Elektronický transformátor

click fraud protection

Elektronický transformátor - název běžného měniče výkonu napájecím napětím 220 V na 12 let. Je možné, že bude existovat i jiné označení. 12 VAC je široce používán pro osvětlovací účely, za předpokladu, že popularita zařízení. Transformátor Zařízení se nazývá jednoduchá alternativa k transformátoru 220 V.

díky

Nemůžete dostat kolem díky Ruben Lee, neobtěžoval shromáždit co nejvíce informací o nádherné malých transformátorů ve stejné knize. SV Kulikov byl velkou pomoc při vysvětlování multivibrátorů zařízení a inženýři P. Fichera a R. Skoll od STMicroelectronics KONCERNU vysvětlil současný stav průmyslu, poskytování poradenství při výběru tranzistorů.

výhody

Elektronický transformátor je značně nízká a lze nastavit výstupní výkon. Tento režim je flexibilní a snadno realizovat ochranu proti zkratu. Vedlejší účinek se stává nízkou hlučnost, žádný šum typický výkonový transformátor (přesněji, kmitání příslušenství nad lidského sluchu).

Název a vnitřní zařízení

Elektronický transformátor sestává v podstatě z kompaktního transformátoru, a množství tranzistorů. Ve skutečnosti, to je velmi zjednodušené zapnutí napájení. Namísto generátoru s IC multivibrátoru nekomplikované zpracování dvojice bipolárních tranzistorů. Filtrovaný výstupní napětí již potřeba žádné, řidič je schopen nízkého napětí výbojky nezávisle hladký napětí. Žádné tyristorové a vypínač, výkonové tranzistory, a tak jsou generátoru vysokofrekvenční napětí. postup:

instagram viewer

  1. Most dioda napravuje napětí filtrovatelné částečně škrtí.
  2. Pulzující průtok kanály tranzistorů, které jsou obsaženy v rámci režimu multivibrátoru.
  3. S vysokofrekvenční výstup pulzní generátor signálu je aplikován na malé velikosti transformátoru.

Trik je vytvořit tranzistorů, které mohou být přiváděny vysokého napětí. V případě, že generátor je integrovaný obvod (puls je přítomna v každém napájení), výrobci, nemají zásadní rozpacích pouze dva výkonové spínače. Abychom pochopili elektronický transformátor práce je třeba z principů, na nichž je založena miniaturizaci zařízení.

Důvody pro malé velikosti pulzního transformátoru

Neexistuje žádný jasný hranice mezi napájecí a pulzní transformátory. Stejně jako frekvence zvyšuje značně snížena a rozměry navíjecí jádro na stejnou sílu vynechány. To bylo poprvé uvědomil, Tesla, který chtěl zvýšit frekvenci napájecího zařízení, aby 600-700 Hz, aby současný bezpečný pro lidi. Nicméně, se zvyšující se frekvence zvyšuje ztráty v jádru, a vlna vyzařováno do prostoru a musí být kabel zobrazen. Prvním z nich je v důsledku ztluštění hysterezní smyčky vratného cyklu magnetizace, splatnosti, kupodivu, proud v vrstveného materiálu indukčních proudů.

Transformátory ve své původní podobě pochází z elektrické sítě. V historii vytváření nástrojů připsané Yablochkov ale děkoval Meyl.ru odpovědi, chci dát jiný pohled na toto téma:

  1. V roce 1831 Michael Faraday vynalezl první (toroidní transformátor) a na to znázorňuje účinek zákona elektromagnetické indukce.
  2. Poté, co Michael Faraday transformátor designu zmínil Josepha Henryho, vynálezce elektromagnetického relé. Oba nevěnoval pozornost transformačních vlastností zařízení.
  3. V roce 1848, Henry Ruhmkorff vynalezl cívku pro oblouku v jiskřiště sekundárního okruhu. Ve skutečnosti se ukázalo, že je step-up transformátor. Takové použití Tesla.
  4. 30.listopadu 1876 Paul vytvořil Yablochkov jádrový transformátor s soustřednými vinutími pro účely, pro které je přístroj používaný k tomuto dni.
  5. John a Edward Hopkins v roce 1884 vytvořen transformátor s uzavřeným jádrem, opakování rizikový Faraday. O několik let později Swinburne učil lidi, aby používali k navíjení izolační oleje, než je zvýšené napětí.
  6. V roce 1928 získal v Moskvě trafostanic (později - elektrozávod).

Nyní uvyazhem popsáno elektrické sítě. Na počátku 80. let firma již zabývají Edison osvětlení, Tesla stavěl první dvoufázový motor na střídavý proud. Vypukl mezi nimi nepřátelství vyústilo v 90. letech k „válce proudů“. Napětí sítě začala nepřetržitě stoupat až do dosažení 1,2 MW v roce 1982 na trati Ekibastuz-Kokshetau. Udržet krok s výše uvedenými úspěchy byly transformátory, zvýšení ve velikosti.

Ve „válce proudů“ Tesla zjištěno, že se zvyšující se frekvencí transformátory hmotnost klesá s miniaturizaci vinutí a jádrem. Což vedlo k vytvoření prvních návrhů na vysokých frekvencích. Jak víte, že události byly doprovázeny zrodu rádia. Zavedení těchto technologií rychle vedl k potřebě vytvořit relativně malé velikosti zařízení. Pulsní transformátory přišel z rádia. Například, mobilní zařízení adaptéry použít jednoduchý detektor amplitudy na tvoření napětí.

Pulsní transformátory jsou obvykle zatížené na rozdíl od sítě. Odhaduje se, že při napětí distribuce 11 kV elektrárny daný proud 90 kA a lampy na vysílač 70 kW - spotřebuje pouze 6. síla se vypočítá ze vzorce, že v prvním případě je odpor 0,1 Ohm, ve druhém - 2 ohmy. Tyto hodnoty definují výstupní transformátor impedance. Oni hrají velkou roli hmotnost a rozměry. Vzhledem k tomu, průmyslových vzorů transformátory nejsou vhodné pro elektroniku: jmenování liší.

Materiály malých transformátorů

determinanty

Tyto faktory vedly k hledání a vytváření nových materiálů:

  • Ocel (válcované za studena), orientované struktury domény.
  • Polymerní izolace (včetně laku).
  • Čistá měď radiofrekvenční.
  • Pryskyřice bez agresivních rozpouštědel.
  • Elektrotechnické oceli příměsemi.
  • Permalloy nebo jiné ferit s vysokým koeficientem magnetickou permeabilitou.

Díky těmto úspěchům chemie, fyziky a technologie se stala možné dosáhnout určitých cílů:

  1. Snížení velikosti připojených transformátorů.
  2. Snížit objem obsazené části vysokého napětí.
  3. Vytvářet filtry s ostrými vzestupné i sestupné hraně charakteristikou amplituda frekvencí.
  4. Vzhled transformátory, speciálně navržen pro přenos pulzní signál bez ztráty.
  5. Zvyšování přenosové spektrum do mikrovlnné trouby.

Poslední dvě položky ukazují přímou souvislost. Ostré hrany impulsního signálu způsobí, že skutečnost, - významná část spektra je vysoká frekvenční oblasti. A běžný transformátor by mohlo snížit část, narušují tvar vyhlazování, se současným ztrátě energie. V polovině 50. let uvažoval lidé, proč jsou pulzní transformátory nepostavili v podobě síly. Po všech známých grafy, tabulky, vzorce pro výpočet základní sekce, účiník, napětí. důvody:

  1. Frekvenční rozsah. Účinnost transformátoru v dolní pracovní frekvence je určena indukčnosti volnoběhu, v horní části - distribuované vlastní kapacitní. Tyto parazitní vlivy způsobují úniku energie, což výrazně snižuje efektivitu. Na základě těchto parametrů závisí na: počet závitů vinutí, velikost jádra, přes vinutí, typ izolace a další. Vysokofrekvenční transformátor je vyrobena v souladu s nuancemi, vysílat požadovaný rozsah s minimálními ztrátami.
  2. Elektronické obvody hlavních parametrů zvážena a reaktance odporu vinutí. Někdy se chystá porušit hmotnosti a velikosti charakteristiky, aby bylo dosaženo dobrého přenosovou rychlost. Design je velmi závislá na cílovém a impedanci obvodu. Předpovědět to, jak v případě výkonových transformátorů, je to těžké.

V pulzního transformátoru často obrněný koaxiální jádro s vinutím závitovými oknem. To umožňuje maximální přenos magnetického toku. Vidlicovou část uzavírá siločáry, energetické ztráty jsou minimální. Double bočnice tenčí tyč, průtok je zde rozdělena do dvou částí teče kolem vnější cívky. Pravidelně tyč jádro je vhodnější pro určitý účel. Pak magnetické pole cirkuluje na náměstí, a vinutí jsou umístěny na opačných stranách feromagnetu. Jádro je obvykle integrální, zastavení konce, a oblékat cívky dokovací poloviny zjednodušit proces montážního procesu. Provedení a ochrana opláštění definované klimatické faktory (vlhkost, teplota), omezení velikosti, označení napětí.

Dlouho jsme se nemohli pochopit, proč laboratorní studie ztrát v obrácení core magnetizace se neshoduje s reálnými daty na vysokých frekvencích. Ukázalo se, zařízení pro měření charakteristik vytváří konstantní pole (pro zvýšení efektivity) a blokovací výskyt indukovaných proudů. Ta se stává příčinou rozporů. Indukované proudy mají přímý vliv na šířku hysterezní smyčky. V současné době, elektrické použité materiály s nízkou koercitivitu pro výrobu jader. Maximální úbytek pozorovány při saturační magnetické smyčky, je omezena na přenos energie přes pulzní transformátor:

  1. Zvýšení činné ztráty na vinutí.
  2. Malá účinnost.

Tvar hysterezní smyčky závisí na zvoleném materiálu. V současné době je známo, slitiny s obdélníkovým charakteristikou. Takové neobvyklé vlastnosti umožňují vytvářet magnetické zesilovače. Síla přenáší do jádra, nese výraznou tryskové odstín z pochopitelných důvodů. Aktivní část vyjadřuje ztráty v vrstveného materiálu. Reaktivní složka je přímo závislá na magnetické permeability. Za studena válcované oceli se obvykle používá pro vysoké frekvence, a válcování za tepla oceli detekuje značné množství křemíku nečistoty a používá se pro komerční frekvence 50-60 Hz. tloušťka desky (podle měnit parametry a indukční proudy) se snižuje se zvyšující se frekvencí.

Výsledkem je, že ztráty v jádru je malý pro malé transformátory. Hlavním přínosem je ohmický odpor vinutí. Ve výkonových transformátorech čísla jsou srovnatelné velikosti. Ohmický odpor, a tedy omezit průřez minimální vodičů. Předpokládá se, že pro udržení požadované velikosti, protože velikost jádra je pevně definována. Tyto dva protichůdné faktory určují ekonomické proveditelnosti a vhodnosti zvoleného designu.

Stručný popis hlavních slitin

Volba materiálu jádra je určena frekvencí a indukční část impedance zátěže. Ocel válcovaná za studena se používá tam, kde reaktivní složka je vysoký, nebo je potřeba pro konstantní proud, který má projít přes vinutí. V jiných situacích vidět relevantní niklových slitin s velkou magnetickou permeabilitou, ale hustotou nižší přípustnou toku.

Ocel, legované křemíkem, má nejhorší ukazatele, ale levné. To má koercitivní sílu 0,5 oerstedů na maximální magnetické permeabilitě 8500 a hustoty toku 12 tisíce Gauss. Používá se v malých nízkofrekvenční transformátorů (včetně slyšitelném rozsahu).

Válcovaný za studena elektrotechnická ocel vykazuje mnohem lepší výkon vzhledem k doméně struktury orientované. Na rovné koercitivitou zvyšuje propustnost čtyřnásobně na maximální hustoty toku 17 tisíc Gauss. Slouží jako střední jádro výkonového transformátoru.

Feronikl slitiny 50% vyznačující koercitivní sílu blízko nuly. To minimalizuje ztráty hysterezní smyčky (na zvrat). Při nízké hustotě přípustnou magnetického toku (10 000 gauss) materiál vyznačuje ohromující propustnost (až 50.000). Dobrá odolnost vůči nízké indukční proudy, nanesenými na širokopásmové malých transformátorů.

Feronikl slitina 50% s orientovanou strukturou domén se používá v režimu nasycení. Ve srovnání s předchozím materiálem, vyznačující se tím zvýšila a půl násobku maximální magnetické indukce.

Permalloy (vysoce kvalitní slitiny niklu) se vyznačuje vysokou magnetickou permeabilitou ve stovkách tisíc jednotek. Působí na nízkou hustotou magnetického toku, který umožňuje jeho použití v malých transformátorů velikosti.

Kompozitní ferit oceli a jsou tedy použití zejména transformátory a induktory s nízkými ztrátami pro RF pásma. výrobní funkce umožňují vytvořit pevné jádro libovolného tvaru, s nízkou teplotou Curie materiál (magnetické vlastnosti). Ferro pás větry dobře a slouží k vytvoření jednodílné jader, zejména prstencového tvaru. Neobvyklé vlastnosti umožňují zavést do praxe koncept obdélníkové hysterezní smyčky.

vinutí

Považována za přijatelnou část jádra 0,645 km. mm až 1 ampér. To umožňuje první přiblížení pro stanovení množství mědi. Lapovací se provádí na teplotních podmínkách, elektrických parametrů transformátoru, včetně kapacity (cm. Obr.). Dále je silně závislá na technologické prvky. Například, 30 gauge smaltovaná drátové ručně linearita faktorem 97%, automatizovaná montáž snižuje parametr, který má 80%. Stejná konstrukce má vlastnosti, v závislosti na výrobním produktu místě.

hustota přirozeně stoupá s klesající ráže. Z nalezených sekce vypočítává průměrnou délku vinutí k určení jeho odpor. Konec drátu je obvykle připájen k závěru. Hlavním požadavkem - nízký ohmický odpor. Silný vysoce výkonné jádro je obtížné větru, pokud není připojen konec. Jak se používají izolátory:

  1. Organické materiály: hedvábí, pryskyřice, bavlna, barva, elektrický papír. Jedná se o první druh izolace, vstoupil do každodenního života sira Josepha Henryho. Horní hranice teploty je považován za 105 stupňů Celsia.
  2. Druhá třída je skleněné, keramické a pryskyřičné kompozice. Obecně platí, že materiály dražší předchůdci. Horní hranice 130 stupňů Celsia.
  3. Syntetické polymery různého druhu. S výhodou je sloučenina křemíku. Jejich charakteristickým rysem je považována za vysokou tepelnou odolnost. To zahrnuje silikátové keramiky. Horní hranice 200 stupňů Celsia.

Třídy rozdíl omezen především provozní teploty. A uvnitř - klasifikace se provádí na individuálních charakteristik. Například, sklo samozřejmě zabírá méně místa, než azbestu a stejné s hedvábím. Keramika jsou často obal pokrývá druhou vrstvu z jiného materiálu, na horní straně pryskyřice je hustá stohování.

Podstatný rozdíl se objeví, když rozměry jsou nesmírně důležité. To s výhodou svařovací zdroje 400 a 800 Hz se používá v letectví. Pak použít materiály druhé třídy, a to i v případě, že cena stoupne. Domácnost elektronický transformátor je často levnější izolace. To je vzhledem k nízkému příkonu a snížení cen. Výsledkem je, že vzduch se podaří snížit napájecích zdrojů 30-50%.

Z toho je nyní snadné pochopit, proč nejdražší domácí transformátory (z běžné vybavení) uvedeno provozní mez teploty 135 stupňů Celsia (povolena krátký vzestup nad výše prahová hodnota). To je v druhé, v průměru hodnoty skupiny. Nápis při pohledu na pojistky vložené do vinutí, uvnitř nebo VCR přehrávače.

na počátku padesátých let se musí znovu měřit možnosti pro malé transformátory. Získané pro průmyslové síťové napětí nebyly dobré vzhledem k rozdílu ve frekvenci. Materiály z první skupiny neumožňují kvalitativně izolovat drátu při 50 Hz. Zbývající malé mezery nepokryje pryskyřice, vinutí počáteční jiskry (korónový výboj). Chcete-li zkontrolovat test izolačního odporu se provádí po dobu delší vysokého napětí.

Průkopníci definované podmínky testu následujícím způsobem. Předpokládejme, že se vzorek odebírá z měděného drátu části vodiče 0,5 mm. Je třeba poznamenat, že první skupina izolovaných materiály objekt začne jiskřit má 1.250 V. Potom je dosaženo zkušební napětí snížena na 20-30% prahu. přesnost výroby se liší mezi podniky, v každém případě, test na korónový výboj.

diodový můstek

Dvoucestný usměrňovač použitý v elektronické transformátory, jsou diskutovány v přehledné publikaci mostem diody. Tato část okruhu převádí vstupní napětí AC na unipolární. Někdy je filtr umístěn vyrovnat výkyvy. Na rozdíl výstupních potenciály můstku diody slouží k napájení push-pull obvod - tranzistorový multivibrátor.

Multivibrátorů - pulsní generátory

Je zřejmé, že transformátor pro snížení hmotnosti, a jeho umístění v tak malém případě vyžaduje zvýšit pracovní frekvenci od 50 Hz do ultrazvuku. Specifický význam vybraný výrobcem. Flicker tranzistorů umožňuje zadat libovolnou hodnotu, omezen pouze dostupných rukama na prvek základny. Často elektronické transformátory s ocelovou trupu. Tato obrazovka, která brání vyzařování vysokofrekvenčních vln ve vesmíru.

Strukturně multivibrátory jsou zesilovače třídy D (alespoň jeden prvek je pulzuje). Práce v klíčovém režimu tranzistorů vyžaduje známou rychlostí. V uzamčeném stavu mezi sběračem proudu a emitorem se blíží nule. pulzní režim navíc zvyšuje účinnost multivibrátoru. První zařízení tohoto druhu jsou popsány Henry Abrahama v časopise Annales de Physique pro 1919. Předpokládá se, že přístroj byl předchůdcem digitální technologie, o rok později přišla první trigger Eccles-Jordán.

Multivibrátory jsou řízené i neřízené, ale - pulsní generátory dané frekvenci, podobné tvarem obdélníkového. Vložte je kompaktní transformátor. V prvním případě je přípustné měnit pracovní cyklus a další nastavení, ale elektronický transformátor obvykle nenabízí takové složité funkce, nebo výrazně zvýšenou cenu.

Podle teorie obvodu se nechá vytvořit jakýkoliv typ aktivních prvků, ale z dobrého důvodu použitých tranzistorů. Specifika provozu se dosáhne zavedením zpětné vazby kapacitní nebo indukční cívky (pro fázový posun), jak je aktivní prvek řízený navzájem střídavě.

Větší amplitudy vibrace je dosaženo použitím kompozitní tranzistory postupně povoleno podle určitého schématu. Obrázek znázorňuje diagram, kde RC-řetězec s danou dobu konstantní ovládací dvojici tranzistorů, které impulzy s předem určenou frekvencí. To je typický elektronický transformátor 12 pro halogen (HID). Vydáno označení 6 a 24, poháněn na sběrnici 110 nebo 220 V. Princip fungování obvodu je znázorněno:

  1. Vstupní napětí 220 je usměrněno mostem diody, produkovat nabití kondenzátoru. Tento vstupní řetězec nastavuje spínací frekvence Diack. Uvedení strunové kondenzátor může dosáhnout efektu stmívání svítidel.
  2. Deacon otevírá a nabíjí RC-řetězec druhého tranzistoru, což způsobuje počáteční váhání.
  3. Dioda zabraňuje poklesu napětí konečně tranzistoru T2 je uzavřen na konci období.
  4. V bodu nasycení zpětnovazebního tranzistor vypíná tlumivka.

Vnější spínací frekvence je omezena pouze na konstrukci jádra pulzního transformátoru a přechodových charakteristik tranzistorů. Typická spínací frekvence 35 kHz. pracovní cyklus je dán RC-řetězce na bázemi tranzistorů. Druhý graf ukazuje provedení ochrany zkratu. Vadné halogenové žárovky, spotřebují příliš mnoho proud, tranzistory stát příčinou přehřátí a selhání. Polovodičové p-N-přechody nevratně ztratí vlastnosti.

Při příliš vysoké spotřebě spínaného ochrany tranzistor obvodu, RC prvky, které oddálení spouštěcí tranzistoru T1. Situace pozorovat v zapalování oblouku. Studenou katodou najde malý odpor a snadno provádět. Jako kovová elektroda teplý proud je redukován, transformátor a tranzistory jsou umístěny v normálním režimu. Tato prodloužená životnost výrobku. Po uplynutí doby zpoždění (stanovené R a Cs) zařízení pokusí znovu spustit, a v případě, že proud nepřekračuje předem stanovenou hodnotu, je obvod vstoupí do normálního režimu.

Požadavky na tranzistory

Vzhledem k vysoké provozní napětí a požadavky na nízkonákladovými bipolárních tranzistorů jsou vybrány. Ke snížení ukazatele používané poloviční bridge spínací obvod. Vrchol napětí 350 V, a je vypnut, když je vstupní filtr, akumulovaná energie plynu vytváří pulzní amplitudy až 500 V.

Zvláštností půl můstku: napětí je rozdělen na dva tranzistory. Proto je maximální provozní proud je prostřednictvím výstupního výkonu. Pro zařízení, které se 50 W 0,64 A Jak bylo uvedeno výše, při prvním spuštění lampy, je tato hodnota často výrazně překročila (až do 10-ti násobku jmenovité hodnoty). V důsledku toho, tranzistory prostřednictvím proudu může dočasně proudit do 6,5 A.

Z těchto úvah se doporučuje pro elektronický transformátor 50W vybrané tranzistorů s maximálním napětím 450 V nebo vyšší, při proudu do 7 A. O frekvenci je uvedeno výše. To záleží na parametrech pulzního transformátoru a časové konstanty stanovené RC-charge řetězce. Typická hodnota - 35 kHz. Příliš pomalé tranzistory může vést k selhání frekvencí a vstupem jádra pulzního transformátoru do nasycení na konci každého cyklu. Uložená energie se vrátí do kolektorů ve formě výšce píku, který hypoteticky vést k selhání.

Dotykový spínač

Dotykový spínačEncyklopedie

Dotykový spínač je elektrické zařízení pro ovládání osvětlení, které se liší od obvyklé přítomnosti snímače. V zahraniční praxi jsou zařízení správně nazývána elektronická.A správně, úspěchy elek...

Přečtěte Si Více
Peltier Element

Peltier ElementEncyklopedie

Prvek Peltier je elektrické zařízení, které vlivem elektrického proudu vytváří teplotní rozdíl na pracovištích. Principem akce je opačný účinek Seebeck. Je třeba poznamenat, že je přijatelné vola...

Přečtěte Si Více
Lampa úspory energie

Lampa úspory energieEncyklopedie

Lampa úspory energie je osvětlovací zařízení a efektivnější než běžné žárovky. Dnes spadá do definice několik typů zařízení.Promluvme si o výbojkách a LED lampách, jejich odrůdách. Koncepce ...

Přečtěte Si Více
Instagram story viewer