Только посчитав количество витков в первичной обмотке, замерив параметры кольца произвести расчёт. Подставляя в расчёт разную частоту смотреть количество витков.
Если транс с электронного трансформатора, то работал он на частоте в районе 25-30кГц. Первичка имеет ~60 или ~80 витков.
Советую немного нагрузить выход, понаблюдать. Предохранительную лампу немного по мощнее поставить, если она под нагрузкой начнёт светиться ярче.
Если всё нормально, включать без лампы. Следить за температурой сердечника трансформатора при полной нагрузке. Сердечник холодный, значит всё нормально.
Индуктивность намагничивания приводится для того, чтобы Вы могли рассчитать переходной процесс и определить, какой ток будет течь через первичную обмотку в конце вершины импульса.
Указанная вольт-секундная характеристика позволяет определить максимальную длительность импульса заданной амплитуды, при которой спад вершины импульса на выходной обмотке трансформатора не превысит 10% от амплитуды. Правда для импульсных трансформаторов обычно приводят параметры при достаточно большой скважности импульсов. Для меандра лучше брать в 2 раза меньше предельных значений длительности. Ну и запас 20-30% нужен в любом случае.
Верхняя частота следования импульсов ограничивается паразитными параметрами трансформатора.
Точные расчеты тут практически невозможны, потому что сердечник работает в нелинейном режиме, а производитель дает параметры трансформатора только для конкретного наихудшего случая. Если Вы, например, измерите индуктивность намагничивания импульсного трансформатора L-метром, то значение будет совсем не то, которое указано производителем, потому что Вы измеряете при совсем других токах обмотки и это значение не нормировано и может меняться как угодно.
Для понимания вопроса рекомендую поискать в старых книжках расчет именно импульсных трансформаторов. Там описаны основные параметры. А то я чего-нибудь навру по памяти.
Изменено 30 апреля, 2015 пользователем Old_horse
Расчет трансформатора: онлайн калькулятор или дедовский метод для дома — выбери сам
Ремонт современных электрических приборов и изготовление самодельных конструкций часто связаны с блоками питания, пускозарядными и другими устройствами, использующими трансформаторное преобразование энергии. Их состояние надо уметь анализировать и оценивать.
Считаю, что вам поможет выполнить расчет трансформатора онлайн калькулятор, работающий по подготовленному алгоритму, или старый проверенный дедовский метод с формулами, требующий вдумчивого отношения. Испытайте оба способа, используйте лучший.
Сразу заостряю ваше внимание на том вопросе, что приводимые методики не способны точно учесть магнитные свойства сердечника, который может быть выполнен из разных сортов электротехнических стали.
Поэтому реальные электрические характеристики собранного трансформатора могут отличаться на сколько-то вольт или число ампер от полученного расчетного значения. На практике это обычно не критично, но, всегда может быть откорректировано изменением числа количества в одной из обмоток.
Поперечное сечение магнитопровода передает первичную энергию магнитным потоком во вторичную обмотку. Обладая определенным магнитным сопротивлением, оно ограничивает процесс трансформации.
От формы, материала и сечения сердечника зависит мощность, которую можно преобразовывать и нормально передавать во вторичную цепь.
Как пользоваться онлайн калькулятором для расчета трансформатора пошагово
Подготовка исходных данных за 6 простых шагов
Шаг №1. Указание формы сердечника и его поперечного сечения
Лучшим распределением магнитного потока обладают сердечники, набранные из Ш-образных пластин. Кольцевая форма из П-образных составляющих деталей обладает большим сопротивлением.
Для проведения расчета надо указать форму сердечника по виду пластины (кликом по точке) и его измеренные линейные размеры:
- Ширину пластины под катушкой с обмоткой.
- Толщину набранного пакета.
Вставьте эти данные в соответствующие ячейки таблицы.
Шаг №2. Выбор напряжений
Трансформатор создается как повышающей, понижающей (что в принципе обратимо) или разделительной конструкцией. В любом случае вам необходимо указать, какие напряжения вам нужны на его первичной и вторичной обмотке в вольтах.
Заполните указанные ячейки.
Шаг №3. Частота сигнала переменного тока
По умолчанию выставлена стандартная величина бытовой сети 50 герц. При необходимости ее нужно изменить на требуемую по другому расчету. Но, для высокочастотных трансформаторов, используемых в импульсных блоках питания, эта методика не предназначена.
Их создают из других материалов сердечника и рассчитывают иными способами.
Шаг №4. Коэффициент полезного действия
У обычных моделей сухих трансформаторов КПД зависит от приложенной электрической мощности и вычисляется усредненным значением.
Но, вы можете откорректировать его значение вручную.
Шаг №5. Магнитная индуктивность
Параметр определяет зависимость магнитного потока от геометрических размеров и формы проводника, по которому протекает ток.
По умолчанию для расчета трансформаторов принят усредненный параметр в 1,3 тесла. Его можно корректировать.
Шаг №6. Плотность тока
Термин используется для выбора провода обмотки по условиям эксплуатации. Среднее значение для меди принято 3,5 ампера на квадратный миллиметр поперечного сечения.
Для работы трансформатора в условиях повышенного нагрева его следует уменьшить. При принудительном охлаждении или пониженных нагрузках допустимо увеличить. Однако 3,5 А/мм кв вполне подходит для бытовых устройств.
Выполнение онлайн расчета трансформатора
После заполнения ячеек с исходными данными нажимаете на кнопку «Рассчитать». Программа автоматически обрабатывает введенные данные и показывает результаты расчета таблицей.
Как рассчитать силовой трансформатор по формулам за 5 этапов
Привожу упрощенную методику, которой пользуюсь уже несколько десятков лет для создания и проверки самодельных трансформаторных устройств из железа неизвестной марки по мощности нагрузки.
По ней мне практически всегда получалось намотать схему с первой попытки. Очень редко приходилось добавлять или уменьшать некоторое количество витков.
Этап №1. Как мощность сухого трансформатора влияет на форму и поперечное сечение магнитопровода
В основу расчета положено среднее соотношение коэффициента полезного действия ŋ, как отношение электрической мощности S2, преобразованной во вторичной обмотке к приложенной полной S1 в первичной.
Потери мощности во вторичной обмотке оценивают по статистической таблице.
Мощность трансформатора, ватты | Коэффициент полезного действия ŋ |
15÷50 | 0,50÷0,80 |
50÷150 | 0,80÷0,90 |
150÷300 | 0,90÷0,93 |
300÷1000 | 0,93÷0,95 |
>1000 | 0.95÷0,98 |
Электрическая мощность устройства определяется произведением номинального тока, протекающего по первичной обмотке в амперах, на напряжение бытовой проводки в вольтах.
Она преобразуется в магнитную энергию, протекающую по сердечнику, полноценно распределяясь в нем в зависимости от формы распределения потоков:
- для кольцевой фигуры из П-образных пластин площадь поперечного сечения под катушкой магнитопровода рассчитывается как Qc=√S1;
- у сердечника из Ш-образных пластин Qc=0,7√S1.
Этап №2. Особенности вычисления коэффициента трансформации и токов внутри обмоток
Силовой трансформатор создается для преобразования электрической энергии одной величины напряжения в другое, например, U1=220 вольт на входе и U2=24 V — на выходе.
Коэффициент трансформации в приведенном примере записывается как выражение 220/24 или дробь с первичной величиной напряжения в числителе, а вторичной — знаменателе. Он же позволяет определить соотношение числа витков между обмотками.
На первом этапе мы уже определили электрические мощности каждой обмотки. По ним и величине напряжения необходимо рассчитать силу электрического тока I=S/U внутри любой катушки.
Этап №3. Как вычислить диаметры медного провода для каждой обмотки
При определении поперечного сечения проводника катушки используется эмпирическое выражение, учитывающее, что плотность тока лежит в пределах 1,8÷3 ампера на квадратный миллиметр.
Величину тока в амперах для каждой обмотки мы определили на предыдущем шаге.
Теперь просто извлекаем из нее квадратный корень и умножаем на коэффициент 0,8. Полученное число записываем в миллиметрах. Это расчетный диаметр провода для катушки.
Он подобран с учетом выделения допустимого тепла из-за протекающего по нему тока. Если место в окне сердечника позволяет, то диаметр можно немного увеличить. Тогда эти обмотки будут лучше приспособлены к тепловым нагрузкам.
Когда даже при плотной намотке все витки провода не вмещаются в окне магнитопровода, то его поперечное сечение допустимо чуть уменьшить. Но, такой трансформатор следует использовать для кратковременной работы и последующего охлаждения.
Этап №4. Определение числа витков обмоток по характеристикам электротехнической стали: важные моменты
Вычисление основано на использовании магнитных свойств железа сердечника. Промышленные трансформаторы собираются из разных сортов электротехнической стали, подбираемые под конкретные условия работы. Они рассчитываются по сложным, индивидуальным алгоритмам.
Домашнему мастеру достаются магнитопроводы неизвестной марки, определить электротехнические характеристики которой ему практически не реально. Поэтому формулы учитывают усредненные параметры, которые не сложно откорректировать при наладке.
Для расчета вводится эмпирический коэффициент ω’. Он учитывает величину напряжения в вольтах, которое наводится в одном витке катушки и связан с поперечным сечением магнитопровода Qc (см кв).
В первичной обмотке число витков вычислим, как W1= ω’∙U1, а во вторичной — W2= ω’∙U2.
Этап №5. Учет свободного места внутри окна магнитопровода
На этом шаге требуется прикинуть: войдут ли все обмотки в свободное пространство окна сердечника с учетом габаритов катушки.
Для этого допускаем, что провод имеет сечение не круглое, а квадрата со стороной одного диаметра. Тогда при совершенно идеальной плотной укладке он займет площадь, равную произведению единичного сечения на количество витков.
Увеличиваем эту площадь процентов на 30, ибо так идеально намотать витки не получится. Это будет место внутри полостей катушки, а она еще займет определенное пространство.
Далее сравниваем полученные площади для катушек каждой обмотки с окном магнитопровода и делаем выводы.
Второй способ оценки — мотать витки «на удачу». Им можно пользоваться, если новая конструкция перематывается проводом со старых рабочих катушек на том же сердечнике.
4 практических совета по наладке и сборке трансформатора: личный опыт
Сборка магнитопровода
Степень сжатия пластин влияет на шумы, издаваемые железом сердечника при вибрациях от протекающего по нему магнитного потока.
Одновременно не плотное прилегание железа с воздушными зазорами увеличивает магнитное сопротивление, вызывает дополнительные потери энергии.
Если для стягивания пластин используются металлические шпильки, то их надо изолировать от железа сердечника бумажными вставками и картонными шайбами.
Иначе по этому креплению возникнет искусственно созданный короткозамкнутый виток. В нем станет наводиться дополнительная ЭДС, значительно снижающая коэффициент полезного действия.
Состояние изоляции крепежных болтов относительно железа сердечника проверяют мегаомметром с напряжением от 1000 вольт. Показание должно быть не менее 0,5 Мом.
Расчет провода по плотности тока
Оптимальные размеры трансформатора играют важную роль для устройств, работающих при экстремальных нагрузках.
Для питающей обмотки, подключенной к бытовой проводке лучше выбирать плотность тока из расчета 2 А/мм кв, а для остальных — 2,5.
Способы намотки витков
Быстрая навивка на станке «внавал» занимает повышенный объем и нормально работает при относительно небольших диаметрах провода.
Качественную укладку обеспечивает намотка плотными витками один возле другого с расположением их рядами и прокладкой ровными слоями изоляции из конденсаторной бумаги, лакоткани, других материалов.
Хорошо подходят для создания диэлектрического слоя целлофановые (не из полиэтилена) ленты. Можно резать их от упаковок сигарет. Отлично справляется с задачами слоя изоляции кулинарная пленка для запекания мясных продуктов и выпечек.
Она же придает красивый вид внешнему покрытию катушки, одновременно обеспечивая ее защиту от механических повреждений.
Обмотки сварочных и пускозарядных устройств, работающие в экстремальных условиях с высокими нагрузками, желательно дополнительно пропитывать между рядами слоями силикатного клея (жидкое стекло).
Ему требуется дать время, чтобы засох. После этого наматывают очередной слой, что значительно удлиняет сроки сборки. Зато созданный по такой технологии трансформатор хорошо выдерживает высокие температурные нагрузки без создания межвитковых замыканий.
Как вариант такой защиты работает пропитка рядов провода разогретым воском, но, жидкое стекло обладает лучшей изоляцией.
Когда длины провода не хватает для всей обмотки, то его соединяют. Подключение следует делать не внутри катушки, а снаружи. Это позволит регулировать выходное напряжение и силу тока.
Замер тока на холостом ходу трансформатора
Мощные сварочные аппараты требуют точного подбора объема пластин и количества витков под рабочее напряжение, что взаимосвязано.
Выполнить качественную наладку позволяет замер тока холостого хода при оптимальной величине напряжения на входной обмотке питания.
Его значение должно укладываться в предел 100÷150 миллиампер из расчета на каждые 100 ватт приложенной мощности для трансформаторных изделий длительного включения. Когда используется режим кратковременной работы с частыми остановками, то его можно увеличить до 400÷500 мА.
Выполняя расчет трансформатора онлайн калькулятором или проверку его вычислений дедовскими формулами, вам придется собирать всю конструкцию в железе и проводах. При первых сборках своими руками можно наделать много досадных ошибок.
Чтобы их избежать рекомендую посмотреть видеоролик владельца Юность Ru. Он очень подробно и понятно объясняет технологию сборки и расчета. Под видео расположено много полезных комментариев, с которыми тоже следует ознакомиться.
Если заметите в ролике некоторые моменты, которые немного отличаются от моих рекомендаций, то можете задавать вопросы в комментариях. Обязательно обсудим.
Источник
Формулы для расчета трансформаторов
Несколько упрощенных формул для расчета обычных и импульсных трансформаторов ИБП и БП.
Упрощенная формула для расчета ферритовых трансформаторов для ИБП.
5760/F(кГц) = К
Sсеч/К = V(вольт) на 1виток
где:
F — частота преобразования в Гц.
S — сечение ферритового магнитопровода в мм.
V — количество вольт на 1 виток
К — коэффициент зависимости от частоты.
Упрощенная формула для расчета обычных трансформаторов 50Гц.
Sсеч.мм*0.0003=V(вольт) на 1 виток
где:
S — сечение магнитопровода в мм
V — кол.вольт на 1 виток
Упрощенная формула для определения сечения круглого обмоточного провода
D х D / 1.27 = Sсеч.мм
где:
D — диаметр провода
S — площадь сечения провода
Упрощенная усредненная формула для расчета необходимого сечения намоточного провода
A / 3.85 = Sсеч.мм
где:
A — номинальный ток нагрузки
S — площадь сечения провода
Пример расчета трансформатора импульсного БП.
Допустим, имеем Ш образный ферритовый сердечник с размерами центрального столбика 11 и 12мм. Необходимо определить площадь сечения магнитопровода.
Перемножаем размеры между собой 11х12=132мм Sсеч=132мм.кв. Один параметр уже есть!
О определяем частоту преобразования ИБП, возьмем к примеру 50кГц. F(Гц)=50кГц это второй параметр!
Теперь нужно определить коэффициент зависимости от частоты К. Берем первую формулу из файла: 5760/F(кГц)=К, подставляем цифры 5760/50=115 Kз.ч.= 115. Мы определили коэффициент зависимости от частоты, он равен 115
Берем вторую формулу из файла S/K=V(вольт) на 1виток. Снова подставляем цифры которые у нас уже есть. 132/115=1.1 вольт на 1 виток, то есть если нам нужно намотать 150В первичку для полумостовой схемы ИБП. Делим 150/1.1=136 витков. Остальные обмотки рассчитываются так же. Допустим нам нужна вторичка 12В, значит 12/1.1=11 витков.
Специально для начинающих: Артур (Левша)
Источник
Расчёт высокочастотного трансформатора.
Немного теории и практики.
Немного теории и практики.
Данная статья посвящена расчёту ВЧ трансформатора и призвана помочь ознакомиться с основами.
При расчёте ВЧ трансформатора у начинающего разработчика основные сложности возникают с расчётом числа витков первичной обмотки. Расчёт витков (w1) первичной обмотки проводится по формуле:
где γ – коэффициент заполнения;
Uin – входное напряжение, В;
kф – коэффициент формы входного напряжения;
f – частота, Гц;
BMAX – максимальная индукция в материале сердечника, Тл;
Sc – площадь сечения магнитопровода, м2.
Разберём подробнее величины в формуле:
Коэффициент заполнения γ – отношение длительности импульса к периоду. Для симметричного меандра, синусоидальной или треугольной формы сигнала этот коэффициент принимается равным 0,5.
Входное напряжение Uin – максимальное входное напряжение. Т.е. для синусоидального или треугольного типов сигнала это будет амплитудное значение.
Коэффициент формы входного напряжения kф, как нетрудно догадаться, зависит от формы входного напряжения. Для синусоидального напряжения он составляет 1,11, для треугольного – 1,16, для импульнсного – 1.
Рабочая частота f не может превышать максимальную частоту для выбранного вами материала сердечника. Ознакомьтесь со спецификацией на сердечник или на материал сердечника.
Величина максимальная индукции в материале сердечника BMAX выбирается исходя из допустимых потерь и не может быть больше величины, указанной в спецификации на материал. Для ферритов типичное максимальное значение составляет 0,39 Тл, но эта величина может и отличаться в ту или другую сторону в зависимости от марки феррита. Запомните BMAX при расчёте трансформатора нужно выбирать МЕНЬШЕ, чем максимальная индукция материала сердечника. Чем меньшую индукцию вы выберете, тем меньше составят потери в сердечнике. Для феррита я бы рекомендовал выбирать BMAX = 0,15 Тл или меньше.
Площадь сечения магнитопровода – справочная величина, указанная в спецификации на сердечник. Однако, вы можете рассчитать эту величин самостоятельно для сердечников простой формы. Например, у вас есть кольцевой сердечник K12x8x3. Его наружный диаметр – 12 мм, внутренний – 8 мм, высота 3 мм. Очевидно, для определения площади сечения нужно высоту сердечника умножить на половину разности между наружным и внутренним диаметром. Таким образом Sc = 3*(12-8)/2 = 6 мм2.
Задача 1. Попробуем применить эту формулу на практике для расчёта высокочастотного трансформатора. Для примера попробуем рассчитать трансформатор, работающий на частоте 250 кГц, для преобразования синусоидального сигнала амплитудой 30 В в 10 В.
Задача 1. Попробуем применить эту формулу на практике для расчёта высокочастотного трансформатора. Для примера попробуем рассчитать трансформатор, работающий на частоте 250 кГц, для преобразования синусоидального сигнала амплитудой 30 В в 10 В.
Для трансформатора применим ферритовый сердечник K12x8x3 из материала М2500НМС, он подходит по рабочей частоте.
Определимся с величинами для расчёта:
Uin = 30 В (из условия задачи).
kф = 1,11 (т.к. синусоидальная форма сигнала).
f = 250 000 Гц (из условия задачи).
BMAX =0,3 Тл.
Примечание: BMAX меньше максимального для материала М2500НМС. Если захотите, то можете задаться и меньшим значением максимальной индукции – это приведёт к увеличению числа витков первичной обмотки, но позволит снизить потери в сердечнике.
Sc = 6 мм2 = 0,000006 м2 (расчёт был выполнен выше).
Таким образом, всё готово к расчёту витков первичной обмотки:
Определим витки вторичной обмотки через коэффициент трансформации:
где w1 – витки первичной обмотки;
w2 – витки вторичной обмотки;
U1 – напряжение на первичной обмотке;
U2 – напряжение на вторичной обмотке.
Тогда
Нам известно, что
w1 = 15 витков;
U1 = 30 В;
U2 = 10 В.
Подставим эти значения в формулу
Итак, трансформатор синусоидального сигнала амплитудой 30В в 10В частотой 250 кГц на кольце К12х8х3 из материала М2500НМС должен иметь 15 витков первичной обмотки и 5 витков вторичной.
Диаметр провода, которым выполняются обмотки, и количество проводов подбираются по допустимой плотности тока в обмотках (для обеспечения теплового режима). Здесь следует обратить внимание на то что при высоких частотах заметно сказывается скин-эффект, поэтому диаметр провода следует выбирать не больше двух толщин скин-слоя. Так же рекомендую обратить внимание на такой параметр сердечника как габаритная мощность.
Задача 2. Произведём расчёт трансформатора для однотактного прямоходового DC-DC преобразователя (forward). Рабочее частота 250 кГц, дипазон входных напряжений 10-20 В, выходное напряжение 15 В, выходной ток 2А.
Задача 2. Произведём расчёт трансформатора для однотактного прямоходового DC-DC преобразователя (forward). Рабочее частота 250 кГц, дипазон входных напряжений 10-20 В, выходное напряжение 15 В, выходной ток 2А.
Давайте разберёмся что такое преобразователь напряжения. Итак, преобразователь напряжения – это такое устройство, которое обеспечивает постоянное выходное напряжение при изменении входного напряжения в определённом диапазоне. То есть в нашем случае преобразователь обеспечивает на выходе неизменное напряжение 15 В и ток до 2 А (в зависимости от нагрузки) при изменении входного напряжения от 10 В до 20В включительно.
Ну а теперь ещё раз обратимся к формуле расчёта витков первичной обмотки, которая приведена в самом начале статьи
Какие параметры нам известны:
1) Выберем коэффициент заполнения γ = 0,41 для минимального входного напряжения 10В. При увеличении входного напряжения коэффициент заполнения будет пропорционально снижаться, обеспечивая γ* Uin = const
2) Входное напряжение Uin равно минимальному входному напряжению преобразователя 10В за вычетом падения напряжения на ключевом элементе К. Вообще, при расчёте трансформатора в большинстве случаев падением на ключе можно пренебречь, но это будет полезно с точки зрения понимания работы преобразователя.
Пусть в качестве ключевого элемента в нашем случае используется полевой транзистор с сопротивлением канала 0,06 Ом. Для определения падения напряжения на транзисторе нам нужно знать входной ток. Вычислим его следующим образом:
а) на нагрузке R обеспечивается постоянное напряжение 15 В, при этом на диоде VD падает напряжение в зависимости от выбранного диода. Пусть в нашем случае падение на диоде VD составит 0,5 В. Из этого сделаем два вывода:
— напряжение на вторичной обмотке трансформатора должно быть
15 В + 0,5 В = 15,5В
— при выходном токе 2А требуемая мощность на первичной обмотке будет
15,5 В х 2 А = 31 Вт
Сам по себе трансформатор обладает достаточно высоким КПД. Примем его равным 95%. Тогда мощность, требуемая на первичной обмотке
31 Вт *100 /95 = 32,63 Вт
б) Ток протекающий в первичной обмотке составит:
32,63Вт / 10В = 3,263 А
Однако, это было бы справедливо для постоянного напряжения на первичной обмотке трансформатора. Мы же имеем дело с импульсным сигналом.
На рисунке выше изображён меандр. В однотактном импульсном преобразователе используется только положительная часть меандра, т.е. форма сигнала в данном случае будет такой
Но и это не совсем так. Дело в том, что длительность импульса во всех прямоходовых схемах должна быть меньше полупериода. Это обусловлено неидеальностью элементной базы – требуется время на переходные процессы полупроводниковых элементов (открытие/закрытие транзистора и диода VD). Так же в forward из-за однополярных токов в обмотках трансформатора происходит одностороннее намагничивание сердечника.
Из вышесказанного следует, что коэффициент заполнения (отношение длительности импульса к периоду) должен быть меньше 0,5. Примем коэффициент заполнения γ равным 0,41.
Т.е. вся мощность прокачивается через сердечник импульсами с коэффициентом заполнения γ = 0,41. И значит ток первичной обмотки составит:
в) Падение напряжения на полевом транзисторе с сопротивлением канала 0,06 Ом составит:
Uтранз. = I*R = 7,96*0,06 = 0,48 В
г) Таким образом реальное минимальное напряжение на первичной обмотке составит:
Uперв. min = U пит. min – Uтранз. = 10 – 0,48 = 9,52 В
3) Коэффициент формы Кф = 1, т.к. импульсный сигнал.
4) Рабочая частота f = 250 000 Гц (из условия)
5) Выбираем ферритовый сердечник и тогда максимальная индукция в сердечнике не должна превышать 0,39 Тл. Пусть Bmax = 0,1 Тл. Для других материалов максимальная индукция может быть другая
6) Как и в предыдущем примере выберем ферритовый сердечник К12х8х3. Тогда площадь сечения сердечника Sc = 3*(12-8)/2 = 6 мм2=0,000006 м2.
С параметрами определились, теперь определим количество витков первичной обмотки:
Пол дела сделано. Теперь осталось определить число витков вторичной обмотки. Чтобы определить коэффициент трансформации и, соответственно, число витков вторичной обмотки нужно знать два параметра:
— требуемое напряжение на вторичной обмотке;
— действующее напряжение на первичной обмотке при минимальном входном напряжении (Uin min = 10 В) и максимальном коэффициенте заполнения (γ = 0,41).
Требуемое напряжение на вторичной обмотке рассчитано выше и составляет U2 = 15,5В.
Вычисляется следующим образом: 15 В + 0,5 В = 15,5В.
Напомню, что 15 В – напряжение на нагрузке, а 0,5 В – падение напряжения на выходном диоде.
Вычислим действующее напряжение на первичной обмотке при минимальном входном напряжении. Его мы вычислим по следующей формуле:
Определим падение напряжения UVT на ключевом элементе – полевом транзисторе VT.
Для этого определим ток (этот расчёт есть выше, но повторение-мать учения), протекающий через транзистор и соответственно через первичную обмотку при минимальном входном напряжении.
где P2 – требуемая мощность на вторичной обмотке, Вт. Вычислена ранее и составляет 32,63 Вт;
Uвх min – минимальное входное напряжение на DC-DC преобразователе;
γ – коэффициент заполнения равный 0,41.
Тогда падение напряжения UVT на ключевом элементе:
Вспомним формулу коэффициента трансформации из первой задачи
Теперь мы сможем найти число витков вторичной обмотки
Расчёт витков закончен. Диаметр провода обмоток и количество жил определяются исходя из токов обмоток.
Несколько упрощенных формул для расчета обычных и импульсных трансформаторов ИБП и БП.
Упрощенная формула для расчета ферритовых трансформаторов для ИБП.
5760/F(кГц) = К
Sсеч/К = V(вольт) на 1виток
где:
F — частота преобразования в Гц.
S — сечение ферритового магнитопровода в мм.
V — количество вольт на 1 виток
К — коэффициент зависимости от частоты.
Упрощенная формула для расчета обычных трансформаторов 50Гц.
Sсеч.мм*0.0003=V(вольт) на 1 виток
где:
S — сечение магнитопровода в мм
V — кол.вольт на 1 виток
Упрощенная формула для определения сечения круглого обмоточного провода
D х D / 1.27 = Sсеч.мм
где:
D — диаметр провода
S — площадь сечения провода
Упрощенная усредненная формула для расчета необходимого сечения намоточного провода
A / 3.85 = Sсеч.мм
где:
A — номинальный ток нагрузки
S — площадь сечения провода
Пример расчета трансформатора импульсного БП.
Допустим, имеем Ш образный ферритовый сердечник с размерами центрального столбика 11 и 12мм. Необходимо определить площадь сечения магнитопровода.
Перемножаем размеры между собой 11х12=132мм Sсеч=132мм.кв. Один параметр уже есть!
О определяем частоту преобразования ИБП, возьмем к примеру 50кГц. F(Гц)=50кГц это второй параметр!
Теперь нужно определить коэффициент зависимости от частоты К. Берем первую формулу из файла: 5760/F(кГц)=К, подставляем цифры 5760/50=115 Kз.ч.= 115. Мы определили коэффициент зависимости от частоты, он равен 115
Берем вторую формулу из файла S/K=V(вольт) на 1виток. Снова подставляем цифры которые у нас уже есть. 132/115=1.1 вольт на 1 виток, то есть если нам нужно намотать 150В первичку для полумостовой схемы ИБП. Делим 150/1.1=136 витков. Остальные обмотки рассчитываются так же. Допустим нам нужна вторичка 12В, значит 12/1.1=11 витков.
Специально для начинающих: Артур (Левша)
Левша
Опубликована: 2007 г.
2
Вознаградить
Я собрал
0
0
x
Оценить статью
- Техническая грамотность
- Актуальность материала
- Изложение материала
- Полезность устройства
- Повторяемость устройства
- Орфография
0
Средний балл статьи: 0
Проголосовало: 0 чел.