Transformador eletrônico

transformador electrónico - o nome da tensão de alimentação do conversor de energia normal de 220 V em 12. É possível que haverá também outras denominações. 12 VAC é amplamente utilizado para fins de iluminação, desde que a popularidade do dispositivo. dispositivo transformador é chamado de uma alternativa simples para poder transformador de 220 V.

obrigado

Você não pode dar a volta graças a Ruben Lee, deu ao trabalho de recolher o máximo de informações sobre os maravilhosos pequenos transformadores no mesmo livro. SV Kulikov tem sido uma grande ajuda para explicar o dispositivo Multivibradores e engenheiros P. Fichera e R. Skoll do grupo STMicroelectronics DE EMPRESAS explicou o estado atual da indústria, dando conselhos sobre a escolha de transistores.

vantagens

transformador eletrônico é consideravelmente baixa e pode ajustar a potência de saída. O esquema é flexível e fácil de implementar proteção contra curto-circuito. Um efeito colateral se torna baixo ruído, sem transformador de energia típico zumbido (mais precisamente, as luminárias de vibração acima do ouvido humano).

O nome e o dispositivo interno

transformador eletrônico consiste essencialmente de um transformador compacto, e um número de transistores. Na verdade, este é fortemente simplificado comutação de alimentação. Em vez do gerador de um trabalho simples IC multivibrador de um par de transistores bipolares. tensão de saída filtrada não é mais necessário, o controlador é capaz de lâmpadas de descarga de baixa tensão de voltagem independentemente suave. Não tiristor e poder das chaves, transistores de potência e por isso são o gerador de tensão de alta frequência. procedimento:

1. A ponte de díodos corrige a tensão filtrável estrangula parcialmente.
2. Pulsante fluxo alimenta transistores que estão incluídos sob o multivibrator esquema.
3. Com o sinal de saída do gerador de impulsos de alta frequência é aplicada a um pequeno porte transformador.

O truque é criar transistores que podem ser alimentados com uma alta tensão. Se o gerador é um circuito integrado (um pulso está presente em cada fonte de alimentação), os fabricantes não muito confusos com apenas dois interruptores de alimentação. Para entender o transformador eletrônico obras precisam estar dos princípios em que se funda a miniaturização dos equipamentos.

As razões para o pequeno tamanho do transformador de impulsos

Não há uma fronteira clara entre os transformadores de potência e de pulso. Assim como os aumentos de frequência muito reduzida e as dimensões do núcleo de enrolamento com a mesma potência ignorado. Esta foi realizado primeiro Tesla, que queria aumentar a freqüência do equipamento de alimentação a 600-700 Hz, a fim de fazer o seguro atual para os seres humanos. No entanto, com o aumento da frequência aumentou a perda de núcleo, e a onda radiada para o espaço, e o cabo necessita de ser visualizada. O primeiro é devido ao espessamento do ciclo de histerese do ciclo de inversão de magnetização, devido, curiosamente, a corrente no material laminado por correntes de indução.

Transformadores em sua forma original veio da rede de energia elétrica. Na história da criação de instrumentos creditado Yablochkov mas agradecendo respostas Meyl.ru, eu quero dar uma perspectiva diferente sobre a questão:

1. Em 1831, Michael Faraday inventou o primeiro transformador (toroidal) e com base nele mostra o efeito da lei da indução eletromagnética.
2. Depois projeto transformador Michael Faraday mencionado Joseph Henry, o inventor do relé eletromagnético. Ambos não prestar atenção às propriedades transformadoras do dispositivo.
3. Em 1848, Henry Ruhmkorff inventou a bobina para o arco no intervalo de centelha do circuito secundário. Na verdade, ele acabou por ser um transformador de step-up. Tal uso de Tesla.
4. 30 de novembro de 1876 Paul criado Yablochkov transformador de núcleo com enrolamentos concêntricos para a finalidade para a qual o instrumento é usado até hoje.
5. John e Edward Hopkins em 1884 criou um transformador com um núcleo fechado, repetindo venture Faraday. Alguns anos mais tarde Swinburne ensinou as pessoas a utilizar para a dissolução de óleo de isolamento do que o aumento da tensão.
6. Em 1928 ele ganhou o Transformer Planta Moscow (mais tarde - Elektrozavod).

Agora uvyazhem descrito redes elétricas. Até o início dos anos 80 a empresa já engajados na iluminação Edison, Tesla construiu o primeiro motor de corrente alternada de duas fases. Irrompeu entre eles inimizade resultou em 90 anos para a "guerra das correntes". redes de tensão começou a subir continuamente até atingir 1,2 MW em 1982 na linha Ekibastuz-Kokshetau. Mantendo o ritmo com as realizações acima foram transformadores, aumentando de tamanho.

No "correntes de guerra" Tesla descobriu que com o aumento transformadores de frequência de peso diminui devido à miniaturização dos enrolamentos e do núcleo. O que levou à criação dos primeiros desenhos para as altas frequências. Como você sabe, os eventos foram acompanhados pelo nascimento de rádio. A introdução dessas tecnologias levou rapidamente à necessidade de criar um relativamente pequeno porte dispositivos. transformadores de pulso veio do rádio. Por exemplo, adaptadores de dispositivos móveis usam um detector de amplitude simples com tensões de formação.

transformadores de impulsos são normalmente fortemente carregados em oposição à rede. Estima-se que a uma tensão de distribuição de energia 11 kV dada corrente de 90 kA, e a lâmpada no transmissor kW 70 - consome apenas 6. potência é calculada a partir da fórmula que, no primeiro caso, a resistência é de 0,1 Ohm, na segunda - 2 ohms. Estes valores definem a impedância de saída do transformador. Eles desempenham um grande peso da peça e dimensões. Porque desenhos industriais transformadores não são adequados para a eletrônica: a nomeação varia.

Materiais de pequenos transformadores

determinantes

Esses fatores levaram à busca e criação de novos materiais:

• Aço (a frio) orientada estrutura de domínio.
• isolamento polimérico (incluindo a laca).
• radiofrequência cobre puro.
• Resina desprovido de solventes agressivos.
• dopantes aço eléctrico.
• Permalloy ou outro de ferrite com um elevado coeficiente de permeabilidade magnética.

Graças a estas realizações de química, física e tecnologia tornou-se possível para atingir certos objectivos:

1. Reduzir o tamanho dos transformadores conectados.
2. Para reduzir o volume ocupado por uma parte de alta tensão.
3. Criar filtros com afiadas subindo e descendo bordas da característica de amplitude-frequency.
4. Os transformadores de aparência, especificamente concebidos para transmitir um sinal de impulso, sem perda.
5. Levantando o espectro de transmissão de microondas.

Os dois últimos itens mostrar uma ligação directa. As arestas vivas do sinal de impulso de fazer com que o facto de - uma parte significativa do espectro encontra-se na área de alta frequência. E um transformador convencional iria cortar parte, distorcendo a suavização forma, com a perda simultânea de energia. Em meados dos anos 50 as pessoas se perguntavam por que os transformadores de pulso não são construídas à semelhança do poder. Depois de todos conhecidos gráficos, tabelas, fórmulas para o cálculo da secção central, fator de potência, voltagem. razões:

1. A gama de frequências. A eficiência do transformador com a frequência de funcionamento mais baixa é determinada pela indutância de marcha em vazio, na parte superior - o auto capacitância distribuída. Estes efeitos parasitas provocar o vazamento de energia, reduzindo significativamente a eficiência. Em relação a estes parâmetros depende: o número de voltas do enrolamento, o tamanho do núcleo, enrolamentos, que atravessam tipo de isolamento e outros. Transformador de alta frequência é feita em conformidade com as nuances, para transmitir o intervalo desejado com perdas mínimas.
2. Os circuitos eletrônicos dos principais parâmetros considerados e reactance da resistência enrolamentos. Às vezes vai infringir peso e tamanho características, a fim de alcançar uma taxa de transferência de bom. O design é altamente dependente do destino e do circuito de impedância. Prevê-lo, como no caso de transformadores de potência, é difícil.

No transformador de impulsos frequentemente blindado núcleo coaxial com enrolamentos roscadas através da janela. Isto permite transferência máxima de fluxo magnético. porção jugo fecha linhas de campo, as perdas de energia são mínimos. haste parede lateral mais fina dupla, o fluxo é dividido em duas partes aqui fluir em torno do exterior da bobina. Periodicamente núcleo haste é mais apropriada para um determinado fim. Em seguida, o campo magnético circula na praça, e os enrolamentos são colocadas em lados opostos de um ferromagnet. O núcleo é geralmente um integrante, do princípio ao fim, e de vestir-se as metades da bobina de acoplamento de simplificar o processo do processo de montagem. A execução e a protecção de revestimento factores definidos climáticas (humidade, temperatura), as restrições quanto ao tamanho, de designação de tensão.

Muito tempo não conseguia entender por que os estudos laboratoriais de perdas na reversão núcleo magnetização não coincide com os dados reais em altas freqüências. Descobriu-se, o dispositivo para medição das características produz um campo constante (para aumento de eficiência) e bloqueando a ocorrência de correntes induzidas. Este último torna-se a causa das discrepâncias. correntes induzidas afectar directamente a largura da curva de histerese. Hoje, materiais eléctricos utilizados com baixa coercitividade para o fabrico de núcleos. perda máxima observada quando o circuito magnético de saturação, que se limita a potência de transmissão através de um transformador de impulsos:

1. Aumentar perdas ativas sobre os enrolamentos.
2. eficiência pequeno.

A forma do ciclo de histerese depende do material seleccionado. Hoje é ligas conhecidos com uma característica retangular. Tais qualidades incomuns permitem criar amplificadores magnéticos. A energia transmitida ao núcleo, carrega um tom jet pronunciada por razões óbvias. A parte activa expressa as perdas no material laminado. componente reactivo é directamente dependente da permeabilidade magnética. aço laminado a frio é geralmente usado para altas frequências, e a laminagem a quente do aço detecta uma quantidade de impureza de silício e é usado para a frequência comercial 50-60 Hz. placas de espessura (de acordo com a alterar os parâmetros e as correntes de indução) diminui com o aumento de frequência.

Como resultado, a perda do núcleo é pequeno para pequenos transformadores. A principal contribuição é a resistência ôhmica dos enrolamentos. Em transformadores de potência números são comparáveis ​​em magnitude. resistência óhmica, por conseguinte, limita a sua secção transversal mínima. Acredita-se para manter o tamanho especificado, porque o tamanho do núcleo está rigidamente definidos. Esses dois fatores contraditórios determinar a viabilidade econômica e adequação do desenho escolhido.

Breve descrição das ligas principais

A selecção do material do núcleo é determinado pela frequência e a parte indutiva da impedância de carga. aço laminado a frio é utilizado em que o componente reactivo é alta, ou não há necessidade de uma corrente constante para passar através do enrolamento. Em outras situações visto liga de níquel relevante com grande permeabilidade magnética, mas uma densidade de fluxo menor admissível.

Steel, ligado com silício, tem os piores indicadores, mas barato. Tem força coerciva de 0,5 oersteds na permeabilidade magnética máxima de 8.500 e uma densidade de fluxo de 12 milhares de Gauss. É utilizado nos transformadores de baixa frequência de pequenas dimensões (incluindo a gama audível).

aço eléctrico laminados mostra um desempenho muito melhor devido ao domínio orientada-estrutura. No igual coercividade permeabilidade aumenta quatro vezes a uma densidade máxima de fluxo de 17 milhares de Gauss. Ele serve como um núcleo de transformador de potência média.

liga de ferro-níquel de 50% caracterizado força coerciva próximo de zero. Que minimiza a perda do ciclo de histerese (na reversão). A baixa densidade de fluxo magnético admissível (10 000 gauss) material caracterizado permeabilidade impressionante (até 50.000). Boa resistência às correntes de indução de baixa frequência aplicadas às de banda larga de pequeno porte transformadores.

liga de ferro-níquel de 50% com a estrutura de domínios orientada é utilizado num modo de saturação. Em comparação com o material anterior, caracterizado por um aumento e meia vezes a máxima densidade de fluxo magnético.

Permalloy (liga de níquel-alto grau) é caracterizada por uma elevada permeabilidade magnética na ordem das centenas de milhares de unidades. Ela opera a uma densidade de fluxo magnético de baixo, o que torna a sua utilização em pequenos transformadores de tamanho.

Um aço e de ferrite compósito são de particular utilização em transformadores e indutores com baixa perda de banda de RF. características de fabrico permite a criação de um núcleo sólido de qualquer forma, com baixa temperatura de Curie do material (propriedades magnéticas). ventos correia ferro e assim serve para criar uma peça única núcleos, em particular, uma forma toroidal. qualidades incomuns permitem colocar em prática o conceito de um ciclo de histerese retangular.

enrolamentos

Considerado seção núcleo aceitável 0,645 km. mm a 1 ampères. Isso permite que uma primeira aproximação para determinar a quantidade de cobre. Lamelagem é realizada nas condições de temperatura, os parâmetros eléctricos do transformador, incluindo uma capacidade (cm. Fig.). Além disso fortemente depende de recursos tecnológicos. Por exemplo, um fio esmaltado de calibre 30 de feridas factor de linearidade manualmente é de 97%, de montagem automatizada reduz o parâmetro a 80%. A mesma construção tem características dependendo do local de fabricação do produto.

densidade de empacotamento naturalmente aumenta com a diminuição do calibre. A partir da secção encontrado calcula o comprimento de enrolamento médio para determinar a sua resistência. Extremidade do fio é normalmente soldada a uma conclusão. O principal requisito - baixa resistência de contato ôhmico. Espessura do núcleo de alta potência é difícil para relaxar, se o fim não está ligado. Como isoladores são usados:

1. materiais orgânicos: seda, resina, algodão, pintura, papel elétrica. Este é o primeiro tipo de isolamento, entraram na vida cotidiana de Sir Joseph Henry. A temperatura superior é considerado como 105 graus Celsius.
2. A segunda classe inclui vidro, cerâmica e resina de composição. Em geral, os antecessores dos materiais mais caros. O limite superior de 130 graus Celsius.
3. Os polímeros sintéticos de diversos tipos. Vantajosamente, o composto de silício. Sua característica distintiva é considerada alta resistência ao calor. Isto inclui cerâmicas de silicato. O limite superior de 200 graus Celsius.

As classes de diferença limitado principalmente temperaturas de funcionamento. E dentro - classificação é realizada nas características individuais. Por exemplo, o vidro, obviamente, ocupa menos espaço do que o amianto, e igualdade com seda. As cerâmicas são frequentemente envoltório cobre a segunda camada de um outro material na parte superior da resina é um empilhamento denso.

A diferença essencial aparece quando dimensões são de suma importância. Este vantajosamente fontes de energia 400 e 800 Hz são usados ​​na aviação. Em seguida, aplique os materiais da segunda classe, mesmo que o custo vai mais alto. transformador electrónico doméstico é o isolamento muitas vezes mais barato. Isto é devido à baixa necessidade de energia e reduzir os preços. Como resultado, o ar consegue reduzir as fontes de alimentação de 30-50%.

Deste agora é fácil de entender transformadores domésticos por mais caros (de equipamento comum) limite de temperatura de funcionamento especificada de 135 graus Celsius (permitida uma ligeira elevação acima do anteriormente limiar). É dentro de uma segunda, uma média do valor do grupo. Inscrição olhando fusível incorporado ao enrolamento, dentro ou aparelho de videocassete.

no início dos anos cinquenta opções para pequenos transformadores têm de ser medidos novamente. Obtido para as tensões de rede industriais não eram boas, devido à diferença na freqüência. Os materiais do primeiro grupo não permitem um fio qualitativamente isole a 50 Hz. A diferença pequena falha restante a cobrir a resina, as faíscas de início de enrolamento (descarga de coroa). Para verificar o teste de resistência de isolamento é realizado por um longo alta tensão.

Pioneiros definido condições de teste como se segue. Assumir uma amostra é retirada da secção de condutor de fio de cobre de 0,5 mm. Percebe-se que o primeiro grupo materiais isolado objeto começa a desencadear tem 1.250 V. Em seguida, a tensão de ensaio reduzido para 20-30% do limite for atingido. precisão fabricação varia entre as empresas, em cada caso, um teste para a descarga de corona.

ponte de díodos

rectificador de onda completa utilizados em transformadores electrónicos, são discutidos na revisão por uma ponte de díodo. Esta parte do circuito converte a tensão de entrada de CA para uma unipolar. Às vezes, o filtro é colocado para suavizar as flutuações. Os potenciais da ponte de diodos de saída diferença é utilizada para alimentar o circuito de push-pull - transistor multivibrador.

Multivibradores - geradores de impulsos

Obviamente, um transformador para reduzir o peso e colocando-o em um pequeno caso tal requer para aumentar a frequência de funcionamento de 50 Hz a ultra-sons. Um valor específico selecionado pelo fabricante. Flicker de transistores permite que você especifique qualquer valor, limitado apenas pelas mãos disponíveis na base elemento. Muitas vezes, transformadores electrónicos com casco de aço. Esta tela, o que impede a emissão de ondas de alta frequência no espaço.

multivibradores estruturalmente são amplificadores de classe D (pelo menos um elemento é pulsado). Trabalho em um modo chave de transistores requer uma velocidade conhecida. No estado bloqueado entre o colector e o emissor de corrente é próximo de zero. modo de pulso, além aumenta a eficiência do multivibrator. Os primeiros dispositivos desta classe são descritos Henry Abraham em revista Annales de Physique para 1,919. Acredita-se que o dispositivo foi o precursor da tecnologia digital, um ano depois veio o primeiro gatilho Eccles-Jordan.

Multivibradores são gerenciados e não gerenciados, mas - geradores de impulsos de uma dada frequência, semelhante em forma para retangular. Carregá-lo é transformador compacto. No primeiro caso, é permitido alterar o ciclo de trabalho e outras configurações, mas o transformador eletrônico geralmente não oferecem tais características complexas, ou muito maior preço.

De acordo com a teoria-flop permitido construir qualquer tipo de elementos activos, mas por uma boa razão transistores usados. Especificidades de operação são alcançadas através da introdução de realimentação capacitiva ou indutiva do circuito (por mudança de fase), tanto o elemento activo controlada uns aos outros, por sua vez.

vibrações de amplitude maiores é conseguida usando compósito transistores sequencialmente activada por um esquema particular. A figura mostra um diagrama de cadeia onde RC com uma constante de tempo dado controles um par de transistores de impulsos que formam uma frequência pré-determinada. Este é um típico 12V transformador electrónico de halogéneo (HID) lâmpadas. denominação concedida em 6 e 24, alimentado pelo bus de campo de 110 ou 220 V. O princípio de funcionamento do circuito mostrado:

1. Tensão de entrada 220 é rectificada pela ponte de díodos, a produção de um condensador de carga. Esta cadeia de entrada define o Diack frequência de comutação. Colocar o capacitor trimmer pode obter o efeito de lâmpadas de escurecimento.
2. Deacon abre-se e carrega-a cadeia RC do segundo transistor, causando hesitação inicial.
3. O diodo impede a queda de tensão, finalmente, para o transistor T2 é fechada no final do período.
4. No ponto de saturação do transistor de feedback desliga núcleo estrangulamento.

frequência de comutação exterior é limitado apenas pela concepção do núcleo do transformador de impulsos e características transitórias dos transistores. Uma frequência de comutação típico é de 35 kHz. ciclo de serviço é dada por V-cadeias nas bases dos transistores. O segundo diagrama mostra uma forma de realização da protecção de curto-circuito. lâmpadas halógenas defeituosos, consumir muito atual, os transistores se tornar uma causa superaquecimento e falha. Semi-condutores de p-n-transições irreversivelmente perder propriedades.

No demasiado elevado consumo de protecção do circuito de transistor ligado, elementos RC que atrasar o desencadeamento transístor T1. A situação observada na ignição do arco. cátodo frio encontra pouca resistência e de fácil realização. À medida que a corrente quente eléctrodo de metal é reduzida, de um transformador e os transistores estão localizados em um modo normal. Esta vida prolongada do produto. Após o tempo de atraso (definido por Rs e Cs) dispositivo tenta começar de novo, e se a corrente não exceder um valor predeterminado, o circuito entra no modo normal.

Requisitos para transistores

Devido à alta tensão de operação e os requisitos para transistores bipolares de baixo custo são seleccionados. Para reduzir os indicadores utilizados circuito de meia ponte de comutação. A tensão de pico é de 350 V, e é desligado quando o filtro de entrada, o regulador de pressão energia armazenada produz impulsos de amplitude de até 500 V.

A peculiaridade de um circuito de meia ponte: a tensão é dividida entre os dois transístores. Portanto, a corrente máxima de funcionamento é através de potência de saída. Para que o dispositivo seja de 50 W 0,64 Uma Como dito acima, quando ligado pela primeira vez lâmpadas, este valor, por vezes, muito Excedido (até 10 vezes o valor nominal). Por conseguinte, os transistores por meio de uma corrente pode fluir temporariamente a 6,5 ​​A.

A partir destas considerações, recomenda-se para o transformador electrónico 50W seleccione transistores com uma tensão máxima de 450 V ou superior a uma corrente até 7 A. Sobre frequência mencionado acima. Ele depende dos parâmetros do transformador de impulsos e a constante de tempo determinado pela cadeia RC-carga. Um valor típico - 35 kHz. Demasiado transistores lentos pode levar a frequência de falhas e a entrada do núcleo de transformador de impulsos para saturação no fim de cada ciclo. A energia armazenada será devolvido para colectores sob a forma de uma altura significativa do pico, que hipoteticamente levar à falha do produto.