Приветствую Вас, Гость! Регистрация RSS

аудиоТракТ

Пятница, 29.03.24

        Работа импульсного блока питания во многом зависит от того, насколько точно выполнен расчет трансформатора. Даже малейшее отличие его параметров от оптимальных для конкретного источника питания может привести к снижению КПД и ухудшению характеристик. Поэтому к расчету трансформатора следует отнестись с особым вниманием.

         Прежде всего необходимо рассчитать (в ваттах) используемую мощность

трансформатора:

 

Рисп = 1,3 · Рн   (Вт)

 

Рн – мощность, потребляемая нагрузкой, (Вт).

Далее, задавшись габаритной мощностью Ргаб, которая должна удовлетворять условию Ргаб ≥ Рисп, следует подобрать подходящий тороидальный ферритовый магнитопровод. Его параметры связаны с Ргаб соотношением:

 

Ргаб = (Sc · So · f · Bmax) ÷ 150   (Вт)

 

f – частота преобразования напряжения, (Гц);

Bmax – максимальное значение индукции (Тл), которое зависит от марки феррита и может быть определено по справочнику, содержащему сведения о ферромагнитных материалах;

Sc - площадь сечения магнитопровода (см2), находится по формуле:

 

Sc = (D - d) · (h ÷ 2)   (см2)

 

So – площадь окна магнитопровода (см2), находится по формуле:

 

So = (∏ · d2) ÷ 4   (см2)

 

D – наружный диаметр кольца (см);

d – внутренний диаметр кольца (см);

h – Высота кольца (см);

= 3,14.

 

После этого, задавшись напряжением на первичной обмотке трансформатора U1, находят число витков:

 

w1 = (0,25 ∙ 104U1) ÷ (fBmaxSc)

 

Для преобразователя (см. рисунок):



 

U1 = (Uпит ÷ 2) – UКЭ   (В)

 

Uпит - напряжение питания преобразователя;

UКЭ - напряжение насыщения коллектор – эммитер транзисторов VT1, VT2.

Полученное значение w1 необходимо округлить в большую сторону (во избежание насыщения магнитопровода).

Далее определяют максимальный ток (в амперах) первичной обмотки:

 

Imax = Pн ÷ (ŋ ∙ U1)   (А)

 

ŋ – КПД преобразователя, обычно 0,8.

А также диаметр (в миллиметрах) провода первичной обмотки:

 

d1 = 0,6 ∙ (√Imax)   (мм).

 

В заключении находят число витков выходной обмотки трансформатора:

 

w2 = (w1 ∙ U2) ÷ U1

 

и диаметр жилы:

 

d2 = 0,6 · I2   (мм)

 

U2 и I2 – соответственно напряжение и ток вторичной обмотки.


ПРИМЕР РАСЧЕТА ТРАНСФОРМАТОРА ИМПУЛЬСНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ:

Для примера рассчитаем высокочастотный трансформатор блока питания стереофонического усилителя, имеющего следующие выходные напряжения и токи:

U2 = (25 + 25) В,

I2 = 3 А

U3 = 20 В

I3 = 1 А

U4 = 10 В

I4 = 3 А

         Потребляемая нагрузкой мощность: Рн = 200 Вт. Используемая мощность этого трансформатора: Рисп = 1,3 ∙ 200 = 260 Вт.

         Частота преобразования f выберем равной 105 Гц.

         В качестве магнитопровода применим кольцо типоразмера К38х24х7 из феррита марки 2000НН (Bmax = 0,25 Т).

        Определив площадь сечения: Sc = (3,8 – 2,4) ∙ 0,7 ÷ 2 = 0,49 см2 и площадь окна выбранного магнитопровода: So = ∏ ∙ 2,42 ÷ 4 = 4,5 см2, найдем габаритную мощность трансформатора: Ргаб = 0,49 ∙ 4,5 ∙ 105 ∙ 0,25 ÷ 150 = 367 Вт. Условие Ргаб ≥ Рисп выполняется.

        Теперь определим напряжение на первичной обмотке трансформатора: U1 = (285 ÷ 2) – 1,6 = 141 В, и ее число витков: w1 = (0,25 ∙104 ∙ 141) ÷ (105 ∙ 0,25 ∙ 0,49) ≈ 29.

        Для исключения насыщения магнитопроввода выбираем w1 = 30.

        Затем находим максимальный ток первичной обмотки и диаметр провода:

I1max = 200 ÷ 0,8 ∙ 141 = 1,75; d1 = 0,6 ∙ √1,75 = 0,8 мм.

        После этого определяем число витков и диаметр провода выходных обмоток:

w2 = (30 ∙ 25) ÷ 141 = 5; d2 = 0,6 ∙ √3 = 1 мм;

w3 = (30 ∙ 20) ÷ 141 = 4; d3 = 0,6 ∙ √1 = 0,6 мм;

w4 = (30 ∙ 10) ÷ 141 = 2; d4 = 0,6 ∙ √3 = 1 мм.

 

г. Москва, В. Жучков