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.

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.

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.

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;

l_1, 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;

k_a – 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Расчет трансформатора

Трансформаторы используются в блоках питания различной аппаратуры для преобразования переменного напряжения. Блоки питания, собранные по трансформаторной схеме, постепенно снижают распространенность благодаря тому, что современная схемотехника позволяет понизить напряжение без самого громоздкого и тяжелого элемента системы питания. Трансформаторы для блока питания актуальны в тех случаях, когда габариты и масса не критичны, а требования к безопасности велики. Обмотки (кроме автотрансформатора) осуществляют гальваническое разделение и изоляцию цепей первичного (или сетевого) и вторичного (выходного) напряжений.

Трансформатор

Принцип действия и разновидности трансформаторов

Работа устройства основана на всем известном явлении электромагнитной индукции. Переменный ток, проходящий через провод первичной обмотки, наводит переменный магнитный поток в стальном сердечнике, а он, в свою очередь, вызывает появление напряжения индукции в проводе вторичных обмоток.

Совершенствование трансформатора с момента его изобретения сводится к выбору материала и конструкции сердечника (магнитопровода).

Типы сердечников

Металл для магнитопровода должен иметь определенные технические характеристики, поэтому были разработаны специальные сплавы на основе железа и особая технология производства.

Для изготовления трансформаторов наибольшее распространение получили следующие типы магнитопроводов:

• броневые;
• стержневые;
• кольцевые.

Силовой трансформатор низкой частоты, как понижающий, так и повышающий, имеет сердечник из отдельных пластин трансформаторного железа. Такая конструкция выбрана из соображения минимизации потерь из-за образования вихревых токов в сердечнике, которые нагревают его и снижают КПД трансформатора.

Броневые сердечники наиболее часто выполняются из Ш-образных пластин. Стержневые магнитопроводы могут изготавливаться из П-образных, Г-образных или прямых пластин.

Кольцевые магнитопроводы выполняются из тонкой ленты трансформаторной стали,  намотанной на оправку и скрепленной клеящим составом.

Из ленты также могут выполняться броневые и стержневые сердечники, причем такая технология наиболее часто встречается у маломощных устройств.

Виды магнитопроводов

Ниже приведена методика расчета трансформатора, где показано:

• как рассчитать мощность трансформатора;
• как выбрать сердечник;
• как определить количество витков и сечение (диаметр) проводов обмоток;
• как собрать и проверить готовую конструкцию.

Исходные данные, необходимые для расчета

Расчет сетевого трансформатора начинается с определения его полной мощности. Поэтому, перед тем, как рассчитать трансформатор, нужно определиться с мощностью потребления всех, без исключения, вторичных обмоток. Согласно мощности выбирается сечение сердечника. Опять же, от мощности определенным образом зависит и КПД. Чем больше полная мощность, тем выше КПД. Принято в расчетах ориентироваться на такие значения:

• до 50 Вт – КПД 0.6;
• от 50 Вт до 100 Вт – КПД 0.7;
• от 100 Вт до 150 Вт – КПД 0.8;
• выше 150 Вт – КПД 0.85.

Количество витков сетевой и вторичной обмоток рассчитывается уже после выбора магнитопровода. Диаметр или поперечное сечение проводов каждой обмотки определяется на основании протекающих через них токов.

Выбор магнитопровода сердечника

Минимальное сечение сердечника в см2 определяется из габаритной мощности. Габаритная мощность трансформатора – это суммарная полная мощность всех вторичных обмоток с учетом КПД.

Итак, мощность трансформатора можно определить, это полная суммарная мощность всех вторичных обмоток:

Умножая полученное значение на КПД, завершаем расчет габаритной мощности.

Определение площади стержня сердечника производится после того, как произведен расчет габаритной мощности трансформатора из такого выражения:

S=√P.

Зная площадь сечения центрального стержня магнитопровода, можно подбирать нужный из готовых вариантов.

Важно! Сердечник, на котором будут располагаться обмотки, должен иметь, по возможности, сечение, как можно более близкое к квадрату. Площадь сечения должна быть равной или несколько больше расчетного значения.

Качество работы и технологичность сборки также зависит от формы магнитопровода. Наилучшим качеством обладают конструкции, выполненные на кольцевом магнитопроводе (тороидальные). Их отличает максимальный КПД для заданной мощности, наименьший ток холостого хода и минимальный вес. Основная сложность заключается в выполнении обмоток, которые в домашних условиях приходится мотать исключительно вручную при помощи челнока.

Проще всего делать трансформаторы на разрезных ленточных магнитопроводах типа ШЛ (Ш-образный) или ПЛ (П-образный). Как пример, можно привести мощный трансформатор блока питания старого цветного телевизора.

Трансформатор телевизора УЛПЦТИ

Трансформаторы старого времени выпуска или современные дешевые выполнены с использованием отдельных Ш,- или П-образных пластин. Технологичность выполнения обмоток у них такая же, как у ленточных разрезных, но трудность состоит в сборке магнитопровода. Такие устройства практически всегда будут иметь повышенный ток холостого хода, особенно, если используемое железо низкого качества.

Расчет количества витков и диаметра проводов

Расчет трансформатора начинается с определения необходимого количества витков обмоток на 1 В напряжения. Найденное значение будет одинаковым для любых обмоток. Для собственных целей можно применить упрощенный метод расчета. Посчитать, сколько надо витков на 1 В можно, подставив площадь сечения стержня магнитопровода в см2 в формулу:

где k – коэффициент, зависящий от формы магнитопровода и его материала.

На практике с достаточной точностью приняты следующие значения коэффициента:

• 60 – для магнитопровода из Ш,- и П-образных пластин;
• 50 – для ленточных магнитопроводов;
• 40 – для тороидальных трансформаторов.

Большие значения связаны с невозможностью плотного заполнения сердечника отдельными металлическими пластинами. Как видно, наименьшее количество витков будет иметь тороидальный трансформатор, отсюда и выигрыш в массе изделия.

Зная, сколько витков нужно на 1 В, можно легко узнать количество витков каждой из обмоток:

где U – значение напряжения холостого хода на обмотке.

У маломощных трансформаторов (до 50 Вт) нужно получившееся количество витков первичной обмотки увеличить на 5%. Таким образом, компенсируется падение напряжения, которое возникает на обмотке под нагрузкой (в понижающих трансформаторах первичная обмотка всегда имеет большее количество витков, чем вторичные).

Диаметр провода рассчитываем с учетом минимизации нагрева вследствие протекания тока. Ориентировочным значением считается плотность тока в обмотках 3-7 А на каждый мм2 провода. На практике расчет диаметра проводов обмоток можно упростить, используя простые формулы, что дает допустимые значения в большинстве случаев:

Меньшее значение применяется для расчета диаметров проводов вторичных обмоток, поскольку у понижающего трансформатора они располагаются ближе к поверхности и имеют лучшее охлаждение.

Зная расчетное значение диаметра обмоточных проводов, нужно выбрать из имеющихся такие, диаметр которых наиболее близок к расчетному, но не менее.

После определения количества витков во всех обмотках, расчет обмоток трансформатора не лишним будет дополнить проверкой, поместятся ли обмотки в окно магнитопровода. Для этого подсчитайте коэффициент заполнения окна:

Для тороидальных сердечников c внутренним диаметром D формула имеет вид:

Для Ш,- и П-образных магнитопроводов коэффициент не должен превышать 0. 3. Если это значение больше, то разместить обмотку не получится.

Тороидальный трансформатор

Выходом из ситуации будет выбор сердечника с большим сечением, но это если позволяют габариты конструкции. В крайнем случае, можно уменьшить количество витков одновременно во всех обмотках, но не более чем на 5%. Несколько возрастет ток холостого хода, и не избежать повышенного нагрева обмоток, но в большинстве случаев это не критично. Также можно немного уменьшить провода по сечению, увеличив тем самым плотность тока в обмотках.

Важно! Увлекаться увеличением плотности тока нельзя, поскольку это вызовет сильный рост нагрева и, как следствие, нарушение изоляции и перегорание обмоток.

Изготовление обмоток

Намотка провода обмотки трансформатора производится на каркас, изготовленный из плотного картона или текстолита, за исключением тороидальных сердечников, в которых обмотка ведется непосредственно на магнитопровод, который перед намоткой нужно тщательно заизолировать. Можно использовать готовый пластиковый, который продается вместе с магнитопроводом.

Сборный каркас обмотки

Пластиковый каркас

Между отдельными обмотками нужно прокладывать межобмоточную изоляцию. Важнее всего – хорошо заизолировать вторичную обмотку от первичной. В качестве изоляции можно использовать трансформаторную бумагу, лакоткань, фторопластовую ленту. Ленту из фторопласта нужно использовать с осторожностью. Несмотря на высочайшие электроизоляционные качества, тонкая лента фторопласта под действием натяжения или давления (особенно межу первичной и вторичной обмотками) способна «потечь» и обнажить отдельные витки обмотки. Особенно этим страдает лента для уплотнения сантехнических изделий.

Фторопластовая лента

В отдельных, ответственных случаях, в процессе намотки можно пропитать первичную обмотку (если трансформатор понижающий) изоляционным лаком. Пропитка готового устройства в домашних условиях эффекта почти не даст, поскольку лак не попадет в глубину обмотки. Для этих целей на производствах существует аппаратура вакуумной пропитки.

Выводы обмоток делаются отрезками гибкого изолированного провода для проводов, диаметр которых менее 0.5 мм. Более толстый провод можно выводить напрямую. Места пайки гибкого и обмоточного проводов нужно дополнительно проложить несколькими слоями изоляции.

Обратите внимание! При пайке выводов нельзя оставлять на месте спайки острые концы проводов или застывшего припоя. Такие места нужно аккуратно обрезать бокорезами.

Сборка трансформатора

При сборке нужно учитывать следующие нюансы:

1. Пакет сердечника должен собираться плотно, без щелей и зазоров;
2. Отдельные части ленточного магнитопровода подогнаны друг к другу, поэтому менять местами их нельзя. Требуется аккуратность, поскольку при отслоении отдельных лент их невозможно будет установить на место;
3. Деформированные пластины сборного сердечника нельзя выравнивать молотком – трансформаторная сталь теряет свои свойства при механических нагрузках;
4. Пакет пластин сборного сердечника должен быть собран максимально плотно, поскольку при работе рыхлого сердечника будет издаваться сильный гул, увеличивающийся при нагрузке;
5. Весь пакет сердечника любого типа нужно плотно стянуть по той же причине.

Обратите внимание! Качество сборки будет лучше, если торцы ленточного разрезного сердечника перед сборкой покрыть лаком. Также готовый собранный сердечник перед окончательной утяжкой можно покрыть лаком.

При этом можно добиться значительного понижения постороннего звука.

Проверка готового трансформатора заключается в измерении тока холостого хода и напряжения обмоток под номинальной нагрузкой и на нагрев при максимальной нагрузке. Все измерения рассчитанного и собранного трансформатора нужно проводить только после полной сборки, поскольку с незатянутым сердечником ток холостого хода может быть больше обычного в несколько раз.

Ток холостого хода сильно различается в трансформаторах различных типов и составляет от 10 мА для тороидальных трансформаторов, до 200 мА – с Ш-образным сердечником из низкокачественного трансформаторного железа.

Измерение холостого тока

Приведен расчет трансформатора, который при наличии навыков можно произвести за пару десятков минут. Для тех, кто сомневается в своих силах или боится сделать ошибку, расчет силового трансформатора можно выполнить, используя калькулятор для расчета, который может работать как в off-line, так и в on-line режимах. Согласно данной методике возможна перемотка перегоревшего трансформатора. Для неисправного трансформатора расчет также ведется от имеющегося сердечника и значения напряжения вторичных обмоток.

Видео

Программа расчета импульсных трансформаторов телевизоров. Программы для расчёта

Всем привет! Много лазил по сайту, а особенно по своей ветке и нашёл много чего интересного. В общем в этой статье хочу собрать всевозможные радиолюбительские калькуляторы, чтобы народ сильно не искал, когда возникнет необходимость в расчётах и проектировании схем.

1. Калькулятор расчета индуктивности — . За представленную программу говорим спасибо краб

2. Универсальный калькулятор радиолюбителя — . Опять спасибо краб

3. Программа расчёта катушек Тесла — . Снова спасибо краб

4. Калькулятор расчета GDT в SSTC — . Предоставлено [)еНиС

5. Программа для расчета контура лампового УМ — . Благодарности за информацию краб

6. Программа опознавания транзисторов по цвету — . Благодарности краб

7. Калькулятор для расчета источников питания с гасящим конденсатором — . Спасибо посетителям форума

8. Программы расчета импульсного трансформатора — . Спасибо ГУБЕРНАТОР . Примечание — автором ExcellentIT v.3.5.0.0 и Lite-CalcIT v.1.7.0.0 является Владимир Денисенко из г. Пскова, автором Transformer v.3.0.0.3 и Transformer v.4.0.0.0 — Евгений Москатов из г. Таганрога.

9. Программа для расчета однофазных, трехфазных и автотрансформаторов — . Спасибо reanimaster

10. Расчет индуктивности, частоты, сопротивления, силового трансформатора , цветовая маркировка — . Спасибо bars59

11. Программы для разных радиолюбительских расчетов и не только — и . Спасибо reanimaster

12. Помощник Радиолюбителя — радиолюбительский калькулятор — . Тема на . Спасибо Antracen , т.е. мне:)

13. Программа по расчёту DC-DC преобразователя — . Благодарности краб

ExcellentIT – узкоспециализированная программа для расчета импульсного трансформатора двухтактного преобразователя.

Главное окно состоит из трех основных блоков. В первом необходимо ввести начальные данные: амплитуда индукции, частота преобразования, рабочее время, сопротивление канала и др. Здесь же необходимо ввести выходные данные – напряжение, ток, диаметр и стандарт провода и т. д.

Во втором блоке выбирается тип преобразователя – Пуш-пул, полумостовая или мостовая. Здесь же выводятся все результаты расчетов – габаритная мощность трансформатора, число витков, минимальное напряжение и т. д.

В третьем блоке можно выбрать тип сердечника, материал форму и т.д. В базе данных ExcellentIT содержится большое количество готовых сердечников, но при необходимости вы можете вручную ввести данные (размеры, эффективная проницаемость, площадь сечения и др.). Заданные вами параметры сохраняются в программе, и при повторном расчете вам не придется вводить их снова. После указания всех данных кликните на «Рассчитать», и ExcellentIT сразу же выдаст вам результаты.

Особенности программы

Программу ExcellentIT можно скачать совершенно бесплатно.

Трансформаторы постоянно используются в различных схемах, при устройстве освещения, питании цепей управления и прочем электронном оборудовании. Поэтому довольно часто требуется вычислить параметры прибора, в соответствии с конкретными условиями эксплуатации. Для этих целей вы можете воспользоваться специально разработанным онлайн калькулятором расчета трансформатора. Простая таблица требует заполнения исходными данными в виде значения входного напряжения, габаритных размеров, а также выходного напряжения.

Преимущества онлайн калькулятора

В результате расчета трансформатора онлайн, на выходе получаются параметры в виде мощности, силы тока в амперах, количества витков и диаметра провода в первичной и вторичной обмотке.

Существуют , позволяющие быстро выполнить расчеты трансформатора. Однако они не дают полной гарантии от ошибок при проведении вычислений. Чтобы избежать подобных неприятностей, применяется программа онлайн калькулятора. Полученные результаты позволяют выполнять конструирование трансформаторов для различных мощностей и напряжений. С помощью калькулятора осуществляются не только расчеты трансформатора. Появляется возможность для изучения его устройства и основных функций. Запрошенные данные вставляются в таблицу и остается только нажать нужную кнопку.

Благодаря онлайн калькулятору не требуется проводить каких-либо самостоятельных подсчетов. Полученные результаты позволяют выполнять перемотку трансформатора своими руками. Большинство необходимых расчетов осуществляется в соответствии с размерами сердечника. Калькулятор максимально упрощает и ускоряет все вычисления. Необходимые пояснения можно получить из инструкции и в дальнейшем четко следовать их указаниям.

Конструкция трансформаторных магнитопроводов представлена тремя основными вариантами — броневым, стержневым и . Прочие модификации встречаются значительно реже. Для расчета каждого вида требуются исходные данные в виде частоты, входного и выходного напряжения, выходного тока и размеров каждого магнитопровода.

В сети можно найти множество программ для расчета импульсных трансформаторов, и каждая из них имеет свои достоинства и недостатки, но, как говорится, на вкус и цвет. …… Поэтому в этой статье мы остановимся на нескольких бесплатных программах, предназначенных для этих целей, которыми пользуются многие радиолюбители.

«Расчет импульсных трансформаторов. Версия 2.6».

Одной из них является программа Владимира Денисенко «Расчет импульсных трансформаторов. Версия 2.6». Как уже говорилось выше, она бесплатна и имеет статус свободного распространения, не требует установки.
Просто извлеките файл запуска программы из архива (Расчет ИТ(2.6.0).exe) , запустите его, и пользуйтесь на здоровье.

Вот так выглядит интерфейс программы «Расчет импульсных трансформаторов. Версия 2.6»:

Во вкладке «Показать схемы выпрямления» вы можете посмотреть возможные варианты выпрямителей, стоящих на выходе импульсного источника питания. Вкладка выглядит вот так:

Если возникают какие то вопросы, загляните во вкладку «Помощь».

Программа “Transformer”.

Эта программа также позволяет рассчитывать трансформаторы для импульсных источников питания. Как утверждает автор, она не содержит шпионских модулей, отсутствует реклама и всплывающие окна, бесплатна.

При запуске файла «Transformer_1.0.0.1.exe» из архива, запускается мастер установки программы:

Жмем «Next», открывается окно, где можно прописать путь, куда будет установлена программа. По умолчанию она установится в: c:\Program Files (x86)\Transformer\*.*

В этой же папке вы сможете найти документацию на программу (файл в формате *.chm), прочитать раздел «Работа с программой», и архив с исходниками. Окно документации выглядит так:

Интерфейс программы TRANSFORMER выглядит следующим образом:

Программа «Lite — CalcIT v. 1.5».

Следующая программа для расчета импульсных трансформаторов двухтактных преобразователей, на которую мы хотели обратить ваше внимание, называется «Lite — CalcIT». Установки программа не требует, поэтому распакуйте папку «Lite-CalcIT(1500)» куда хотите, запускайте файл «Lite-CalcIT(1500). exe», и пользуйтесь.

Внешний вид окна программы следующий:

Выбирайте тип сердечника, вводите исходные данные, и жмите «Рассчитать!»
К сожалению программа не содержит вкладки «Помощь» или справочной информации. Наверно автор предполагал, что программой будут пользоваться более-менее опытные радиолюбители.

Программа «ExcellentIT v.3.2».

Бесплатная, установки не требует. Интерфейс чем то напоминает Lite-CalcIT, только здесь уже можно сохранить полученный расчет в файл формата *.sav , а в последствии открыть уже ранее сохраненные расчеты. Также полученный расчет можно сохранить в обычный текстовый файл с расширением *.txt

Программа позволяет добавлять в базу и удалять не нужные типоразмеры магнитопроводов.

Приведены образцы схем преобразования и выпрямления. На некоторых полях ввода программы и на некоторых результатах расчета, которые нуждаются в комментариях, размещены всплывающие подсказки.

Подробнее о программе

1. Основная работа в программе происходит в группе «Оптимизация».
Автоматический расчет применяется при выборе другого сердечника или при изменении любых исходных данных (за пределами группы «Оптимизация») для получения отправной точки при оптимизации намоточных данных трансформатора.

2. В группе «Оптимизация» при изменении значений с помощью стрелок старт оптимизации запускается автоматически.
Но если новое значение введено «вручную», то следует запускать оптимизацию этой кнопкой.

3. Для ШИМ-контроллеров задается частота, равная половине частоты задающего генератора микросхемы. Импульсы задающего генератора подаются на выходы по очереди, поэтому частота на каждом выходе (и на трансформаторе) в 2 раза ниже частоты задающего генератора.
Микросхемы IR2153, и подобные ей этого семейства микросхем, не являются ШИМ-контроллерами, и частота на их выходах равна частоте задающего генератора.
Не стоит гнаться за большой частотой. При высокой частоте увеличиваются коммутационные потери в транзисторах и диодах. Также при большой частоте из-за малого числа витков ток намагничивания получается слишком велик, что приводит к большому току холостого хода и, соответственно, низкому КПД.

4. Коэффициент заполнения окна характеризует, какую часть окна сердечника займет медь всех обмоток.

5. Плотность тока зависит от условий охлаждения и от размеров сердечника.
При естественном охлаждении следует выбирать 4 — 6 А/мм2.
При вентиляции плотность тока можно выбрать больше, до 8 — 10 А/мм2.
Большие значения плотности тока соответствуют маленьким сердечникам.
При принудительном охлаждении допустимая плотность тока зависит от интенсивности охлаждения.

6. Если выбрана стабилизация выходных напряжений, то первый выход является ведущим. И на него надо назначать выход с наибольшим потреблением.
Остальные выходы считаются по первому.
Для реальной стабилизации всех выходов следует применять дроссель групповой стабилизации.

7. При однополярном выпрямлении, несмотря на больший расход меди, имеет преимущество схема выпрямления со средней точкой, так как потери на двух диодах будут в 2 раза меньше, чем на четырех диодах в мостовой схеме.

8. Для правильной работы дросселя в выпрямителе после диодов перед дросселем не должно быть никаких конденсаторов! Даже маленького номинала.

Электрическая схема трансформатора

В России эра преобразования напряжения из одной величины в другую берёт начало из работ по изучению ферромагнитных материалов великим российским физиком Александром Григорьевичем Столетовым, который впервые открыл в 1880-х годах гистерезисную петлю, а так же перераспределение доменов в ферромагнитном материале при воздействии на него электромагнитного поля.

Ранее, тогда ещё не изученный этот эффект позволил выявить Майклу Фарадею в 1831 году возможность передачи энергии по всей плоскости ферромагнитного материала – так называемое явление электромагнитной индукции. Через 17 лет Генрих Даниэль Румкорф впервые положил прообраз графического изображения намагниченной катушки.

Первый трансформатор передачи переменного тока представлял собой ферромагнитный стержень с несколькими обмотками. Данное изобретение было зафиксировано выдачей патента Яблочникову Павлу Николаевичу в 1876 году, но трансформатор в его современном представлении был представлен уже через год в 1877 году Мотовиловым Дмитрием Николаевичем. Тогда же появилось первая электрическая схема трансформатора, отображающая две обмотки на ферромагнитном материале.

В скором времени в Лондоне в 1884 году на станции Гровнерской галереи (считается, что здесь появилась первая электростанция) были применены последовательно соединённые трансформаторы Голяра и Гиббса на основе замкнутого сердечника. За два года до этого в галерее были установлены первые паровые генераторы Томаса Эдисона. В том же году братья Эдуард и Джон Гобкинсоны произвели в свет первые трансформаторы с замкнутыми сердечниками. Промышленное производство трансформаторов с замкнутым сердечником началось в 1885 году в Венгрии электромашиностроительным заводом «Ганц и Ко». Это были конструкции на кольцевом, броневом и стрежневом сердечниках. Венгерский конструктор Макс Дери в этом же году получает патент на конструкцию трансформаторов с параллельным соединением.  Первые модели тут же выявили один существенный недостаток – быстрый перегрев магнитопровода из-за большой величины нагрузки потребителей, что приводило в негодность обмотки трансформатора. В 1889 году шведский изобретатель Д. Свинберн для уменьшения перегрева обмоток погрузил рабочий трансформатор в керамический сосуд, наполненный маслом, назвав его при этом «масляным трансформатором». В этом же году шведский инженер Джонс Венстрем изобретает трёхфазную систему для генераторов, трансформаторов и электродвигателей. В это время появляется трёхфазная электрическая схема трансформатора, которую изобретает русский ученый М. О. Доливо-Добровольский, а уже в 1891 году Чарльз Браун и Волтер Бовери в швейцарском городе Баден организовали компанию по передаче высоковольтной энергии. Спрос на электричество рос экспоненциальной прогрессией и в 1893 году компания Брауна – Бовери предоставила Европе первую промышленную электростанцию на основе применения трёхфазных трансформаторов. Электричество вырабатывалось паровыми генераторами Эдисона. В Российской империи уже упомянутая фирма «Ганц и Ко» в оперном театре Одессы для его освещения запустила одну из первых установок переменного тока. Это произошло в 1887 году.

С тех пор развитие в этой области шагнуло далеко вперёд и на сегодняшний день существует 7 классификаторов трансформаторов. Разделяют трансформаторы по предназначению:
— Силовые трансформаторы – достаточно общее понятие, объединяющее применение трансформаторов в статических преобразователях для преобразования переменного тока в постоянный (выпрямители), либо, наоборот — из постоянного в переменный (инверторы). Их основное предназначение заключается в преобразовании одной величины напряжения и тока в напряжение и ток другой величины без изменения мощности (с учётом, конечно, потерь из-за индукции рассеяния).
— Силовые трансформаторы специального назначения – чаще всего их можно встретить в старых сварочных аппаратах, устройствах пониженной или повышенной частоты (в электрооборудовании железных дорог) и т. д.
— Испытательные трансформаторы применяются для получения высоких или сверхвысоких напряжений и токов. В промышленности их применяют для проверки пробоя изоляции (керамических изоляторов, к примеру), в высоковольтных испытательных лабораториях. Долговременная работа таких трансформаторов исключена.
— К измерительным трансформаторам относят трансформаторы напряжения и тока. Применяют их преимущественно в силовой электронике или в электроустановках с высоким напряжением, где необходимо измерение высоковольтных цепей стандартным измерительным оборудованием.
— Ещё до совсем недавнего времени в блоках питания радиоустройств бытовой электроники применялись радиотрансформаторы. Так же этот тип используют для согласования сопротивлений в межблочных соединениях электрических цепей. Сегодня в блоках питания им на смену пришла импульсная технология, а радиотрансформаторы применяются лишь в устройствах, критичных к чИстоте питающего напряжения (мощных дорогих звуковых усилителях, например).

По виду охлаждения трансформаторы подразделяются на сухие и масляные. Количество фаз в силовой обмотке делит трансформаторы на однофазные и трёхфазные. Так же существует классификация по форме магнитопровода: стержневые (строчные трансформаторы в телеаппаратуре), броневые, тороидальные и овальные.

Электрическая схема трансформатора в самом простом исполнении должна содержать как минимум две обмотки. Такие трансформаторы называют двуобмоточными. Если обмоток больше двух, то они попадают в класс многообмоточных. Конструктивное исполнение обмоток трансформаторов разделяет их на цилиндрические, дисковые и концентрические.

По соотношению обмоток трансформаторы делятся на повышающие – если напряжение вторичной обмотки больше силовой, и понижающий (соответственно наоборот).

Принцип работы устройства хорошо виден из принципиальной электрической схемы трансформатора.

Первичная обмотка W1, при подключении к ней источника переменного напряжения U1, за счёт протекания тока I1 наводит в сердечнике из магнитопроводящего материала переменный магнитный поток Ф, который, в свою очередь, индуктирует в первичной и вторичной (W2) обмотках ЭДС Е1 и Е2. За счёт коэффициента трансформации (отношения ЭДС или количества витков первичной обмотки к вторичной) и эффекта магнитной индукции в обмотке W2 при подключении нагрузки Zн начинает протекать ток I2 . На нагрузке появляется напряжение U2 .

Коэффициент трансформации определяет отношение ЭДС либо количество витков первичной обмотки к вторичной. Если значение K>1, то трансформатор считается понижающим, если K<1 – то повышающим. Один и тот же трансформатор в зависимости от обмотки подключаемого источника напряжения может быть как понижающим, так и повышающим.

Способность передать энергию через магнитопровод без потерь, которые будут неизбежны, определяет КПД трансформатора. Современные трансформаторы в заводском исполнении позволяют достичь КПД до 99%. Основными причинами снижения КПД в трансформаторах являются магнитные потери в сердечнике за счёт вихревых токов и гистерезиса (потери энергии из-за перемагничивания сердечника), удельного сопротивления обмоток трансформатора, качества исполнения намотки, величины подключённой нагрузки по отношению к габаритной мощности сердечника.

Многие компьютерные программы, позволяющие производить симуляцию работы электронных схем, для обработки результатов физических процессов преобразования энергии трансформатором используют электронную схему замещения трансформатора. В такой схеме магнитная связь, обычно, заменяется электрической цепью. Существует 2 типа схем эмуляции трансформатора: Т-образная и упрощённая. 

В данной электрической схеме замещения трансформатора магнитные связи заменяют электрическими. R1 и X1 совместно с R2 и X2 представляют собой электрическую эмуляцию первичной и вторичной обмоток трансформатора, а R0 и X0 – намагничивание и холостой ход. Если брать в расчёт идеальный трансформатор без потерь, то электрическая схема трансформатора будет выглядеть следующим образом. 

1 января 1970 года был утверждён единый международный ГОСТ условного графического отображения трансформаторов. Согласно ГОСТу 2.723—68, электрическая схема трансформатора может отображаться в 3-х вариантах: упрощённом однолинейном, упрощённом многолинейном и развёрнутом. Упрощённое отображение УГО (условного графического отображения) представляет магнитную связь трансформатора в виде окружности .

К примеру, трёхфазный автотрансформатор с ферромагнитным магнитопроводом и девятью выводами на схеме отобразится следующим образом . Данный тип отображения электрической схемы трансформаторов чаще встречается в старых схемах 70-х годов. Современные принципиальные схемы используют УГО низкочастотных трансформаторов по 2-му типу в виде обозначения двух дросселей и ферромагнитного материала —  (трансформатор с магнитодиэлектрическим сердечником). Электрическая схема трансформатора импульсного типа всё чаще встречается в таком обозначении .

В последнее время современная бытовая электроника практически полностью перешла на использование в блоках питания импульсной схемотехники. Преимущество её очевидно — меньшие массогабаритные размеры, большее КПД и лучшие мощностные показатели блоков питания. Во многих решениях сегодня используются трансформаторы на сердечниках с высокой магнитной проницаемостью от 400HH и выше. Такие трансформаторы называют высокочастотными или, в простонародье – импульсными. Разберите любой импульсный компьютерный блок питания, и вы увидите его схемотехнику и трансформаторы в том числе. К примеру, на принципиальной электрической схеме ниже представлена реализация мощного зарядного устройства (или блока питания) на основе популярного ШИМ контроллера UC3842, силового полевого транзистора UFN432 и высокочастотного силового трансформатора с изолированным магнитным материалом Т1. 

Сердечники импульсных трансформаторов выпускают с немагнитным зазором и без него. Немагнитный зазор применяется для того, чтобы под воздействием больших индукционных токов ферромагнитный сердечник не входил в насыщение, что чревато снижением КПД, быстрым перегревом трансформатора и выходом его из строя. Как правило, такие трансформаторы применяют в импульсных блоках питания, работающих по принципу Flyback (однотактного преобразования энергии). По сути, на его первичную обмотку через силовой ключ поступают импульсы заданной ШИМом частоты. В сердечнике в рабочий период импульса накапливается ЭДС, а в момент паузы накопленная энергия, согласно коэффициенту трансформации передаётся в нагрузку вторичной обмоткой. То есть на практике мы получаем двуобмоточный дроссель. Выше приведённая схема (и большинство схем сетевых понижающих импульсных блоков питания) работает именно по такому принципу. Сетевые импульсные сварочные аппараты (большей частью) так же используют данный тип сердечника.

Сердечники без немагнитоного зазора (торроидальные, броневые и т.д.) используются чаще в топологии импульсных преобразователей по схеме Push-pool. Эта технология чаще используется в импульсных повышающих / понижающих преобразователях, когда необходимо из одного постоянного напряжения сделать напряжение другой величины. К примеру, по приведённой ниже схеме, реализуется простой блок питания автомобильного аудио усилителя. 

В данной электрической схеме работа трансформатора Т1 подобна работе обычного трансформатора, то есть на обмотки I и II поочерёдно через ключи VT3 и VT4 поступают прямоугольные импульсы (в идеале). Через коэффициент трансформации напряжение снимается с обмоток III и IV. Возможно, читатель задаст вопрос о том, что если импульсы будут идти непрерывно, то, по сути, это же постоянное напряжение, которое приведёт к сквозным токам в первичной обмотке нашего трансформатора и транзисторам, что приведёт к практически моментальному выходу их из строя. Специально для этого в любой микросхеме ШИМ присутствует такой параметр, как «мёртвое время», задающее паузу подачи импульсов на один ключ и другой. Этим временем мы можем изменять напряжённость электромагнитного поля и его индуктивность, тем самым регулируя уровень напряжения на выходе преобразователя. Изучение работы импульсного трансформатора занимает довольно обширный материал, не входящий в специфику этой статьи.

Электрическая схема с применением импульсного трансформатора требует грамотного расчёта и подбора элементной базы, ведь такое схемотехническое решение является в первую очередь высокочастотным, что подразумевает использование специфических радиодеталей (транзисторы с низким сопротивлением перехода, низкоимпедансные конденсаторы, расчёт мощностей критических сопротивлений и т.д.). Особо важным моментом является расчёт импульсного трансформатора. Не вдаваясь в подробности, скажем, что наиболее простыми и удобными компьютерными программами для расчёта импульсных трансформаторов являются программы человека с ником Starichok (Владимир Денисенко) из Пскова.

Flyback – программа, позволяющая произвести расчёт импульсного трансформатора для обратноходового преобразователя или блока питания.

ExcellentIT – программа для расчёта импульсного трансформатора для двухтактного преобразователя.

Tranz50Hz – расчёт силового трансформатора для электрической 50Hz сети на различных сердечниках.

Все его программы имеют удобный интерфейс, обширную базу параметров заводских сердечников, файл помощи. Кроме того, автор без проблем отвечает на заданные вопросы. Эти и многие другие программы присутствуют в ветках автора на радиоэлектронных форумах.

Как по габаритам определить мощность импульсного трансформатора

Что такое импульсный трансформатор и как его рассчитать?

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.

• 1 Область применения 1.1 Видео: Как работает импульсный трансформатор?

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?

Назначение и действие импульсного трансформатора

Импульсные трансформаторы применяются в системах связи и различных автоматических устройствах. Их основной функцией является внесение изменений в амплитуду и полярность импульсов. Основным условием нормальной работы этих устройств считается минимальное искажение передаваемых ими сигналов.

Принцип действия импульсного трансформатора заключается в следующем: при поступлении на его вход прямоугольных импульсов напряжения с определенным значением, в первичной обмотке происходит постепенное возникновение электрического тока и дальнейшее увеличение его силы. Подобное состояние, в свою очередь, приводит к изменению магнитного поля во вторичной обмотке и появлению электродвижущей силы. В этом случае сигнал практически не искажается, а небольшие потери тока ни на что не влияют.

При выходе трансформатора на проектную мощность, обязательно появляется отрицательная часть импульса. Его воздействие вполне возможно сделать минимальным, путем установки во вторичную обмотку простого диода. В результате, в этом месте импульс также максимально приблизится к прямоугольной конфигурации.

Главным отличием импульсного трансформатора от других аналогичных технических систем считается его исключительно ненасыщенный режим работы. Для изготовления магнитопровода применяется специальный сплав, обеспечивающий высокую пропускную способность магнитного поля.

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.

Расчет исходных данных и выбор элементов устройства

В первую очередь необходимо правильно выбрать наиболее подходящий магнитопровод. К универсальным конструкциям относятся броневые сердечники с Ш-образной и чашеобразной конфигурацией. Установка необходимого зазора между частями сердечника делает возможным применение их в любых импульсных блоках питания. Однако, если собирается полумостовой двухтактный преобразователь, можно обойтись обычным кольцевым магнитопроводом. При расчетах необходимо учитывать внешний диаметр кольца (D), внутренний диаметр кольца (d) и высота кольца (Н).

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.

Импульсный трансформатор в чем отличие

У импульсного трансформатора (ИП) в отличии от обыкновенного силового трансформатора при одинаковой мощности намного меньше потерь и незначительные габаритные размеры полученные в следствии высокочастотного преобразования.

Основные отличия импульсного трансформатора:

1. Размер — импульсного трансформатора обратно пропорционален его рабочей частоте.
2. Работает трансформатор импульсный от обычного в другой частоте входного напряжения.

В настоящее время большинство блоков питания выполняют на импульсных трансформаторах. Здесь снижение затрат на производство, удешевление стоимости изделия, экономия размеров и веса.
Наиболее важной функцией и применением импульсных трансформаторов является стабилизация напряжения выхода в рабочем режиме.

Другой областью их применения является защита от короткого замыкания на нагрузке при холостом ходе, и защита от чрезмерного возрастания напряжения, а также перегрева устройств.

Особенности конструкций импульсного трансформатора

Основной особенностью конструкции импульсных трансформаторов является малое число витков. Наиболее экономичными стали тороидальные устройства, а менее экономными – бронестержневые. См. Виды магнитопроводов

Цилиндрическая обмотка обладает свойством малой индуктивности рассеяния, имеет простую конструкцию и технологична в изготовлении. Расположение и число слоев может быть различным, так же, как и схемы их соединений.

Виды обмоток импульсных трансформаторов

Спиральные

Применяются для трансформаторов с наименьшей индуктивностью рассеяния. Их применение целесообразно при автотрансформаторном подключении. Намотка производится тонкой и широкой фольгой или лентой.

Конические

Предназначены для снижения индуктивного рассеяния с незначительным повышением емкости обмоток. Их особенностью является толщина изоляции слоев, которая прямо зависит от напряжения между витками первичной и вторичной обмотки. Толщина изоляции повышается от начала к концу обмоток по линейной зависимости.

Цилиндрические

Имеют низкую индуктивность рассеяния, хорошую технологичность и простую конструкцию.

Потери энергии

Важной проблемой при создании конструкции импульсных трансформаторов является снижение потерь энергии и повышение его КПД.

Потери складываются из:

• Потери от гистерезиса.
• Магнитной вязкости.
• Некачественная изоляция.
• Вихревые токи.

Кроме простого расчета потерь, для магнитопровода используют высоколегированные марки стали. Это позволяет уменьшить потери и приблизить форму петли гистерезиса к форме прямоугольника. Такие материалы предназначены для обеспечения значительных параметров индукции.

Вихревые токи искусственно разъединяют. А также применяют конструкции магнитных систем с наибольшей магнитной проницаемостью. Такими способами добиваются стабильных параметров вихревого тока в магнитопроводе.

Применяемые материалы

Вид магнитного материала значительно влияет на показатели качества и работу импульсного режима. Материал изготовления сердечника магнитопровода оценивается по значениям величин, которые определяют качество свойств:

• Удельное сопротивление применяемых материалов прибора.
• Индукция насыщения.
• Возможность применения самых тонких листов стали или лент.
• Коэрцитивная сила.

Электротехническая сталь

Импульсные трансформаторы предпочтительно оснащать магнитопроводами, изготовленными из электротехнической стали марок от 3405 до 3425, которые имеют наиболее высокие значения индукции насыщения и низкие параметры коэрцитивной силы, а также наибольшее значение величины прямоугольности формы петли гистерезисного цикла. Такой материал в настоящее время приобрел большую популярность.

Пермаллой

Этот материал является прецизионным сплавом, обладающим магнито-мягкими свойствами. Он чаще всего состоит из железа и никеля, с добавлением легирующих элементов.

Ферриты

Другим очень востребованным материалом для изготовления импульсных трансформаторов, а точнее, его сердечника являются ферритовые материалы. Они имеют малую длительность трансформируемых импульсов. Такие магнитопроводы обладают повышенным удельным сопротивлением и не имеют потерь от вихревых токов. Они применяются для импульсных трансформаторов с интервалом импульсов, который измеряется несколькими наносекундами.

Система расшифровки обозначений и маркировки импульсных трансформаторов включает в себя следующие элементы:

1. Первый – буква – Т,
2. Второй – буква И (импульсный) или сочетание букв ИМ. Буква И соответствует трансформаторам с длительностью входного импульса от 0,5 до 100 мкс, а ИМ – от 0,02 до 100 мкс.
3. Третий – число порядковый номер разработки.

Например: обозначение ТИ-5 – трансформатор импульсный с длительностью входного импульса от 0,5 до 100 мкс, номер разработки 5

Поделиться ссылкой:

Кликните на звездочку чтобы выставить рейтинг страницы

[Total: 1 Average: 5]

Импульсный трансформатор в чем отличие

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:

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.

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.

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.

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.

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.

Как узнать габаритную мощность трансформатора

Габаритную мощность трансформатора можно приблизительно узнать по сечению магнитопровода. Правда, ошибка может составлять до 50%, и это связано с рядом факторов. Габаритная мощность напрямую зависит от конструктивных особенностей магнитопровода, качества и толщины используемой стали, размера окна, величины индукции, сечения провода обмоток и даже качества изоляции между отдельными пластинами.

Чем дешевле трансформатор, тем ниже его относительная габаритная мощность. Конечно, можно путём экспериментов и расчетов определить максимальную мощность трансформатора с высокой точностью, но смысла большого в этом нет, так как при изготовлении трансформатора, всё это уже учтено и отражено в количестве витков первичной обмотки.

Так что, при определении мощности, можно ориентироваться по площади сечения набора пластин проходящего через каркас или каркасы, если их две штуки.

P – мощность в Ваттах, B – индукция в Тесла, S – сечение в см², 1,69 – постоянный коэффициент.

расчет мощности трансформатора по габаритам

Сначала определяем сечение, для чего перемножаем размеры А и Б.

S = 2,5 * 2,5 = 6,25 см²

Затем подставляем размер сечения в формулу и получаем мощность. Индукцию я выбрал 1,5Tc, так как у меня броневой витой магнитопровод.

P = 1,5 * 6,25² / 1,69 = 35 Ватт

Если требуется определить необходимую площадь сечения манитопровода исходя из известной мощности, то можно воспользоваться следующей формулой:

Пример:

Нужно вычислить сечение броневого штампованного магнитопровода для изготовления трансформатора мощностью 50 Ватт.

S = ²√ (50 * 1,69 / 1,3) = 8см²

О величине индукции можно справиться в таблице. Не стоит использовать максимальные значения индукции, так как они могут сильно отличаться для магнитопроводов различного качества.

Максимальные ориентировочные значения индукции

принцип работы, проверка и намотка

Прежде чем подключать трансформатор к сети,нужно определить первичную обмотку трансформатора, прозвонить его первичные и вторичные обмотки омметром.

У понижающих трансформаторов сопротивление сетевой обмотки намного больше, чем сопротивление вторичных обмоток и может отличаться в сто раз.

несколько первичных обмоток
Первичных (сетевых) обмоток может быть несколько, либо единственная обмотка может иметь отводы, если трансформатор универсальный и рассчитан на использование при разных напряжениях сети.

В двух каркасных трансформаторах на стержневых магнитопроводах, первичные обмотки распределены по обоим каркасам.

защищен предохранителем

При пробном включении трансформаторов можно воспользоваться приведённой схемой. При неправильном определение первичного напряжения трансформатора, предохранитель FU защитит сеть от короткого замыкания, а трансформатор от повреждения.

Видео: Простой способ диагностики силового трансформатор

Когда неизвестен тип силового трансформатора, тем более мы не знаем его паспортных данных, на помощь приходит обыкновенный стрелочный тестер и не хитрое приспособление в лице лампы накаливания.

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?

Методы диагностики силовых трансформаторов

В перечень диагностических процедур входят следующие работы:

• проверка состояния обмотки и ее изоляторов;
• проверка характеристик трансформаторного масла;
• диагностика переключателя;
• проверка вентиляционной системы.

Проверку и испытание силовых трансформаторов напряжения начинают с исследования состояния обмотки.

Диагностические процедуры позволяют выявить радиологические помехи, а также наличие влаги в трансформаторном масле. После выключения оборудования, мастера инженерного замеряют сопротивляемость тока, сопротивление изоляции и определяют коэффициенты потерь. Проверка вторичных цепей трансформаторов напряжения проводится согласно инструкции производителя.

Следующим шагом мастера исследуют рабочие характеристики трансформаторного масла: цвет, вязкость, натяжение, плотность, изоляционное сопротивление, наличие в нем примесей (влаги, газов). В ходе диагностики замеряются показатели изоляции, качество заземления. Также мастера уделяют внимание проверке стабильности контакта в переключателе, измерению его температуры и количеству кв электродвигателя. Параметры, которые исследуют в вентиляционной системе, следующие:

• качество воздушного потока;
• вибрации в подшипниках;
• показатели тока в обмотке;
• чистота поверхностей.

Для определения степени износа изоляционного материала используют такие методы как выявление степени концентрации производных фурфурола, оксида и диоксида углерода, замер степени полимеризации. На основании данных определяется предельно допустимое время для дальнейшей эксплуатации изоляционного материала. Периодичность проверок трансформаторов зависит от их целей: текущая проводится не реже, чем раз в месяц. Комплексная проверка измерительными приборами с целью проведения последующего капитального ремонта технического оборудования производится раз в 3-4 года.

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.

Зачем нужна комплексная диагностика трансформаторов

Чтобы оценить техническое состояние электрооборудования, специалистами инженерного выполняется комплексная диагностика трансформаторов. С ее помощью можно выявить потенциальные угрозы и дефекты, способные привести к аварии на энергообъекте. На основании полученных данных разрабатывается концепцию продления периода эксплуатации оборудования путем замены изношенных рабочих узлов. Комплексное обследование трансформаторов выполняют в следующих случаях:

• назрела необходимость проведения капитального ремонта электрооборудования;
• необходимо составление экспертного технического заключения при аварийной остановке оборудования;
• для технического обоснования выявленных дефектов при проведении разного рода проверок;
• для определения условий и норм функционирования оборудования согласно с Государственным Отраслевым Стандартом 11677.

Своевременное проведение экспертизы силовых трансформаторов снижает риск простоев их по причине аварийных остановок и увеличивает надежность эксплуатации всего энергетического объекта.

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:

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.

Как проверить устройство

После сборки ИТ, его проверяют. Методик, как проверить собранный собственноручно или приобретенный импульсный трансформатор, предостаточно. Для проверки собирают схемы с использованием частотных генераторов, осциллографов, мультиметров и других приборов, которые не только подтверждают работоспособность ИТ.

Они выполняют его тестирование в различных частотных диапазонах. В импульсном трансформаторе не допускается разомкнутое состояние вторичной обмотки, такой режим относится к категории небезопасных режимов.

Как проверить импульсный трансформатор.

Также должны иметь минимальную индуктивность рассеивания, динамическую емкость и сопротивление; быть достаточно прочными механически.

Он должен обладать виброустойчивостью и выдерживать воздействие значительных электродинамических сил, возникающих как в нормальном режиме работы, так и, особенно, при коротких замыканиях цепи нагрузки.

Требования высокой электрической прочности и минимальной индуктивности рассеяния взаимно противоречивы. Так как для увеличения электрической прочности необходимо увеличивать толщину и изоляции, в то время как для уменьшения индуктивности рассеяния требуется уменьшать толщину.

Будет интересно➡ Устройство тороидального трансформатора и его преимущества

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.

Порядок проверки исправности

Для проверки исправности импульсного трансформатора используется аналоговый или цифровой мультиметр. Цифровое устройство обладает преимуществами, благодаря удобству применения. Его не нужно дополнительно подстраивать, достаточно убедиться в наличии питания и целостности проводов подключения.

Также читайте: Пик-трансформатор

Аналоговый мультиметр настраивается следующим образом:

• выбирается режим эксплуатации переключением в область минимальной величины сопротивления при измерении;
• провода вставляются в контакты прибора и соприкасаются друг с другом;
• специальной подстройкой стрелка выставляется на ноль;

Если совместить стрелку с нулём не получается, это говорит о проблемах с элементами питания, нуждающимися в замене.

Если трансформатор является составной частью некоторого аппарата, желательно отделить этот элемент от остальной конструкции, чтобы исключить воздействие сопутствующих помех при диагностике.

Проверка с помощью осцилографа:

Неисправность прибора может объясняться следующими проблемами:

• повреждённым сердечником;
• подгоревшими соединениями;
• нарушением изоляции проводов, вызывающим короткое замыкание обмотки;
• разрывом провода.

Кроме инструментальных измерений, необходимо обращать внимание на внешний вид аппарата. О неисправности может свидетельствовать подгоревшая обмотка, следы гари и соответствующий запах.

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.

Процедура намотки

Если провод входной или выходной катушки не пригоден для дальнейшей эксплуатации, трансформатор можно перемотать. Для этого подбирается провод с двойной или тройной изоляцией, который необходимо намотать на сердечник.

Операция выполняется в следующем порядке:

• наматывается провод первичной катушки, после предварительного припаивания входного контакта. Витки наматываются равномерно и плотно;
• выходной конец провода припаивается в положенном месте;
• наносится изоляция в несколько слоёв;
• наматывается вторичная обмотка, с припаиванием входного и выходного концов.

Чтобы устройство работало нормально, провод наматывается равномерно, исключив узлы и перекручивания. Количество витков устанавливают, исходя из проведённого расчёта по характеристикам устройства.

Диагностика импульсного блока питания. Часть I, используемые определения

Импульсный трансформатор (ИТ) — это трансформатор, предназначенный для преобразования тока и напряжения импульсных сигналов с минимальным искажением исходной формы импульса на выходе.

Особенностью работы импульсных трансформаторов является то, что на их первичную обмотку поступают однополярные импульсы, которые содержат постоянную составляющую тока, поэтому сердечник работает с постоянным подмагничиванием.

Импульсные трансформаторы применяются в устройствах связи, автоматики, вычислительной техники, при работе короткими импульсами, для изменения их амплитуды и полярности, исключения постоянной.

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?

Нюансы диагностики

Гул при работе трансформатора является нормальным, если это специфичные устройства. Только искрение и треск свидетельствуют о неисправности. Часто и нагрев обмоток – это нормальная работа трансформатора. Чаще это наблюдается у понижающих устройств.

Может создаваться резонанс, когда вибрирует корпус трансформатора. Тогда следует его просто закрепить изоляционным материалом. Работа обмоток значительно меняется при неплотно затянутых или загрязненных контактах. Большинство проблем решается зачисткой металла до блеска и новой обтяжкой выводов.

При замерах значений напряжения и тока следует учитывать температуру окружающей среды, величину и характер нагрузки. Контроль подводящего напряжения также необходим. Проверка подключения частоты обязательна. Азиатская и американская техника рассчитана на 60 Гц, что приводит к заниженным выходным значениям.

Неумелое подключение трансформатора может привести к неисправности устройства. Ни в коем случае не подсоединяют к обмоткам постоянное напряжение. Витки быстро оплавятся в противном случае. Аккуратность в замерах и грамотное подключение помогут не только найти причину поломки, но и, возможно, устранить ее безболезненным способом.

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.

Силовой трансформатор

Подобные виды трансформаторов устанавливаются на электрических сетях и в различных установках для приёма и преображения электрического тока. Своё название он получил от того, что служит для подачи и приёма энергии на линии электропередачи и обратно с них, работает с напряжением до 1150 кВ.

По своей конструкции трансформаторы силового типа содержат две, иногда три и больше катушек, установленных на сердечнике. Работают они и на подстанциях, и на различных электростанциях. Больше всего распространены трехфазные преобразователи, так как у них на 15 процентов меньше потери, чем если использовать три однофазных.

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.

Конструкция обмотки

Обмотки ИТ отличаются относительно небольшим числом витков. Однако напряжения на обмотках обычно измеряются десятками и сотнями киловольт, вследствие чего напряжение, приходящиеся на один виток обмотки (витковое напряжение), может составлять единицы, а в мощных ИТ – даже десятки киловольт.

Поэтому при конструировании обмоток ИТ приходится уделять особое внимание межвитковой изоляции обмоток. Для обеспечения требуемой электрической прочности межвитковой изоляции в обмотках ИТ используют провода с усиленной изоляцией, в основном марок ПЭВ-2, ПБ, ПБУ. Провода круглого сечения ПЭВ-2 обычно применяют в ИТ малой и средней мощности, а также во вторичных обмотках мощных высоковольтных ИТ.

Будет интересно➡ Что нужно знать о трансформаторах тока

Провода прямоугольного сечения ПБ, ПБУ, способны выдерживать межобмоточное напряжение 10 кВ, применяют в первичных обмотках ИТ средней мощности и в обеих обмотках весьма мощных ИТ. В целом, рассматривая обмотки мощных высоковольтных ИТ, необходимо отметить следующее. Принципиальная необходимость малоискаженной трансформации весьма коротких импульсов вынуждает конструировать ИТ с очень малой индуктивностью рассеяния и емкостью обмоток.

Следовательно, с минимальным размером обмоток, в частности с минимальными размерами изоляционных промежутков. Для лучшего понимания предмета рекомендуем посмотреть видеоролик о том, как разобрать импульсный трансформатор.

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:

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.

Импульсный трансформатор в чем основные отличие от обычного

У импульсного трансформатора (ИП) в отличии от обыкновенного силового трансформатора при одинаковой мощности намного меньше потерь и незначительные габаритные размеры полученные в следствии высокочастотного преобразования.

Основные отличия:

1. Размер — импульсного трансформатора обратно пропорционален его рабочей частоте.
2. Работает трансформатор импульсный от обычного в другой частоте входного напряжения.

В настоящее время большинство блоков питания выполняют на импульсных трансформаторах. Здесь снижение затрат на производство, удешевление стоимости изделия, экономия размеров и веса.

Наиболее важной функцией импульсников является стабилизация напряжения выхода в рабочем режиме.

Другой областью их использования является защита от короткого замыкания на нагрузке при холостом ходе, и защита от чрезмерного возрастания напряжения, а также перегрева устройств.

Особенности конструкций

Основной особенностью конструкции импульсных трансформаторов является малое число витков. Наиболее экономичными стали тороидальные устройства, а менее экономными – бронестержневые. См. Виды магнитопроводов

Цилиндрическая обмотка обладает свойством малой индуктивности рассеяния, имеет простую конструкцию и технологична в изготовлении. Расположение и число слоев может быть различным, так же, как и схемы их соединений.

Виды обмоток импульсных трансформаторов

Спиральные

Применяются для трансформаторов с наименьшей индуктивностью рассеяния. Их применение целесообразно при автотрансформаторном подключении. Намотка производится тонкой и широкой фольгой или лентой.

Конические

Предназначены для снижения индуктивного рассеяния с незначительным повышением емкости обмоток. Их особенностью является толщина изоляции слоев, которая прямо зависит от напряжения между витками первичной и вторичной обмотки. Толщина изоляции повышается от начала к концу обмоток по линейной зависимости.

Цилиндрические

Имеют низкую индуктивность рассеяния, хорошую технологичность и простую конструкцию.

Потери энергии

Важной проблемой при создании конструкции импульсных трансформаторов является снижение потерь энергии и повышение его КПД.

Потери складываются из:

• Потери от гистерезиса.
• Магнитной вязкости.
• Некачественная изоляция.
• Вихревые токи.

Кроме простого расчета потерь, для магнитопровода используют высоколегированные марки стали. Это позволяет уменьшить потери и приблизить форму петли гистерезиса к форме прямоугольника. Такие материалы предназначены для обеспечения значительных параметров индукции.

Вихревые токи искусственно разъединяют. А также применяют конструкции магнитных систем с наибольшей магнитной проницаемостью. Такими способами добиваются стабильных параметров вихревого тока в магнитопроводе.

Применяемые материалы

Вид магнитного материала значительно влияет на показатели качества и работу импульсного режима. Материал изготовления сердечника магнитопровода оценивается по значениям величин, которые определяют качество свойств:

• Удельное сопротивление применяемых материалов прибора.
• Индукция насыщения.
• Возможность применения самых тонких листов стали или лент.
• Коэрцитивная сила.

Электротехническая сталь

Импульсные трансформаторы предпочтительно оснащать магнитопроводами, изготовленными из электротехнической стали марок от 3405 до 3425, которые имеют наиболее высокие значения индукции насыщения и низкие параметры коэрцитивной силы, а также наибольшее значение величины прямоугольности формы петли гистерезисного цикла. Такой материал в настоящее время приобрел большую популярность.

Пермаллой

Этот материал является прецизионным сплавом, обладающим магнито-мягкими свойствами. Он чаще всего состоит из железа и никеля, с добавлением легирующих элементов.

Ферриты

Другим очень востребованным материалом для изготовления импульсных трансформаторов, а точнее, его сердечника являются ферритовые материалы. Они имеют малую длительность трансформируемых импульсов. Такие магнитопроводы обладают повышенным удельным сопротивлением и не имеют потерь от вихревых токов. Они применяются для импульсных трансформаторов с интервалом импульсов, который измеряется несколькими наносекундами.

Система обозначений и маркировки импульсных трансформаторов включает в себя следующие элементы:

• Первый – буква – Т,
• Второй – буква И (импульсный) или сочетание букв ИМ. Буква И соответствует трансформаторам с длительностью входного импульса от 0,5 до 100 мкс, а ИМ – от 0,02 до 100 мкс.
• Третий – число порядковый номер разработки.

Например: обозначение ТИ-5 – трансформатор импульсный с длительностью входного импульса от 0,5 до 100 мкс, номер разработки 5

Видео: Импульсный трансформатор

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.

Порядок проверки исправности

Для проверки исправности импульсного трансформатора используется аналоговый или цифровой мультиметр. Цифровое устройство обладает преимуществами, благодаря удобству применения. Его не нужно дополнительно подстраивать, достаточно убедиться в наличии питания и целостности проводов подключения.

Также читайте: Способы проверки строчного трансформатора для телевизора

Аналоговый мультиметр настраивается следующим образом:

• выбирается режим эксплуатации переключением в область минимальной величины сопротивления при измерении;
• провода вставляются в контакты прибора и соприкасаются друг с другом;
• специальной подстройкой стрелка выставляется на ноль;

Если совместить стрелку с нулём не получается, это говорит о проблемах с элементами питания, нуждающимися в замене.

Если трансформатор является составной частью некоторого аппарата, желательно отделить этот элемент от остальной конструкции, чтобы исключить воздействие сопутствующих помех при диагностике.

Проверка с помощью осцилографа:

Неисправность прибора может объясняться следующими проблемами:

• повреждённым сердечником;
• подгоревшими соединениями;
• нарушением изоляции проводов, вызывающим короткое замыкание обмотки;
• разрывом провода.

Кроме инструментальных измерений, необходимо обращать внимание на внешний вид аппарата. О неисправности может свидетельствовать подгоревшая обмотка, следы гари и соответствующий запах.

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.

Устройство трансформатора и его назначение

Все преобразователи делятся на однофазные и трёхфазные. Что за этим скрывается? Если электричество идёт по трём проводам – то имеем три фазовых провода и нулевой – это и значит трёхфазный. А если же всего по двум проводам, то имеем однофазное электричество. Чтобы из трёх фаз превратить в одну, нужно всего лишь использовать один провод трёхфазного и его ноль. Во всех квартирах и домах используется однофазный ток. В розетке, куда включен телевизор поступает однофазный переменный ток.

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.

Как проверить работу трансформатора мультиметром

Диагностировать исправность преобразователя можно мультиметром. Последовательность диагностики такова: 1. Определение обмоток. На преобразователе обычно присутствует маркировка с указанием номеров и типа выводов. По обозначениям можно получить дополнительные сведения по справочникам. Для преобразователей, установленных в электронные приборы, можно воспользоваться схемами приборов и подробными спецификациями. 2. Использование тестера. Он позволяет установить 2 типичные проблемы – обрыв обмотки и замыкание на расположенную рядом обмотку или корпус. 3. Если есть подозрение на обрыв обмотки – выполняется поочередный перезвон всех их омметром. Подтверждением обрыва выступает сопротивление, равное бесконечности. Для измерений лучше использовать аналоговый омметр, поскольку цифровой из-за существенных значений индукции может искажать показания. Это наиболее актуально для катушек с множеством витков. 4. Контроль замыкания на корпус – 1 щуп контактирует с выводом обмотки, а 2-м выполняется перезвон выводов остальных обмоток и корпуса. Контактная область на корпусе заранее зачищается от лакокрасочного покрытия.

Новый эталонный импульсный трансформатор для локальной сети | Примечание по применению

Новый эталонный импульсный трансформатор LAN

В последние годы разъемы LAN стали стандартным оборудованием не только для компьютеров и других ИТ-продуктов, но и для цифровых телевизоров, а также для многих других типов аудиовизуальных устройств и потребительских товаров. Импульсные трансформаторы являются ключевыми компонентами таких интерфейсов LAN. Трансформаторы должны передавать импульсные сигналы с высокой скоростью и в то же время обеспечивать другие функции, такие как изоляция между входом и выходом.Компания TDK применила свои обширные технологические ноу-хау, накопленные при разработке синфазных фильтров типа SMD (устройство поверхностного монтажа), для создания нового типа импульсного трансформатора SMD, изготовленного с использованием технологии автоматической намотки катушек. Обычные устройства с обмотками, уложенными вручную, страдают от различных проблем, таких как неровные характеристики из-за производственных допусков. Напротив, новые импульсные трансформаторы от TDK обеспечивают превосходную однородность и производительность, сопоставимую с существующими продуктами, при гораздо меньшей занимаемой площади.Серия ALT обязательно станет новым ориентиром в этой области.

Ethernet стал доминирующим форматом LAN вместе с прогрессом компьютеров

Стандарт Ethernet, который в настоящее время является доминирующим во всем мире форматом для LAN (локальных сетей), был разработан в начале 1980-х годов в США. Первоначально он был разработан для связи рабочих станций в исследовательских учреждениях, на предприятиях и в аналогичных профессиональных средах. Но вместе с развитием персонального компьютера ЛВС стала широко распространенным решением для подключения нескольких ПК, и рынок ЛВС рос не по дням, а по часам.Соединение отдельных локальных сетей на большем расстоянии называется глобальной сетью (WAN), а соединение между несколькими компьютерами и аудиовизуальными устройствами в доме называется домашней сетью или домашней локальной сетью. В отличие от беспроводных локальных сетей, локальная сеть Ethernet требует кабельного соединения, но это обеспечивает очень надежную передачу данных на гораздо более высоких скоростях.

Существуют различные форматы Ethernet, которые различаются по таким аспектам, как тип кабельного подключения и скорость передачи. Они определены соответствующими стандартами и обозначены такими терминами, как 100BASE-T или 1000BASE-T.Первый рассчитан на скорость передачи (пропускную способность) 100 Мбит / с, а второй достигает скорости до 1000 Мбит / с (1 гигабит в секунду). Буква «T» указывает на то, что в формате используется витая пара.

Импульсный трансформатор: ключевой компонент интерфейса LAN

Электронные устройства, оснащенные разъемом LAN, имеют встроенный адаптер LAN, который позволяет подключить устройство к сети, просто подключив кабель. До того, как адаптеры LAN стали стандартом на материнских платах ПК, они обычно были доступны в виде сменных карт, предназначенных для вставки в слот компьютера.Одна из причин, по которой адаптеры теперь встраиваются в компьютеры, — это распространение широкополосных подключений к Интернету.

Разъем LAN, также называемый портом LAN, чем-то похож на модульное телефонное гнездо, но имеет немного большие размеры. Это называется разъемом RJ45. Внутри сигналы разъема RJ45 направляются через дроссельные катушки синфазного режима (фильтры) на импульсный трансформатор, а затем на ИС приемопередатчика. Модуль разъема LAN объединяет разъем RJ45, синфазные дроссельные катушки и импульсный трансформатор в единый компактный блок.

Импульсный трансформатор — это специальный трансформатор, предназначенный для передачи сигналов импульсной формы. В отличие от силового трансформатора, он не предназначен для передачи энергии; следовательно, его можно сделать значительно более компактным, что позволит ему поместиться в соединительный модуль.

Традиционный метод: ручная намотка на тороидальном сердечнике

Импульсный трансформатор имеет простую конструкцию, построенную вокруг тороидального (кольцевого) сердечника, на который намотаны первичная и вторичная обмотки.Однако, хотя принцип действия и конструкция просты, импульсные трансформаторы на самом деле являются довольно сложными электронными компонентами, которые нужно правильно построить. Такие аспекты, как конструкция, выбор материала сердечника и метод намотки, значительно влияют на результат, а добиться единообразных характеристик нелегко.

По сравнению с другими трансформаторами с сердечниками, которые по своей природе имеют воздушные зазоры, тороидальный трансформатор имеет более низкий поток рассеяния и, следовательно, может обеспечивать лучшие характеристики. Следовательно, импульсные трансформаторы традиционно проектировались как тороидальные трансформаторы, но из-за их формы катушки обычно наматываются вручную, потому что автоматическую намотку сложно реализовать.Это неизбежно приводит к допускам между готовыми изделиями и препятствует стабильному качеству и массовому производству.

Новый метод производства, основанный на революционной идее

В наши дни не только персональные компьютеры, но и многие другие типы оборудования, такие как цифровые телевизоры и аудиовизуальные устройства, обычно поставляются с разъемами для LAN. Таким образом, импульсные трансформаторы для ЛВС стали очень востребованным продуктом. Если принять форму тороидального сердечника как данность, автоматическая намотка невозможна, а потребности рынка трудно удовлетворить.

Серия ALT импульсных трансформаторов SMD от TDK представляет собой радикальный отход. Путем нестандартного мышления наши инженеры придумали решение, позволяющее реализовать производственный процесс с использованием автоматизированной намотки.

Команда разработчиков взяла подсказку от фильтров синфазных помех типа SMD, которые широко используются в качестве компонентов подавления шума. Фильтр синфазных помех похож на импульсный трансформатор, поскольку в нем используются две обмотки на тороидальном сердечнике. Чтобы обеспечить массовое производство, TDK разработала новаторский подход, в котором используется автоматическая намотка сердечника барабана с последующим соединением его с сердечником из плоской пластины.Оказалось, что конструкция сердечника и метод автоматической намотки, очень похожие на фильтры синфазных помех типа SMD, могут быть применены к импульсным трансформаторам. Это привело к разработке новых импульсных трансформаторов типа SMD.

требует передовых технических знаний

Прочность связи между первичной и вторичной обмотками трансформатора выражается как коэффициент связи (k). В идеальном трансформаторе это было бы 1, но в реальном мире поток утечки и другие факторы приводят к тому, что коэффициент k меньше 1.

Таким образом, ключевым аспектом конструкции трансформатора является вопрос о том, как достичь коэффициента, который максимально приближается к 1. Как описано выше, воздушный зазор в сердечнике трансформатора вызывает поток рассеяния, приводящий к индуктивности рассеяния, которая ухудшает характеристики трансформатора. Разработав сердечник новой формы, пригодный для автоматической намотки, TDK удалось уменьшить зазор на стыке сердечника барабана и сердечника пластины менее чем наполовину, что привело к значительному снижению потока рассеяния.

Конструкция обмотки также важна для снижения коэффициента связи. Обмотки трансформатора подвержены так называемой паразитной емкости, которая не отображается на принципиальных схемах. Хотя обмотки электрически изолированы, разность потенциалов заставляет соседние обмотки действовать как электроды конденсатора. Этот тип паразитной емкости называется внутриобмоточной емкостью. Кроме того, существует еще один тип паразитной емкости, а именно емкость распределения обмоток между первичной и вторичной обмотками.Уменьшение этих типов паразитной емкости требует компромисса, поскольку это уменьшение приводит к увеличению индуктивности рассеяния. Поэтому для достижения хорошей конструкции намотки требуются передовые технические ноу-хау, которые нелегко получить.

Использование феррита в качестве идеального сердечника для импульсного трансформатора

Поскольку импульсные сигналы обычно охватывают очень широкий частотный диапазон, выбор материала сердечника имеет решающее значение для предотвращения чрезмерного искажения формы импульсного сигнала, которое может ухудшить сигнал.

Например, импульсный трансформатор для соединения 100BASE-T Ethernet должен иметь значение индуктивности не менее 350 микрогенри (мкГн) при подаче напряжения смещения постоянного тока 8 мА. Таким образом, очень желательны выдающиеся характеристики наложения феррита по постоянному току, поскольку кривая намагничивания остается линейной даже при приложении постоянного магнитного поля смещения. (Искажение формы волны увеличивается по направлению к изогнутой части графика характеристик.) Требуется ферритовый материал, который обеспечивает как высокую магнитную проницаемость, так и высокую плотность потока насыщения и который демонстрирует эти характеристики во всем температурном диапазоне, существующем в нормальной среде LAN.

Используя свой обширный опыт в области ферритовой технологии, компания TDK разработала ферритовый материал, оптимизированный для применения в импульсных трансформаторах. Для достижения этой цели были тщательно пересмотрены как состав материала, так и микроструктура. В серии ALT используется новый материал, отвечающий техническим требованиям высокоскоростных локальных сетей нового поколения.

Высокая производительность наравне с предыдущими продуктами, достигнутая за счет автоматической намотки

Серия ALT обеспечивает высокую надежность и производительность, требуемые от импульсного трансформатора для приложений ЛВС, и делает это в компактном корпусе типа SMD, изготовленном с автоматической намоткой, что считалось очень сложным для реализации.Как видно из глазковой диаграммы, показанной справа, целостность сигнала находится на том же уровне, что и у обычных продуктов, хотя корпус SMD заметно меньше.

В импульсных трансформаторах серии ALT используется не только автоматическая намотка катушек, но и автоматическая термокомпрессионная сварка клеммных электродов и проводов. Для обычных изделий требуется ручная обработка проволоки и пайка. Автоматизация этих шагов приводит к более однородному качеству.

Производственный процесс для обычных продуктов является полуавтоматическим, с пакетной обработкой, которая используется на этапах от электрических испытаний до наклеивания лент.Напротив, производственный процесс для серии ALT является непрерывным и полностью автоматизированным.

Меньшая занимаемая площадь приводит к значительной экономии места

Импульсный трансформатор обычно интегрируется в модуль LAN вместе с дроссельными катушками синфазного режима и другими частями. С обычными компонентами сложную проводку, а также пайку приходилось выполнять вручную при установке импульсного трансформатора. Затем детали закрепили смолой. Поскольку трансформаторы серии ALT являются SMD-компонентами, их можно устанавливать вместе с другими частями на этапе оплавления, что значительно упрощает процесс и сокращает количество необходимых рабочих часов.

Еще одно преимущество — более компактные размеры, которые способствуют экономии места. В сочетании с шумоподавлением в соответствии с методом дифференциального переноса требуемая площадь основания может быть уменьшена примерно на 40–60% (при использовании моноблочного монтажа на плате в сочетании с синфазными фильтрами серии ACM от TDK).

Серия ALT, как и ее предшественники, обозначена TDK как полностью бессвинцовый «экологически безопасный» продукт, который полностью исключает свинец и соединения свинца и совместим с бессвинцовой пайкой.Серия ALT также не содержит галогенов и поэтому подходит для компаний, которые стремятся полностью исключить галогены из своих конечных продуктов.

На пути к высокоскоростной локальной сети нового поколения, объединяющей проводные и беспроводные подключения

Беспроводная локальная сеть становится все более распространенной, но проводная локальная сеть по-прежнему имеет явное преимущество с точки зрения высокой скорости передачи данных, устойчивости к помехам и стабильности работы. Импульсные трансформаторы, которые являются ключевым компонентом приложений LAN, должны будут соответствовать требованиям к производительности для решений Ethernet следующего поколения.

Серверы, маршрутизаторы и подобное оборудование должны поддерживать более высокие скорости и обеспечивать исключительную надежность, в то время как компактные размеры и низкопрофильный форм-фактор являются целями проектирования портативных компьютеров, цифровых телевизоров, рекордеров с жесткими дисками, игровых консолей и т. Д. сектора, необходимы дальнейшие улучшения производительности в широком диапазоне температурных условий.

Охватывая весь спектр от домашнего использования до промышленного применения, серия ALT соответствует высоким техническим характеристикам.В этих компактных импульсных трансформаторах SMD впервые в отрасли реализована автоматическая намотка. Высокоскоростные сети следующего поколения, объединяющие проводные и беспроводные соединения, потребуют передовых компонентных технологий. В полной мере используя свои обширные ноу-хау в основных технологиях, а именно в технологии материалов, производственных процессах, а также в технологиях оценки и моделирования, TDK предлагает сложные прикладные продукты для ЛВС, которые удовлетворяют этим требованиям.

Основные характеристики

• Тип SMD с поддержкой автоматической намотки, форма может быть адаптирована к требованиям заказчика
• Поддержка автоматического монтажа, пайки оплавлением и применения без галогенов

Основные приложения

Бытовое / промышленное оборудование с интерфейсом LAN, такое как цифровая бытовая техника, телевизионные приставки, ПК

Габаритный чертеж и принципиальная схема

Основные характеристики

* 1 Смещение постоянного тока 8 мА, 100 кГц
* 2 от 0,1 до 100 МГц

Испытания трансформаторов обратного хода (LOPT)

Полное или частичное воспроизведение этого документа разрешено, если оба выполняются следующие условия:

1.Это примечание полностью включено в начало.
2. Плата не взимается, кроме расходов на копирование.

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ Мы не несем ответственности за повреждение оборудования, ваше эго, взорванные детали, перебои в подаче электроэнергии в округе, спонтанно генерируемые мини (или больше) черные дыры, планетарные сбои или травмы, которые могут возникнуть в результате использования этого материала.

                  _ _
                   \ / _ / \ _
   B + ------ + + ---- |> | ----- + --- o + V1 B + ------ + + ---- |> | ----- + --- o + HV
           o): :( o Сканировать | o): :( Обратный ход |
             ): :( Выпрямитель _ | _): :( Выпрямитель _ | _
             ): :( ---): :( ---
             ): :( |): :( |
       _ / \ _): :( | _ / \ _): :( o |
  ГОРЯЧИЙ ------ + + ------------ + ГОРЯЧИЙ ------ + + ------------ +
                             _ | _ _ | _
                              - -

 

    +12 1 квартал + ---------------- +
     о | ) ::
     | B | / C) ::
     | + ------ | 2N3055) ::
     | | | \ E 5T) :: + ------ |> | ---------- o + HV
     | | | ) ::: :( Высоковольтный диод (ы),
     | | -_-) ::: :( обычно встроен.| | ) :: + ----- +: :(
     + - | ------------------------- +: :(): :(
     | | Q2 _-_): :( 10Т): :(
     | | | )::(  каждый )::(
     | | B | / E 5T): :( _): :(
     | | + --- | 2N3055): :( _ | _): :(
     | | | | \ C) :: + - - +: :(
     | | | | )::  Выключатель ::(
     | | | + ---------------- + ::: :(
     | | | ::: :(
     | | ----------------------- + :: + ------------------ o -HV
     | | 2Т) ::
     | | + ----------- + :: (Многие другие обмотки не показаны.)
     | | | 2Т) ::
     | + ------------------------- + Примечание: :: обозначает ферритовый сердечник.
     | |
     | R1 | R2
     + -------- / \ / \ / \ - + - / \ / \ / \ --- +
                110 27 _ | _
                2 Вт 5 Вт -

 

                                        + - |> | ----------- o От высокого напряжения к ЭЛТ
              _ 1: :( CR1 (от 25 до 30 кВ,
             | B + o ------------- +: :( На присоске
    Драйв | ): :( толстый красный провод)
    обмотка | - +
             | _ ГОРЯЧЕЕ o ------------- +: :( CR2
              _ 3: :(
             | 50 o ------------- +: :(
             | ) :: + ------- +
             | 4.11) :: |
             | 35 o ------------- + :: + - |> | - +
  Разное | ): :( CR3 |
  вспомогательный

  
 Запасные трансформаторы с обратным ходом 
 

К сожалению, вы не можете зайти в Radio Shack и ожидать, что найдете обратный рейс.
для вашего телевизора или монитора. Вряд ли морковь на прилавке даже
знать, что такое обратный ход, или узнавать его, если он ударил их по голове (где бы
что бы на морковке). Вероятно, они попытаются продать вам напряжение 6,3 В.
силовой трансформатор :-).К счастью, есть и другие варианты:
 

Теория импульсного трансформатора — Gowanda Electronics

Примером применения силового импульсного трансформатора может быть точное управление нагревательным элементом от постоянного источника постоянного напряжения.Напряжение может повышаться или понижаться в зависимости от коэффициента трансформации импульсного трансформатора. Питание импульсного трансформатора включается и выключается с помощью переключателя (или переключающего устройства) с рабочей частотой и длительностью импульса, которые обеспечивают необходимое количество энергии. Следовательно, температура также контролируется. Трансформатор обеспечивает гальваническую развязку между входом и выходом. Трансформаторы, используемые в источниках питания прямого преобразователя, в основном представляют собой импульсные трансформаторы силового типа.Существуют конструкции мощных импульсных трансформаторов, мощность которых превышает 500 киловатт.

Конструкция импульсного трансформатора сигнального типа ориентирована на выдачу сигнала на выходе. Трансформатор выдает импульсный сигнал или серию импульсов. Коэффициент трансформации импульсного трансформатора можно использовать для регулировки амплитуды сигнала и обеспечения согласования импеданса между источником и нагрузкой. Импульсные трансформаторы часто используются при передаче цифровых данных и в схемах управления затвором транзисторов F.E.T.s, S.C.R.s и т. Д. В последнем случае импульсные трансформаторы могут называться затворными трансформаторами или трансформаторами управления затвором. Импульсные трансформаторы сигнального типа работают с относительно низкими уровнями мощности. Для передачи цифровых данных трансформаторы сконструированы так, чтобы минимизировать искажение сигнала. Трансформаторы могут работать с постоянным током смещения. Многие импульсные трансформаторы сигналов также относятся к широкополосным трансформаторам. Импульсные трансформаторы сигнального типа часто используются в системах связи и цифровых сетях.

широко различаются по номинальной мощности, индуктивности, уровню напряжения (от низкого до высокого), рабочей частоте, размеру, импедансу, полосе пропускания (частотной характеристике), упаковке, емкости обмотки и другим параметрам. Разработчики стараются минимизировать паразитные элементы, такие как индуктивность рассеяния и емкость обмотки, используя конфигурации обмоток, которые оптимизируют связь между обмотками.

Gowanda разрабатывает и производит импульсные трансформаторы из самых разных материалов и размеров.Сюда входят различные стандартные типы структур «сердечник с бобиной» (E, EP, EFD, PQ, POT, U и другие), тороиды и некоторые нестандартные конструкции. Наши верхние пределы — 40 фунтов веса и 2 киловатта мощности. Наши возможности включают обмотки из фольги, обмотки из тонкой проволоки и идеальное наслоение. Для тороидов список включает секторную обмотку, обмотку с прогрессивной обмоткой, обмотку в ряд и обмотку с прогрессивным блоком. Gowanda имеет множество намоточных машин, в том числе программируемые автоматизированные машины и машины для заклейки тороидов.Gowanda имеет вакуумные камеры для вакуумной пропитки, а также может инкапсулировать. Для обеспечения качества Gowanda использует программируемые автоматизированные испытательные машины. Большая часть нашей продукции проходит 100% тестирование на этих машинах.

TV X-Rays, апрель 1970 Радиоэлектроника

Вот и обещанное продолжение вчерашней статьи «Телевизионные рентгеновские лучи вернулись» с июня 1969 года выпуска Радиоэлектроника . Это рентгеновское излучение, была ли серьезная проблема со здоровьем на законных основаниях или нет, это имело большое значение и СМИ раздумывают о том, как мобильные телефоны вызывают рак мозга, а ноутбуки компьютерная стерилизация мужчин сделана сегодня. На какое-то время это заметно повлияло на объем продаж цветных телевизоров.Рентгеновские лучи — это форма ионизирующего излучения (в отличие от микроволновых печей, которых нет) и, таким образом, могут вызвать рак, переставляя атомы и молекулы. В основе проблемы лежал чрезвычайно высокий ускоряющее напряжение (HV) и ток пучка, используемые в электронно-лучевой трубке (ЭЛТ). Потенциалы, превышающие 25 кВ, генерируют наиболее опасный уровень рентгеновского излучения, поэтому производители переработали наборы для использования более низких напряжений, а также включили материалы, поглощающие рентгеновское излучение, такие как свинец, вокруг участков утечки.Черное и белое (Ч / Б) ЭЛТ использовали более низкие уровни и не были проблемой. Лучшее регулирование на HV Источники питания помогают компенсировать колебания напряжения в сети. Из обилия осторожно, зрителям рекомендовали сидеть на расстоянии не менее шести футов от телевизора, что может быть причиной того, почему наши родители говорили нам, детям, что мы ослепнем, если мы сели слишком близко к телевизору. Наша семья не получила своего первого цветной телевизор до начала 1970-х, поэтому моя сильная близорукость должно быть из-за чего-то другого.

См. Также Как работает катодно-лучевая трубка, Тюбики с картинками, Телевизионные рентгеновские лучи, Телевизионные рентгеновские лучи вернулись, и Whap — вы сделали рентгеновский снимок.

Рентгеновские снимки телевизоров

• Откуда они берутся

• Чем они занимаются

• Что с ними можно сделать

от Дона Уорда

Поскольку рентгеновское излучение от цветного телевидения широко известно, служба техник должен быть знаком с проблемой.

Для защиты населения от воздействия рентгеновских лучей опасного уровня Конгресс обязывает Департамент здравоохранения, образования и социального обеспечения (HEW) с задачей формулирования правила, на которые повлияли рекомендации Национального комитета по радиологии. Защита. Для цветных телевизионных приемников рекомендуемый предел допустимой радиация составляет 0,5 миллирентген (мР) в час при интегрировании по площади 10 квадратных сантиметров и при измерении на расстоянии 5 сантиметров от любого участка шкафа телевизионного приемника.

Прежде чем обсуждать возможные опасности, помните, что это почти единодушное мнение мнение различных следственных комиссий об отсутствии опасного излучения от приемника любой текущей модели, когда он правильно настроен, в хорошем рабочем состоянии состоянии и работает от сети с нормальным напряжением.

Многие ученые разделяют точку зрения С. П. Ванга из Rauland Corporation. Он утверждает:

«Уровень излучения от собранных приемников измерен как при нормальных условиях. и ненормальные условия эксплуатации.Результаты, полученные на реалистичном расстоянии просмотра шести футов означает, что даже в ненормальных условиях эксплуатации воздействие уровень мощности дозы близок к фоновому из-за естественных условий окружающей среды. радиация. «

Похоже, что мощность экспозиционной дозы от типичной 23-дюймовой цветной телевизионной трубки при расстояние в 2 фута будет примерно в десять раз больше скорости, измеренной на 6 футах, и это мощность дозы на 1 футе будет снова удвоена.

Рис.1 — Верхний график показывает различные уровни энергии рентгеновского излучения от различных частей набора. На нижних графиках показано относительное рентгеновское (фотонное) излучение от определенных типов трубок.

Когда вы вспоминаете маленьких детей с практически приклеенными носами к лицу кинескопа, правило шести футов внезапно становится невыполнимым. Получатель должен быть полностью безопасным при любых условиях.

Рентгеновские лучи представляют собой электромагнитную энергию, отличную от других форм электромагнитного излучения. энергия в основном по частоте или длине волны.

Все рентгеновские лучи характеризуются своей способностью ионизировать воздух или другие газы и ткани. Это характеристика, которая делает их опасными для человека. Радиоволны измеряются в метрах или сантиметрах длины волны, а длина волны света удобнее измерять в ангстремах. Но длина волны или частота Рентгеновские лучи удобнее обозначать в терминах «электрон-вольт».

Доза облучения измеряется в рентгенах.»Рентген производит специфическое количество ионизации в определенном объеме воздуха при стандартных условиях. Мощность дозы излучения, следовательно, указывается в рентгенах в минуту или час.

Г-н Джордж Макколл из Департамента здравоохранения округа Пинеллас, Флорида, заявляет, что Рентгеновское излучение от лицевой стороны кинескопа увеличивается с увеличением высокого напряжения. Измерения, проведенные г-ном С. П. Вангом, показывают, что мощность дозы от 23-дюймового цветного кинескоп, работающий при 26 кВ, примерно в 2 1/2 раза превышает мощность дозы, когда работали на 25 кВ.Дальнейшее увеличение в 2 1/2 раза можно ожидать при 27 кВ.

Как производятся рентгеновские лучи?

Энергия пропорциональна произведению массы на квадрат скорости. Когда электрон покидает пушку электронно-лучевой трубки, он ускоряется до очень высокая скорость регулятора напряжения (25 кВ) и значительно увеличенная энергия. Когда он ударяется о лицевую сторону кинескопа, его скорость уменьшается до нуля и, следовательно, он должен отказаться от своей энергии.Часть этой энергии преобразуется в видимый свет за счет люминофоры, освещающие растр. Другая небольшая часть преобразуется в тепло, которое поглощается стеклом, а большая часть оставшейся энергии преобразуется в рентгеновские лучи. Очевидно, что количество рентгеновского излучения должно быть прямо пропорционально величине тока пучка и величины ускоряющего потенциала; и вы могли ожидать наибольшее рентгеновское излучение при полном белом растре на лицевой стороне крт.Позже мы увидим, что это не совсем так. Около 80% электронов, попадающих в электронный луч никогда не достигает люминофоров, но попадает в теневую маску, где их энергия преобразуется в тепловую энергию и рентгеновское излучение.

Как указывалось ранее, рентгеновское излучение пропорционально величине ток пучка и значение ускоряющего потенциала. Это высокое напряжение получается из трансформатора обратного хода и высоковольтного выпрямителя. Эта система имеет динамическое сопротивление, значение которого может варьироваться.от 13 МОм в некоторых из ранних цветных приемников до менее 8 МОм в более поздних разработках.

Это означает, что по мере того, как ток луча изменяется с изменением яркости изображения, ускорение напряжение тоже меняется. Поскольку ток луча увеличивается с увеличением яркости изображения, Имея тенденцию к увеличению излучения, последнее напряжение уменьшается, стремясь уменьшить излучение. Тесты показывают, что излучение от лица и теневой маски максимально с средняя яркость изображения светло-серого цвета.

При проектировании высоковольтных источников питания используются две различные философии. Один утверждает, что до тех пор, пока сохраняется правильное соотношение между ускоряющим напряжением и напряжение фокусировки, оба значения могут расти и падать с изменениями тока луча. без серьезного ухудшения качества изображения. Такие приемники не имеют высокого напряжения. регулирование.

Другая группа дизайнеров считает, что чем лучше фокус и конвергенция, тем лучше чистота цвета, а также лучший контроль рентгеновского излучения будут достигнуты, если высокое напряжение поставка хорошо регулируется.Самый популярный метод регулирования — это простой шунт. регулятор по питанию 25 кВ. Это вводит еще один источник рентгеновского излучения. Электроны, ударяющиеся о пластину трубки регулятора при напряжении 25 кВ, должны отдавать свою энергию. на пластине в виде тепла и рентгеновского излучения.

В регуляторе другого типа используется вакуумная трубка на некотором нижнем участке обратного хода. трансформатор. Эта трубка смещена к отсечке во время следовой части цикла, но вводится в проводимость во время обратного хода импульсом от демпфера.Этот обеспечивает переменную нагрузку на обратный ход, пропорциональную демпфирующему импульсу. Регулирование на низких уровнях напряжения значительно снижает возможность регулятора генерирование рентгеновских лучей.

Еще один источник излучения — высоковольтный выпрямитель. Сначала подумал, это казалось бы невозможным, так как прямое падение напряжения на выпрямителе всего несколько сотен вольт. Но эксперименты показывают, что лампу выпрямителя можно очень мощный источник радиации.Электроны, составляющие объемный заряд в выпрямительная трубка возвращается к своему катоду во время непроводящей части цикл, ускоренный на 25 кВ плюс пиковое значение отрицательной части цикла переменного тока в обратном трансформаторе. Если выпрямительная трубка слегка загазована, действие значительно увеличивается. Следовательно, существует три источника рентгеновского излучения. в современном цветном ТВ-ресивере. Это (1) кинескоп, (2) регулятор. трубка, и (3) трубка высоковольтного выпрямителя.

Как производитель защищает от радиации?

В современных кинескопах используется тяжелая лицевая панель из свинцового стекла, которая поглощает рентгеновское излучение. чей уровень энергии составляет 25 кэВ или меньше. Но радиация возрастает очень тревожно. тариф при напряжении более 25 кВ. Пока высоковольтный регулятор правильно отрегулирован и находится в хорошем рабочем состоянии, и пока напряжение в сети в нормальном состоянии, опасность чрезмерного излучения от лица кинескопа отсутствует.[Для подробные данные о мерах предосторожности отдельных производителей см. в разделе «Взгляд в будущее», Радиоэлектроника. Январь 1970 г., стр. 2]

Излучение выпрямителя и регулятора высокого напряжения можно безопасно удерживать в пределах хорошо спроектированной высоковольтной клетки.

Каковы же тогда опасности воздействия рентгеновского излучения на зрителя? Как технический специалист может защитить своего клиента?

Во-первых, посоветуйте владельцу телевизора соблюдать расстояние обзора 6 футов каждый раз, когда практически осуществимо.

Проверить напряжение в сети. Излучение увеличивается при включении приемника. при высоком линейном напряжении. Источник высокого напряжения увеличивается примерно на 300 вольт с каждое повышение линейного напряжения на 1 вольт. Таким образом, повышение чуть более 3-х вольт линейное напряжение может привести к увеличению высокого напряжения на 1000 вольт вместе с сопутствующее увеличение испускаемой радиации.

Проверьте настройку уставки 25 кВ. Помните, наиболее вероятная причина чрезмерное рентгеновское излучение — это аномально высокое напряжение.Тесты показывают, что радиация от лица кинескопа сильно умножается на каждые 1000 вольт выше 25 кВ. Департамент здравоохранения округа Пинеллас (Флорида) сообщает, что из 149 цветных телевизоров Приемники обследованы по заявкам владельцев, 23 комплекта излучали чрезмерное излучение. Девятнадцать из этих случаев были вызваны чрезмерно высоким напряжением. Заменить все «слабые» высоковольтные выпрямительные и регулирующие трубки, так как газ и / или плохо выровнены электроды в выпрямителе значительно увеличивают излучение выпрямителя, и поскольку снижается излучение и / или повышается крутизна регулятора высокого напряжения излучение как от регулятора, так и от кинескопа.

Проверьте все компоненты металлического высоковольтного отсека. Эта клетка не только защищает от опасности случайного поражения электрическим током, но экранирует рентгеновское излучение, исходящее от регулятора и выпрямитель.

Опросы, проведенные несколькими заинтересованными агентствами, обнаружили сотни получателей излучение сверх установленных «безопасных» лимитов. Практически во всех случаях ситуацию можно исправить, вернув ресивер в исходное состояние с заменой некачественных трубок и комплектующих и правильной регулировкой высоковольтных средств управления.Хотя гарантировать, что ресивер отправляется с завода в «безопасном» рабочем состоянии, в настоящее время имеется нет способа гарантировать, что это состояние будет поддерживаться в доме владельца в течение срока службы набора.

Поэтому производители обращают внимание на разработку отказоустойчивых схем (см. «Добавление схемы анти-рентгеновского излучения к вашему цветному набору», Радиоэлектроника, январь, 1970). Наиболее многообещающий подход к этой цели, по-видимому, связан с использованием твердотельных схемы горизонтального усилителя, питающие обратноходовой трансформатор гораздо более низкого напряжения, за которым, в свою очередь, следует твердотельный умножитель напряжения высоковольтного типа. выпрямитель для выработки необходимых 25 кВ.Это регулируется газообразным холодным катодом. высоковольтный шунтирующий регулятор, неспособный генерировать рентгеновское излучение. Твердотельные усилители, выпрямители и демпферы не могут генерировать рентгеновские лучи.

Один из таких диодных стабилизаторов был разработан в 1948 году компанией Victoreen. Он успешно использовался во многих военных и научных приложениях для управления высокое напряжение при слабом токе. Эти приложения включают в себя схемы отображения радаров, схемы трубки Гейгера, фотоумножители, маломощный клистрон и бегущая волна ламповые схемы, а также многие другие для простого, но точного контроля высокого напряжения.Диод использовался тремя производителями первых цветных телевизионных приемников, но стоимость не позволила его рассматривать, когда рынок стал высококонкурентным. Недавний усовершенствования конструкции, позволяющие адаптировать диод к требованиям источника питания с обратным ходом, наряду с улучшенными и расширенными производственными мощностями обещают сократить диодные цены до уровня, который может быть экономичным в сфере домашних развлечений.

По своим характеристикам полупроводниковый диодный высоковольтный стабилизатор практически не отличается с стабилитроном, работающим при гораздо более низких напряжениях.Его рабочее напряжение почти полностью контролируется давлением газа. У него нет нити накала или нагревателя подвержены влиянию изменений сетевого напряжения или износа с возрастом. Его работа не зависит от изменения работы выхода материала катода. Любая мыслимая неудача режим приводит к пониженному рабочему напряжению. Даже если металлическая оболочка диода были проколоты, что позволило его газу уйти и заменить его воздухом. будет продолжать регулировать, но при сильно пониженном напряжении (около 14 кВ), поэтому поскольку предлагаемый ТВ-приемник имеет только один компонент, который может генерировать рентгеновские лучи ( кинескоп), и поскольку он полностью «безопасен» при работе при 25 кВ или ниже, а поскольку диод Викторина полностью гарантирует, что напряжение останется на 25 кВ (или ниже в случае отказа) новая конструкция полностью «безопасна» для в течение всего срока службы и не может производить опасное излучение даже при неправильной настройке средств управления.

Кажется вероятным, что промышленность примет эту философию схем, и что будут доступны комплекты для модернизации, чтобы технический специалист мог изменить существующие старые приемники, что делает их полностью «защищенными от излучения».

Могут ли техники проверять рентгеновские лучи?

Стоимость геодезических инструментов с точностью плюс-минус 10% и регистрацией. в миллирентгенах в час в соответствии с федеральными постановлениями, диапазоны от 800 до 1000 долларов.Поэтому их использование ограничено организациями, которые находят эта цена оправдана.

Излучение возникает, когда электроны с высокой скоростью ударяют о цель и увеличивают их энергию как рентгеновские лучи. Отсюда следует, что энергия или длина волны и частота Результирующие рентгеновские лучи определяются напряжением, ускоряющим электрон. Полученные лучи затем измеряются в «электрон-вольтах». Этот блок энергия, необходимая для перемещения электрона через потенциал в 1 вольт.Таким образом первичное излучение, генерируемое в телевизионном приемнике, имеет значения энергии, достигающие максимума около 25000 электрон-вольт (25 кэВ). К сожалению, наша ситуация не так проста как может показаться на первый взгляд. Когда рентгеновские лучи проникают в материал, часть их энергии поглощается этим материалом, и выходящие лучи имеют более низкий уровень энергии. На поверхности материала, через который проникает излучение, есть интересный ситуация возникает. Независимо от уровня энергии рентгеновских лучей, попадающих в материал, большая часть возникающих пиков энергии около дискретного значения энергии, которое характерно конкретного впитывающего материала.Таким образом, рентгеновские лучи, генерируемые в трубке на 25 кэВ, и проникая в оболочку из свинцового стекла, выходят со спектральным составом от 25 кэВ и ниже, но с максимальными значениями 25 кэВ и 12 кэВ. Последнее известно как характеристика «ведущая линия». Эксперименты нескольких независимых исследователей показывают, что Спектральный отклик, показанный на рис.1, типичен для излучения большинства типов цветных ТВ-ресиверов. Обратите внимание на разницу между содержанием энергии от лицевая сторона кинескопа и от выпрямителя и регулятора.

Поскольку опасность излучения исходит из его способности ионизировать воздух или ткани, становится важным энергетическое распределение определенного потока. Самый прямой и точные средства измерения ионизирующей способности любого конкретного потока излучения будет измерять ток, протекающий из калиброванной ионной камеры, расположенной в этот луч излучения. К сожалению, это требует точного измерения токов. всего одна миллионная микроампер.Очевидно, что этот тип инструмента и деликатно, и дорого.

Из-за действия, известного как «умножение газа», импульсы тока от каждого событие ионизации, перехваченное трубкой Гейгера, увеличивается до такой величины, что для их записи не требуется тонкий и чувствительный усилитель. Однако Гейгера счетчик регистрирует «количество» или ионизирующих событий в минуту, и не является мерой энергия или «мощность дозы» или рентген в единицу времени. Поскольку все импульсы или «счета» имеют одинаковую величину независимо от энергии исходного фотона, который инициирует импульс, «количество импульсов в минуту» можно перевести в «миллирентген в час» только при любом скрытом уровне энергии излучения, и такой перевод, следовательно, недействительно, если поток имеет широкое спектральное распределение энергии.В дополнение Кривая энергетического отклика любой трубки Гейгера-Мюллера (GM) чрезвычайно нелинейна.

Однако предположим, что кривые спектрального распределения на рис. 1 являются типичными. Затем прибор для исследования, использующий трубку GM с известной энергетической характеристикой и откалиброванный в реальном потоке от ТВ-приемника, настроенного таким образом, чтобы производить значительное рентгеновское излучение. может быть развит. Использование прибора с ионной камерой в качестве калибровочного стандарта может в результате точность, простота и цена совместимы с потребностями типичного телевизионный техник.Для такого инструмента потребуется один приемлемый предел для показания с лицевой стороны кинескопа и другого, когда показания снимаются с выпрямитель и регулятор. Есть надежда, что такие инструменты будут доступны. в ближайшем будущем.

Статьи о цветном и монохромном (ч / б) телевидении

Размещено 4 апреля 2019 г.

CR12054 Катушки дросселя с ферритовым сердечником

Поставка всех видов пружин

Kathysia industrial Co., Ltd была реорганизована из завода по производству пружин в Чжэнчжоу, основанного в 1957 году и имеющего более чем 60-летний профессиональный опыт в этой области. Kathysia — назначенный поставщик пружинных изделий министерством машиностроения Китая и член Китайской ассоциации пружин.

Мы поставляем все виды пружин для любого применения. Если вы не можете найти стандартную пружину для своего приложения или хотите соответствовать пружине конкурента, не предлагаемой на этом веб-сайте, наш технический персонал готов ответить на ваши вопросы или помочь в разработка подходящей пружины для вашего приложения.

Индуктивность тороида

Рассчитать себя -индуктивность тороида, состоящего из N витков и прямоугольного креста. Пример 11.4 Взаимная индуктивность катушки, намотанной вокруг соленоида Длинный соленоид длиной l …

2 ln b Покажите, что индуктивность тороидального соленоида равна 2ℎ 2ln c из FIZ 102 в Стамбульском техническом университете

Другой наоборот, заполните витки, и вы получите свою индуктивность. Калькулятор витков тороида / индуктивности Таблица Excel, изготовленная из PA2MRX Длина провода Внутренний диам. внешний диам. высота Размеры формы тороида в миллиметрах квадратный диаметр в миллиметрах Для ферритовых тороидов «FT» N = 100√L / AL Для железных тороидов «T» см V1.0 Значение AL Электронная почта: «call» @ amsat.org

Самоиндуктивность индукторов и катушек — Соленоиды и тороиды — Физика. Определение критического значения индуктивности понижающего преобразователя. Выбор значения индуктивности выше или ниже …

Поскольку индуктивность является важным параметром магнитного переключателя. Полезно получить выражения для â индуктивности как в ненасыщенном (ВЫСОКОЕ состояние), так и в насыщенном (НИЗКОЕ состояние) режиме магнитопровода. 2 Индуктивность тороидального магнитного переключателя Используя соответствующие законы Максвелла [2], восстанавливаются уравнения для индуктивности.

Автомобильная индуктивность зарядки, повышающий индуктор, понижающий индуктивность Производитель / поставщик в Китае, предлагающий тороидальный индуктор обмотки T13152 10A 270uh, светодиодная индуктивность автомобильной индуктивности 3A 33uh, диаметр 10 * 6 * 4, тороидальный индуктор с общей дроссельной катушкой 10A 3mh и т. Д. на.

Установлено, что трансформаторы тороидальные. естественно производить минимальную индуктивность рассеяния, возможно, часто требуется минимальная индуктивность рассеяния. Эта статья представляет. две методики увеличения …

Sep 04, 2019 · Тороид — еще одна наиболее распространенная форма индукторов в наши дни.Тороиды имеют ферромагнитный сердечник в форме пончика, на который намотана катушка. Тороидам требуется меньше витков, и они физически меньше при той же индуктивности и допустимой нагрузке по току по сравнению с соленоидными катушками.

Купить Тороидальные индукторы BOURNS со сквозным отверстием. Ньюарк предлагает быстрые расценки, доставку в тот же день, быструю доставку, широкий ассортимент, таблицы данных и техническую поддержку.

Драйвер обратноходового трансформатора для начинающих: 11 шагов (с изображениями)

Многие из этих компонентов можно вытащить из старых печатных плат, и часто можно без проблем произвести замену.

1x Обратный трансформатор

Взятый со старого ЭЛТ-телевизора / монитора или купленный в Интернете (не срывайте, эти вещи стоят около 15 долларов, когда новые). Обратный ход телевизора, кажется, лучше всего работает с этой схемой, обратный ход монитора не дает такого большого эффекта.

1x Транзистор, такой как MJ15003

MJ15003 хорошо работает с этим драйвером, однако в некоторых местах он может быть немного дорогим. Это то, что я использовал для своего драйвера.

NTE284 и 2N3773 , как сообщается, дают аналогичные характеристики с MJ15003 , в то время как KD606 и KD503 , как предполагается, тоже работают.KD в наши дни трудно достать дешево, и они были более распространены в Восточной Европе.

2n3055 — классический транзистор, который часто используется в паре с этим драйвером в Интернете, но номинал 60 В ограничивает его полезность и чаще всего приводит к его разрушению. Пиковое напряжение между коллектором и эмиттером легко поднимается выше этого номинального значения 60 В и ограничивается, когда транзистор выходит из строя, вызывая сильный нагрев и, в конечном итоге, выход из строя устройства. Поэтому, пожалуйста, не используйте его, если вам понадобится большой конденсатор, например 470-1 мкФ, чтобы ограничить пиковое напряжение.Это также сделает дуги очень маленькими.

MJE13007 также плохо работал в моих тестах без дальнейших модификаций схемы.

Хороший транзистор имеет низкую задержку выключения (время хранения) и время спада, приличный коэффициент усиления по току (Hfe), например, MJ15003 измеряет усиление 30 с помощью моего китайского тестера.

Он также должен быть рассчитан на несколько ампер, чтобы выдерживать пиковые токи, и не менее 120 В, но менее 250 В предпочтительнее, поскольку части с более высоким напряжением часто не могут колебаться в этой цепи.Многие аудио- и линейные прикладные транзисторы обладают этими параметрами.

1x Радиатор с крепежными винтами и гайками

(Чем больше радиатор, тем лучше). MJ15003 использует стиль корпуса TO-3, в то время как MJE13007 использует TO-220, оборудование TO-3 обычно дороже, чем TO-220. Те, кто разбирается в металлоконструкциях, могут изготовить свой собственный радиатор из металлолома, просверлив необходимые монтажные отверстия. Для получения дополнительной информации просто погуглите технический чертеж транзистора TO-3 или TO-220.

Для лучшей теплопередачи между транзистором и радиатором рекомендуется использовать термопрокладку или пасту / смазку . Для этого подойдут самые дешевые и противные вещи, которые вы можете найти на ebay, вы даже можете сэкономить достаточно старых светодиодных лампочек или телевизора, с которого вы взяли обратно! Величины размером с горошину достаточно, и транзистор раздавит ее и разложит.

Резистор 1x 1 Вт

Напряжение источника питания определяет номинал этого резистора. 150 Ом для 6 В , 220 Ом для 12 В , 470 Ом для 18 В . Это нормально, если мощность будет выше, но не ниже. Я буду делать драйвер на 12 В, поэтому с этого момента я буду ссылаться на резистор 220 Ом.

Резистор 1x 22 Ом 5 ​​Вт

Этот резистор нагревается! Оставьте вокруг него пространство для циркуляции воздуха. Уменьшение сопротивления этого резистора увеличивает мощность дуги высокого напряжения, но увеличивает нагрузку на транзистор. Это нормально, если мощность будет выше, но не ниже.

2x диода быстрого восстановления один рассчитан на минимум 200 В 2 ампер с временем обратного восстановления ниже 300 нс , другой рассчитан на 500 мА и минимум 50 В (UF4001-UF4007 здесь хорошо работает).

Они защищают транзистор от отрицательных скачков напряжения, я просто использовал те, которые есть на плате телевизора.

Для диода 200 В 2 А я использовал BY229-200, но подойдет все, что соответствует этим минимальным требованиям. MUR420 и MUR460 — самые дешевые из доступных в моем местном электронном магазине, EGP30D – EGP30K также подойдут вместе с UF5402 – UF5408.

Для другого обратного диода между эмиттером и базой я использовал UF4004, он защищает базу от отрицательного импульса, предотвращая ухудшение усиления транзистора.

1x конденсатор

Это должен быть пленочный или фольгированный тип, рассчитанный минимум на 150 В переменного тока и от 47 до 560 нФ. Этот конденсатор образует квазирезонансный демпфер и помогает защитить транзистор от всплеска положительного выходного напряжения при выключении, конденсатор большего размера ограничивает выходное напряжение, но дает дополнительную защиту, я использовал 200 нФ (код 204) с моим драйвером на 12 В.С помощью транзистора с более высоким напряжением вы можете уменьшить емкость и позволить напряжению подняться до более высокого уровня, создавая большее напряжение на выходе.

Я включу метод измерения пикового напряжения между коллектором и эмиттером с помощью мультиметра на странице «дальше».

Провод (подойдет любой старый лом).
Для первичных катушек и катушек обратной связи подойдет любой провод от 18 AWG (0,75 мм2) до 26 AWG (0,14 мм2), слишком толстый и не подходит, пока слишком тонкий, и он ограничит мощность и станет горячим.

Нежелательные шнуры питания от сети с низким током являются хорошим источником. Я использовал 1 метр для первичной обмотки и 70 см для обратной связи, с драйвером на 12 В это дает много дополнительной длины для экспериментов с большим количеством витков, излишки могут быть отрезаны после завершения настройки.

Эмалированный медный магнитный провод в наши дни слишком дорог за одну катушку, чтобы я мог его рекомендовать, к тому же он имеет неприятную привычку царапать и закорачивать сердечник.

Способ соединения компонентов, например, перемычки припоя или зажима типа «крокодил» .