Здрастуйте, шановні колеги!!

Як побудувати імпульсний трансформатор на феритових кільцях я вже розповідав в своїх уроках тут . Тепер розповім як я виготовляю трансформатор на Ш - образному ферритовом осерді. Використовую я для цього підходять за розміром ферити від старого «радянського» обладнання, старих комп'ютерів, від телевізорів та іншої електротехнічної апаратури, яке у мене в кутку валяється «до запитання».

Для ДБЖ за схемою двотактного полумостового генератора, напруга на первинній обмотці трансформатора, згідно схеми складає 150 вольт, під навантаженням приймемо 145 вольт. Вторинна обмотка виконана за схемою двухполуперіодного випрямлення з середньою точкою.
дивитися схему ДБЖ тут .

Наведу приклади розрахунку і виготовлення трансформаторів для ДБЖ невеликої потужності 20 - 50 ват для цієї схеми. Трансформатори такої потужності я застосовую в імпульсних блоках харчування для своїх світильників на світлодіодах. Схема трансформатора нижче. Необхідно звернути увагу, щоб складений з двох половинок, Ш - сердечник не мав зазору. Магнитопровод з зазором використовується тільки в однотактний ДБЖ.

Ось два приклади розрахунку типового трансформатора для різних потреб. В принципі, все трансформатори на різні потужності мають однаковий спосіб розрахунку, майже однакові діаметри дроту і однакові способи намотування. Якщо вам потрібен трансформатор для ДБЖ потужністю до 30 ват, то це перший приклад розрахунку. Якщо потрібен ДБЖ потужністю до 60 ват, то другий приклад.

Перший приклад.
виберемо з таблиці феритових сердечників №17, Ш - образний сердечник Ш7,5 × 7,5. Площа перетину середнього стрижня Sк = 56 мм.кв. = 0,56 см.кв.
Вікно Sо = 150 мм.кв. Розрахункова потужність 200 ват.
Кількість витків на 1 вольт у цього сердечника буде: n = 0,7 / Sк = 0,7 / 0,56 = 1,25 витка.
Кількість витків у первинній обмотці трансформатора буде: w1 = n х 145 = 1,25 х 145 = 181,25. Приймемо 182 витка.
При виборі товщини дроту для обмоток, я виходив з таблиці « Діаметр дроту - струм ».
У своєму трансформаторі я застосував, в первинній обмотці, провід діаметром 0,43 мм. (провід великим діаметром не вміщується у вікні). Він має площу перерізу S = 0.145 мм.кв. Допустимий струм (дивитися в таблиці) I = 0,29 A.
Потужність первинної обмотки буде: Р = V x I = 145 х 0,29 = 42 Вт.
Поверх первинної обмотки необхідно розташувати обмотку зв'язку. Вона повинна видавати напругу v3 = 6 вольт. Кількість витків її буде: w3 = nx v3 = 1,25 x 6 = 7,5 витка. Приймемо 7 витків. Діаметр дроту 0,3 - 0,4 мм.
Потім мотається вторинна обмотка w2. Кількість витків вторинної обмотки залежить від необхідного нам напруги. Вторинна обмотка, наприклад на 30 вольт, складається з двох рівних полуобмоток, w3-1 і w3-2 (дивитися по схемі ).
Струм у вторинній обмотці, з урахуванням ККД (k = 0,95) трансформатора: I = k XР / V = 0,95 x 42 вата / 30 вольт = 1,33 А;
Підберемо провід під цей струм. Я застосував провід, який знайшов у мене в запасі, діаметром 0,6 мм. його площа перерізу S = 0,28 мм.кв.
Допустимий струм кожної з двох полуобмоток I = 0,56 А. Так, як ці дві вторинні полуобмоткі працюють разом, то загальний струм дорівнює 1,12 А, що трохи відрізняється від розрахункового струму 1,33 А.
Кількість витків у кожній полуобмоткі для напруги 30 вольт: w2.1 = w2.2 = n х 30 = 1,25 х 30 = 37,5 віт.
Візьмемо по 38 витків в кожній полуобмоткі.
Потужність на виході трансформатора: Рвих = V x I = 30 В х 1,12 А = 33,6 Ватт, що з урахуванням втрат в проводі і осерді, цілком нормально.

Всі обмотки: первинна, вторинна і обмотка зв'язку цілком вмістилися в вікні Sо = 150 мм.кв.

Вторинну обмотку можна таким чином розрахувати на будь-яку напругу і струм, в межах заданої потужності.

Другий приклад.
Тепер поекспериментуємо. Складемо два однакових сердечника №17, Ш 7,5 х 7,5.

При цьому площа поперечного перерізу магнітопроводу «Sк», збільшиться вдвічі. Sк = 56 х 2 = 112 мм.кв. або 1,12 см.кв.
Площа вікна залишиться та ж «Sо» = 150 мм.кв. Зменшиться показник n (число витків на 1 вольт). n = 0,7 / Sк = 0,7 / 1,12 = 0,63 віт. / вольт.
Звідси, кількість витків в первинній обмотці трансформатора буде:
w1 = n х 145 = 0,63 х 145 = 91,35. Приймемо 92 витка.

В обмотці зворотного зв'язку w3, для 6-ти вольт, буде: w3 = nx v3 = 0,63 х 6 = 3,78 витка. Приймемо 4 витка.
Напруга вторинної обмотки приймемо також як і в першому прикладі рівним 30 вольт.
Кількість витків вторинних полуобмоток, кожна по 30 вольт: w2.1 = w2.2 = n х 30 = 0,63 х 30 = 18,9. Приймемо за 19 витків.
Провід для первинної обмотки я використовував діаметром 0,6 мм. : Перетин дроту 0,28 мм.кв., ток 0,56 А.
З цим проводом потужність первинної обмотки буде: Р1 = V1 x I = 145 В х 0,56 А = 81 Ватт.
Вторинну обмотку я мотав проводом діаметром 0,9 мм. перетином 0,636 мм.кв. на ток 1,36 ампера. Для двох полуобмоток струм у вторинній обмотці дорівнює 2,72 ампера.
Потужність вторинної обмотки Р2 = V2 x I = 30 x 2,72 = 81,6 ват.
Провід діаметром 0,9 мм. трохи завеликий, підходить з великим запасом, це не погано.

Провід для обмоток я застосовую з розрахунку 2 А на міліметр квадратний (так він менше гріється, і падіння напруги на ньому буде менше), хоча все «заводські» трансформатори мотають з розрахунку 3 - 3,5 А на мм.кв. і ставлять вентилятор для охолодження обмоток.
Загальний висновок з цих розрахунків такий:
- при складанні двох однакових Ш - образних сердечників збільшується площа «Sк» в два рази при тій же площі вікна «Sо».
- число витків в обмотках (в порівнянні з першим варіантом) змінюється.
- первинна обмотка w1 з 182 витків зменшується до 92 витка;
- вторинна обмотка w2 з 38 витків зменшується до 19 витків.

Це означає, що в тому ж вікні «Sо», зі зменшенням кількості витків в обмотках, можна розмістити більше товстий дріт обмоток, тобто збільшити реальну потужність трансформатора в два рази.

Я намотував такий трансформатор, зі складеними сердечниками № 17, виготовляв під них каркас.

Потрібно мати на увазі, що трансформатори, по першому і другому прикладу, можна використовувати під менше навантаження, аж від 0 ват. ДБЖ цілком добре і стабільно тримають напругу.

Порівняйте зовнішній вигляд трансформаторів: приклад-1, c одним сердечником і приклад-2, з двома складеними сердечниками. Реальні розміри трансформаторів у них незначна.

Аналіз феритових сердечників №18 і №19 подібний попереднім прикладам.
Всі наші виконані розрахунки - це теоретичні прикидки. Насправді, отримати такі потужності від ДБЖ на трансформаторах цих розмірів досить складно. Вступають в силу особливості побудови схем самих імпульсних блоків живлення. схему ДБЖ дивіться тут .
Вихідна напруга (а отже і вихідна потужність) залежать від багатьох причин:
- ємності мережевого електролітичного конденсатора С1,
- ємностей С4 і С5,
- падіння потужності в проводах обмоток і в самому ферритовом осерді;
- падіння потужності на ключових транзисторах в генераторі і на вихідних випрямних діодах.
Загальний коефіцієнт корисної дії «k» таких імпульсних блоків живлення близько 85%.
Цей показник все ж краще, ніж у випрямляча з трансформатором на сталевому сердечнику, де k = 60%. При тому, що розміри і вага ДБЖ на феррите істотно менше.

Порядок складання ферритового Ш - трансформатора.

Використовується готовий або збирається - виготовляється новий каркас під розміри сердечника.
Як виготовити « Каркас для Ш - образного трансформатора »Дивіться тут. Хоча в цій статті і йдеться про каркас для трансформатора зі сталевим сердечником, опис цілком підходить і до нашого випадку.
Каркас потрібно поставити на дерев'яну оправлення. Намотування трансформатора проводиться вручну.
На каркас спочатку мотається первинна обмотка. Виток до витка заповнюється перший ряд, потім шар тонкого паперу, лакоткани, далі другий ряд дроту і т.д. На початок і кінець дроту надаватися тонка ПВХ трубочка (можна ізоляцію з монтажного проводу) для жорсткості дроти, щоб не обламався.
Поверх первинної обмотки наноситься два шари паперу (межобмоточная ізоляція), потім потрібно намотати витки обмотки зв'язку w3. Обмотка w3 має мало витків, а тому її мають у своєму розпорядженні скраю на каркасі. Потім наносяться витки вторинної обмотки. Тут бажано вчинити таким чином, щоб витки вторинної обмотки w2 не володіємо поверх витків w3. Інакше можуть виникнути збої в роботі імпульсного блоку живлення.
Намотування ведеться відразу двома проводами (дві полуобмоткі), виток до витка в ряд, потім шар паперу або скотч і другий ряд двох проводів. ПВХ трубку на кінці проводу можна не надягати, тому що провід товстий і ламатися не буде. Готовий каркас знімається з оправлення і надівається на феритовий сердечник. Попередньо перевірте сердечник на відсутність зазору.
Якщо каркас туго одягається на сердечник, будьте дуже обережні, ферит дуже легко ламається. Зламаний сердечник можна склеїти. Я клею клеєм ПВА, з наступним просушуванням.
Зібраний феритовий трансформатор, для фортеці, стягується по торця скотчем. Потрібно простежити, щоб торці половинок сердечника збіглися без зазору і зсуву.