Bagaimana cara menghitung dan memutar trafo pulsa untuk catu daya setengah jembatan? Perhitungan dan pemodelan transformator frekuensi tinggi sebagai bagian dari konverter flyback siklus tunggal Perhitungan daya keseluruhan transformator pulsa berdasarkan inti

Switching catu daya, yang semakin banyak ditemukan dalam praktik radio amatir karena efisiensinya yang tinggi, ukuran dan beratnya yang kecil, biasanya memerlukan perhitungan satu atau lebih transformator (sesuai dengan jumlah kaskade). Hal ini ditentukan oleh fakta bahwa nilai jumlah lilitan dan diameternya yang diberikan dalam literatur seringkali tidak sesuai dengan data keluaran yang diinginkan dari sumber daya yang sedang dirakit atau dirancang, atau cincin ferit atau transistor yang tersedia. untuk radio amatir tidak sesuai dengan yang diberikan di sirkuit.
Metode yang disederhanakan untuk menghitung transformator catu daya switching telah disajikan dalam literatur. Prosedur umum untuk menghitung trafo catu daya switching adalah sebagai berikut:
1. Hitung (dalam W) daya yang digunakan transformator
Gambar=1,ЗРн, di mana Рн adalah daya yang dikonsumsi oleh beban.
2. Pilih inti magnet ferit toroidal yang memenuhi kondisi Pgab>Gbr., di mana Pgab. — daya keseluruhan transformator, W, dihitung sebagai:

Dimana D adalah diameter luar cincin ferit, cm; d—diameter dalam; h adalah tinggi cincin; f adalah frekuensi operasi konverter, Hz; Bmax adalah nilai induksi maksimum (dalam Tesla), yang bergantung pada kadar ferit dan ditentukan dari buku referensi.
3. Setelah mengatur tegangan pada belitan primer trafo
U1 ditentukan dengan pembulatan ke atas
jumlah putarannya:

Untuk konverter setengah jembatan U1=Upit/2-UKenas, dimana Upit adalah tegangan suplai konverter, UKenas adalah tegangan saturasi kolektor – emitor transistor VT1, VT2.
4. Tentukan arus maksimum belitan primer (dalam A):

Dimana η adalah efisiensi transformator (biasanya 0,8).
5. Tentukan diameter kawat belitan primer (dalam mm):

6. Temukan jumlah lilitan dan diameter kawat belitan keluaran (sekunder):

MA. Shustov; “Desain sirkuit praktis. Konverter tegangan"; Altex-A, 2002

Rekan-rekan yang terhormat!!

Saya telah memberi tahu Anda cara membuat trafo pulsa pada cincin ferit dalam pelajaran saya. Sekarang saya akan memberi tahu Anda cara membuat trafo menggunakan inti ferit berbentuk W. Untuk melakukan ini, saya menggunakan ferit dengan ukuran yang sesuai dari peralatan “Soviet” lama, komputer lama, televisi, dan peralatan listrik lainnya yang saya miliki di sudut “sesuai permintaan”.

Untuk UPS yang menggunakan rangkaian generator setengah jembatan dorong tarik, tegangan pada belitan primer trafo menurut rangkaian adalah 150 volt, pada beban kita ambil 145 volt. Belitan sekunder dibuat menurut rangkaian penyearah gelombang penuh dengan titik tengah.
Lihat diagram.

Saya akan memberikan contoh perhitungan dan pembuatan trafo untuk UPS berdaya kecil 20 - 50 watt untuk rangkaian ini. Saya menggunakan trafo daya ini untuk mengganti catu daya untuk lampu LED saya. Diagram transformator di bawah ini. Perlu diperhatikan bahwa inti W, yang dilipat dari dua bagian, tidak memiliki celah. Inti magnetik dengan celah hanya digunakan pada UPS satu siklus.

Berikut dua contoh penghitungan trafo tipikal untuk kebutuhan berbeda. Pada prinsipnya semua trafo untuk daya yang berbeda mempunyai cara perhitungan yang sama, diameter kawat yang hampir sama dan cara belitan yang sama. Jika anda membutuhkan trafo untuk UPS dengan daya hingga 30 watt, maka ini contoh perhitungan yang pertama. Jika Anda membutuhkan UPS dengan daya hingga 60 watt, maka contoh kedua.

Contoh pertama.

Kami akan memilih dari inti ferit No. 17, Ш - inti berbentuk Ш7,5 × 7,5. Luas penampang batang tengah Sк = 56 mm.sq. = 0,56cm2
Jendela Sо = 150 mm.sq. Nilai daya 200 watt.
Banyaknya lilitan per 1 volt untuk inti ini adalah: n = 0,7/Sk = 0,7 / 0,56 = 1,25 lilitan.
Banyaknya lilitan belitan primer trafo adalah: w1 = n x 145 = 1,25 x 145 = 181,25. Mari kita lakukan 182 putaran.
Saat memilih ketebalan kawat untuk belitan, saya melanjutkan dari tabel “”.
Pada trafo saya, saya menggunakan kawat dengan diameter 0,43 mm pada belitan primer. (kawat dengan diameter besar tidak muat di jendela). Memiliki luas penampang S = 0,145 mm2. Arus yang diijinkan (lihat tabel) I = 0,29 A.
Daya belitan primer adalah: P = V x I = 145 x 0,29 = 42 watt.
Belitan komunikasi harus ditempatkan di atas belitan primer. Seharusnya menghasilkan tegangan v3 = 6 volt. Banyaknya putaran adalah: w3 = n x v3 = 1,25 x 6 = 7,5 putaran. Ayo ambil 7 putaran. Diameter kawat 0,3 - 0,4 mm.
Kemudian belitan sekunder w2 dililit. Banyaknya lilitan belitan sekunder tergantung dari tegangan yang kita butuhkan. Belitan sekunder, misalnya pada 30 volt, terdiri dari dua setengah belitan yang sama besar, w3-1 dan w3-2).
Arus pada belitan sekunder, dengan memperhitungkan efisiensi (k=0,95) transformator: I = k xP/V = 0,95 x 42 watt / 30 volt = 1,33 A;
Mari pilih kabel untuk arus ini. Saya menggunakan kawat yang saya miliki dengan diameter 0,6 mm. S = 0,28 mm.sq.
Arus yang diizinkan dari masing-masing dua setengah belitan adalah I = 0,56 A. Karena kedua setengah belitan sekunder ini bekerja bersama, arus totalnya adalah 1,12 A, yang sedikit berbeda dari arus yang dihitung sebesar 1,33 A.
Banyaknya lilitan pada tiap setengah lilitan untuk tegangan 30 volt : w2.1 = w2.2 = n x 30 = 1,25 x 30 = 37,5 vit.
Mari kita lakukan 38 putaran di setiap setengah putaran.
Daya keluaran transformator: Pout = V x I = 30 V x 1,12 A = 33,6 Watt, yang jika memperhitungkan rugi-rugi pada kawat dan inti, cukup normal.

Semua belitan: belitan primer, sekunder, dan komunikasi sangat cocok dengan jendela Sо = 150 mm2.

Gulungan sekunder dengan demikian dapat dirancang untuk tegangan dan arus apa pun, dalam daya tertentu.

Contoh kedua.
Sekarang mari kita bereksperimen. Mari tambahkan dua inti identik No. 17, W 7,5 x 7,5.

Dalam hal ini, luas penampang inti magnet “Sk” akan berlipat ganda. Sk = 56 x 2 = 112 mm2 atau 1,12 cm2
Luas jendela akan tetap sama “Jadi” = 150 mm2. Indikator n (jumlah lilitan per 1 volt) akan berkurang. n = 0,7 / Sk = 0,7 /1,12 = 0,63 vit./volt.
Jadi, jumlah lilitan belitan primer transformator adalah:
w1 = n x 145 = 0,63 x 145 = 91,35. Mari kita lakukan 92 putaran.

Pada belitan umpan balik w3, untuk 6 volt, akan terdapat: w3 = n x v3 = 0,63 x 6 = 3,78 lilitan. Ayo ambil 4 putaran.
Mari kita ambil tegangan belitan sekunder seperti pada contoh pertama, sama dengan 30 volt.
Jumlah lilitan setengah belitan sekunder, masing-masing 30 volt: w2.1 = w2.2 = n x 30 = 0.63 x 30 = 18.9. Mari kita ambil 19 putaran.
Saya menggunakan kawat untuk belitan primer dengan diameter 0,6 mm. : penampang kawat 0,28 mm2, arus 0,56 A.
Dengan kawat ini maka daya belitan primernya adalah: P1 = V1 x I = 145 V x 0,56 A = 81 Watt.
Saya melilitkan belitan sekunder dengan kawat dengan diameter 0,9 mm. 0,636 mm persegi. untuk arus 1,36 ampere. Untuk dua setengah belitan, arus pada belitan sekunder adalah 2,72 ampere.
Daya belitan sekunder P2 = V2 x I = 30 x 2,72 = 81,6 watt.
Kawat dengan diameter 0,9 mm. agak besar, pas dengan margin yang besar, lumayan lah.

Saya menggunakan kawat untuk belitan dengan kecepatan 2 A per milimeter persegi (dengan cara ini pemanasannya lebih sedikit dan penurunan tegangan akan lebih sedikit), meskipun semua transformator "pabrik" dililit dengan kecepatan 3 - 3,5 A per mm2. dan pasang kipas angin untuk mendinginkan belitan.
Kesimpulan umum dari perhitungan ini adalah:
- saat menambahkan dua inti berbentuk Sh yang identik, luas "Sk" berlipat ganda dengan luas jendela "So" yang sama.
- jumlah belitan pada belitan (dibandingkan dengan opsi pertama) berubah.
- belitan primer w1 dari 182 putaran dikurangi menjadi 92 putaran;
- belitan sekunder w2 dari 38 putaran dikurangi menjadi 19 putaran.

Artinya, pada jendela “So” yang sama, dengan berkurangnya jumlah belitan pada belitan, dimungkinkan untuk menempatkan kawat belitan yang lebih tebal, yaitu menggandakan daya sebenarnya dari transformator.

Saya melilitkan transformator seperti itu, dengan inti terlipat No. 17, dan membuat bingkai untuknya.

Harus diingat bahwa trafo, menurut pertama dan kedua Misalnya, Anda dapat menggunakannya dengan beban yang lebih kecil, hingga 0 watt. UPS menjaga tegangan dengan cukup baik dan stabil.

Bandingkan penampakan trafo: contoh-1, dengan satu inti dan contoh-2, dengan dua inti terlipat. Ukuran sebenarnya dari trafo sedikit berbeda.

Analisis inti ferit #18 dan #19 serupa dengan contoh sebelumnya.
Semua perhitungan kami adalah perkiraan teoretis. Faktanya, cukup sulit untuk mendapatkan daya sebesar itu dari UPS pada trafo sebesar ini. Fitur desain dari rangkaian catu daya switching mulai berlaku. Skema.
Tegangan keluaran (dan daya keluaran) bergantung pada banyak faktor:
- kapasitas kapasitor elektrolitik jaringan C1,
- wadah C4 dan C5,
- penurunan daya pada kabel belitan dan inti ferit itu sendiri;
- penurunan daya pada transistor kunci di generator dan dioda penyearah keluaran.
Efisiensi keseluruhan “k” dari catu daya switching tersebut adalah sekitar 85%.
Angka tersebut masih lebih baik dibandingkan dengan penyearah dengan trafo inti baja, dimana k = 60%. Terlepas dari kenyataan bahwa ukuran dan berat UPS ferit jauh lebih kecil.

Prosedur perakitan ferit Ш - trafo.

Baik yang sudah jadi atau dirakit, rangka baru dibuat agar sesuai dengan dimensi inti.
Lihat cara membuat "" di sini. Meskipun artikel ini membahas tentang rangka transformator dengan inti baja, uraiannya cukup sesuai untuk kasus kami.
Bingkai harus diletakkan di atas bingkai kayu. Penggulungan trafo dilakukan secara manual.
Gulungan primer terlebih dahulu dililitkan ke rangka. Baris pertama diisi secara bergiliran, lalu selapis kertas tipis, kain yang dipernis, lalu baris kedua kawat, dan seterusnya. Tabung PVC tipis diletakkan di awal dan akhir kawat (dapat digunakan insulasi dari kawat instalasi) untuk menguatkan kawat agar tidak putus.
Dua lapis kertas diaplikasikan di atas belitan primer (isolasi antar belitan), kemudian Anda perlu melilitkan belitan komunikasi w3. Gulungan w3 memiliki sedikit putaran, oleh karena itu ditempatkan di tepi bingkai. Kemudian belitan belitan sekunder diterapkan. Di sini disarankan untuk melanjutkan sedemikian rupa sehingga belitan belitan sekunder w2 tidak terletak di atas belitan w3. Jika tidak, kegagalan fungsi catu daya switching dapat terjadi.
Penggulungan dilakukan dengan dua kawat sekaligus (dua setengah lilitan), dililitkan ke lilitan secara berurutan, kemudian selapis kertas atau selotip dan baris kedua dua kawat. Tidak perlu memasang tabung PVC pada ujung kawat, karena Kawatnya tebal dan tidak akan putus. Bingkai yang sudah jadi dikeluarkan dari mandrel dan ditempatkan pada inti ferit. Pertama periksa inti untuk permainan apa pun.
Jika rangkanya kencang pada intinya, berhati-hatilah, feritnya mudah pecah. Inti yang rusak dapat direkatkan. Saya rekatkan dengan lem PVA, dilanjutkan dengan pengeringan.
Trafo ferit yang dirakit diamankan di ujungnya dengan selotip untuk kekuatan. Penting untuk memastikan bahwa ujung bagian inti bertepatan tanpa celah atau pergeseran.

Untuk inti cincin tidak perlu membuat rangka dan membuat alat penggulung. Satu-satunya hal yang harus Anda lakukan adalah membuat shuttle sederhana.

Gambar menunjukkan inti magnet ferit M2000NM.

Ukuran standar inti magnet cincin dapat diidentifikasi dengan parameter berikut.

D adalah diameter luar cincin.

d – diameter dalam cincin.

H – tinggi cincin.

Dalam buku referensi inti magnet ferit, dimensi ini biasanya ditunjukkan dalam format berikut: K D X D X H.

Contoh : K28x16x9

Kembali ke atas ke menu.

Memperoleh data awal untuk perhitungan sederhana trafo pulsa.

Tegangan suplai.

Saya ingat ketika jaringan listrik kita belum diprivatisasi oleh asing, saya membangun switching power supply. Pekerjaan itu berlangsung hingga malam. Selama pengujian terakhir, tiba-tiba ternyata transistor kunci mulai menjadi sangat panas. Ternyata tegangan jaringan melonjak hingga 256 Volt pada malam hari!

Tentu saja, 256 Volt terlalu banyak, tetapi Anda juga tidak boleh mengandalkan GOST 220 +5% –10%. Jika Anda memilih 220 Volt +10% sebagai tegangan jaringan maksimum, maka:

242*1,41 = 341,22V(kami menghitung nilai amplitudo).

341,22 – 0,8*2 ≈ 340V(kurangi penurunan pada penyearah).

Induksi.

Kami menentukan perkiraan nilai induksi dari tabel.

Contoh: M2000NM – 0,39T.

Frekuensi.

Frekuensi pembangkitan konverter eksitasi sendiri bergantung pada banyak faktor, termasuk ukuran beban. Jika Anda memilih 20-30 kHz, kemungkinan besar Anda tidak akan membuat kesalahan besar.

Batasi frekuensi dan nilai induksi ferit yang tersebar luas.

Ferit mangan-seng.

Ferit nikel-seng.

Kembali ke atas ke menu.

Bagaimana cara memilih inti cincin ferit?

Anda dapat memilih perkiraan ukuran cincin ferit menggunakan kalkulator untuk menghitung transformator pulsa dan panduan inti magnetik ferit. Keduanya dapat ditemukan di “Bahan Tambahan”.

Kami memasukkan data inti magnetik yang diusulkan dan data yang diperoleh pada paragraf sebelumnya ke dalam bentuk kalkulator untuk menentukan kekuatan keseluruhan inti.

Anda sebaiknya tidak memilih dimensi cincin yang mendekati daya beban maksimum. Tidaklah nyaman untuk memutar cincin kecil, dan Anda harus memutar lebih banyak putaran.

Jika ada cukup ruang kosong di bodi desain masa depan, maka Anda dapat memilih cincin dengan kekuatan keseluruhan yang jelas lebih besar.

mengganti catu daya pada cincin ferit http://www. ferit /user_files/File/...literature8.zip diagram untuk artikel:

Perhitungan throttle (artikel) http://valvolodin. na...ms/throttle. html

Perhitungan tersedak menggunakan resistor MLT (prog) - http://rf. *****/s3/r-dros. html

Program untuk menghitung transformator dan tersedak frekuensi tinggi - http://www. /...gramm/5/3.shtml

Program untuk menghitung trafo pulsa - http://www. /...gramm/5/2.shtml

AC tersedak untuk peralatan elektronik - http://dmitriks. naro...ooks/dptra. djvu

Buku perhitungan choke dan coil - http://depositfiles....files/mcckejoig

Transformer dan tersedak 1.1 pada arsip. ***** -

Desain optimal perangkat feromagnetik daya frekuensi tinggi - http://dmitriks. naro...oks/opsvfu. djvu

"Sumber pulsa catu daya sekunder pada peralatan radio rumah tangga" - http://dmitriks. naro...buku1/iip. djvu

di 494 http://fokus. /...1d/slva001d. pdf

TRANSFORMER DAN CHOCKS UNTUK SUPPLIES LISTRIK PULSA - http://members. kern....ouz/tersedak. html
http://www. /ser2800.cfm

Pemilihan dan perhitungan desain anode choke - http://qrx. *****/hams/r_and. htm

Perhitungan induktansi tersedak dengan celah magnet - http://www. gerelo. dp...ras_indukt. html

Perhitungan trafo dan tersedak - http://enginee-ru. uc...beban/
http://enginee-ru. kamu.../memuat/

kalkulator online q secara otomatis
http://schmidt-walte...smps_e. html#Abw

.
Perhitungan transformator daya berdaya rendah dan filter tersedak
http://****/book/krizeSN. ritsleting

karakteristik dan program untuk menghitung induktansi pada serbuk logam
Inti mikrometal - http://www. /

Bahan - http://www. ferit /

Program untuk kumparan - http://*****/nuke/modules/Downloads/pub.../l_%20meter. ritsleting

Inti cincin: Cincin ferit Amidon - http://www. *****/...rrite_Cores. htm

Perpustakaan Pengetahuan: http://www. /perpustakaan. asp
Program perhitungan: http://www. mag-inc. c...re/perangkat lunak. asp

Transformator dan tersedak untuk mengganti catu daya - http://www. *****/~slash/st8.html

Lebih banyak bahan dan perhitungan - http://*****sgates....ocore. php? hal=12

inti imp dan perhitungannya - http://www. /bawaan. asp

===================================================================================
SATURASI INTI
Jika arus besar mengalir melalui kumparan inti, bahan magnetik inti dapat menjadi jenuh. Ketika inti jenuh, permeabilitas magnetik relatifnya menurun tajam, yang menyebabkan penurunan induktansi secara proporsional. Penurunan induktansi menyebabkan percepatan peningkatan arus melalui CI, dll. Di sebagian besar SMPS, saturasi inti sangat tidak diinginkan dan dapat menyebabkan fenomena negatif berikut:

peningkatan tingkat kerugian pada material inti dan peningkatan tingkat kerugian ohmik pada kawat belitan menyebabkan efisiensi SMPS yang terlalu rendah;
kerugian tambahan menyebabkan panas berlebih pada CI, serta komponen radio di sekitarnya
medan magnet yang kuat di inti, dikombinasikan dengan penurunan permeabilitas magnetiknya, merupakan sumber interferensi dan interferensi yang jauh lebih kuat pada sirkuit SMPS sinyal kecil dan perangkat lain dibandingkan dengan operasi normal;
peningkatan arus yang cepat melalui CI menyebabkan kelebihan arus kejut pada sakelar SMPS, peningkatan kerugian ohmik pada sakelar, panas berlebih, dan kegagalan prematur;
Arus pulsa CI yang sangat besar menyebabkan panas berlebih pada kapasitor elektrolitik filter daya, serta peningkatan tingkat kebisingan yang dipancarkan oleh kabel dan jejak papan sirkuit cetak SMPS.
Daftarnya dapat dilanjutkan, tetapi sudah jelas bahwa pengoperasian inti dalam mode saturasi harus dihindari. Ferit memasuki saturasi jika nilai kerapatan fluks induksi magnet melebihi 300 [mT] (millitesla), dan nilai ini tidak terlalu bergantung pada kadar ferit. Artinya, 300 [mT] seolah-olah merupakan sifat bawaan ferit; bahan magnetik lainnya memiliki nilai ambang saturasi yang berbeda. Misalnya, besi transformator dan besi bubuk memiliki kejenuhan sekitar 1 [T], yang berarti besi tersebut dapat beroperasi di medan yang jauh lebih kuat. Nilai ambang saturasi yang lebih tepat untuk ferit yang berbeda ditunjukkan pada Tabel 5.

Kerapatan fluks magnet pada inti dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

(8) B = 1000 * µ0 * µe * I * N / le [mT]
di mana µ0 adalah permeabilitas magnetik mutlak dalam ruang hampa, 1,257*10-3 [µH/mm]
µe - permeabilitas magnetik relatif inti (jangan bingung dengan permeabilitas bahan inti!)
I - arus melalui belitan, [A]
N - jumlah belitan pada belitan
le - panjang garis magnet rata-rata inti, [mm]

Transformasi sederhana dari rumus (8) akan membantu menemukan jawaban atas pertanyaan praktis - berapa arus maksimum yang dapat melewati induktor sebelum inti memasuki keadaan jenuh:

(9) Imax = 0,001 * Bmax * le / (µ0 * µe * N) [A]
di mana Bmax adalah nilai tabel untuk bahan inti yang digunakan, sebagai gantinya Anda dapat menggunakan nilai 300 [mT] untuk ferit daya apa pun

Untuk inti dengan celah, akan lebih mudah untuk mengganti ekspresi (4) di sini; setelah singkatan kita peroleh:

(10) Imaks = 0,001 * Bmaks * g / (µ0 * N) [A]

Sekilas, hasilnya cukup paradoks: arus maksimum yang melalui CI dengan celah ditentukan oleh rasio ukuran celah dengan jumlah belitan belitan, dan tidak bergantung pada ukuran dan jenis belitan. inti. Namun, paradoks yang tampak ini mudah dijelaskan. Inti ferit menghantarkan medan magnet dengan sangat baik sehingga seluruh penurunan kekuatan medan magnet terjadi di celah tersebut. Dalam hal ini, besarnya fluks induksi magnet, sama untuk celah dan inti, hanya bergantung pada ketebalan celah, arus yang melalui belitan dan jumlah belitan pada belitan, dan tidak boleh melebihi 300 [mT] untuk ferit listrik biasa.

Untuk menjawab pertanyaan berapa besar celah total g yang harus dimasukkan ke dalam inti agar dapat menahan arus yang diberikan tanpa saturasi, kita ubah ekspresi (10) ke bentuk berikut:

(11) g = 1000 * µ0 * I * N / Bmaks [mm]

Untuk lebih jelas menunjukkan pengaruh kesenjangan, kami berikan contoh berikut. Mari kita ambil inti E30/15/7 tanpa celah, ferit 3C85, permeabilitas magnet µe = 1700. Mari kita hitung jumlah lilitan yang diperlukan untuk memperoleh induktansi 500 [µH]. Inti, menurut tabel, memiliki AL = 1,9 [µH], dengan menggunakan rumus (7) kita mendapatkan lebih dari 16 putaran. Mengetahui panjang inti efektif le = 67 [mm], dengan menggunakan rumus (9) kita menghitung arus operasi maksimum, Imax = 0,58 [A].

Sekarang mari kita masukkan paking dengan ketebalan 1 [mm] ke dalam inti; celahnya akan menjadi g = 2 [mm]. Permeabilitas magnet efektif akan berkurang; setelah perhitungan sederhana menggunakan rumus (5) dan (7), kita menemukan bahwa untuk mendapatkan induktansi 500 [μH], 125 lilitan harus dililitkan. Dengan menggunakan rumus (10), kita menentukan arus CI maksimum, yang meningkat menjadi 3,8 [A], yaitu lebih dari 5 kali lipat!

Hal ini menghasilkan rekomendasi praktis bagi pembaca yang merancang tersedak sendiri. Untuk mendapatkan induktor yang beroperasi pada arus setinggi mungkin, isi inti sepenuhnya dengan kawat, lalu masukkan jarak bebas sebanyak mungkin ke dalam inti. Jika perhitungan pengujian ternyata induktor memiliki cadangan arus yang berlebihan, maka pilih ukuran inti yang lebih kecil, atau setidaknya kurangi jumlah belitan pada belitan untuk mengurangi rugi-rugi tembaga, dan pada saat yang sama mengurangi celah inti. Penting untuk ditekankan bahwa rekomendasi ini tidak berlaku untuk transformator yang arusnya melalui belitan primer terdiri dari dua komponen: arus yang ditransmisikan ke belitan sekunder dan arus kecil yang memagnetisasi inti (arus magnetisasi).

Seperti yang Anda lihat, celah pada inti throttle memainkan peran yang sangat penting. Namun, tidak semua inti mengizinkan penyisipan spacer. Inti cincin dibuat satu bagian, dan alih-alih “menyesuaikan” permeabilitas magnetik setara dengan celah, Anda harus memilih cincin dengan permeabilitas magnetik ferit tertentu. Hal ini menjelaskan fakta bahwa terdapat berbagai jenis bahan magnetik yang digunakan oleh industri untuk membuat cincin, sedangkan inti split untuk SMPS, yang mudah menimbulkan celah, hampir selalu terbuat dari ferit dengan permeabilitas magnetik tinggi. Jenis cincin yang paling umum untuk SMPS adalah: dengan permeabilitas rendah (dalam 50...200) untuk tersedak, dan dengan permeabilitas tinggi (1000 atau lebih) untuk transformator.

Besi bubuk ternyata merupakan bahan yang paling disukai untuk inti tersedak satu bagian annular yang beroperasi pada arus bias tinggi. Permeabilitas besi bubuk biasanya berkisar antara 40...125, paling sering terdapat cincin yang terbuat dari bahan dengan permeabilitas 50...80. Tabel 6 memberikan data referensi untuk inti cincin serbuk besi Philips.

Tidak sulit untuk memeriksa apakah inti memasuki saturasi selama pengoperasian SMPS; cukup menggunakan osiloskop untuk memantau bentuk arus yang mengalir melalui CI. Sensor arus dapat berupa resistor resistansi rendah atau transformator arus. CI yang beroperasi dalam mode normal akan memiliki bentuk arus segitiga atau gigi gergaji yang teratur secara geometris. Jika inti jenuh, bentuk arusnya akan bengkok.
==============================================================================

Induksi medan magnet di dalam toroid:
B=m*m0*N*I/Lavg,

m0 - konstanta magnet = 4*pi*10^(-7),
N - jumlah putaran,
I - arus pada belitan,

Induktansi toroid:
L=m*m0*N^2*S/Lavg,
di mana m adalah permeabilitas magnetik ferit,
m0 - konstanta magnet,
N - jumlah putaran,
S adalah luas penampang ferit,
Lср - panjang garis tengah cincin ferit.
Resistansi belitan aktif (tidak termasuk efek kulit):
R=p*Lп/S,
dimana p adalah resistivitas tembaga (0,017 Ohm*m),
Lп - panjang kawat berliku,
Sp - luas penampang kawat.

Saya menghitung throttle dengan urutan sebagai berikut:
1) Kami mengidentifikasi parameter cincin ferit: permeabilitas magnetik m, panjang garis tengah Lср, luas penampang S, induksi saturasi Bm. Parameter terakhir dapat ditemukan di buku referensi merek ferit terkenal, atau di situs web produsen ferit.
2) Kami mengatur induktansi yang diperlukan dari induktor L.
3) Mengetahui parameter L, m, Lav, S, kami menghitung jumlah putaran N yang diperlukan.
4) Kami menentukan konsumsi arus maksimum beban I dan mengambilnya dengan margin 10-15%.
5) Mengetahui parameter m, Lav, S, I, N, kita menghitung induksi B di dalam ferit. Jika ternyata lebih besar dari 0,8Bm, maka cincin tersebut tidak cocok untuk tugas yang ada; perlu untuk memilih cincin dengan penampang yang lebih besar atau dengan induksi saturasi yang lebih tinggi.
6) Jika induksi tidak melebihi 0,8Bm, kami menentukan apakah tersedak memuaskan kami dalam hal disipasi daya. Untuk melakukan ini, kami mengatur daya maksimum yang dihamburkan pada induktor (Pm = 0,5-2W tergantung pada ukuran cincin).
7) Berdasarkan daya yang diberikan Pm dan konsumsi arus I, kita menentukan resistansi aktif dari kawat belitan R.
8) Kami memilih kawat yang akan kami gunakan untuk melilitkannya (0,8-1 mm untuk berliku dalam satu kawat, 0,5-0,6 mm untuk berliku dalam beberapa kabel).
9) Mengetahui penampang kawat Spr dan resistansi aktifnya R, kita menghitung panjang maksimum kawat Lpr.
10) Kami melilitkan satu putaran kawat di sekeliling cincin dan menentukan panjangnya Lв. Tambahkan 1-2 mm pada perpindahan sudut kawat saat berliku.
11) Berdasarkan panjang kawat maksimum Lpr yang ditemukan dan panjang satu lilitan Lv, kita hitung jumlah lilitan Nadd yang diperbolehkan.
12) Jika Nadd ternyata lebih kecil dari jumlah lilitan N yang dihitung sebelumnya, maka perlu menggunakan kawat dengan penampang lebih besar, atau melilitkannya pada beberapa kawat.
13) Jika Nadd>=N, kita evaluasi kemungkinan belitan sesuai jumlah lilitan yang dihitung. Untuk melakukan ini, ukur diameter bagian dalam cincin d dan lihat apakah pertidaksamaan berlaku:
pi*(d-Spr)>=N*dpr,
dimana Spr adalah luas penampang kawat yang akan dililit,
dpr - diameter kawat yang akan dililit.
14) Jika ketimpangan tidak terpenuhi, maka perlu dilakukan penggulungan dalam 2 lapisan atau lebih. Untuk cincin kecil dengan diameter dalam hingga 8 mm, saya pribadi tidak menyarankan penggulungan dalam beberapa lapisan. Dalam hal ini, lebih baik mengambil cincin yang lebih besar, atau dengan permeabilitas magnet yang lebih besar.

Dari situs - _http://www. /komentar/112509

Tip untuk merancang konverter uang - http://peljou.../enews/2007/8/7

Program untuk menghitung trafo dan tersedak 6mV - http://brwbr. /...e=s2-Droselprog

Mack R. Mengganti catu daya. Landasan teoritis desain dan panduan untuk penerapan praktis
ada di situs web - http://www. teknik elektro. info/indeks. php?...turun&id=177

Artikel lain - http://www. ferit /site/halaman-Trancf...tori_i_drocceli

Desain switching power supply (SMPS). - http://megaohm. orang...S/smps_rus. html

Konverter dorong-tarik merupakan konverter tegangan yang menggunakan trafo pulsa. Rasio transformasi transformator bisa berubah-ubah. Meskipun tetap, dalam banyak kasus lebar pulsa dapat divariasikan, sehingga memperluas rentang pengaturan tegangan yang tersedia. Keuntungan konverter push-pull adalah kesederhanaannya dan kemampuannya untuk meningkatkan daya.

Dalam konverter dorong-tarik yang dirancang dengan baik, tidak ada arus searah yang melalui belitan dan tidak ada bias inti. Hal ini memungkinkan Anda untuk menggunakan siklus pembalikan magnetisasi penuh dan mendapatkan daya maksimum.

Teknik sederhana berikut ini memungkinkan Anda menghitung parameter utama transformator pulsa yang dibuat pada inti magnet cincin.

1. Perhitungan daya transformator secara keseluruhan

dimana Sc adalah luas penampang rangkaian magnet, cm2; Sw—luas jendela inti, cm2; f - f - frekuensi osilasi, Hz; Bmax adalah nilai induksi yang diizinkan untuk ferit nikel-mangan dan nikel-seng domestik pada frekuensi hingga 100 kHz.

Batasi frekuensi dan nilai induksi ferit yang tersebar luas

Ferit mangan-seng.

Ferit nikel-seng.

Untuk menghitung luas penampang inti magnet dan luas jendela inti magnet digunakan rumus sebagai berikut:

Sc = (D - d) ⋅ jam / 2

Sw=(d / 2)2 π

dimana D adalah diameter luar cincin ferit, cm; d—diameter dalam; h adalah tinggi cincin;

2. Perhitungan daya maksimum trafo

Kami memilih daya maksimum transformator sebagai 80% dari daya keseluruhan:

Pmaks = 0,8 Pgab

3. Perhitungan jumlah lilitan minimum belitan primer W1

Jumlah minimum belitan belitan primer W1 ditentukan oleh tegangan maksimum pada belitan U1 dan induksi inti yang diizinkan Bmax:

4. Perhitungan nilai efektif arus pada belitan primer:

Nilai efektif arus belitan primer dihitung dengan rumus:

I1 = Pmaks / Ueff

Perlu diingat bahwa Ueff = U1 / 1,41 = 0,707U1, karena Ueff adalah nilai tegangan efektif, dan U1 adalah nilai tegangan maksimum.

5. Perhitungan diameter kawat pada belitan primer:

dimana I1 adalah nilai efektif arus pada belitan primer, A; j—kerapatan arus, A/mm2;

Kepadatan arus tergantung pada kekuatan transformator, jumlah panas yang hilang sebanding dengan luas belitan dan perbedaan suhu antara transformator dan lingkungan. Ketika ukuran transformator bertambah, volumenya bertambah lebih cepat daripada luasnya, dan untuk panas berlebih yang sama, rugi-rugi spesifik dan rapat arus harus dikurangi. Untuk trafo dengan daya 4..5 kVA rapat arus tidak melebihi 1..2 A/mm².

Sebagai referensi, tabel menunjukkan data kepadatan arus tergantung pada daya transformator

6. Nilai efektif arus belitan sekunder (I2), jumlah lilitan pada belitan sekunder (W2) dan diameter kawat pada belitan sekunder (d2) dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

I2 = Pmaks / U2eff

dimana Uout adalah tegangan keluaran belitan sekunder, Pmax adalah daya keluaran maksimum trafo, perlu juga diperhatikan bahwa nilai Pmax dapat diganti dengan daya beban, dengan ketentuan daya beban kurang dari maksimum. daya keluaran transformator.

W2 = (U2eff*W1) / Ueff

Berdasarkan semua rumus di atas (dengan mempertimbangkan kerapatan arus, yang bergantung pada daya transformator), Anda dapat menghitung kira-kira parameter utama transformator pulsa; untuk kenyamanan perhitungan, Anda dapat menggunakan kalkulator online.

Artikel ini adalah metode yang disederhanakan untuk menghitung transformator pulsa untuk konverter dorong-tarik; semua rumus dan kalkulator online memungkinkan Anda menghitung perkiraan Data belitan trafo pulsa, karena transformator memiliki banyak parameter yang saling bergantung.

Jika Anda menemukan kesalahan pada rumus, cara penerapannya dan komentar lainnya, silakan tinggalkan di komentar.

Setelah menentukan diameter kawat, perlu diperhatikan bahwa diameter kawat dihitung tanpa insulasi, gunakan tabel data kawat belitan untuk menentukan diameter kawat dengan insulasi.

Tabel data kawat berliku.

Transformator pulsa (IT) merupakan perangkat yang populer dalam kegiatan ekonomi. Sering dipasang di catu daya untuk rumah tangga, komputer, dan peralatan khusus. Trafo pulsa dibuat oleh pengrajin dengan pengalaman minimal di bidang teknik radio. Jenis perangkat apa ini, serta prinsip pengoperasiannya, akan dibahas lebih lanjut.

Daerah aplikasi

Tugas trafo pulsa adalah melindungi perangkat listrik dari korsleting, kenaikan tegangan berlebihan, dan pemanasan rumahan. Stabilitas pasokan listrik dijamin oleh transformator pulsa. Sirkuit serupa digunakan pada generator triode dan magnetron. Generator pulsa digunakan saat mengoperasikan inverter atau laser gas. Perangkat ini dipasang di sirkuit sebagai transformator pembeda.

Peralatan elektronik didasarkan pada kemampuan transformator konverter pulsa. Saat menggunakan catu daya switching, pengoperasian TV berwarna, monitor komputer biasa, dll diatur.Selain menyediakan arus dengan daya dan frekuensi yang diperlukan kepada konsumen, transformator menstabilkan nilai tegangan saat peralatan beroperasi .

Video: Bagaimana cara kerja trafo pulsa?

Persyaratan untuk perangkat

Konverter pada catu daya memiliki sejumlah karakteristik. Ini adalah perangkat fungsional yang memiliki kekuatan keseluruhan tertentu. Mereka memastikan berfungsinya elemen-elemen di sirkuit dengan benar.

Trafo rumah tangga pulsa memiliki keandalan dan ambang batas beban berlebih yang tinggi. Konverter ini tahan terhadap pengaruh mekanis dan iklim. Oleh karena itu, rangkaian catu daya switching untuk televisi, komputer, tablet. ditandai dengan peningkatan stabilitas listrik.

Perangkat ini memiliki dimensi keseluruhan yang kecil. Biaya unit yang disajikan tergantung pada ruang lingkup dan biaya tenaga kerja untuk produksi. Perbedaan antara transformator yang disajikan dan perangkat serupa lainnya adalah keandalannya yang tinggi.

Prinsip operasi

Saat mempertimbangkan cara kerja unit tipe yang disajikan, Anda perlu memahami perbedaan antara pembangkit listrik konvensional dan perangkat TI. Belitan transformator memiliki konfigurasi yang berbeda-beda. Ini adalah dua kumparan yang dihubungkan oleh penggerak magnet. Bergantung pada jumlah belitan belitan primer dan sekunder, listrik dengan daya tertentu dihasilkan pada output. Misalnya, sebuah transformator mengubah tegangan 12 menjadi 220 V.

Pulsa unipolar disuplai ke sirkuit primer. Inti tetap dalam keadaan magnetisasi permanen. Sinyal pulsa persegi panjang ditentukan pada belitan primer. Interval waktu antara keduanya pendek. Dalam hal ini, perbedaan induktansi muncul. Mereka dipantulkan oleh pulsa pada kumparan sekunder. Fitur ini mendasari prinsip pengoperasian peralatan tersebut.

Varietas

Ada berbagai jenis rangkaian pulsa peralatan listrik. Unit-unit tersebut berbeda terutama dalam bentuk strukturnya. Karakteristik kinerja bergantung pada ini. Unit dibedakan berdasarkan jenis belitan:

Penampang inti bisa berbentuk persegi panjang atau bulat. Pelabelan harus memuat informasi tentang fakta ini. Jenis belitannya juga dibedakan. Kumparannya adalah:

• Spiral.
• Berbentuk silinder.
• Berbentuk kerucut.

Dalam kasus pertama, induktansi kebocoran akan minimal. Jenis konverter yang disajikan digunakan untuk autotransformator. Gulungannya terbuat dari foil atau tenda yang terbuat dari bahan khusus.

Jenis belitan silinder dicirikan oleh tingkat disipasi induktansi yang rendah. Ini adalah desain yang sederhana dan berteknologi maju.

Varietas berbentuk kerucut secara signifikan mengurangi disipasi induktansi. Kapasitansi belitan sedikit meningkat. Isolasi antara dua lapisan belitan sebanding dengan tegangan antara belitan primer. Ketebalan kontur bertambah dari awal hingga akhir.

Peralatan yang disajikan memiliki karakteristik operasional yang berbeda-beda. Ini termasuk daya keseluruhan, tegangan pada belitan primer dan sekunder, berat dan ukuran. Saat menentukan penandaan, karakteristik yang tercantum diperhitungkan.

Keuntungan

Catu daya dengan perangkat switching memiliki banyak keunggulan dibandingkan perangkat analog. Karena alasan inilah sebagian besar dari mereka diproduksi sesuai dengan skema yang disajikan.

Transformator tipe pulsa memiliki keunggulan sebagai berikut:

1. Ringan.
2. Harga rendah.
3. Peningkatan tingkat efisiensi.
4. Rentang tegangan yang diperluas.
5. Kemungkinan untuk membangun perlindungan.

Strukturnya lebih ringan karena frekuensi sinyal meningkat. Kapasitor berkurang volumenya. Skema pelurusan mereka adalah yang paling sederhana.

Membandingkan catu daya konvensional dan switching, jelas bahwa pada catu daya konvensional, kehilangan energi berkurang. Mereka diamati selama proses sementara. Efisiensinya bisa 90-98%.

Dimensi unit yang lebih kecil mengurangi biaya produksi. Konsumsi bahan dari produk akhir berkurang secara signifikan. Perangkat yang disajikan dapat diberi daya dari arus dengan karakteristik berbeda. Teknologi digital yang digunakan untuk membuat model berukuran kecil memungkinkan penggunaan blok pelindung khusus dalam desain. Mereka mencegah korsleting dan situasi darurat lainnya.

Satu-satunya kelemahan perangkat jenis berdenyut adalah munculnya interferensi frekuensi tinggi. Mereka harus diberantas dengan berbagai cara. Oleh karena itu, pada beberapa jenis instrumen digital presisi, rangkaian seperti itu tidak digunakan.

Jenis bahan

Peralatan yang dihadirkan terbuat dari berbagai bahan. Saat membuat catu daya dari jenis yang disajikan, Anda perlu mempertimbangkan semua opsi yang memungkinkan. Bahan-bahan berikut digunakan:

1. Baja listrik.
2. Permalloy.
3. Ferit.

Salah satu opsi terbaik adalah Alsifer. Namun, hampir mustahil menemukannya di pasar terbuka. Oleh karena itu, jika Anda ingin membuat peralatan sendiri, ini tidak dianggap sebagai pilihan yang memungkinkan.

Paling sering, baja listrik grade 3421-3425, 3405-3408 digunakan untuk membuat inti. Permalloy dikenal karena karakteristik magnetisnya yang lembut. Ini adalah paduan yang terdiri dari nikel dan besi. Itu didoping selama pemrosesan.

Untuk pulsa yang intervalnya dalam nanodetik, digunakan ferit. Bahan ini mempunyai resistivitas yang tinggi.

Perhitungan

Untuk membuat dan memutar rangkaian trafo sendiri, Anda perlu menghitung trafo pulsa. Teknik khusus digunakan. Pertama, sejumlah karakteristik peralatan awal ditentukan.

Misalnya, tegangan 300 V diatur pada belitan primer, frekuensi konversinya adalah 25 kHz. Inti terbuat dari cincin ferit ukuran 31 (40x25x11). Pertama, Anda perlu menentukan luas penampang inti:

P = (40-25)/2*11 = 82,5 mm².

Berdasarkan data yang diperoleh, Anda dapat mengetahui diameter penampang kawat yang diperlukan untuk membuat kontur:

D = 78/181 = 0,43mm.

Luas penampang dalam hal ini adalah 0,12 m². Arus maksimum yang diijinkan pada kumparan primer dengan parameter tersebut tidak boleh melebihi 0,6 A. Daya keseluruhan dapat ditentukan dengan menggunakan rumus berikut:

GM = 300 * 0,6 = 180 W.

Berdasarkan indikator yang diperoleh, Anda dapat menghitung secara mandiri parameter semua komponen perangkat masa depan. Membuat trafo jenis ini akan menjadi kegiatan yang menarik bagi seorang amatir radio.

Perangkat semacam itu dapat diandalkan dan berkualitas tinggi jika semua tindakan diikuti dengan benar. Perhitungan dilakukan untuk setiap skema secara individual. Saat membuat peralatan seperti itu, belitan sekunder harus ditutup terhadap beban konsumen. Jika tidak, perangkat tersebut tidak akan dianggap aman.

Pengoperasian transformator tergantung pada jenis rakitan, bahan dan parameter lainnya. Kualitas rangkaian secara langsung tergantung pada unit pulsa. Oleh karena itu, perhitungan dan pemilihan bahan sangat penting.

Video menarik: trafo pulsa DIY

Setelah mempertimbangkan fitur-fitur transformator pulsa, orang dapat memahami pentingnya hal tersebut bagi banyak rangkaian radio-elektronik. Anda dapat membuat perangkat seperti itu sendiri hanya setelah melakukan perhitungan yang tepat.