Zastosowanie transformatorów w zasilaczach

Różne części urządzeń elektrycznych z reguły wymagają innego źródła napięcia. Aby to zapewnić, w zasilaczach tych urządzeń stosuje się transformatory z kilkoma uzwojeniami wtórnymi o różnych napięciach lub kilka oddzielnych transformatorów, z których każdy zapewnia własne napięcie właściwe.

Na przykład w starych telewizorach (z lampami CRT) 5-7 woltów do zasilania tranzystorów, mikroukładów lub lamp uzyskano z jednego transformatora, a kilka kilowoltów do zasilania anody lampowej, z innego tak zwanego wysokiego napięcia, tzw. mały transformator.

Ten transformator zasilał ponadto multiplikator napięcia, który kilkakrotnie zwiększał wysokie napięcie otrzymywane z uzwojenia wtórnego generatora linii.

Transformator wczoraj i dziś

W dawnych czasach, gdy pulsacyjna technologia półprzewodników nie była tak popularna jak obecnie, transformatory mocy działały tylko na częstotliwości sieciowej - 50 lub 60 Hz.

Nowoczesne urządzenia radiotechniczne i sprzęt elektroniczny, takie jak zasilacze do telewizorów, monitorów, komputerów itp., Wszędzie używają transformatory impulsowe wysokiej częstotliwościprzekształcanie napięcia o częstotliwości dziesiątek i setek kHz.

W takich schematach napięcie sieciowe prądu przemiennego jest najpierw prostowane przez diody, dzięki czemu uzyskuje się 300-310 woltów napięcia stałego. Następnie to stałe napięcie za pomocą falownika tranzystory polowe Jest przetwarzany na impulsy o wysokiej częstotliwości i dostarczany do uzwojenia pierwotnego transformatora impulsowego.

Obwód zasilania transformatora impulsowego jest kontrolowany modulacja szerokości impulsu (w skrócie PWM)który pozwala ustabilizować napięcie otrzymywane z uzwojenia wtórnego (wtórnego) transformatora impulsowego. Napięcie z uzwojenia wtórnego transformatora impulsowego jest prostowane, filtrowane i stabilizowane. W ten sposób uzyskuje się stałe napięcie, które jest wymagane do zasilania określonej jednostki, na przykład 24 woltów.

Niższa częstotliwość - cięższy transformator

Wcześniej transformatory sieciowe działające na częstotliwości sieciowej (50 lub 60 Hz) można było znaleźć w każdym zasilaczu magnetofonu, telewizora, radia, odtwarzacza, a to była najcięższa część urządzenia, często dość duża, zajmowała dużo miejsca w obudowie lub była w oddzielnym zdalnym ciężkim zasilaczu.

Najważniejsze jest to, że rozmiar dowolnego transformatora jest tym większy, im większa jest moc przetwarzana przez ten transformator, aw przypadku sieciowego transformatora niskiej częstotliwości („żelazka”) ta zależność okazuje się taka, że ​​moc znamionowa jest proporcjonalna do liniowych wymiarów rdzenia o 4 stopnie!

Ale wielkość transformatora o tej samej przesyłanej mocy można zmniejszyć, w tym celu konieczne jest zwiększenie częstotliwości konwersji napięcia, co jest realizowane w transformatorach impulsowych nowoczesnych zasilaczy impulsowych i falowników, które są uzyskiwane znacznie łatwiej ze względu na wzrost częstotliwości konwersji z powodu zastosowania tranzystorów i znacznie wyższej częstotliwości ferromagnetycznej materiały rdzenia zamiast żelazka transformatorowego, które przez cały czas były używane w transformacjach sieciowych atora.

Czasami żelazny transformator jest niezastąpiony

Jednak pomimo wad transformatorów sieciowych z ciężkimi żelaznymi obwodami magnetycznymi, są one nadal stosowane w niektórych wyjątkowych zasilaczach, gdy konieczne jest zapewnienie minimalnego poziomu zakłóceń i zniekształceń o wysokiej częstotliwości.

Na przykład przy projektowaniu wysokiej jakości lampowego wzmacniacza akustycznego transformatory sieciowe są tradycyjnie używane zarówno jako żarowe, jak i anodowe.

Bo jeśli umieścisz zasilacz impulsowy zamiast klasycznego transformatora na wzmacniaczu lampowym, to nieuchronnie wystąpią zakłócenia wynikające z działania przełączników tranzystorowych i innych procesów charakterystycznych dla urządzeń pulsujących, które obniżą jakość odtwarzanego dźwięku.

Ponadto to żelazo transformatorowe najlepiej transmituje częstotliwości zakresu akustycznego, dlatego transformatory wyjściowe w lampowych wzmacniaczach akustycznych są właśnie „żelaznymi” transformatorami, które zawsze są wytwarzane z wielką starannością.

Zobacz także:Proste beztransformatorowe przekształtniki napięcia impulsowego