Цифровая схемотехника

  Все выпуски  

Цифровая схемотехника Электропитание.


Информационный Канал Subscribe.Ru

Цифровая схемотехника
Почтовая рассылка
Выпуск №16 от 30.03.2004 г.


Добрый день, уважаемый подписчик!

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.

Автор рассылки Белов А.В.         belov@gomail.com.ua



http://subscribe.ru/
E-mail: ask@subscribe.ru
Отписаться
Убрать рекламу


В избранное