Pulzní transformátory: konstrukce a princip činnosti

Všechna elektronická zařízení mají pulzní transformátory. Jedná se o velká vinutí, obvykle instalovaná v napájecích obvodech a převodnících napětí nebo proudu. V tomto případě zůstává tvar proudu a napětí na výstupu stejný jako na vstupu. Tato vlastnost umožňuje minimalizovat ztráty v obvodech a obvodech pracujících na vysokých frekvencích.

Zařízení

Existuje několik typů konstrukcí pulzních transformátorů. Použití konkrétního z nich je určeno požadavky na napětí a převáděné signály. Pro změnu amplitudy napětí před a po převodu se používá jádro ve tvaru E, protože v něm vznikají dva symetrické magnetické toky, které vycházejí a sbíhají se skrz centrální část. Výkon, proud a účinnost závisí na kvalitě transformátoru a ploše průřezu jádra.

Pulzní transformátory se vyrábějí na dvou typech magnetického obvodu:

• Ferit – pro střední a vysoké frekvence v rozsahu od 2 do 500 kHz, v závislosti na druhu materiálu.
• Speciální feritická ocel – do 2 kHz.

Běžná elektrotechnická ocel se nepoužívá, protože v jádře vznikají velké vířivé proudy, které výrazně snižují převáděné signály, napětí a proudy.

Cívka v pulzních transformátorech s jádrem ve tvaru písmene Š může být umístěna na střední a bočních policích jádra. Cívka je navinuta na plastovém rámu vyrobeném ze speciálního žáruvzdorného polymeru nebo uhlíkových vláken. Primární a sekundární vinutí jsou nutně oddělena stíněním, které je tvořeno tenkou měděnou fólií v 1-2 vrstvách s vývodem pro připojení k uzemňovacímu vodiči.

druhy

Pulzní transformátory se dodávají v různých typech v závislosti na materiálu jádra a jeho tvaru:

• Ve tvaru písmene Š nebo pancéřovaný, nejběžnější v napájecích obvodech pulzních napájecích zdrojů a vysokofrekvenčních interferenčních filtrů;
• Kroužkové nebo toroidní – mají tvar prstence a častěji se používají jako vyhlazovací tlumivka kvůli složitosti navíjení;
• Kruhové pancéřování – skládá se ze dvou misek s otvorem uvnitř. Cívky jsou ze všech stran zcela pokryty jádrem a jsou navinuty na prstencovém rámu;
• Ve tvaru písmene U nebo tyče se skládá ze dvou částí ve tvaru písmene „U“, slepených a stažených kovovým proužkem nebo jhem.

Jak funguje pulzní transformátor?

Princip činnosti pulzního transformátoru je založen na koeficientu přenosu energie z primárního vinutí do sekundárních vinutí prostřednictvím magnetických toků vytvářených v magnetickém obvodu. Když je na primární cívku přivedeno pulzní napětí, generuje se v ní proud, který vytváří kolem cívky magnetické indukční čáry, sestupující ze středu a uzavírající se kolem vinutí. V jádře se působením elektromagnetické indukce generuje magnetický tok, který prochází sekundárními cívkami. Indukuje v nich elektromotorické napětí a při uzavření obvodu i zátěž a proud. Síla pulzního proudu závisí na jeho hodnotě na vstupu a těsnosti částí jádra. Čím menší je mezera mezi nimi, tím vyšší je výkon generovaný v sekundárním vinutí a tím nižší jsou ztráty.

přihláška

Pulzní transformátory se používají všude. Instalují se do jakéhokoli moderního i starého zařízení v pulzních napájecích zdrojích, obvodech pro převod energie a filtrech. V domácích spotřebičích pracují na frekvencích nepřesahujících 100-120 kHz. Ve starších měřicích přístrojích se používaly transformátory vyrobené ze speciálních typů feritu, které mohly pracovat na frekvenci 1 MHz. Tento vinutý produkt zůstává nejlepším způsobem, jak převádět napětí a proudy na vyšší nebo nižší hodnotu bez významných ztrát v důsledku ohřevu součástek, jako je tomu u polovodičových součástek. Pro výrobu moderních pulzních transformátorů se používá ferit s vysokou magnetickou permeabilitou, který je schopen vytvářet magnetické toky velké síly. V napájecích zdrojích se často používá vstupní napětí 90-500 V pro dosažení různých hodnot výstupu od 1,5 V a vyšších.