Yuqori chastotali transformatorni bir davrli flyback konvertorining bir qismi sifatida hisoblash va modellashtirish. Impuls transformatori nima va uni qanday hisoblash mumkin? Quvvat manbalarini almashtirish uchun transformatorlar katalogi

1-rasm - Bu biz H-ko'prigi uchun 2 kVt transformatorni olamiz

Buyuk jang yoki qaysi materialni tanlash kerak?

Nima uchun u juda yaxshi va u ferritdan yaxshiroqmi?

2-rasm - Ferromagnitlarning histerezis davrlari: 1) qattiq sikl, 2) yumshoq sikl

2) material mumkin bo'lgan eng yuqori to'yinganlik induksiyasiga ega bo'lishi kerak, bu yadroning o'lchamlarini kamaytiradi yoki ularni saqlab qolgan holda quvvatni oshiradi.

To'yinganlik

Transformatorning to'yinganligi hodisasi shundan iboratki, o'rashdagi oqimning oshishiga qaramay, yadrodagi magnit oqim ma'lum bir maksimal qiymatga erishgandan so'ng, amalda o'zgarmaydi.
Transformatorda to'yinganlik rejimi energiyani birlamchi o'rashdan ikkilamchi o'rashga o'tkazish qisman to'xtashiga olib keladi. Transformatorning normal ishlashi faqat uning yadrosidagi magnit oqim birlamchi o'rashdagi oqim o'zgarishiga mutanosib ravishda o'zgarganda mumkin. Ushbu shartni bajarish uchun yadro to'yingan holatda bo'lmasligi kerak va bu faqat uning hajmi va kesimi ma'lum bir qiymatdan kam bo'lmaganda mumkin. Shuning uchun transformatorning kuchi qanchalik katta bo'lsa, uning yadrosi qanchalik katta bo'lishi kerak.

4) tashqi ta'sirlar ostida materialning xususiyatlari sezilarli darajada o'zgarmasligi kerak: mexanik kuchlar (siqilish yoki kuchlanish), harorat va namlikning o'zgarishi.

Endi ferritning xususiyatlarini va yuqorida keltirilgan talablarga qanchalik mos kelishini ko'rib chiqaylik.

3-rasm - Har xil haroratlarda 20 kHz chastotada magnitlanish egri chizig'i

Va nihoyat, eng muhim nuqta - yuqoridagi grafikda biz deyarli hamma narsani aniqlaydigan parametrni ko'rdik - to'yinganlik induksiyasi. Ferrit uchun u odatda 0,39 Tesla sifatida qabul qilinadi. Shuni esda tutish kerakki, turli xil sharoitlarda bu parametr o'zgaradi. Bu ham chastotaga, ham ish haroratiga va boshqa parametrlarga bog'liq, lekin birinchi ikkitasiga alohida e'tibor berilishi kerak.

Xulosa: ferrit yaxshi! bizning maqsadlarimiz uchun mukammaldir.

Alsifer haqida bir necha so'z va u qanday farq qiladi

Xulosa: Alsifer ferritdan yaxshiroq, bu odam menga yolg'on gapirmadi.

Jang natijasi: Yuqoridagi tavsifni o'qigan har bir kishi bizga Alsiferni bering, deydi! Va to'g'ri ... lekin umumiy quvvati 10 kVt bo'lgan alsifer yadrosini topishga harakat qilingmi? Bu erda odatda odam boshi berk ko'chaga tushib qoladi, ular haqiqatan ham sotuvda emasligi ma'lum bo'ladi va agar ular bo'lsa, ular to'g'ridan-to'g'ri ishlab chiqaruvchidan buyurtma qilinadi va narx sizni qo'rqitadi.
Ma'lum bo'lishicha, biz ferritdan foydalanamiz, ayniqsa, agar uni bir butun sifatida baholasak, u juda kam yo'qotadi ... ferrit alsiferga nisbatan baholanadi. "10 ta to'tiqushdan 8 tasi."

Men sevimli matanimga murojaat qilmoqchi edim, lekin bunday qilmaslikka qaror qildim, chunki... Men maqolaga +10 000 belgini haddan tashqari ko'p deb hisoblayman. Men faqat B. Semenov tomonidan juda yaxshi hisob-kitoblarga ega bo'lgan kitobni tavsiya qilishim mumkin, "Quvvat elektroniği: oddiydan murakkabgacha". Uning hisob-kitoblarini ba'zi qo'shimchalar bilan takrorlashdan ma'no ko'rmayapman.

Shunday qilib, transformatorni hisoblash va ishlab chiqarishni boshlaylik

Transformatorni yaratish uchun bizga quyidagi to'plam kerak bo'ladi:

A)
4-rasm - 3C90 materialidan tayyorlangan E70/33/32 ferrit yadrosi (N87 ning biroz yaxshiroq analogi)

B)
5-rasm - E70/33/32 yadrosi uchun ramka (kattaroq) va atomizatsiyalangan temirdan D46 droskasi

Bunday transformatorning umumiy quvvati 7,2 kVtni tashkil qiladi. Nominallardan 6-7 baravar yuqori (texnik spetsifikatsiyalar bo'yicha 600%) boshlang'ich oqimlarini ta'minlash uchun bunday zaxiraga muhtojmiz. To'g'ri, bunday boshlang'ich oqimlari faqat asenkron motorlarda sodir bo'ladi, lekin hamma narsani hisobga olish kerak!
To'satdan, ma'lum bir bo'g'in paydo bo'ldi, bu bizning keyingi sxemamizda kerak bo'ladi (5 dona) va shuning uchun men uni qanday o'rashni ko'rsatishga qaror qildim.

Keyinchalik, o'rash parametrlarini hisoblashingiz kerak. Men ma'lum doiralarda taniqli do'stimning dasturidan foydalanaman Starichok51 . Katta bilimga ega va har doim o'rgatish va yordam berishga tayyor odam, buning uchun unga rahmat aytaman - bir vaqtning o'zida u menga to'g'ri yo'ldan borishga yordam berdi. Dastur deyiladi - Zo'r IT 8.1 .

Mana 2 kVt uchun hisoblash misoli:


Shakl 6 - 2 kVt kuchlanish uchun ko'prik sxemasidan foydalangan holda impuls transformatorini hisoblash

Qanday hisoblash mumkin:

2) ko'k rang bilan ajratilgan.
a) 400V ni o'rnating, chunki bu kuchlanishni qayta tiklash uchun zaxiradir va sinus to'lqinni kesish uchun kamida 342V talab qilinadi
b) nominal oqim. Biz 2400 Vt / 220 (230) V = 12A ni hisobga olamiz. Ko'rib turganingizdek, hamma joyda men kamida 20% zaxira olaman. Sifatli uskunaning har qanday o'zini hurmat qiladigan ishlab chiqaruvchisi shunday qiladi. SSSRda bunday zahira, hatto eng qiyin sharoitlarda ham standart 25% edi. Nima uchun 220 (230) V sof sinus to'lqinining chiqishidagi kuchlanish?
c) minimal oqim. Haqiqiy sharoitlardan tanlangan bu parametr chiqish chokining o'lchamiga ta'sir qiladi, shuning uchun minimal oqim qanchalik baland bo'lsa, chok qanchalik kichik bo'lsa va shuning uchun qurilma arzonroq bo'ladi. Shunga qaramay, men eng yomon variant 1A ni tanladim, bu 2-3 lampochka yoki 3-4 router uchun oqim.
d) diodlarga tushish. Chunki Chiqishda bizda ultra tezkor diodlar bo'ladi, keyin ular bo'ylab pasayish eng yomon sharoitlarda 0,6V bo'ladi (harorat oshib ketgan).
d) sim diametri. Men bir marta bunday ish uchun va faqat 1 mm diametrli 20 kg mis lasan sotib oldim. Bu yerda sizda mavjud bo'lgan narsani joylashtiramiz. Men uni 1,18 mm dan ortiqroqqa o'rnatishni tavsiya etmayman, chunki ... teri ta'siri ta'sir qila boshlaydi

Teri ta'siri

Teri effekti - elektromagnit to'lqinlarning amplitudasini kamaytirish ta'siri, chunki ular o'tkazuvchi muhitga chuqur kirib boradi. Bu ta'sir natijasida, masalan, o'tkazgichdan o'tayotganda yuqori chastotali o'zgaruvchan tok kesma bo'ylab bir tekis taqsimlanmaydi, lekin asosan sirt qatlamida.
Agar biz Googlega o'xshamay, mening kolxoz tilida gapiradigan bo'lsak, unda siz katta kesimli konduktorni olsangiz, u to'liq ishlatilmaydi, chunki yuqori chastotali oqimlar sirt bo'ylab oqadi va o'tkazgichning markazi "bo'sh" bo'ladi.

3) Yashil rang bilan ajratilgan. Bu erda hamma narsa oddiy - biz "to'liq ko'prik" topologiyasini rejalashtiramiz va uni tanlaymiz.

4) to'q sariq rangda ta'kidlangan. Asosiy tanlov jarayoni sodir bo'ladi, hamma narsa intuitivdir. Ko'p sonli standart yadrolar allaqachon kutubxonada, biznikiga o'xshab, lekin o'lchamlarni kiritish orqali biror narsa qo'shilishi mumkin bo'lsa.

5) Binafsha rang bilan ajratilgan. Hisob-kitoblar bilan chiqish parametrlari. Koeffitsient alohida oynada ta'kidlangan. oynani to'ldirish, esda tuting - 0,35 dan ko'p emas va tercihen 0,3 dan oshmasligi kerak. Barcha kerakli qiymatlar ham berilgan: birlamchi va ikkilamchi o'rash uchun burilishlar soni, o'rash uchun "o'rash" da oldindan belgilangan diametrdagi simlar soni.
Chiqish chokini keyingi hisoblash uchun parametrlar ham berilgan: indüktans va kuchlanish dalgalanma.

Endi siz chiqish chokini hisoblashingiz kerak. Bu to'lqinlarni tekislash, shuningdek, "bir xil" oqim yaratish uchun kerak. Hisoblash xuddi shu muallifning dasturida amalga oshiriladi va u deyiladi ThrottleRing 5.0. Mana bizning transformatorimiz uchun hisob:


Shakl 7 - DC-DC konvertorini kuchaytirish uchun chiqish chokini hisoblash

Ushbu hisob-kitobda hamma narsa sodda va tushunarli, u bir xil printsip asosida ishlaydi, chiqish ma'lumotlari: burilishlar soni va braiddagi simlar soni.

Ishlab chiqarish bosqichlari

Biz diametri 1 mm bo'lgan 2 ta simning kerakli miqdordagi burilishlarini ramkaga o'ramiz. Biz o'rash yo'nalishini eslaymiz yoki yaxshiroq, uni ramkada marker bilan belgilang.

2-bosqich:

9-rasm - Ikkilamchi o'rashni ajratib oling

Biz ikkilamchi o'rashni 1 mm qalinlikdagi floroplastik lenta bilan izolyatsiya qilamiz, bu izolyatsiya kamida 1000 V ga bardosh bera oladi. Bundan tashqari, biz uni qo'shimcha ravishda lak bilan singdiramiz, bu izolyatsiyaga yana bir +600V. Agar floroplastik lenta bo'lmasa, biz uni oddiy sanitariya-tesisat ko'pik bilan 4-6 qatlamda izolyatsiya qilamiz. Bu bir xil floroplastik, qalinligi atigi 150-200 mikron.

3-bosqich:

10-rasm - Biz birlamchi o'rashni o'rashni boshlaymiz, simlarni ramkaga lehimlaymiz
Ikkilamchi o'rash bilan bir yo'nalishda shamol qilamiz!

4-bosqich:

11-rasm - Birlamchi o'rashning dumini chizish

U o'rashni o'rab, floroplastik lenta bilan izolyatsiya qiladi. Bundan tashqari, uni lak bilan singdirish tavsiya etiladi.

5-bosqich:


12-rasm - Biz lak bilan singdiramiz va "quyruq" ni lehimlaymiz. Sariqlarni o'rash tugallandi
6-bosqich:

13-rasm - Biz transformatorni o'rash va izolyatsiyasini lak bilan yakuniy singdirish bilan himoya lentasi bilan yakunlaymiz

Qo'riqchi lentasi

Kiper tasmasi - kengligi 8 dan 50 mm gacha bo'lgan kiper matodan qilingan paxta (kamroq ipak yoki yarim ipak) ortiqcha oro bermay, ip yoki diagonal to'quv; qattiq, oqartirilgan yoki tekis bo'yalgan. Lenta materiali to'quv tufayli yuqori zichlikka ega, u eng yaqin analogidan - oddiy lentadan - qalinroq iplardan foydalanish tufayli qalinroq.
Vikipediyaga rahmat.

7-bosqich:

14-rasm - Transformatorning tayyor versiyasi shunday ko'rinadi

Yelimlash jarayonida yadro yarmi orasiga mos plyonka qo'yish orqali 0,15 mm bo'shliq o'rnatiladi. Eng yaxshi variant - bosma plyonka. Yadro tezkor elim (yaxshi) yoki epoksi qatroni bilan yopishtirilgan. 1-variant abadiydir, ikkinchisi, agar biror narsa yuz bersa, masalan, boshqa o'rash yoki ko'proq burilishlar qo'shish kerak bo'lsa, transformatorni shikastlanmasdan qismlarga ajratish imkonini beradi.

Chok o'rash

Endi, analogiya bo'yicha, siz induktorni o'rashingiz kerak, albatta, uni toroidal yadroga o'rash qiyinroq, ammo bu variant yanada ixcham bo'ladi. Bizda mavjud bo'lgan barcha ma'lumotlar dasturdan, asosiy material atomizatsiyalangan temir yoki permalloy. Ushbu materialning to'yinganlik induksiyasi 0,55 Tesla ni tashkil qiladi.

1-bosqich:


15-rasm - halqani floroplastik lenta bilan o'rash

Ushbu operatsiya yadrodagi o'rashning buzilishi holatlarining oldini olishga imkon beradi, bu kamdan-kam hollarda bo'ladi, lekin biz buni sifat uchun o'zimiz uchun qilamiz!

2-bosqich:

Shakl 16 - Kerakli miqdordagi burilishlarni shamol qiling va izolyatsiya qiling

Bunday holda, burilishlar soni bitta o'rash qatlamiga to'g'ri kelmaydi, shuning uchun birinchi qatlamni o'rashdan keyin ikkinchi qatlamni izolyatsiya qilish va shamollash, keyin esa izolyatsiyalash kerak.
IIP

Va shunga qaramay, meni taklif qilishdi! Endi maqolalar bilan ishlar tezroq ketadi. Dastlab, men keyingi qism uchun qandaydir blokning sxemasi dizayniga e'tibor qaratmoqchi edim, lekin siz nimani kutmoqdasiz? Ammo keyin men maktabdagi yoshligimni va duch kelgan katta muammoni - o'sha paytda menga noma'lum bo'lgan hayvon qurilmasini qanday yasashni esladim - impuls transformatori . O'n yil o'tdi va men tushunamanki, ko'pchilik (nafaqat yangi boshlanuvchilar) radio havaskorlari, elektronika muhandislari va talabalari bunday qiyinchiliklarga duch kelishadi - ular shunchaki ulardan qo'rqishadi va natijada ular kuchli quvvat manbalarini almashtirishdan qochishga harakat qilishadi (bundan keyin). IIP).
Bu fikrlardan so'ng men birinchi mavzu transformator haqida bo'lishi kerak, boshqa hech narsa emas degan xulosaga keldim! Men ham rezervlashni xohlayman: "kuchli SMPS" tushunchasi bilan men 1 kVt va undan yuqori quvvatni yoki havaskorlar uchun kamida 500 Vt quvvatni nazarda tutyapman.

1-rasm - Bu biz H-ko'prigi uchun 2 kVt transformatorni olamiz

Buyuk jang yoki qaysi materialni tanlash kerak?

Bir vaqtlar o'z arsenalimga impuls texnologiyasini kiritganimda, transformatorlarni faqat hamma uchun ochiq bo'lgan ferrit yordamida yasash mumkin deb o'yladim. Birinchi dizaynlarni yig'ib, men birinchi bo'lib ularni tajribali o'rtoqlar hukmiga taqdim etishga qaror qildim va quyidagi iborani tez-tez eshitdim: "Sizning yomon ferritingiz impuls generatori uchun eng yaxshi material emas". Men darhol ulardan qanday alternativa qarshi bo'lishi mumkinligini aniqlashga qaror qildim va ular menga aytdilar - alsifer yoki nima deb atasalar sindust.

Nima uchun u juda yaxshi va u ferritdan yaxshiroqmi?

Birinchidan, transformator uchun deyarli ideal material nimaga qodir bo'lishi kerakligini hal qilishingiz kerak:
1) bo'lishi kerak yumshoq magnit, ya'ni magnitlanishi va magnitsizlanishi oson


2-rasm - Ferromagnitlarning histerezis davrlari: 1) qattiq sikl, 2) yumshoq sikl

2) material mumkin bo'lgan eng yuqori to'yinganlik induksiyasiga ega bo'lishi kerak, bu yadro o'lchamlarini kamaytiradi yoki ularni saqlab turganda quvvatni oshiradi

To'yinganlik

Transformatorning to'yinganligi hodisasi shundan iboratki, o'rashdagi oqimning oshishiga qaramay, yadrodagi magnit oqim ma'lum bir maksimal qiymatga erishgandan so'ng, amalda o'zgarmaydi.
Transformatorda to'yinganlik rejimi energiyani birlamchi o'rashdan ikkilamchi o'rashga o'tkazish qisman to'xtashiga olib keladi. Transformatorning normal ishlashi faqat uning yadrosidagi magnit oqim birlamchi o'rashdagi oqim o'zgarishiga mutanosib ravishda o'zgarganda mumkin. Ushbu shartni bajarish uchun yadro to'yingan holatda bo'lmasligi kerak va bu faqat uning hajmi va kesimi ma'lum bir qiymatdan kam bo'lmaganda mumkin. Shuning uchun transformatorning kuchi qanchalik katta bo'lsa, uning yadrosi qanchalik katta bo'lishi kerak.

3) magnitlanishning o'zgarishi va Fuko oqimlari tufayli material eng kam yo'qotishlarga ega bo'lishi kerak

4) tashqi ta'sirlar ostida materialning xususiyatlari sezilarli darajada o'zgarmasligi kerak: mexanik kuchlar (siqilish yoki kuchlanish), harorat va namlikning o'zgarishi.

Endi ferritning xususiyatlarini va yuqorida keltirilgan talablarga qanchalik mos kelishini ko'rib chiqaylik.

Ferrit yarimo'tkazgichdir, ya'ni u o'zining yuqori elektr qarshiligiga ega. Bu shuni anglatadiki, yuqori chastotalarda girdobli oqim yo'qoladi (oqimlar Fuko) ancha past bo'ladi. Ma'lum bo'lishicha, yuqoridagi ro'yxatdagi kamida bitta shart allaqachon bajarilgan. Davom etishga ruxsat…
Ferritlar termal barqaror yoki beqaror bo'lishi mumkin, ammo bu parametr SMPS uchun hal qiluvchi emas. Muhimi shundaki, ferritlar -60 dan +100 o C gacha bo'lgan harorat oralig'ida barqaror ishlaydi va bu eng oddiy va eng arzon brendlar uchun.


3-rasm - Har xil haroratlarda 20 kHz chastotada magnitlanish egri chizig'i

Va nihoyat, eng muhim nuqta - yuqoridagi grafikda biz deyarli hamma narsani aniqlaydigan parametrni ko'rdik - to'yinganlik induksiyasi. Ferrit uchun u odatda 0,39 Tesla sifatida qabul qilinadi. Shuni esda tutish kerakki, turli xil sharoitlarda bu parametr o'zgaradi. Bu ham chastotaga, ham ish haroratiga va boshqa parametrlarga bog'liq, lekin birinchi ikkitasiga alohida e'tibor berilishi kerak.

Xulosa: ferrit yaxshi! bizning maqsadlarimiz uchun mukammaldir.

Alsifer haqida bir necha so'z va u qanday farq qiladi

1) alsifer biroz kengroq harorat oralig'ida ishlaydi: -60 dan +120 o C gacha - mos keladimi? Hatto ferritdan ham yaxshiroq!
2) alsiferlarda histerezis tufayli yo'qotishlar koeffitsienti faqat zaif maydonlarda (past quvvatda) doimiy bo'ladi, kuchli maydonda ular juda kuchli ortadi - bu juda jiddiy kamchilik, ayniqsa 2 kVt dan ortiq quvvatlarda, shuning uchun bu yerda yutqazadi.
3) to'yinganlik induksiyasi 1,2 Teslagacha!, ferritdan 4 barobar ko'p! - asosiy parametr allaqachon oldinda, lekin hamma narsa juda oddiy emas ... Albatta, bu afzallik hech qaerga ketmaydi, lekin 2-band uni juda zaiflashtiradi - albatta ortiqcha.

Xulosa: Alsifer ferritdan yaxshiroq, bu odam menga yolg'on gapirmadi.

Jang natijasi: Yuqoridagi tavsifni o'qigan har bir kishi bizga Alsiferni bering, deydi! Va to'g'ri ... lekin umumiy quvvati 10 kVt bo'lgan alsifer yadrosini topishga harakat qilingmi? Bu erda odatda odam boshi berk ko'chaga tushib qoladi, ular haqiqatan ham sotuvda emasligi ma'lum bo'ladi va agar ular bo'lsa, ular to'g'ridan-to'g'ri ishlab chiqaruvchidan buyurtma qilinadi va narx sizni qo'rqitadi.
Ma'lum bo'lishicha, biz ferritdan foydalanamiz, ayniqsa, agar uni bir butun sifatida baholasak, u juda kam yo'qotadi ... ferrit alsiferga nisbatan baholanadi. "10 ta to'tiqushdan 8 tasi."

Men sevimli matanimga murojaat qilmoqchi edim, lekin bunday qilmaslikka qaror qildim, chunki... Men maqolaga +10 000 belgini haddan tashqari ko'p deb hisoblayman. Men faqat B. Semenov tomonidan juda yaxshi hisob-kitoblarga ega bo'lgan kitobni tavsiya qilishim mumkin, "Quvvat elektroniği: oddiydan murakkabgacha". Uning hisob-kitoblarini ba'zi qo'shimchalar bilan takrorlashdan ma'no ko'rmayapman.

Shunday qilib, biz transformatorni hisoblash va ishlab chiqarishga o'tamiz

Avvalo, men darhol juda jiddiy nuqtani - yadrodagi bo'shliqni esga olishni istardim. U barcha quvvatni "o'ldirishi" yoki yana 30-40% qo'shishi mumkin. Men nima qilayotganimizni eslatmoqchiman H-ko'prik uchun transformator, va u to'g'ridan-to'g'ri konvertorlarga tegishli (burjua tilida oldinga). Bu bo'shliq ideal holda 0 mm bo'lishi kerakligini anglatadi.
Bir marta, 2-3 kursda o'qiyotganimda, men payvandlash inverterini yig'ishga qaror qildim va Kemppi invertorlarining topologiyasiga murojaat qildim. U erda transformatorlarda 0,15 mm bo'shliqni ko'rdim. Bu nima uchun ekanligiga hayron bo'ldim. Men o'qituvchilarga yaqinlashmadim, aksincha, Rossiyaning Kemppi vakolatxonasiga qo'ng'iroq qildim! Nima yo'qotish kerak? Ajablanarlisi shundaki, men elektr muhandisi bilan bog'landim va u menga 1 kVt quvvatli shiftdan tashqariga "emaklash" imkonini beradigan bir nechta nazariy fikrlarni aytdi.
Qisqasi - 0,1-0,2 mm bo'shliq shunchaki kerak! Bu yadroning demagnetizatsiya tezligini oshiradi, bu esa transformator orqali ko'proq quvvat olish imkonini beradi. Bo'shliqning quloqlari bilan bunday fintning maksimal ta'siri topologiyada erishildi "qiyshiq ko'prik", u erda 0,15 mm bo'shliqning kiritilishi 100% ga o'sishni beradi! Bizning H-ko'prik bu o'sish ancha oddiy, lekin menimcha, 40-60% ham yomon emas.

Transformatorni yaratish uchun bizga quyidagi to'plam kerak bo'ladi:

A)
4-rasm - 3C90 materialidan tayyorlangan E70/33/32 ferrit yadrosi (N87 ning biroz yaxshiroq analogi)

b)
5-rasm - E70/33/32 yadrosi uchun ramka (kattaroq) va atomizatsiyalangan temirdan D46 droskasi

Bunday transformatorning umumiy quvvati 7,2 kVtni tashkil qiladi. Nominallardan 6-7 baravar yuqori (texnik spetsifikatsiyalar bo'yicha 600%) boshlang'ich oqimlarini ta'minlash uchun bunday zaxiraga muhtojmiz. To'g'ri, bunday boshlang'ich oqimlari faqat asenkron motorlarda sodir bo'ladi, lekin hamma narsani hisobga olish kerak!
To'satdan, ma'lum bir bo'g'in paydo bo'ldi, bu bizning keyingi sxemamizda kerak bo'ladi (5 dona) va shuning uchun men uni qanday o'rashni ko'rsatishga qaror qildim.

Keyinchalik, o'rash parametrlarini hisoblashingiz kerak. Men ma'lum doiralarda taniqli do'stimning dasturidan foydalanaman Starichok51 . Katta bilimga ega va har doim o'rgatish va yordam berishga tayyor odam, buning uchun unga rahmat aytaman - bir vaqtning o'zida u menga to'g'ri yo'ldan borishga yordam berdi. Dastur deyiladi - Zo'r IT 8.1 .

Mana 2 kVt uchun hisoblash misoli:


Shakl 6 - 2 kVt kuchlanish uchun ko'prik sxemasidan foydalangan holda impuls transformatorini hisoblash

Qanday hisoblash mumkin:

1) qizil rang bilan ajratilgan. Bular odatda sukut bo'yicha o'rnatiladigan kirish parametrlari:
a) maksimal induksiya. Esingizda bo'lsin, ferrit uchun u 0,39 T, lekin bizning transformatorimiz juda yuqori chastotada ishlaydi, shuning uchun dastur o'zi 0,186 ni o'rnatadi. Bu eng yomon sharoitlarda to'yinganlik induksiyasi, shu jumladan 125 darajaga qadar isitish
b) konvertatsiya chastotasi, u biz tomonidan o'rnatiladi va diagrammada qanday aniqlanadi, keyingi maqolalarda bo'ladi. Bu chastota 20 dan 120 kHz gacha bo'lishi kerak. Agar kamroq bo'lsa, biz trans va hushtakni eshitamiz, yuqoriroq bo'lsa, keyin bizning kalitlarimiz (tranzistorlar) katta dinamik yo'qotishlarga ega bo'ladi. Va hatto qimmat IGBT kalitlari 150 kHz gacha ishlaydi
c) koeffitsient oynani to'ldirish muhim parametrdir, chunki ramka va yadrodagi bo'sh joy cheklangan, siz uni 0,35 dan oshmasligingiz kerak, aks holda sariqlar mos kelmaydi.
d) oqim zichligi - bu parametr 10 A / mm 2 gacha bo'lishi mumkin. Bu o'tkazgich orqali oqishi mumkin bo'lgan maksimal oqimdir. Optimal qiymat 5-6 A / mm 2 - og'ir ish sharoitida: yomon sovutish, maksimal yukda doimiy ishlash va hk. 8-10 A/mm 2 - agar qurilmangiz mukammal ventilyatsiya qilingan bo'lsa va bir nechta sovutgichlar 9000 dan yuqori bo'lsa, o'rnatilishi mumkin.
e) kirish joyidagi ovqat. Chunki biz DC->DC 48V dan 400V gacha bo'lgan transformatorni hisoblaymiz, so'ngra hisoblashdagi kabi kirish kuchlanishini o'rnatamiz. Raqam qayerdan kelgan? Zaryadlangan holatda batareya 10,5V ishlab chiqaradi, keyinchalik zaryadsizlanishi xizmat muddatini qisqartiradi, batareyalar soniga (4 dona) ko'payadi va 42V oladi. Keling, zaxira bilan 40V ni olaylik. 48V mahsulotdan olinadi 12V * 4 dona. 58V zaryadlangan holatda batareyaning kuchlanishi 14,2-14,4V bo'lishi va shunga o'xshash tarzda 4 ga ko'paytirilishi hisobga olinadi.

2) ko'k rang bilan ajratilgan.
a) 400V ni o'rnating, chunki bu kuchlanishni qayta tiklash uchun zaxiradir va sinus to'lqinni kesish uchun kamida 342V talab qilinadi
b) nominal oqim. Biz 2400 Vt / 220 (230) V = 12A ni hisobga olamiz. Ko'rib turganingizdek, hamma joyda men kamida 20% zaxira olaman. Sifatli uskunaning har qanday o'zini hurmat qiladigan ishlab chiqaruvchisi shunday qiladi. SSSRda bunday zahira, hatto eng qiyin sharoitlarda ham standart 25% edi. Nima uchun 220 (230) V sof sinus to'lqinining chiqishidagi kuchlanish?
c) minimal oqim. Haqiqiy sharoitlardan tanlangan bu parametr chiqish chokining o'lchamiga ta'sir qiladi, shuning uchun minimal oqim qanchalik baland bo'lsa, chok qanchalik kichik bo'lsa va shuning uchun qurilma arzonroq bo'ladi. Shunga qaramay, men eng yomon variant 1A ni tanladim, bu 2-3 lampochka yoki 3-4 router uchun oqim.
d) diodlarga tushish. Chunki Chiqishda bizda ultra tezkor diodlar bo'ladi, keyin ular bo'ylab pasayish eng yomon sharoitlarda 0,6V bo'ladi (harorat oshib ketgan).
d) sim diametri. Men bir marta bunday ish uchun va faqat 1 mm diametrli 20 kg mis lasan sotib oldim. Bu yerda sizda mavjud bo'lgan narsani joylashtiramiz. Men uni 1,18 mm dan ortiqroqqa o'rnatishni tavsiya etmayman, chunki ... teri ta'siri ta'sir qila boshlaydi

Teri ta'siri

Teri effekti - elektromagnit to'lqinlarning amplitudasini kamaytirish ta'siri, chunki ular o'tkazuvchi muhitga chuqur kirib boradi. Bu ta'sir natijasida, masalan, o'tkazgichdan o'tayotganda yuqori chastotali o'zgaruvchan tok kesma bo'ylab bir tekis taqsimlanmaydi, lekin asosan sirt qatlamida.
Agar biz Googlega o'xshamay, mening kolxoz tilida gapiradigan bo'lsak, unda siz katta kesimli konduktorni olsangiz, u to'liq ishlatilmaydi, chunki yuqori chastotali oqimlar sirt bo'ylab oqadi va o'tkazgichning markazi "bo'sh" bo'ladi.

3) Yashil rang bilan ajratilgan. Bu erda hamma narsa oddiy - biz "to'liq ko'prik" topologiyasini rejalashtiramiz va uni tanlaymiz.

4) to'q sariq rangda ta'kidlangan. Asosiy tanlov jarayoni sodir bo'ladi, hamma narsa intuitivdir. Ko'p sonli standart yadrolar allaqachon kutubxonada, biznikiga o'xshab, lekin o'lchamlarni kiritish orqali biror narsa qo'shilishi mumkin bo'lsa.

5) Binafsha rang bilan ajratilgan. Hisob-kitoblar bilan chiqish parametrlari. Koeffitsient alohida oynada ta'kidlangan. oynani to'ldirish, esda tuting - 0,35 dan ko'p emas va tercihen 0,3 dan oshmasligi kerak. Barcha kerakli qiymatlar ham berilgan: birlamchi va ikkilamchi o'rash uchun burilishlar soni, o'rash uchun "o'rash" da oldindan belgilangan diametrdagi simlar soni.
Chiqish chokini keyingi hisoblash uchun parametrlar ham berilgan: indüktans va kuchlanish dalgalanma.

Endi siz chiqish chokini hisoblashingiz kerak. Bu to'lqinlarni tekislash, shuningdek, "bir xil" oqim yaratish uchun kerak. Hisoblash xuddi shu muallifning dasturida amalga oshiriladi va u deyiladi ThrottleRing 5.0. Mana bizning transformatorimiz uchun hisob:


Shakl 7 - DC-DC konvertorini kuchaytirish uchun chiqish chokini hisoblash

Ushbu hisob-kitobda hamma narsa sodda va tushunarli, u bir xil printsip asosida ishlaydi, chiqish ma'lumotlari: burilishlar soni va braiddagi simlar soni.

Ishlab chiqarish bosqichlari

Endi bizda transformator va induktorni ishlab chiqarish bo'yicha barcha ma'lumotlar mavjud.
Impuls transformatorini o'rashning asosiy qoidasi shundaki, barcha o'rashlar, istisnosiz, bir yo'nalishda o'ralgan bo'lishi kerak!

1-bosqich:

8-rasm - Ikkilamchi (yuqori kuchlanishli) o'rashning o'rash jarayoni

Biz diametri 1 mm bo'lgan 2 ta simning kerakli miqdordagi burilishlarini ramkaga o'ramiz. Biz o'rash yo'nalishini eslaymiz yoki yaxshiroq, uni ramkada marker bilan belgilang.

2-bosqich:

9-rasm - Ikkilamchi o'rashni ajratib oling

Biz ikkilamchi o'rashni 1 mm qalinlikdagi floroplastik lenta bilan izolyatsiya qilamiz, bu izolyatsiya kamida 1000 V ga bardosh bera oladi. Bundan tashqari, biz uni qo'shimcha ravishda lak bilan singdiramiz, bu izolyatsiyaga yana bir +600V. Agar floroplastik lenta bo'lmasa, biz uni oddiy sanitariya-tesisat ko'pik bilan 4-6 qatlamda izolyatsiya qilamiz. Bu bir xil floroplastik, qalinligi atigi 150-200 mikron.

3-bosqich:

10-rasm - Biz birlamchi o'rashni o'rashni boshlaymiz, simlarni ramkaga lehimlaymiz
Ikkilamchi o'rash bilan bir yo'nalishda shamol qilamiz!

4-bosqich:

11-rasm - Birlamchi o'rashning dumini chizish

U o'rashni o'rab, floroplastik lenta bilan izolyatsiya qiladi. Bundan tashqari, uni lak bilan singdirish tavsiya etiladi.

5-bosqich:


12-rasm - Biz lak bilan singdiramiz va "quyruq" ni lehimlaymiz. Sariqlarni o'rash tugallandi
6-bosqich:

13-rasm - Biz transformatorni o'rash va izolyatsiyasini lak bilan yakuniy singdirish bilan himoya lentasi bilan yakunlaymiz

Qo'riqchi lentasi

Kiper tasmasi - kengligi 8 dan 50 mm gacha bo'lgan kiper matodan qilingan paxta (kamroq ipak yoki yarim ipak) ortiqcha oro bermay, ip yoki diagonal to'quv; qattiq, oqartirilgan yoki tekis bo'yalgan. Lenta materiali to'quv tufayli yuqori zichlikka ega, u eng yaqin analogidan - oddiy lentadan - qalinroq iplardan foydalanish tufayli qalinroq.
Vikipediyaga rahmat.

7-bosqich:


14-rasm - Transformatorning tayyor versiyasi shunday ko'rinadi

Yelimlash jarayonida yadro yarmi orasiga mos plyonka qo'yish orqali 0,15 mm bo'shliq o'rnatiladi. Eng yaxshi variant - bosma plyonka. Yadro tezkor elim (yaxshi) yoki epoksi qatroni bilan yopishtirilgan. 1-variant abadiydir, ikkinchisi, agar biror narsa yuz bersa, masalan, boshqa o'rash yoki ko'proq burilishlar qo'shish kerak bo'lsa, transformatorni shikastlanmasdan qismlarga ajratish imkonini beradi.

Chok o'rash

Endi, analogiya bo'yicha, siz induktorni o'rashingiz kerak, albatta, uni toroidal yadroga o'rash qiyinroq, ammo bu variant yanada ixcham bo'ladi. Bizda mavjud bo'lgan barcha ma'lumotlar dasturdan, asosiy material atomizatsiyalangan temir yoki permalloy. Ushbu materialning to'yinganlik induksiyasi 0,55 Tesla ni tashkil qiladi.

1-bosqich:


15-rasm - halqani floroplastik lenta bilan o'rash

Ushbu operatsiya yadrodagi o'rashning buzilishi holatlarining oldini olishga imkon beradi, bu kamdan-kam hollarda bo'ladi, lekin biz buni sifat uchun o'zimiz uchun qilamiz!

2-bosqich:

Shakl 16 - Kerakli miqdordagi burilishlarni shamol qiling va izolyatsiya qiling

Bunday holda, burilishlar soni bitta o'rash qatlamiga to'g'ri kelmaydi, shuning uchun birinchi qatlamni o'rashdan keyin ikkinchi qatlamni izolyatsiya qilish va shamollash, keyin esa izolyatsiyalash kerak.

3-bosqich:

17-rasm - Ikkinchi qatlamdan keyin izolyatsiya qiling va lak bilan singdiring

Epilog

Umid qilamanki, mening maqolam sizga impuls transformatorini hisoblash va ishlab chiqarish jarayonini o'rgatadi, shuningdek, uning ishlashi va u ishlab chiqarilgan materiallar haqida ba'zi nazariy tushunchalarni beradi. Men bu qismni keraksiz nazariya bilan yuklamaslikka, hamma narsani minimal darajada ushlab turishga va faqat amaliy jihatlarga e'tibor berishga harakat qildim. Va eng muhimi, ishlashga ta'sir qiluvchi asosiy xususiyatlar bo'yicha, masalan, tozalash, o'rash yo'nalishlari va boshqalar.
Davomi bor...

Qadrli hamkasblar!!

Men allaqachon darslarimda ferrit halqasida impuls transformatorini qanday qurishni aytdim. Endi men sizga W shaklidagi ferrit yadrosi yordamida qanday qilib transformator yasashimni aytaman. Buning uchun men eski "sovet" uskunalari, eski kompyuterlar, televizorlar va burchakda "talab bo'yicha" yotgan boshqa elektr jihozlaridan mos o'lchamdagi ferritlardan foydalanaman.

Surish-pull yarim ko'prikli generator pallasidan foydalanadigan UPS uchun transformatorning birlamchi o'rashidagi kuchlanish sxema bo'yicha 150 voltni tashkil qiladi, yuk ostida biz 145 voltni olamiz. Ikkilamchi o'rash o'rta nuqta bilan to'liq to'lqinli rektifikatsiya sxemasiga muvofiq amalga oshiriladi.
Diagrammaga qarang.

Men ushbu sxema uchun 20 - 50 vatt kichik quvvatli UPS uchun transformatorlarni hisoblash va ishlab chiqarish misollarini keltiraman. Men LED lampalarim uchun quvvat manbalarini almashtirishda ushbu quvvat transformatorlaridan foydalanaman. Transformator diagrammasi quyida keltirilgan. Ikki yarmidan katlanmış W-yadroda bo'shliq yo'qligiga e'tibor berish kerak. Bo'shliqqa ega magnit yadro faqat bitta davrli UPSlarda qo'llaniladi.

Turli ehtiyojlar uchun odatiy transformatorni hisoblashning ikkita misoli bu erda. Asos sifatida, turli xil quvvatlar uchun barcha transformatorlar bir xil hisoblash usuliga, deyarli bir xil sim diametrlariga va bir xil o'rash usullariga ega. Agar sizga 30 vattgacha bo'lgan quvvatga ega UPS uchun transformator kerak bo'lsa, unda bu birinchi hisoblash misoli. Agar sizga 60 vattgacha quvvatga ega UPS kerak bo'lsa, ikkinchi misol.

Birinchi misol.

Biz 17-sonli ferrit yadrolarini tanlaymiz, Sh - shaklli yadro Sh7,5 × 7,5. O'rta tayoqning tasavvurlar maydoni Sk = 56 mm.sq. = 0,56 sm2
Oyna So = 150 mm.kv. Nominal quvvat 200 vatt.
Ushbu yadroning 1 voltiga burilish soni quyidagicha bo'ladi: n = 0,7 / Sk = 0,7 / 0,56 = 1,25 burilish.
Transformatorning birlamchi o'rashidagi burilishlar soni quyidagicha bo'ladi: w1 = n x 145 = 1,25 x 145 = 181,25. Keling, 182 burilish qilaylik.
Sariqlar uchun sim qalinligini tanlashda men "" jadvalidan harakat qildim.
Transformatorimda birlamchi o'rashda diametri 0,43 mm bo'lgan simni ishlatganman. (katta diametrli sim derazaga mos kelmaydi). Uning tasavvurlar maydoni S = 0,145 mm2. Ruxsat etilgan oqim (jadvalga qarang) I = 0,29 A.
Birlamchi o'rashning kuchi quyidagicha bo'ladi: P = V x I = 145 x 0,29 = 42 vatt.
Birlamchi o'rashning tepasida aloqa o'rash o'rnatilishi kerak. V3 = 6 volt kuchlanish ishlab chiqarishi kerak. Burilishlar soni quyidagicha bo'ladi: w3 = n x v3 = 1,25 x 6 = 7,5 burilish. Keling, 7 burilish qilaylik. Tel diametri 0,3 - 0,4 mm.
Keyin ikkilamchi o'rash w2 o'raladi. Ikkilamchi o'rashning burilish soni bizga kerak bo'lgan kuchlanishga bog'liq. Ikkilamchi o'rash, masalan, 30 voltda, ikkita teng yarim o'rashdan iborat, w3-1 va w3-2).
Transformatorning samaradorligini (k=0,95) hisobga olgan holda ikkilamchi o'rashdagi oqim: I = k xP/V = 0,95 x 42 vatt / 30 volt = 1,33 A;
Keling, ushbu oqim uchun simni tanlaymiz. Men 0,6 mm diametrli zaxirada bo'lgan simdan foydalandim. Uning S = 0,28 mm.sq.
Ikkala yarim sarg'ishning har birining ruxsat etilgan oqimi I = 0,56 A. Bu ikki ikkilamchi yarim o'rash birgalikda ishlaganligi sababli, umumiy oqim 1,12 A ni tashkil qiladi, bu 1,33 A hisoblangan oqimdan bir oz farq qiladi.
30 voltli kuchlanish uchun har bir yarim o'rashdagi burilishlar soni: w2.1 = w2.2 = n x 30 = 1.25 x 30 = 37.5 vit.
Keling, har bir yarim o'rashda 38 burilish qilaylik.
Transformatorning chiqish quvvati: Pout = V x I = 30 V x 1,12 A = 33,6 Vatt, bu sim va yadrodagi yo'qotishlarni hisobga olgan holda juda normaldir.

Barcha o'rashlar: birlamchi, ikkilamchi va aloqa o'rashlari derazaga juda mos keladi So = 150 mm2.

Shunday qilib, ikkilamchi o'rash ma'lum bir quvvatda har qanday kuchlanish va oqim uchun mo'ljallangan bo'lishi mumkin.

Ikkinchi misol.
Endi tajriba qilaylik. Keling, ikkita bir xil yadro № 17, W 7,5 x 7,5 qo'shamiz.

Bunday holda, "Sk" magnit yadrosining tasavvurlar maydoni ikki baravar ko'payadi. Sk = 56 x 2 = 112 mm2 yoki 1,12 sm2
Deraza maydoni bir xil bo'lib qoladi "Shunday" = 150 mm2. Ko'rsatkich n (1 voltga burilishlar soni) kamayadi. n = 0,7 / Sk = 0,7 /1,12 = 0,63 vit./volt.
Shunday qilib, transformatorning birlamchi o'rashidagi burilishlar soni:
w1 = n x 145 = 0,63 x 145 = 91,35. Keling, 92 burilish qilaylik.

Qayta aloqa o'rashida w3, 6 volt uchun, bo'ladi: w3 = n x v3 = 0,63 x 6 = 3,78 burilish. Keling, 4 burilish qilaylik.
Birinchi misolda bo'lgani kabi ikkilamchi o'rashning kuchlanishini 30 voltga teng olaylik.
Ikkilamchi yarim o'rashlarning burilish soni, har biri 30 volt: w2.1 = w2.2 = n x 30 = 0.63 x 30 = 18.9. Keling, 19 burilish qilaylik.
Men diametri 0,6 mm bo'lgan birlamchi o'rash uchun sim ishlatardim. : simning kesimi 0,28 mm2, oqim 0,56 A.
Ushbu sim bilan birlamchi o'rashning kuchi quyidagicha bo'ladi: P1 = V1 x I = 145 V x 0,56 A = 81 Vatt.
Men ikkilamchi o'rashni diametri 0,9 mm bo'lgan sim bilan o'rab oldim. 0,636 mm.kv. 1,36 amperlik oqim uchun. Ikki yarim o'rash uchun ikkilamchi o'rashdagi oqim 2,72 amperni tashkil qiladi.
Ikkilamchi o'rash quvvati P2 = V2 x I = 30 x 2,72 = 81,6 vatt.
Diametri 0,9 mm bo'lgan sim. bir oz katta, katta chegara bilan mos keladi, bu yomon emas.

Men o'rash uchun simni kvadrat millimetr uchun 2 A tezlikda ishlataman (shunday qilib u kamroq qiziydi va undagi kuchlanish pasayishi kamroq bo'ladi), garchi barcha "zavod" transformatorlari 3 - 3,5 A tezlikda o'ralgan bo'lsa ham. mm2 uchun. va sariqlarni sovutish uchun fanni o'rnating.
Ushbu hisob-kitoblardan umumiy xulosa:
- ikkita bir xil Sh shaklidagi yadrolarni qo'shganda, "Sk" maydoni bir xil oyna maydoni "So" bilan ikki baravar ko'payadi.
- sariqlardagi burilishlar soni (birinchi variantga nisbatan) o'zgaradi.
- birlamchi o'rash w1 182 burilishdan 92 burilishgacha kamayadi;
- ikkilamchi o'rash w2 38 burilishdan 19 burilishgacha kamayadi.

Bu shuni anglatadiki, xuddi shu "Shunday" oynasida, sariqlarda burilishlar sonining kamayishi bilan, sariqlarning qalinroq simini joylashtirish, ya'ni transformatorning haqiqiy quvvatini ikki baravar oshirish mumkin.

Men 17-sonli katlanmış yadroli shunday transformatorni o'radim va ular uchun ramka yasadim.

Shuni yodda tutish kerakki, transformatorlarga ko'ra birinchi va ikkinchi Misol uchun, siz uni kichikroq yuk ostida, 0 vattgacha ishlatishingiz mumkin. UPS kuchlanishni juda yaxshi va barqaror ushlab turadi.

Transformatorlarning ko'rinishini solishtiring: misol-1, bitta yadroli va misol-2, ikkita buklangan yadro bilan. Transformatorlarning haqiqiy o'lchamlari biroz farq qiladi.

№18 va №19 ferrit yadrolarining tahlili oldingi misollarga o'xshash.
Bizning barcha hisob-kitoblarimiz nazariy taxminlardir. Aslida, bunday o'lchamdagi transformatorlarda UPS dan bunday quvvatni olish juda qiyin. Kommutatsiya elektr ta'minoti davrlarining dizayn xususiyatlari o'zlari kuchga kiradi. Sxema.
Chiqish kuchlanishi (va shuning uchun chiqish quvvati) ko'plab omillarga bog'liq:
- tarmoq elektrolitik kondansatör C1 quvvati,
- C4 va C5 konteynerlari,
- o'rash simlarida va ferrit yadrosining o'zida quvvat tushishi;
- generatordagi kalit tranzistorlarda va chiqish rektifikator diodlarida quvvat tushishi.
Bunday kommutatsiya quvvat manbalarining umumiy samaradorligi "k" taxminan 85% ni tashkil qiladi.
Bu ko'rsatkich hali ham po'lat yadroli transformatorli rektifikatordan ko'ra yaxshiroqdir, bu erda k = 60%. Ferritdagi UPSning o'lchami va og'irligi sezilarli darajada kamroq bo'lishiga qaramay.

Ferrit Sh - transformatorni yig'ish tartibi.

Tayyor yoki yig'ilgan bo'ladimi, yadroning o'lchamlariga mos keladigan yangi ramka tayyorlanadi.
Bu erda "" qanday qilishni ko'ring. Ushbu maqolada po'lat yadroli transformator uchun ramka haqida gap ketgan bo'lsa-da, tavsif bizning holatimizga juda mos keladi.
Ramka yog'och ramkaga joylashtirilishi kerak. Transformatorni o'rash qo'lda amalga oshiriladi.
Birlamchi o'rash birinchi navbatda ramkaga o'raladi. Birinchi qator navbatma-navbat, so'ngra yupqa qog'oz qatlami, laklangan mato, keyin ikkinchi qator sim va boshqalar bilan to'ldiriladi. Telning boshiga va oxiriga yupqa PVX trubkasi qo'yiladi (o'rnatish simidan izolyatsiyadan foydalanish mumkin) simni qattiqlashtirishi uchun u uzilmaydi.
Birlamchi o'rashning ustiga ikki qatlamli qog'oz qo'llaniladi (o'rashlararo izolyatsiya), keyin siz w3 aloqa o'rashining burilishlarini o'rashingiz kerak. W3 o'rashining bir nechta burilishlari bor va shuning uchun u ramkaning chetiga o'rnatiladi. Keyin ikkilamchi o'rashning burilishlari qo'llaniladi. Bu erda ikkilamchi o'rash w2 burilishlari w3 burilishlarining tepasida joylashmasligi uchun harakat qilish tavsiya etiladi. Aks holda, kommutatsiya quvvat manbai ishlamay qolishi mumkin.
Sarg'ish bir vaqtning o'zida ikkita sim bilan amalga oshiriladi (ikkita yarim o'rash), ketma-ket burish uchun aylantiring, so'ngra qog'oz yoki lenta qatlami va ikkita simning ikkinchi qatori. Telning uchlariga PVX trubka qo'yishning hojati yo'q, chunki Tel qalin va buzilmaydi. Tayyor ramka mandreldan chiqariladi va ferrit yadrosiga joylashtiriladi. Avval yadroni har qanday o'yin uchun tekshiring.
Agar ramka yadroga qattiq bo'lsa, juda ehtiyot bo'ling, ferrit juda oson parchalanadi. Buzilgan yadro bir-biriga yopishtirilishi mumkin. Men PVA elim bilan yopishtiraman, keyin quritaman.
Yig'ilgan ferrit transformator oxirida mustahkamlik uchun lenta bilan mahkamlanadi. Yadro yarmining uchlari bo'shliq yoki siljishsiz bir-biriga mos kelishini ta'minlash kerak.

Impuls transformatorlari (IT) iqtisodiy faoliyatda mashhur qurilmadir. Ko'pincha maishiy, kompyuter va maxsus jihozlar uchun quvvat manbalariga o'rnatiladi. Impuls transformatori radiotexnika sohasida minimal tajribaga ega bo'lgan hunarmandlar tomonidan yaratilgan. Bu qanday qurilma, shuningdek, ishlash printsipi bundan keyin ham muhokama qilinadi.

Qo'llash sohasi

Impuls transformatorining vazifasi elektr moslamasini qisqa tutashuvlardan, kuchlanishning haddan tashqari ko'tarilishidan va korpusni isitishdan himoya qilishdir. Quvvat manbalarining barqarorligi impuls transformatorlari tomonidan ta'minlanadi. Shunga o'xshash sxemalar triod generatorlari va magnetronlarda qo'llaniladi. Impuls generatori inverter yoki gaz lazerini ishlatishda ishlatiladi. Ushbu qurilmalar sxemalarda farqlovchi transformator sifatida o'rnatiladi.

Elektron uskunalar impuls konvertorlarining transformator qobiliyatiga asoslangan. Kommutator quvvat manbaidan foydalanganda rangli televizor, oddiy kompyuter monitori va boshqalarning ishlashi tashkil etiladi.Transformator iste'molchini kerakli quvvat va chastota toki bilan ta'minlashdan tashqari, uskuna ishlayotgan paytda kuchlanish qiymatini barqarorlashtiradi. .

Video: impuls transformatori qanday ishlaydi?

Qurilmalarga qo'yiladigan talablar

Elektr ta'minotidagi konvertorlar bir qator xususiyatlarga ega. Bu ma'lum bir umumiy quvvatga ega bo'lgan funktsional qurilmalar. Ular sxemadagi elementlarning to'g'ri ishlashini ta'minlaydi.

Pulse maishiy transformator ishonchliligi va yuqori ortiqcha yuk chegarasiga ega. Konverter mexanik va iqlimiy ta'sirlarga chidamli. Shuning uchun televizorlar, kompyuterlar, planshetlar uchun kommutatsiya quvvat manbai sxemasi. ortib borayotgan elektr barqarorligi bilan tavsiflanadi.

Qurilmalar kichik umumiy o'lchamlarga ega. Taqdim etilgan birliklarning narxi qo'llash sohasiga va ishlab chiqarish uchun mehnat xarajatlariga bog'liq. Taqdim etilgan transformatorlar va boshqa shunga o'xshash qurilmalar o'rtasidagi farq ularning yuqori ishonchliligidir.

Ish printsipi

Taqdim etilgan turdagi birlik qanday ishlashini ko'rib chiqayotganda, an'anaviy elektr stantsiyalari va IT qurilmalari o'rtasidagi farqni tushunishingiz kerak. Transformatorning sargisi turli xil konfiguratsiyalarga ega. Bu magnit haydovchi bilan bog'langan ikkita bobindir. Birlamchi va ikkilamchi o'rashlarning burilish soniga qarab, chiqishda ma'lum quvvatga ega elektr energiyasi hosil bo'ladi. Misol uchun, transformator 12 dan 220 V gacha kuchlanishni o'zgartiradi.

Unipolyar impulslar birlamchi kontaktlarning zanglashiga olib keladi. Yadro doimiy magnitlanish holatida qoladi. Birlamchi o'rashda to'rtburchaklar zarba signallari aniqlanadi. Ularning orasidagi vaqt oralig'i qisqa. Bunday holda, indüktans farqlari paydo bo'ladi. Ular ikkilamchi bobindagi impulslar bilan aks ettiriladi. Bu xususiyat bunday uskunaning ishlash tamoyillarining asosidir.

Turlari

Quvvat uskunasining impuls davrlarining har xil turlari mavjud. Birliklar, birinchi navbatda, ularning tuzilishi shaklida farqlanadi. Ishlash xususiyatlari bunga bog'liq. Birliklar o'rash turiga ko'ra farqlanadi:

Yadroning kesimi to'rtburchaklar yoki yumaloq bo'lishi mumkin. Yorliqda ushbu fakt haqida ma'lumot bo'lishi kerak. Sarg'ishlarning turi ham ajralib turadi. Bobinlar quyidagilardir:

• Spiral.
• Silindrsimon.
• Konussimon.

Birinchi holda, qochqinning indüktansı minimal bo'ladi. Taqdim etilgan konvertor turi avtotransformatorlar uchun ishlatiladi. O'rash folga yoki maxsus materialdan tayyorlangan tentlardan qilingan.

Silindrsimon o'rash turi past indüktans tarqalish tezligi bilan tavsiflanadi. Bu oddiy, texnologik jihatdan rivojlangan dizayn.

Konusning navlari indüktans tarqalishini sezilarli darajada kamaytiradi. Sariqlarning sig'imi biroz oshadi. Sariqlarning ikki qatlami orasidagi izolyatsiya birlamchi burilishlar orasidagi kuchlanish bilan mutanosibdir. Konturlarning qalinligi boshidan oxirigacha ortadi.

Taqdim etilgan uskunalar turli xil operatsion xususiyatlarga ega. Bularga umumiy quvvat, birlamchi va ikkilamchi sariqlardagi kuchlanish, vazn va o'lcham kiradi. Belgilarni belgilashda sanab o'tilgan xususiyatlar hisobga olinadi.

Afzalliklar

Kommutatsiya moslamasi bilan quvvat manbalari analog qurilmalarga nisbatan juda ko'p afzalliklarga ega. Aynan shuning uchun ularning aksariyati taqdim etilgan sxema bo'yicha ishlab chiqariladi.

Impuls tipidagi transformatorlar quyidagi afzalliklarga ega:

1. Engil vazn.
2. Past narx.
3. Samaradorlik darajasining oshishi.
4. Kengaytirilgan kuchlanish diapazoni.
5. Himoyani qurish imkoniyati.

Signal chastotasining oshishi tufayli struktura engilroq. Kondensatorlar hajmining pasayishi. Ularni to'g'rilash sxemasi eng oddiy.

An'anaviy va kommutatsiya quvvat manbalarini solishtirganda, ikkinchisida energiya yo'qotishlari kamayishi aniq. Ular vaqtinchalik jarayonlarda kuzatiladi. Samaradorlik 90-98% bo'lishi mumkin.

Birliklarning kichik o'lchamlari ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytiradi. Yakuniy mahsulotning moddiy iste'moli sezilarli darajada kamayadi. Taqdim etilgan qurilmalar turli xususiyatlarga ega bo'lgan oqimdan quvvatlanishi mumkin. Kichik o'lchamli modellarni yaratish uchun foydalaniladigan raqamli texnologiyalar dizaynda maxsus himoya bloklarini qo'llash imkonini beradi. Ular qisqa tutashuvlar va boshqa favqulodda vaziyatlarning oldini oladi.

Impulsli turdagi qurilmalarning yagona kamchiliklari yuqori chastotali shovqinlarning paydo bo'lishidir. Ularni turli usullar bilan bostirish kerak. Shuning uchun, aniq raqamli asboblarning ayrim turlarida bunday sxemalar ishlatilmaydi.

Materiallar turlari

Taqdim etilgan uskunalar turli xil materiallardan tayyorlangan. Taqdim etilgan turdagi quvvat manbalarini yaratishda siz barcha mumkin bo'lgan variantlarni ko'rib chiqishingiz kerak bo'ladi. Quyidagi materiallar qo'llaniladi:

1. Elektr po'lat.
2. Permalloy.
3. Ferrit.

Eng yaxshi variantlardan biri - Alsifer. Biroq, uni ochiq bozorda topish deyarli mumkin emas. Shuning uchun, agar siz uskunani o'zingiz yaratmoqchi bo'lsangiz, bu mumkin bo'lgan variant sifatida qaralmaydi.

Ko'pincha, yadro yaratish uchun 3421-3425, 3405-3408 markali elektr po'latdan foydalaniladi. Permalloy magnit yumshoq xususiyatlari bilan mashhur. Bu nikel va temirdan tashkil topgan qotishma. Qayta ishlash jarayonida u qo'llaniladi.

Intervallari nanosekund ichida bo'lgan impulslar uchun ferrit ishlatiladi. Ushbu material yuqori qarshilikka ega.

Hisoblash

Shamol transformatori davrlarini o'zingiz yaratish va yaratish uchun siz impuls transformatorini hisoblashingiz kerak bo'ladi. Maxsus texnika qo'llaniladi. Birinchidan, bir qator dastlabki uskunaning xususiyatlari aniqlanadi.

Misol uchun, birlamchi o'rashda 300 V kuchlanish o'rnatiladi Konvertatsiya chastotasi 25 kHz. Yadro 31 (40x25x11) o'lchamdagi ferrit halqadan qilingan. Avval siz yadroning tasavvurlar maydonini aniqlashingiz kerak:

P = (40-25) / 2 * 11 = 82,5 mm².

Olingan ma'lumotlarga asoslanib, siz konturlarni yaratish uchun zarur bo'lgan sim kesimining diametrini topishingiz mumkin:

D = 78/181 = 0,43 mm.

Bu holda tasavvurlar maydoni 0,12 m² ni tashkil qiladi. Bunday parametrlarga ega bo'lgan birlamchi bobindagi maksimal ruxsat etilgan oqim 0,6 A dan oshmasligi kerak. Umumiy quvvatni quyidagi formula yordamida aniqlash mumkin:

GM = 300 * 0,6 = 180 Vt.

Olingan ko'rsatkichlar asosida siz kelajakdagi qurilmaning barcha tarkibiy qismlarining parametrlarini mustaqil ravishda hisoblashingiz mumkin. Ushbu turdagi transformatorni yaratish radio havaskorlari uchun qiziqarli mashg'ulot bo'ladi.

Agar barcha harakatlar to'g'ri bajarilgan bo'lsa, bunday qurilma ishonchli va yuqori sifatga ega. Hisoblash har bir sxema uchun alohida amalga oshiriladi. Bunday uskunani ishlab chiqarishda ikkilamchi o'rash iste'molchi yukiga yopiq bo'lishi kerak. Aks holda, qurilma xavfsiz deb hisoblanmaydi.

Transformatorning ishlashi yig'ish turiga, materiallarga va boshqa parametrlarga bog'liq. O'chirishning sifati to'g'ridan-to'g'ri impuls birligiga bog'liq. Shuning uchun hisob-kitoblarga va materiallarni tanlashga katta ahamiyat beriladi.

Qiziqarli video: DIY impuls transformatori

Impuls transformatorlarining xususiyatlarini hisobga olgan holda, ularning ko'plab radioelektron davrlar uchun ahamiyatini tushunish mumkin. Bunday qurilmani faqat tegishli hisob-kitoblardan so'ng o'zingiz yaratishingiz mumkin.

Ta'riflangan hisoblash usulida birlamchi o'rash W 1 ning minimal burilish sonini va push-pull konvertor transformatorining umumiy P daromadini (maksimal ruxsat etilgan) quvvatini aniqlash uchun formulalar qo'llaniladi:

bu erda U1 - transformatorning birlamchi o'rashidagi kuchlanish, V; f - konvertatsiya chastotasi, Hz; B max - magnit pallasida maksimal magnit induksiya, T; S c va S w, - tasavvurlar maydoni va oyna maydoni, sm 2.

Ushbu formulalar transformatorning taxminiy hisobini amalga oshirishga imkon beradi. Ammo misolda keltirilgan hisob-kitoblarga rasmiy ravishda rioya qilish va yuzaga kelgan xatolarni e'tiborsiz qoldirish noto'g'ri natija berishi mumkin, bu esa transformator va kommutatsiya tranzistorlarining ishdan chiqishiga olib kelishi mumkin.

Misol uchun, 2000NM1 ferritdan yasalgan K40x25x11 halqali magnit yadrosini ko'rib chiqaylik. Magnit induktsiyaning tavsiya etilgan maksimal qiymati to'yinganlik induksiyasiga teng bo'lishi kerak: B max =B us =0,38 Tesla. Ehtimol, xulosa chiqarilgandir. yuk ostida 310 V rektifikatsiya qilingan tarmoq kuchlanishi 285 V ga tushadi, shuning uchun yarim ko'prikli konvertor uchun transformatorning birlamchi o'rashidagi kuchlanish (1,6 ga teng deb qabul qilingan kommutatsiya tranzistoridagi to'yinganlik kuchlanishi minus) V): U 1 = 285 / 2-1.6≈141 V. (1) formuladan foydalangan holda hisoblashdan biz birlamchi o'rashning W 1 =11,24≈12 burilishlarini olamiz.

Aytaylik, U n = 50 V kuchlanishdagi yukda to'g'ridan-to'g'ri oqim l n = 4 A ni olish kerak, bu foydali quvvat P n = 200 Vtga mos keladi. Samaradorlik ē≈0,8 bo'lganda, ishlatiladigan quvvat P ishlatiladi =P n /ē=200/0,8=250 Vt. Formula (2) yordamida hisoblangan tanlangan transformatorning umumiy quvvati talab qilinganidan to'rt baravar yuqori, shuning uchun u muammosiz ishlashi kerak. Birlamchi o'rashdagi maksimal oqimga muvofiq l 1max =P foydalanish /U 1 =1,77 A. 50% oqim zahirasi bilan kommutatsiya tranzistorlarini tanlaymiz, keyin maksimal ruxsat etilgan kollektor (drenaj) oqimi I qo'shimcha = 1,77*1,5=2,7 A. Transformatorning birlamchi o'rashi uchun diametri 0,8 mm bo'lgan sim kerak. Ikkilamchi o'rash diametri 1,2 mm bo'lgan beshta burilish simini o'z ichiga olishi kerak. Bu usul bo'yicha transformatorni hisoblashni yakunlaydi. Lekin konvertor ushbu Transformator bilan normal ishlaydimi?

Impulsli transformator yordamida energiyani yukga o'tkazish jarayonini ko'rib chiqaylik, uning ulanish sxemasi 1-rasm, a da ko'rsatilgan. Transformatorning birlamchi i 1 va ikkilamchi i 2 o'rashlaridagi oqimlarning yo'nalishlari va kuchlanishning polaritesi va kirish impuls kuchlanishining ko'rib chiqilgan yarim davri u 1, to'rtburchaklar shakli 1, b-rasmda ko'rsatilgan. , ko'rsatilgan.

E'tibor bering, birlamchi o'rashdagi oqim shakli to'rtburchaklar emas. Bu oqim amplitudasi l 1max = 1,77 A bo'lgan foydali to'rtburchaklar komponent va magnitlanish oqimining uchburchak komponentining yig'indisidir. Oxirgi komponentni formuladan foydalanib hisoblash mumkin

Magnitlanish oqimining kattaligi ∆t yarim tsiklining davomiyligi bilan belgilanadi:

1,c-rasmda bir yarim sikl davomida magnitlanish oqimi i m -l max qiymatidan +l maksgacha oshishi, ikkinchisi esa xuddi shu oraliqda kamayishi ko'rsatilgan. Magnit konturning to'yinganligi bo'lmasa ham, faqat magnitlanish oqimining ortishi hisobiga, jami oqim l ∑max-rasmda ko'rsatilgan. 1b, tranzistorlar uchun xavfli qiymatlarga ko'tarilishi mumkin.

Keling, histerezisning ta'sirini ko'rib chiqaylik. Magnit zanjirning magnitlanishi va magnitlanishining teskari o'zgarishi 2-rasmda ko'rsatilgan egri chiziqlarga muvofiq sodir bo'ladi. Abscissa o'qi - bu transformatorning birlamchi o'rashi tomonidan yaratilgan H magnit maydon kuchi; ordinat o'qi - magnit yadrodagi magnit induksiya B. Shaklda. 2-rasmda cheklovchi histerezis halqasi va shaklga mos keladigan xususiy (ichki) histerezis halqasi ko'rsatilgan. 1,b va 1,c.

2-rasm

2-rasmdagi koordinata o'qlarining kesishish nuqtasidan kelib chiqadigan egri magnitlanish egri chizig'ining boshlang'ich qismiga to'g'ri keladi va kuchsiz magnit maydonlarda transformatorning ishlashini tavsiflaydi. Ko'rsatilgandek, transformatorning birlamchi o'rashi tomonidan yaratilgan magnit maydon kuchi H magnitlanish oqimi i m ga mutanosib bo'lganligi sababli, uning diagrammasini magnit zanjirdagi magnit induksiya B o'zgarishi bilan bitta rasmda birlashtirish juda qonuniydir.

Agar siz histerezis halqasining istalgan nuqtasida tangens chizsangiz (rasmda bu A nuqtadagi tangens AC), u holda uning qiyaligi magnit maydon kuchining o'zgarishiga nisbatan LP magnit induksiyasining o'zgarishini aniqlaydi. Tanlangan nuqtada ∆H, ya'ni ∆B/ ∆H. Bu dinamik magnit o'tkazuvchanlik. Koordinata o'qlarining kesishish nuqtasida u dastlabki magnit o'tkazuvchanligiga teng. Ferrit 2000NM1 uchun bu nominal 2000, lekin uning haqiqiy qiymati juda keng chegaralarda bo'lishi mumkin: 1700 ... 2500.

Rasmda ko'rsatilgan misol uchun magnit zanjirning magnitlanishining teskari o'zgarishi qisman histerezis halqasi bo'ylab cho'qqisi D nuqtada sodir bo'ladi, magnitlanish oqimining o'zgarishi i m1 (3) formula bilan aniqlanadi. deyarli chiziqli tarzda sodir bo'ladi. Agar konversiya chastotasi f 50 kHz dan oshmasa, magnitlanishning teskari o'zgarishi tufayli magnit yadroni isitish uchun energiya yo'qotishlari ahamiyatsiz. Magnit kontaktlarning zanglashiga olib keladigan materialining to'yinganlik hududiga kiradigan magnit induksiya qiymatiga ega bo'lgan rejimga kelsak (B max = B us). da tanlangan, rasm butunlay boshqacha bo'ladi. Bunday holda, asosiy magnitlanish egri chiziqlidan juda uzoq bo'lgan i m2 oqim shakliga mos keladi. Koordinatalar bilan E nuqtasidagi tangens (H us, B us) deyarli gorizontal bo'lib, bu birlamchi o'rashning induktivligining sezilarli pasayishiga tengdir va shuning uchun (3) formulaga muvofiq magnitlanish oqimi keskin ortadi, i m2 grafikda tasvirlanganidek. Kommutatsiya tranzistori etarli oqim zaxirasisiz tanlansa, u muqarrar ravishda buziladi. Magnit zanjirning to'yinganligini oldini olish uchun quyidagi shartni bajarish kerak: maksimal mumkin bo'lgan besleme zo'riqishida maksimal magnit induksiya B max ≤(0,5...0,75)*V us tengsizligiga mos kelishi kerak. Ko'pincha, push-pull konvertorini loyihalashda boshqa mezon qo'llaniladi - magnitlanish oqimining nisbiy qiymati. Birlamchi o'rashning parametrlari quyidagicha tanlanadi. shuning uchun magnitlanish oqimining kattaligi ∆l birlamchi o'rashdagi tokning to'rtburchaklar komponentining amplitudasining 5...10% dan ko'p bo'lmaganiga to'g'ri keladi l 1max, u holda umumiy tokni taxminan to'rtburchaklar deb hisoblash mumkin.

Bizning misolimizda 12 burilishni o'z ichiga olgan transformatorning birlamchi o'rashining induktivligi 0,3 mH ni tashkil qiladi. Formula (4) yordamida hisoblangan magnitlanish oqimining amplitudasi. - 1,18 A. Agar hozir 200 Vt foydali yuk uchun umumiy kommutatsiya oqimining olingan maksimal qiymatini l ∑max =l 1max +l max =1,77+1,18=2,95≈3 A (1,b-rasm) bilan solishtiramiz. kommutatsiya tranzistorining maksimal ruxsat etilgan oqimi 2.7 Va, tranzistor noto'g'ri tanlanganligi va birlamchi o'rash o'tkazgichining hisoblangan diametri kerakli qiymatga mos kelmasligi aniq bo'ladi. Ushbu nomuvofiqlik kirish kuchlanishining mumkin bo'lgan 20% ga oshishi bilan yanada kuchayadi. Nominal besleme zo'riqishida magnit yadro materialining to'yinganlik hududiga (B max = B us) kiradigan magnit induksiya qiymatiga ega rejim tanlanganligi sababli, tarmoq kuchlanishining ko'tarilishida oqimning maksimal qiymati. transformatorning birlamchi o'rashida l ∑ max hatto uning belgilangan qiymati 3 A dan sezilarli darajada oshadi.

Hisoblash misolida o'zboshimchalik bilan tanlangan 100 kHz konversiya chastotasi, tajriba shuni ko'rsatadiki, 2000NM1 ferrit uchun mumkin bo'lgan maksimaldir va transformatorni isitish uchun energiya yo'qotishlarini hisobga olish kerak. Agar ular hisobga olinmasa ham, birlamchi o'rashning burilish soni sezilarli darajada ko'p bo'lishi kerak. Tarmoq kuchlanishining 20% ​​ga oshgan taqdirda, birlamchi o'rashdagi kuchlanish amplitudasi 180 V ga etadi. Agar bu kuchlanishda magnit pallasida maksimal magnit induksiya V max = 0,75 * V dan oshmaydi deb hisoblasak. us = 0,285 T, keyin formula (1) bo'yicha hisoblangan birlamchi o'rashning burilish soni 20 ga teng bo'lishi kerak, lekin 12 emas.

Shunday qilib, (1) formuladagi boshlang'ich qiymatlarning etarli darajada asoslanmagan tanlanishi impuls transformatorining noto'g'ri yoki hatto noto'g'ri hisoblanishiga olib kelishi mumkin. (1) formulani qo'llashning qonuniyligiga shubha tug'dirmaslik uchun biz uni tahliliy asoslab beramiz.

Yopiq magnit zanjirdagi maksimal magnit induksiya B m ax (T) ni taniqli formuladan foydalanib hisoblash mumkin.

bu erda m 0 = 4p·10 7 H/m - vakuumning mutlaq magnit o'tkazuvchanligi; m EFF - magnit yadro materialining samarali magnit o'tkazuvchanligi; l max - magnitlanish oqimi amplitudasi, A; W 1 - birlamchi o'rashning burilish soni; lEFF- magnit yadrodagi magnit maydon chizig'ining samarali uzunligi, m Toroidal o'rashning induktivligi uchun taniqli formuladan foydalanib, l maxni (4) dan (5) ga almashtiramiz.

va metrdan santimetrga o'tib, biz burilishlar sonini hisoblash uchun formulani olamiz

Ko'rib turganimizdek, (6) formula (1) dan faqat geometrik emas, balki magnit yadroning samarali tasavvurlar maydonini o'z ichiga olganligi bilan farq qiladi. Har xil turdagi magnit zanjirlarning samarali parametrlarini hisoblashning batafsil metodologiyasi [3] da keltirilgan. Ushbu formuladan amalda foydalanilganda, W qiymatini eng yaqin N 1 butun soniga yaxlitlash kerak.

Turli xil surish-pull konvertorlar uchun transformatorlarni loyihalashda qo'llaniladigan munosabatlarni qo'llash xususiyatlariga e'tibor qaratamiz.

Bitta transformatorli o'z-o'zidan tebranuvchi konvertorlar (4-bandda tasvirlanganlarga o'xshash) magnit zanjir materialining to'yingan hududiga (2-rasmdagi E va E nuqtalari) kirish orqali ishlaydi.(1) va (2) formulalar qo'llaniladi. da B max = V us.Bir nechta Aks holda, ko'rsatilgan formulalar ikkita transformatorli o'z-o'zidan tebranuvchi konvertorlarni loyihalashda qo'llaniladi, masalan, ushbu maqolada tasvirlangan. kommutatsiya tranzistorlari asoslarini boshqarish pallasida quvvat transformatori.Birlashtiruvchi o'rashda induktsiya qilingan impuls kuchlanishi kam quvvatli transformatorda to'yinganlikni hosil qiladi, bu formula (1) ga muvofiq konversiya chastotasini o'rnatadi.Ushbu chastota shunday tanlanadi: o'lchami formula (2) bo'yicha aniqlanadigan kuchli transformatorda to'yinganlikdan qoching.Bunday quvvat manbalarida to'yingan kam quvvatli transformator tomonidan ishlab chiqarilgan boshqaruv signallari kommutatsiya tranzistorlarida oqim orqali minimal darajaga tushiriladi.

O'z-o'zidan generatorlar bilan bir qatorda, tashqi qo'zg'alishli push-pull konvertorlari radio havaskorlari orasida juda mashhur. Kommutatsiya oqimi orqali yo'q qilish uchun tashqi qo'zg'alish signali generatorlari ochiq o'chirish va yopiq kommutatsiya tranzistorlarini yoqish o'rtasida himoya vaqt oralig'ini hosil qiladi. Konversiya chastotasini va magnit yadrodagi magnit induksiyaning maksimal qiymatini tanlagandan so'ng, odatda birinchi navbatda (2) ga asoslanib, transformatorning kerakli magnit yadrosi aniqlanadi, so'ngra (1) formuladan foydalanib, burilishlar soni aniqlanadi. transformatorning birlamchi o'rashi hisoblanadi.

Taxminiy hisob-kitoblar va 2000NM1 ferritdan yasalgan magnit yadroning kerakli standart o'lchamini oldindan tanlash uchun jadvaldan foydalaning, unda f konversiya chastotasining bir nechta qiymatlari uchun N 1 burilishlarning minimal sonini hisoblash natijalari mavjud. formula (6) bo'yicha birlamchi o'rash, formula (4) bo'yicha magnitlanish oqimining amplituda qiymati I max va mumkin bo'lgan maksimal foydali quvvat P max. Ikkinchisini hisoblashda, umumiy quvvat birinchi navbatda (2) formuladan foydalanib, geometrik o'rniga magnit yadroning samarali tasavvurlar maydonidan foydalangan holda hisoblab chiqildi, keyin u 0,8 ga teng samaradorlik qiymatiga ko'paytirildi. so'm

I ∑max = l 1 max + l max

maksimal ruxsat etilgan kollektor (drenaj) oqimiga asoslangan kommutatsiya tranzistorini tanlash uchun asos yaratadi. Xuddi shu oqim qiymati transformatorning birlamchi o'rashining simining diametrini quyidagi formula bo'yicha aniqlash uchun ham ishlatilishi mumkin.

Hisob-kitoblar, tarmoq kuchlanishi nominal kuchlanishdan 20% yuqori bo'lsa ham, maksimal magnit induktsiya Vmax 0,25 Tesla dan oshmasligi sharti bilan amalga oshirildi, buning natijasida transformatorning birlamchi o'rashidagi kuchlanish kuchayadi. torting yarim ko'prik inverteri 180 V ga yetishi mumkin (oqim cheklovchi qarshilik va rektifikator diodlaridagi kuchlanish pasayishini hisobga olgan holda). Magnit yadro jadvalda ko'rsatilgan maksimal chiqish quvvatining 20 ... 40% chegarasi bilan tanlanishi kerak. Jadval yarim ko'prikli konvertor uchun tuzilgan bo'lsa-da, uning ma'lumotlarini ko'prik konvertori uchun osongina o'zgartirish mumkin. Bunday holda, transformatorning birlamchi o'rashidagi kuchlanish ikki baravar katta bo'ladi va birlamchi o'rash oqimining to'rtburchaklar komponentining amplitudasi ikki baravar katta bo'ladi. Burilishlar soni ikki barobar ko'p bo'lishi kerak. O'rash induktivligi to'rt barobar ortadi va oqim >I max ikki baravar kamayadi. Siz bir xil o'lchamdagi ikkita ferrit halqadan yasalgan magnit yadrodan foydalanishingiz mumkin, bu esa magnit yadroning S c tasavvurlar maydonini va A L induktivlik koeffitsientini ikki baravar oshirishga olib keladi. Formula (2) ga ko'ra, umumiy va foydali chiqish quvvati ham ikki barobar ortadi. Formula (6) bo'yicha hisoblangan birlamchi o'rashning minimal burilish soni o'zgarishsiz qoladi. Uning induktivligi ikki barobar ortadi va (4) formula bo'yicha aniqlangan magnitlanish oqimi I max bir xil bo'lib qoladi.

Transformatorning birlamchi o'rashining o'rta nuqtasidan chiqadigan quvvat manbalarida to'liq tarmoq kuchlanishi ushbu o'rashning yarmiga qo'llaniladi, shuning uchun o'rash burilishlari soni ko'prik konvertoriga qaraganda ikki baravar ko'p bo'lishi kerak, qolgan barcha narsalar teng.

Biz shuni ta'kidlaymizki, ferromagnit materiallar parametrlarining haqiqiy qiymatlarida ularning mos yozuvlar ma'lumotlari bilan solishtirganda sezilarli darajada tarqalishi tufayli jadval faqat magnit yadroni oldindan tanlash uchun ishlatilishi mumkin, keyin esa uning xususiyatlarini eksperimental o'lchashdan so'ng , transformatorning aniq hisob-kitobini amalga oshirish kerak. Misol uchun, K40x25x11 magnit davri uchun jadvalda A L = 2,08 µH indüktans koeffitsientining qiymati ko'rsatilgan. Keling, magnit zanjirning ma'lum bir misolining magnit xususiyatlarini eksperimental ravishda aniqlaylik: N namunali sinov o'rash uchun = 42 burilish, o'lchangan indüktans ≈3,41 mH va indüktans koeffitsienti.

Ammo farqlar muhimroq bo'lishi mumkin, shuning uchun jadvalda keltirilgan indüktans koeffitsientining qiymati hali ham taxminiy deb hisoblanishi kerak. Bizning holatda, biz burilishlar sonini ko'paytirishimiz kerak, shunda o'rash induktivligi jadval ma'lumotlari bo'yicha hisoblanganidan kam bo'lmasligi kerak yoki tranzistorlarni tanlashda oqim l max 2,08 / 1,93≈1,1 marta bo'lishini hisobga olish kerak. jadvaldagidan kattaroqdir.

Ishlab chiqarish bosqichida, ehtimol, birlamchi o'rashning tavsiya etilgan minimal burilish soni transformatorning birinchi qatlamini qisman to'ldirishi mumkin. Magnit yadrodagi bunday o'rash natijasida hosil bo'lgan magnit maydon bir xil bo'lishi uchun uning burilishlari yoki "zaryadsiz" joylashtiriladi yoki ular qatlamni to'liq to'ldiradi, so'ngra burilishlarning yangi sonini hisobga olgan holda, yakuniy hisob-kitob qilinadi. transformator amalga oshiriladi.

Misol sifatida tanlangan transformatorni hisoblashni yakunlaylik. Jadvaldan ko'rinib turibdiki, 50 kHz chastotada maksimal foydali quvvat 265 Vt bo'ladi, birlamchi o'rash N 1 ning burilishlarining minimal soni 45. O'zgaruvchan tokning taxminan maksimal qiymati: 1,77 + 0,21 = 1,98 A Transformatorning birlamchi o'rashining simining diametrini aniqlaymiz. Ko'rsatilgandek, biz sanoatda ishlab chiqarilgan nomenklaturadan eng yaqin diametrni tanlaymiz d 1 = 0,83 mm va izolyatsiyani hisobga olgan holda d 1 = 0,89 mm. Agar magnit konturning elektr izolyatsiyasini umumiy qalinligi 0,25 mm bo'lgan bir necha qatlamli laklangan mato bilan hisobga olsak, magnit konturning ichki diametri 25-0,5 = 24,5 mm gacha kamayadi. Bunday holda, ichki doira uzunligi p·24,5≈80 mm bo'ladi. 0,8 to'ldirish koeffitsientini hisobga olgan holda, o'rashning birinchi qatlamini o'rash uchun 64 mm mavjud, bu 64/0,89 = 71 burilishga to'g'ri keladi. Shunday qilib, 45 burilish uchun etarli joy mavjud. Biz ularni "bo'shatib yuboramiz".

Ikkilamchi o'rashning burilish sonini aniqlashda birlamchi o'rashdagi kuchlanishning pasayishini bilish kerak. Agar biz bir burilish uzunligi 40,5-24,5 + 2-11,5 = 39 mm ekanligini hisobga olsak, u holda birlamchi o'rashdagi simning umumiy uzunligi 45 * 39 = 1,755 m. Chiziqli qarshilikni hisobga olgan holda. tel, biz R almashinuvini olamiz1 = 0,0324 * 1,755 = 0,06 Ohm va birlamchi o'rashdagi kuchlanish pasayishi U 1nad = 1,77 * 0,06 = 0,1 V ga etadi.

Shubhasiz, bunday kichik qiymatni e'tiborsiz qoldirish mumkin. Agar rektifikator diyotidagi yo'qotishlar taxminan 1 V ga teng deb hisoblasak, u holda biz ikkilamchi o'rashning hisoblangan burilish sonini olamiz N 2 = 45 * (51/150) = 15,3 ≈ 16 burilish. Ikkilamchi sim diametri

Transformator oynasini mis bilan to'ldirish

to'ldirish omiliga mos keladi

Interlayer va interwinding izolyatsiyasiga bo'lgan ehtiyojni hisobga olgan holda, to'ldirish omilining o'rtacha qiymati K m = 0,35 ga, maksimal esa - K m = 0,5 ga yetishi mumkin. Shunday qilib, sariqlarni joylashtirish sharti bajariladi.

Induktivlik koeffitsientining o'lchangan qiymati jadvaldagi qiymatdan 1,1 baravar kam bo'lganligini hisobga olib, magnitlanish oqimining maksimal qiymatini aniqlaylik. Shuning uchun, magnitlanish oqimi I max 1,1 barobar ko'p bo'ladi va 0,23 A ni tashkil qiladi, bu bizning misolimizda jadval qiymatidan juda farq qilmaydi, 0,21 A. Maksimal tarmoq kuchlanishida birlamchi o'rashdagi umumiy kommutatsiya oqimi tengdir. l Smax = 1,77 + 0,23 = 2 A. Shunga asoslanib, maksimal ruxsat etilgan kollektor (drenaj) oqimi kamida l qo'shiladigan kommutatsiya tranzistorlarini tanlash kerak =1,5*2=3 A. Kommutatsiya tranzistorlaridagi maksimal kuchlanish (yopiq holatda) to'liq rektifikatsiya qilingan tarmoq kuchlanishiga teng, shuning uchun kollektordagi maksimal ruxsat etilgan kuchlanish ( drenaj) kamida U qo'shilishi kerak =1,2*360=432 V. Bu nuqtada impuls transformatorini hisoblash. yakunlanadi.

ADABIYOT

1. Zhuchkov V. Kommutatsiya quvvat manbai transformatorini hisoblash. - Radio, 1987 yil, No 11. bet. 43.

2. Asosiy ma'lumotlar. Ferrit uchun qo'llanma. Ferromagnit materiallar. - http://www.qrz.ru/reference/ferro/ferro.shtml

3. Mixaylova M. M., Filippov V. V., Muslekov V.P. Radioelektron uskunalar uchun yumshoq magnit ferritlar. Katalog. - M.: Radio va aloqa, 1983 yil.

4 . Knyazev Yu., Sytnik G., Sorkin I. ZG bloki va IK-2 to'plamining elektr ta'minoti. - Radio, 1974 yil, 4-son, b. 17.

5. Bereboshkin d. Iqtisodiy energiya ta'minoti yaxshilandi. - Radio, 1985. No 6, b. 51.52.

6. Pershin V. Quvvat manbaining tarmoq transformatorini hisoblash. - Radio, 2004 yil, 5-son, b. 55-57.

S. KOSENKO, Radio, 2005 yil, 4-son, 35-37.44-betlar.