранного на основе расчетного значения поперечной площади.

сердечник трансформатора w

Остальные витки

  • Теперь по формулам можно найти остальные значения петель:

W1-1 = w1 * Uñ = 5,55 * 220 = 1221 виток; W1-2 = w1 * A = 5,55 * 24 = 133 витка.

Импульсные трансформаторы отличаются тем, что потери в них преодолеваются за счет использования активного сопротивления, а не плотности потока. Чтобы уменьшить потери мощности на этот процесс и приблизить расчеты к реальности, количество оборотов увеличено на 3%. Во всем мире эта величина признана достаточной для снижения потерь.

W1-2 = 133 * 1.03 = 137 витков

Диаметр провода обмотки

  • Окончательный расчет станет после определения необходимого диаметра обмоточного провода:

d = 1,13 (I / j)

Другими словами, сила тока делится на плотность потока, которая указана в таблице ниже.

Конструкция трансформатора Суммарная мощность трансформатора
5-10 10-50 50–150 150–300 300–1000
Кольцевой 4,5-5,0 4,0–4,5 3,5-4,5 3,0–3,5 2,5–3,0

Поскольку мощность приближается к верхнему пределу диапазона 10-50, мы выберем значение 4,5. Таким образом, диаметр можно рассчитать как:

D = 1,13 √ (1,8 / 4,5) = 0,71 мм — выберите подходящий вариант по заводской таблице.

Какую схему питания УНЧ выбрать?

Для питания микросхемы я решил использовать биполярный блок питания.

Благодаря биполярному питанию отпадает необходимость в управлении фоном и щелчками при включении. Кроме того, нет необходимости блокировать конденсаторы на выходе усилителя.

Ну и самое главное микросхемы, рассчитанные на однополюсное питание и с соизмеримым уровнем искажений, во много раз дороже.

Это схема блока питания. В нем используется двухполупериодный биполярный выпрямитель, для которого требуется трансформатор с двумя полностью идентичными обмотками «III» и «IV», соединенными последовательно. Кроме того, все основные расчеты будут выполняться только для одной из этих обмоток.

Обмотка «II» предназначена для питания электронных регуляторов громкости, тембра и стереобазы, установленных на микросхеме TDA1524. Я подумываю описать блок тона в одной из следующих статей.

Ток, протекающий по обмотке «II», будет крайне мал, так как микросхема TDA1524 при напряжении питания 8,5 Вольт потребляет ток всего 35 мА. Так что потребление здесь должно быть меньше одного ватта, и это не сильно повлияет на общую картину.

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.

Сердечники трансформатора

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

Коэффициент трансформации трансформатора

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.

Расчет диаметра проволоки

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)

Расчет количества витков трансформатора

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.

Подбор напряжений для вторичных обмоток

Зная необходимое напряжение на выходе выпрямителя после электролитических конденсаторов, можно примерно рассчитать необходимое напряжение на выходе вторичной обмотки трансформатора.

Числовое значение постоянного напряжения после диодного моста и сглаживающих конденсаторов увеличится примерно в 1,3… 1,4 раза по сравнению с переменным напряжением, подаваемым на вход такого выпрямителя.

В моем случае для питания УМЗЧ необходимо биполярное постоянное напряжение — 35 Вольт на каждое плечо. Следовательно, на каждой вторичной обмотке должно присутствовать переменное напряжение: 35 В / 1,4 = ~ 25 Вольт.

Следуя тому же принципу, я сделал приблизительный расчет значений напряжения для других вторичных обмоток трансформатора.

Возможные схематические решения

Есть две схемы подключения вторичной обмотки трансформаторов и вообще всей электроники:

  • Звезда, служащая для увеличения мощности сети.
  • Треугольник, поддерживающий постоянное напряжение в сети.

Схема подключения вторичной обмотки трансформатора

Независимо от выбранной схемы самым сложным является изготовление и подключение небольших трансформаторов. Сюда входит atx, который так популярен в запросах поисковых систем. Это модель, которая устанавливается в системные блоки компьютеров и изготовить ее самостоятельно крайне сложно.

К сложностям изготовления малогабаритных трансформаторов можно отнести сложность обмотки и изоляции, правильное подключение вторичной обмотки вне зависимости от выбранной схемы, а также сложность поиска сердечника. Одним словом, приобрести такой трансформатор проще и дешевле. А вот как правильно выбрать модель — это совсем другое дело.

небольшой трансформатор

4 практических совета по наладке и сборке трансформатора: личный опыт

Сборка магнитной цепи

Степень сжатия пластин влияет на шум, излучаемый сердечником, когда он вибрирует из-за проходящего через него магнитного потока.

В то же время слабосвязанное железо с воздушными зазорами увеличивает магнитное сопротивление и вызывает дополнительные потери энергии.

Если для затяжки пластин используются металлические штифты, необходимо изолировать их от сердечника с помощью бумажных вставок и картонных шайб.

В противном случае вдоль этой застежки появится искусственно созданная замкнутая петля. В нем будет индуцироваться дополнительное электромагнитное поле, значительно снижающее эффективность.

Состояние изоляции крепежных болтов по отношению к сердечнику проверяют мегомметром с напряжением 1000 вольт. Показание должно быть не менее 0,5 МОм.

Расчет провода по плотности тока

Оптимальный размер трансформатора играет важную роль в приложениях, работающих при экстремальных нагрузках.

Для силовой обмотки, подключенной к бытовой электропроводке, плотность тока лучше выбирать из расчета 2 А / мм кв., А для остальных — 2,5.

Способы упаковки

Быстрая намотка на «объемной» машине занимает больший объем и обычно работает с проволокой относительно небольшого диаметра.

Качественная укладка обеспечивается за счет наматывания в плотные витки рядом друг с другом с расположением их рядами и укладки ровными слоями изоляции из конденсаторной бумаги, крашеной ткани и других материалов.

Целлофановые (неполиэтиленовые) ленты подходят для создания диэлектрического слоя. Вы можете вырезать их из пачки сигарет. Пленка для запекания мясных продуктов и выпечки идеально подходит для задач изоляционного слоя.

Это также придает приятный вид внешнему покрытию катушки, защищая ее от механических повреждений.

Обмотки сварочных и пуско-зарядных устройств, работающих в экстремальных условиях с высокими нагрузками, целесообразно дополнительно пропитать между рядами слоями силикатного клея (жидкого стекла).

Ему нужно время, чтобы высохнуть. После этого оборачивается следующий слой, что значительно увеличивает время сборки. Но трансформатор, созданный по этой технологии, хорошо выдерживает высокие температурные нагрузки, не создавая коротких замыканий между витками.

Как вариант такой защиты работает пропитка рядов ниток нагретым воском, но жидкое стекло имеет лучшую изоляцию.

Когда длины провода не хватает на всю обмотку, его подключают. Подключение должно производиться не внутри катушки, а снаружи. Это позволит вам регулировать выходное напряжение и силу тока.

Измерение холостого тока трансформатора

Мощные сварочные аппараты требуют тщательного подбора объема пластин и количества витков под рабочее напряжение, которое соединяется между собой.

Качественная регулировка позволяет измерять ток холостого хода при оптимальном значении напряжения на входной силовой обмотке.

Его значение должно быть в пределах 100 ÷ 150 мА на каждые 100 Вт мощности, применяемой для продуктов долговременной трансформации. При использовании прерывистого режима с частыми остановками его можно увеличить до 400 ÷ 500 мА.

Когда вы рассчитываете трансформатор с помощью онлайн-калькулятора или проверяете его расчеты по старомодным формулам, вам нужно будет собрать всю железо-проволочную конструкцию. На первых же сборках своими руками можно наделать досадных ошибок очень много.

Чтобы их избежать, рекомендую посмотреть видео владелицы Юность Ру. Подробно и понятно объясняется технология сборки и расчета. Под видео есть много полезных комментариев, которые вам также стоит посмотреть.

Если вы заметили в видео некоторые моменты, которые немного отличаются от моих рекомендаций, вы можете задавать вопросы в комментариях. Обязательно обсудим.

Изготовление тороидального трансформатора своими руками

Тороидальный трансформатор — лучший выбор для усилителя из-за его сильного выходного сигнала, небольших размеров, низкого сопротивления и высокого КПД.

Выбор материала сердечника

Если усилитель подключен к бытовой электросети, бык должен быть изготовлен из специальной стали. При питании от источника постоянного тока 12 В сердечник может быть ферритовым.

Как рассчитать

Для расчета мощности используется формула:

P = U * I * cosf / n, где:

U — напряжение холостого хода

I — ток

cosf = 0,8 (коэффициент мощности)

n = 0,7 (КПД)

Для определения площади поперечного сечения жилы, соответствующей расчетной мощности, используется специальная таблица. Далее нужно найти другую таблицу, в которой определяется количество витков в зависимости от площади поперечного сечения тора.

Трансформатор

Как изготовить: пошаговая инструкция

Каркас должен быть выполнен из прочного диэлектрика. Желательно выбирать медные провода в эмалированной изоляции сечением 1-2 мм (для первичной обмотки) и 5-7 мм (для вторичной) с током 25 А на первичной обмотке и 150-200 А на первичной обмотка вторичная. Обе обмотки распределены по тору.

Особое внимание уделено первичной обмотке. Каждый слой необходимо утеплить строительным скотчем или крашеным полотном, разрезанным на полоски шириной 1,2 см.

Расчёт выходного напряжения (переменного тока) трансформатора работающего на холостом ходу или без существенной нагрузки.

Этот расчет необходимо выполнить для защиты микросхемы от взлома.

Максимально допустимое напряжение питания для TDA2030 составляет ± 18 В постоянного тока.

Для переменного тока это будет:

18 / 1,41 = 12,8 В

Падение напряжения на выпрямительном диоде * при малой нагрузке — 0,6 В.

12,8 + 0,6 = 13,4 В

* Используемая схема выпрямителя сконструирована таким образом, что ток, протекающий в любом направлении, вызывает падение напряжения только на одном из диодов. При использовании вторичной обмотки и мостового выпрямителя таких диодов будет два.

При увеличении сетевого напряжения напряжение на выходе выпрямителя увеличивается. По нормам сетевое напряжение должно быть в диапазоне — -10… + 5% от 220 Вольт.

Снижаем напряжение на вторичной обмотке трансформатора, чтобы компенсировать увеличение сетевого напряжения на 5%.

13,4 / 1,05 = 12,8 В

Получено значение максимально допустимого переменного напряжения на вторичной обмотке трансформатора при питании микросхемы TDA2030 от биполярного источника без стабилизации напряжения.

Проще говоря, это для того, чтобы напряжение не проползло мимо ± 18В и не спалило микруху.

Те же значения для этой линейки микросхем.

Экономический тип На выходе трансформатора (~ В) Максимальное напряжение источника питания (± В)
TDA2030 12,8 18
TDA2040 14 ветры
TDA2050 17,5 25

Как подобрать подходящий трансформатор

Подобрать подходящий трансформатор можно множеством способов, но львиная доля — отчаяние или незнание мастера. Мы выделяем три самых простых и практичных метода:

  • Первый. Вывести из строя старый трансформатор. Посмотрите указатели и найдите аналог в Интернете. Если вдруг трансформатор понадобится для других целей, нужно повозиться.
  • Второй способ: практичный. Для этого измерьте напряжение и ток в сети, а затем соблюдайте необходимые параметры устройства, которое вы планируете подключить через трансформатор. Далее необходимо рассчитать коэффициент трансформации и, вооружившись этими знаниями, пойти и выбрать подходящую модель.
  • Третий способ: аналитический. Используйте расчет или программное обеспечение, приведенное в статье, для определения параметров конкретной модели. Если учесть, что в примере используются реальные жилы и диаметры проводов, то реально найти устройство, отвечающее заявленным требованиям.

Расчет количества витков и намотка

Для питания остальных блоков электроники усилителя было решено намотать несколько отдельных вторичных обмоток. Для намотки катушек эмалированной медной проволокой был изготовлен деревянный челнок. Также он может быть выполнен из стеклопластика или пластика.

Челнок для намотки тороидального трансформатора

Рис. 2. Челнок для намотки тороидального трансформатора.

Обмотка проводилась эмалированным медным проводом, в наличии:

  • для 4-х силовых обмоток УМЗЧ — провод диаметром 1,5 мм;
  • для остальных обмоток — 0,6 мм.

Я экспериментально подбирал количество витков вторичной обмотки, так как не знал точное количество витков первичной обмотки.
Суть метода:

  1. Выполняем намотку 20 витков любого провода;
  2. Подключаем первичную обмотку трансформатора к сети ~ 220В и замеряем напряжение на намотке 20 витков;
  3. Разделим необходимое напряжение на полученное на 20 витков: посмотрим, сколько раз по 20 витков нужно на обмотку.

Например: нам нужно 25В и из 20 витков получилось 5В, 25В / 5В = 5 — нам нужно намотать 5 раз по 20 витков, то есть 100 витков.

Расчет необходимой длины нити производился следующим образом: наматывала 20 витков нити, делала на ней отметку маркером, разматывала и измеряла длину. Я разделил необходимое количество витков на 20, полученное значение умножил на длину 20 витков провода — у меня получилась примерно необходимая длина провода для намотки. Добавив к общей длине 1-2 метра запаса, можно намотать нить на волан и безопасно ее обрезать.

Например: вам нужно 100 витков провода, длина 20 витков составляет 1,3 метра, давайте выясним, сколько раз нужно намотать 1,3 метра, чтобы получить 100 витков — 100/20 = 5, давайте выясним общую длину проволока (5 штук по 1,3м) — 1,3 * 5 = 6,5м. Добавьте 1,5 метра для приклада, и вы получите длину — 8 метров.

Для каждой последующей намотки измерение следует повторять, так как с каждой новой намоткой длина нити, необходимая для одного оборота, будет увеличиваться.

Для намотки каждой пары 25-вольтных обмоток на шаттле параллельно были проложены два провода одновременно (на 2 обмотки). После намотки конец первой обмотки соединяется с началом второй — у биполярного выпрямителя получается две вторичные обмотки с подключением посередине.

После наматывания каждой из пар вторичных обмоток для питания цепей УМЗЧ они были изолированы тонкой фторопластовой лентой.

Поэтому было намотано 6 вторичных обмоток: четыре для питания УМЗЧ и еще две для питания остальной электроники.

Можно ли использовать планарный трансформатор

Конечно. Но вопрос в том, нужно ли это. Планарный трансформатор — это устройство на печатной плате. Использование таких моделей незаменимо для компактной техники, например телефонов, компьютеров и прочего.

Однако если речь идет о замене или самостоятельном проектировании устройства, то в такой инновационной технологии нет необходимости из-за дороговизны и сложности установки.

Нет необходимости изобретать велосипед — существует ряд методов расчета, создания и установки традиционных трансформаторов, готовых выполнить практически любую задачу за пользователя. Использование планарного трансформатора оправдано только в том случае, если устройство требует особой компактности и мобильности.

Купить вездеход ГТТ – продажа по цене от 2486000 ₽. Фото, технические характеристики, описание

Схема выпрямителей и стабилизаторов напряжения

Ниже представлена ​​принципиальная схема блока питания моего самодельного усилителя мощности.

схема питания самодельного усилителя мощности НЧ

Рис. 2. Принципиальная схема блока питания самодельного усилителя мощности НЧ.

Для питания цепей усилителя мощности НЧ используются два биполярных выпрямителя: А1.1 и А1.2. Остальные блоки электроники усилителя будут питаться от стабилизаторов напряжения А2.1 и А2.2.

Резисторы R1 и R2 нужны для разряда электролитических конденсаторов, когда линии питания отключены от цепей усилителя мощности.

В моем УМЗЧ есть 4 канала усилителя, их можно включать и выключать попарно с помощью переключателей, переключающих силовые линии платка УМЗЧ с помощью электромагнитных реле.

Резисторы R1 и R2 можно исключить из схемы, если источник питания постоянно подключен к платам УМЗЧ, в этом случае электролитические емкости будут разряжаться по цепи УМЗЧ.

Диоды КД213 рассчитаны на максимальный прямой ток 10А, в моем случае этого достаточно. Диодный мост D5 рассчитан на ток не менее 2-3А, собран из 4-х диодов. C5 и C6 — конденсаторы, каждый из которых состоит из двух конденсаторов емкостью 10 000 мкФ 63 В.

Принципиальные схемы стабилизаторов постоянного напряжения на микросхемах L7805, L78012, LM317

Рис. 3. Принципиальные схемы стабилизаторов постоянного напряжения на микросхемах L7805, L7812, LM317.

Расшифровка названий на схеме:

  • STAB — стабилизатор напряжения без регулирования, ток не более 1А;
  • STAB + REG — регулируемый стабилизатор напряжения, ток не более 1А;
  • STAB + POW — регулируемый стабилизатор напряжения, ток 2-3А ок.

При использовании микросхем LM317, 7805 и 7812 выходное напряжение стабилизатора можно рассчитать по упрощенной формуле:

Uout = Vxx * (1 + R2 / R1)

Vxx для микросхем имеет следующие значения:

  • LM317 1,25;
  • 7805-5;
  • 7812 — 12.

Пример расчета для LM317: R1 = 240R, R2 = 1200R, Uout = 1,25 * (1 + 1200/240) = 7,5 В.

Вездеход из мотоблока: самодельный болотоход, вездеходная приставка своими руками, как сделать, инструкция, видео, обзор

Эволюционные стеклопакеты SmartGlass 2.0

Наши многофункциональные окна с двойным остеклением работают на вас как зимой, так и летом. Зимой осаждение частиц серебра позволяет экономить до 90% тепловой энергии нагревательных приборов, а летом стеклопакет отражает на 25% больше солнечного тепла, чем обычные пластиковые окна.

  • на 42% больше ТЕПЛА зимой (энергосберегающее свойство)
  • на 25% меньше ТЕПЛА летом (защита от солнца)

Все наши стеклопакеты содержат специальное энергоэффективное стекло. Мы НЕ используем обычные очки даже в самой базовой комплектации.

Некоторые приемы намотки трансформаторов для аудио

В предыдущей статье я рассказывал о том, как сделать простой намоточный станок. Пора показать трансформаторы, изготовленные для ламповой техники. Первым был выходной трансформатор для гитарного комбоусилителя JCM800. На развал пришло хорошее железо 0,35 мм. Хороший участок 12,5 кв. Он начал заворачивать свою машину. Никуда не торопился, по 2-3 часа заряда в день. Каждый слой пропитывался воском с помощью строительного фена и свечи, чтобы потом не кипятить весь трансформатор в парафине.

Получилась такая катушка, схема обмотки: 1/4 — I, II — с отводами на 4, 8, 16 Ом, 1/2 — I с выводом из центра обмотки, II — с гнездами на 4 , 8, 16 Ом, 1/4 — I.

Симметрия плеч первичной обмотки по сопротивлению оказалась хорошей.

И вот он первенец установлен на раму. Получился отличный трансформер, дает хороший плотный бас и хорошую резкость на высоких тонах.

Процесс намотки еще двух трансформаторов для крыла 5Е3, к сожалению, не сфотографирован, но на фото уже завернутые полуфабрикаты. Силовой и выходной трансформаторы уже намотаны.

Здесь я решил пойти дальше с точки зрения эстетики. Я видел, что на всех брендовых усилителях обмотки закрыты металлическими крышками. Если ввести в перемотку «наш» транс, то там не только нет крышек, но и железо не всегда без коррозии. Это обстоятельство, конечно, не сильно мешает, но обеспечивает дополнительную изоляцию плит. Так я начал собственноручно делать кровлю из оцинкованного листа с полиэфирным покрытием. От этого пруда отливы наклоняются над окнами. Он белый или коричневый с одной стороны и серый с другой. Рисуем узор на куске жести.

Процесс изготовления и последовательность резки описаны на изображении. Заштрихованные детали, обозначенные цифрой 3 в сложенном виде, скрыты под частью 4. После того, как крышка сложена по всем линиям, надеваем ее на трансформер, размечаем, что нужно вырезать и вырезать. С помощью струбцин придаем нужную форму и просверливаем отверстия под стяжные болты. Если есть длинное сверло, просверлите его прямо на место через отверстия в собранном приспособлении для снятия натяжения трансформатора. Края крышки, на которые нанесены разметки по ширине утюга, можно измерить еще на 2-3 мм, чтобы после затяжки трансформатора эти края можно было загнуть по периметру молотком. Так будет эстетичнее. Следующим шагом будет покраска крышки и утюг с торцов. Получаем примерно так.

Следующие два трансформатора, выходной и силовой, опять же для другого JMC800, я уже намотал на свой трансформатор.

Выпускное отверстие пропитывали парафином, как описано выше. Необязательно применять эту процедуру к принудительному применению. Результат — эти братья.


Средний дроссель не в счет. Отличный стартер дневного света, не нуждающийся в доработке.

С новым транскойлером процесс упаковки стал намного веселее. В общем, для меня миф об ужасах заводных трансформаторов развеян.

В школе активно паял, делал лампы для ламп, но на самостоятельную жизнь не хватало времени. На данный момент результатов нет. Я искал схемы усиления и пришел к вам на сайт, очень взволнованный и решил возобновить свою давнюю страсть к дизайну.





Настоящее немецкое качество VEKA

Немецкий бренд премиум-класса на российском рынке с 1995 года. С VEKA вы получаете настоящее немецкое качество от 48-летней компании по всему миру.

  • ВСЕ профильные системы высшего класса «А»
  • ВСЕ морозостойкие и обозначены буквой «М»
  • ВСЕ имеют максимальное стальное усиление с 4-х сторон
  • Единый стандарт качества вне зависимости от страны производства

Чем больше количество воздушных камер, тем меньше воздухообмен и, как следствие, выше теплоизоляция.

Чем больше профиль и больше монтажная глубина, тем лучше теплоизоляция.

Источники

  • https://traktor-dojc-far.ru/kak-rasschitat-i-namotat-silovoj-nizkochastotnyj-transformator-dlya-bloka-pitaniya-unch-meandr-zanimatelnaya-elektronika
  • https://ec70.ru/osveshchenie/shema-namotki.html
  • https://ph0en1x.net/19-izgotovlenie-i-sxema-bloka-pitaniya-dlya-usilitelya-phoenix-p-400.html
  • https://OTransformatore.ru/svoimi-rukami/transformator-dlya-usilitelya-moshhnosti/
  • https://skolkogramm.ru/info/kak-rasschitat-i-namotat-silovoj-nizkochastotnyj-transformator-dlya-bloka-pitaniya-unch-meandr-zanimatelnaya-elektronika

Оцените статью
Блог о трансформаторах
Adblock
detector