Як розрахувати трансформатор для імпульсного блоку живлення

Робота імпульсного блоку живлення   багато в чому залежить від того, наскільки точно виконаний розрахунок трансформатора

Робота імпульсного блоку живлення багато в чому залежить від того, наскільки точно виконаний розрахунок трансформатора. Навіть найменша відмінність його параметрів від оптимальних для конкретного джерела живлення може привести до зниження ККД і погіршенню характеристик. Тому до розрахунку трансформатора слід поставитися з особливою увагою.

Перш за все необхідно розрахувати (у ВАТ) використовувану потужність трансформатора Рісп = 1,3xРн (Рн - потужність, споживана навантаженням). Далі, задавшись габаритної потужністю Ргаб, яка повинна задовольняти умові Ргаб≥Рісп слід підібрати відповідний тороидальний феритове магнітопровода. Його параметри пов'язані з Ргаб співвідношенням Ргаб = ScSоfBmax / 150, Вт. Тут f - частота перетворення напруги, Гц; Sc = (Dd) h / 2 - площа перерізу магнітопроводу, см2 (D і d - відповідно зовнішній і внутрішній діаметри, h - висота кільця, см); Sо = πd2 / 4 - площа вікна муздрамтеатру, см2, Bmax - максимальне значення індукції (в тесла), яке залежить від марки фериту і може бути визначено за довідником, який містить відомості про феромагнітних матеріалах.

Після цього, задавшись напругою на первинній обмотці трансформатора U1, знаходять число витків W1 = 0,25x104U1 / BmaxSc. Для перетворювача (див. Малюнок) U1 = Uпит / 2-UКЕ нас, де Uпит - напруга живлення перетворювача, а UКЕ нас напруга насичення транзисторів колектор - емітер VT1, VT2. Отримане значення W1 необхідно округляти в більшу сторону (щоб уникнути насичення муздрамтеатру).

Далі визначають максимальний струм (в амперах) первинної обмотки: I1max = Pн / ηU1 (η - ККД перетворювача, зазвичай 0,8) і діаметр (в міліметрах) її проведення: d1 = 0,6√I1max. На закінчення знаходять число витків вихідний обмотки трансформатора: W2 = W1U2 / U1 і діаметр проводу: d2 = 0,6√I2 (U2 і I2 відповідно напруга і струм вторинної обмотки).

Для прикладу розрахуємо високочастотний трансформатор блоку харчування стереофонічного підсилювача, що має наступні вихідні напруги і струми: U2 = (25 + 25) В; I2 = 3 A; U3 = 20 В; I3 = 1 A; U4 = 10 В; I4 = 3 A. Споживана навантаженням потужність Pн = 200 Вт.

Використовувана потужність цього трансформатора Рісп = 1,3x200 = 260 Вт. Частоту перетворення f виберемо рівною 105 Гц. Як муздрамтеатру застосуємо кільце типорозміру К38Х24Х7 з фериту марки 2000НН (Bmax = 0,25 Т), Визначивши площу перетину Sc = (3,8 - 2,4) x0,7 / 2 = 0,49см2- і площа вікна обраного муздрамтеатру Sо = πx2,42 / 4 = 4,5см2, знайдемо габаритну потужність трансформатора Ргаб = 0,49x4,5x105x0.25 / 150 = 367 Вт. Умова Ргаб≥Рісп виконується.

Тепер визначимо напругу на первинній обмотці трансформатора і її число витків: U1 = (285/2) -1,6 = 141 В; W1 = 0,25x104x141 / 105x0,25-0,49≈29. Для виключення насичення муздрамтеатру вибираємо W1 = 30.

Потім знаходимо максимальний струм первинної обмотки і діаметр проводу: I1max = 200 / 0,8x141 = 1,75 A; d1 = 0,6√1,75 = 0,8 мм.

Після цього визначаємо число витків і діаметр проводу вихідних обмоток: W2 = 30x25 / 141 = 5; d2 = 0,6√3 = 1мм;

W3 = 30x20 / 141 = 4; d3 = 0,6√1 = 0,6мм;

W4 = 30x10 / 141 = 2; d4 = 0,6√3 = 1мм;