Расчет импульсного трансформатора блока питания

Надежность импульсного лабораторного блока питания во многом зависит от того, насколько правильно выполнен расчет импульсного трансформатора. Небольшое отклонение его параметров от оптимальных для конкретного источника питания приводит к снижению КПД и ухудшению характеристик.

Порядок расчета импульсного трансформатора

Рисп = 1,3 Рн (Рн — мощность, потребляемая нагрузкой). Далее, задавшись габаритной мощностью Ргаб, которая должная удовлетворять условию Ргаб ≥ Рисп, необходимо подобрать подходящий тороидальный ферритовый магнитопровод. Параметры магнитопровода связаны с Ргаб соотношением Ргаб = ScS0fBmax/150, Вт.

Здесь f — частота преобразования напряжения, Гц; Sc = (D-d)h/2 — площадь сечения магнитопровода, см2 (D и d — соответственно наружный и внутренний диаметры, h — высота кольца, см); S0 = p d2/4 — площадь окна магнитопровода, см2; Bmax — максимальное значение индукции (в тесла), которое зависит от марки феррита и может быть определено по справочнику, содержащему сведения о ферромагнитных материалах.

После этого зная напряжение на первичной обмотке трансформатора U1, находят число витков w1=0,25x104U1/fBmaxSc.

Для преобразователя (см. рисунок) U1 = Uпит/2- Uкэ нас, где Uпит — напряжение питания преобразователя, а Uкэ нас — напряжение насыщения коллектор — эмиттер транзисторов VT1, VT2.

Рассчитанное значение w1 нужно округлить в большую сторону (во избежание насыщения магнитопровода).

Далее необходимо определить максимальный ток (в амперах) первичной обмотки: I1 max = Pн/h U1 (h — КПД преобразователя, обычно 0,8) и диаметр (в миллиметрах ее провода: d1 = 0,6√I 1 max.

Затем находят число витков вторичной обмотки трансформатора: w2 = w1U2/U1 и диаметр провода: d2 = 0,6√I2 (U2 и I2 — соответственно напряжение и ток вторичной обмотки).

расчет импульсного трансформатора

Теперь для закрепления пройденного материала рассмотрим расчет трансформатора для импульсного блока питания на конкретном примере.

Рассчитаем высокочастотный трансформатор блока питания стереофонического усилителя [ 3] , имеющего следующие выходные напряжения и токи: U2 = (25+25) В, I2 = 3 A, U3 = 20 В, I3 = 1 A, U4 = 10 В, I4 = 3 А.

Мощность нагрузки Pн = 200 Вт.

Используемая мощность этого трансформатора Рисп = 1,3 · 200 = 260 Вт. Частоту преобразования f выберем равной 105 кГц. В качестве магнитопровода используем кольцо типоразмера К38х24х7 из феррита марки 2000НН (Вmax = 0.25 T [ 2] ). Определим площадь сечения Sc = (3,8 — 2,4) · 0,7/2 = 0,49 см2 и площадь окна выбранного магнитопровода So=p ·2,42/4 = 4,5 см2, рассчитаем 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 и ее число витков: U1 = (285/2) — 1,6 = 141 В; w1 = 0,25 · 104 · 141/105 · 0,25 · 0,49 ≈ 29. Для исключения насыщения магнитопровода выбираем w1 = 30.

Далее рассчитаем максимальный ток в первичной обмотке и диаметр провода: Imax = 200/0,8 · 141 = 1,75 A; d1 = 0,6√1,75 = 0,8 мм..

И в заключении 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.

редактор

1 комментарий

  • 02.12.2014 в 11:32

    w1 = 0,25 · 104 · 141/105 · 0,25 · 0,49 ≈ 29
    какой то не такой рассчет. Судя по калькулятору получается 284,8124393

    Ответить

Добавить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.

*