Home Радиотехника Расчет трансформатора импульсного блока питания
Радиотехника

Расчет трансформатора импульсного блока питания

Как рассчитать трансформатор для импульсного блока питания

Работа импульсного блока питания во многом зависит от того, насколько точно выполнен расчет трансформатора. Даже малейшее отличие его параметров от оптимальных для конкретного источника питания может привести к снижению КПД и ухудшению характеристик. Поэтому к расчету трансформатора следует отнестись с особым вниманием.

Прежде всего необходимо рассчитать (в ваттах) используемую мощность трансформатора Рисп=1,3xРнн — мощность, потребляемая нагрузкой). Далее, задавшись габаритной мощностью Ргаб, которая должна удовлетворять условию Ргаб≥Рисп следует подобрать подходящий тороидальный ферритовый магнитопровод. Его параметры связаны с Ргаб соотношением Ргаб=ScSоfBmax/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); Sо=πd2/4 — 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, задавшись напряжением на первичной обмотке трансформатора U1, находят число витков W1=0,25x104U1/BmaxSc. Для преобразователя (см. рисунок) U1=Uпит/2-UКЭ нас, где Uпит - напряжение питания преобразователя, а UКЭ нас напряжение насыщения транзисторов коллектор — эмиттер VT1, VT2. Полученное значение W1 необходимо округлять в большую сторону (во избежание насыщения магнитопровода).

Далее определяют максимальный ток (в амперах) первичной обмотки: I1max=Pн/ηU1 (η — КПД преобразователя, обычно 0,8) и диаметр (в миллиметрах) ее провода: d1=0,6√I1max. В заключение находят число витков выходной обмотки трансформатора: W2=W1U2/U1 и диаметр провода: d2=0,6√I2 (U2 и I2 соответственно напряжение и ток вторичной обмотки).



Пример расчета импульсного трансформатора блока питания для стереофонического усилителя

Для примера рассчитаем высокочастотный трансформатор блока питания стереофонического усилителя, имеющего следующие выходные напряжения и токи: U2=(25+25) В; I2=3 A; U3=20 В; I3=1 A; U4=10 В; I4=3 A. Потребляемая нагрузкой мощность Pн=200 Вт.

Используемая мощность этого трансформатора Рисп=1,3x200=260 Вт. Частоту преобразования f выберем равной 105 Гц. В качестве магнитопровода применим кольцо типоразмера К38Х24Х7 из феррита марки 2000НН (Bmax=0,25 Т), Определив площадь сечения Sc=(3,8 - 2,4)x0,7/2=0,49см2- и площадь окна выбранного магнитопровода Sо=πx2,42/4=4,5см2, найдем габаритную мощность трансформатора Ргаб=0,49x4,5x105x0.25/150=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=0,25x104x141/105x0,25-0,49≈29. Для исключения насыщения магнитопровода выбираем W1 = 30.

Затем находим максимальный ток первичной обмотки и диаметр провода: I1max= 200/0,8x141 = 1,75 A; d1=0,6√1,75=0,8 мм.

После этого определяем число витков и диаметр провода выходных 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;