Трансформаторная обмотка для более сильного взаимодействия

November 8, 2011 by admin Комментировать »

Обеспечение сильного взаимодействия первичной обмотки и вторичной, а также вторичных обмоток, — это конечная цель разработчика трансформатора. Плохое взаимодействие приводит к задержке электрических сигналов до того как они достигают выходного выпрямителя. К этой задержке добавляется также период прямого восстановления выходного выпрямителя. Это делает обмотки по сути незагруженными в продолжение переходных процессов переключения, что создает очень большие всплески на обмотках из-за сохраненной энергии намагниченности в сердечнике. Добавьте энергию, хранимую в индуктивности рассеяния, и междувитко- вую индуктивность в обмотке, — и у вас проблема.

Сила взаимодействия между вторичными обмотками обусловливает выходную перекрестную стабилизацию. Перекрестная стабилизация (cross regulation) определяет, каким образом изменение нагрузки на одном выходе влияет на другие выходы. Ее можно рассматривать как степень "устойчивости" всех выходов в источнике питания с несколькими выходами к изменению нагрузки на каком-либо одном выходе. Плохая перекрестная стабилизация особенно сильно влияет на вторичные обмотки с большим различиями в коэффициентах трансформации (то есть, когда выходы с высоким напряжением смешиваются с низковольтными выходами). Существует две области, в которых проектировщик может улучшить выходную перекрестную стабилизацию:

•                внутренняя перекрестная стабилизация, заложенная в трансформатор при его конструировании;

•                электрическая перекрестная стабилизация, описанная в разделе 3.9 (обратная связь по напряжению).

Для получения подходящих характеристик источника питания обычно требуется максимизировать характеристики обоих методов.

Первая методика, улучшающая взаимодействие между обмотками, — это намотка витой пары (twisted pair winding). В этом случае два или более провода свиваются вместе и затем одновременно наматываются на катушку. Например, для проводов диаметра #24-#28 по AWG (см. Приложение Е) требуется примерно один виток на 1 см. При более плотном свивании может быть нарушена изоляция. Такая методика обеспечивает лучшее взаимодействие, поскольку гарантирует, что провода всегда будут прилегать друг к другу. Рассматриваемая методика применима даже для намоток разной длины (с разным количеством витков). Сплетите хотя бы часть длины обмотки — и взаимодействие улучшится.

Другая методика намотки называется филярной или ниточной (filar winding). В такой обмотке два или более провода наматываются одновременно, но не переплетаются. На рынке существует один провод, называемый Multiwire (мультипро- вод), в котором для описанных выше целей соединены два изолированных провода. Такой провод облегчает намотку на сердечник.

Конечно, методики витой пары или филярной намотки неприменимы для организации взаимодействия между первичной и вторичными обмотками, когда всплески напряжения в первичной обмотке составляют более 40 В. Агентства по нормированию безопасности требуют, чтобы при входном напряжении до 260 VAC между первичной и вторичной обмотками было размещено 3 слоя майларовой пленки толщиной 1 мил (общая толщина вместе с клеящим веществом составляет 0,167 мм). Этим разрушается связь между двумя обмотками. Один из методов улучшения взаимодействия между первичной и вторичными обмотками заключается в пере- межении (interleave) обмоток (см. рис. 3.24). Стоимость такой методики по трудовым затратам выше, чем при простом наматывании вторичной обмотки поверх первичной, поэтому ее рекомендуется применять, когда коэффициент трансформации между первичной и вторичной обмотками превышает 15-20:1. Это характерно, например, для импульсных источников питания, работающих на напряжении 240 VAC или выше и имеющих выход +5 VDC или ниже. Влияние перемежения на автономный обратноходовый преобразователь с входным напряжением 480 VAC показано на рис. 3.27.

Рис. 3.27. Влияние перемежения на форму электрических сигналов автономного обратноходового преобразователя. (Обратите внимание на амплитуду всплеска и общую степень "звона".)

Можно легко заметить разницу во всплесках на двух осциллограммах. Обычно энергия всплеска рассеивается в виде тепла внутри фиксатора и/или демпфера первичной обмотки.

Используя эффективные методики намотки трансформатора, даже несмотря на то, что они — более дорогостоящие, можно повысить общую производительность источника питания. Это приведет к экономии для всего источника питания при выпуске крупных партий изделий.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты