Приношу свои глубокие извинения за длительный перерыв в рассылке. Все
таки, вести рассылку - тяжелый труд. А если он не приносит никаких дивидентов,
то это просто каторжная обязанность. Однако попытаюсь все таки продолжить
начатое дело.
Итак, предлагаю вашему вниманию статью, призванную помочь в разработки
блоков электропитания цифровых (и не только) устройств. Как я узнал из
отзывов на мою книгу, для некоторых
моих читателей это оказалось довольно сложной задачей. Я уже поместил
статью на сайт "Цифровые микросхемы и микропроцессоры". Теперь
предлагаю ее вам. Разработка блока питания начинается с трансформатора.
Выбору и расчету трансформаторов посвящена приведенная ниже статья.
1. МАГНИТОПРОВОДЫ
В радиоаппаратуре применяются силовые и сигнальные (выходные и междукаскадные)
трансформаторы. Силовые трансформаторы используются в блоках питания,
а сигнальные - в усилителях низкой частоты. Трансформаторы со-стоят из
магнитопровода и расположенных на нем обмоток из медного изолированного
провода (ПЭЛ, ПЭВ-1 или ПЭВ-2).
По конструкции магнитопроводы трансформаторов можно разделить на броневые,
стержневые и тороидальные (рис. 1е). Для уменьшения потерь на вихревые
токи магнитопроводы трансформаторов и дросселей набираются из штампованных
пластин или навиваются из полос. Применяются также ферритовые магнитопроводы
из двух одинако-вых половинок (рис. 2).
Рис. 1. Магнитопровод трансформатора:
а - броневой, собранный "вперекрышку"; б
- броневой, собранный с зазором; в - бронепой витой; г - стержневой;
д - стержневой витой; е - тороидальный витой.
Рис. 1. Магнитопровод трансформатора:а - броневой, собранный "вперекрышку";
б - броневой, собранный с зазором; в - бронепой витой; г - стержневой;
д - стержневой витой; е - тороидальный витой.
Наборные магнитопроводы бывают стержневые и броневые. Пластины штампуют
из электротехнических сталей или железоникелевых сплавов. Из таких же
материалов нарезают полосы для изготовления витых магнитопроводов. Пластины
или полосы с одной стороны изолируют тонким слоем лака или окисла, который
образуется при отжиге.
Рис. 2 Магнитопровод бро-невой ферритовый.
В трансформаторах и дросселях, применяемых для постоянного тока, магнитонроводы
выполняют с немагнитным зазором. Для этого пластины собирают в одну сторону
(в стык) и соединяют перемычками. Между пластинами и перемычками помещают
изоляционные прокладки. Если немагнитный зазор не нужен, то пластины собирают
"вперскрышку". Толщина пластин из электротехнической стали -
0,35...0,5 мм, а из железоникелевых сплавов (пер-маллоя) - 0,2...0,35
мм.
Для сборки типовых броневых сердечников трансформаторов применяют пластины
типов Ш в УШ, а для сборки стержневых магнитопроводов - пластины Г или
П-образной формы. Стержневые магнитопроводы применяют в трансформаторах
мощностью более 1 кВт.
Используя табл. 120 - 122, можно выбирать магнитопроводы выходных трансформаторов
усилителей низкой частоты по конструктивной постоянной А, а магнитопроводы
силовых трансформаторов - по площади поперечного сечения сердечника. В
обоих случаях чаще всего применяются броневые магнитопроводы.
В трансформаторах с тороидальными магнитопроводами наиболее полно используются
магнитные свойства мате-риала. Тороидальные трансформаторы имеют малые
мощности рассеяния и создают слабые внешние магнитные поля.
2. СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
Силовые трансформаторы (сетевые) предназначены для преобразования напряжения
сети переменного тока в более высокое напряжение, которое затем выпрямляется
для питания анодных цепей радиоустройств, и в более низкое для питания
цепей накала ламп или для питания транзисторных схем.
Рис. 3. Схемы включения первичных обмоток силовых трансформаторов:а -
обмотка с отводом: б - две отдельные обмотки, включаемые последовательно
и параллельно с помощью колодки.
Рис. 3. Схемы включения первичных обмоток силовых трансформаторов:
а - обмотка с отводом: б - две отдельные обмотки, включаемые
последовательно и параллельно с помощью колодки.
Для магнитопроводов силовых трансформаторов наименьшей массы обычно применяются
листовые электротехнические стали марок Э310, Э320, Э330 толщиной 0,35
и 0,5 мм, а для трансформаторов наименьшей стоимости - стали марок Э3Г,
Э41. Для трансформаторов повышенной частоты (до 1 кГц) применяются стали
толщиной 0,08-0,2 мм марок Э44, Э340, Э360.
Для первичных обмоток трансформаторов применяется медный изолированный
провод (ПЭЛ, ПЭВ-1, ПЭВ-2). Обмотки высокого напряжения выполняются проводом
с шелковой или эмалево-шелковой изоляцией (ПЭЛШО, ПЭЛШД). Обмотки изолируют
одну от другой. Первичную обмотку, предназначенную для включения в электрическую
сеть напряжением 127 или 220В, выполняют в виде одной обмотки с отводом.
Это самая простая и удобная схема, в которой переключение осуществляется
перестановкой предохранителя (рис. 3, а). Однако при изготовлении такой
обмотки требуется провод разного диаметра. Так, для секции, включаемой
в цепь напряжением 127В, нужен более толстый провод, чем для остальной
части обмотки.
Существует другая, более сложная схема включения первичной обмотки при
питании от сетей разного напряжения (рис. 3, б). В этом случае первичная
обмотка состоит из двух одинаковых секций, намотанных проводом одинакового
диаметра и рассчитанных на напряжение 127В с отводами на 110В. При питании
напряжением 127В обе секции вклю-чаются параллельно, а при напряжении
220В эти секции включаются последовательно. Переключения осуществляются
специальной колодкой.
Для защиты бытовой радиоаппаратуры от помех, проникающих через электросеть,
между первичной (сетевой) об-моткой трансформатора и другими обмотками
размещают электростатический экран (незамкнутый заземленный виток фольги
или однослойную обмотку из тонкого изолированного провода, один из концов
которой заземляется).
Силовой трансформатор рассчитывают по заданным величинам переменных напряжений
и токов в обмотках. Ниже приводится упрощенная методика такого расчета.
Общая (суммарная) мощность в ваттах, потребляемая вторичными обмотками,
Габаритная мощность, потребляемая от сети, с учетом потерь на рассеяние
магнитного поля и рассеяние в обмот-ках трансформатора,
Площадь поперечного сечения сердечника
Число витков, приходящееся на один вольт напряжения,
При использовании сердечника из высококачественного материала значение
числителя берут близким к 40, при низкокачественном материале 60. Обычно
принимают среднее значение 50-55. Полное число витков обмоток опреде-ляют,
умножая найденное значение на
заданную величину напряжения каждой обмотки. Учитывая потери в стали сердечника
и меди обмоток, вводят поправки: найденные величины количества витков
вторичных обмоток увеличивают на 5%.
Ток первичной обмотки трансформатора
Диаметр провода каждой обмотки в миллиметрах в зависимости от силы тока;
Если у вас в этом письме не открываются картинки, и
вы не знаете, что делать, перейдите по ссылке
и прочитайте подробную инструкцию о том, как добиться появления картинок.