Як розмірити трансформатор живлення?


9

Я завжди вагаюся, коли розміряти трансформатор для джерела живлення постійного струму, і, мабуть, інколи їх переоцінюю. Моя плутанина випливає з різниці в трансформаторі та напрузі постійного струму.
Якщо мені потрібно 10 В постійного струму @ 1A, буде робити 10В трансформатор? Моє відчуття кишки говорить, що мені потрібно більше, тому я використовую більший трансформатор, але наскільки більшим він повинен бути?

Відповіді:


17

По-перше, 10VA недостатньо, якщо ви в кінцевому підсумку хочете 10 В постійного струму на 1А. Теоретично трансформатор здатний гасити 10 Вт, але тільки при коефіцієнті потужності 1. Якщо вам потрібно було лише нагріти резистор цим трансформатором, то його характеристики опинилися б лише на краю. За що-небудь інше цього недостатньо. Тоді будь-який хороший інженер все одно додасть трохи запасу.

По-друге, навіть 15VA або 20VA недостатньо, щоб знати, що трансформатор може робити те, що хочеш. Вам потрібна конкретна напруга, яка повинна мати можливість подавати 10 Вт, а не будь-яка комбінація напруги та струму, що доходить до 10 Вт.

Оскільки ви, здається, запитуєте про силовий трансформатор, я здогадуюсь, що ви маєте намір поставити на виході лише повний хвильовий міст, ковпачок і, можливо, лінійний регулятор. Вам потрібно, щоб піки форми змінного струму після повного мостового моста були на кілька вольт вище вихідної напруги. Це дає місце для вивільнення при великому навантаженні та для лінійного регулятора, щоб виконувати свою роботу. Зобразіть, що повний хвильовий міст знизиться на 1,5 вольт при повному навантаженні 1А і, можливо, на 2В для лінійного регулятора. Тільки від цього значення піків змінного струму повинні бути не менше 10 В + 1,5 В + 2 В = 13,5 В. Облік дроп під високим навантаженням складніший. Теоретично номінальна напруга вихідної напруги трансформатора знаходиться під повним навантаженням, але часто не задається для найгіршого випадку вхідної напруги лінії. Тут потрібно уважно подивитися на таблицю даних трансформаторів. Тоді між піками буде падіння напруги, оскільки струм витягується з кришки накопичувача, а не безпосередньо від трансформатора. Поки нам потрібен мінімум 13,5 В / квт (2) = 9,5 В змінного струму, перш ніж облік падіння через низьку напругу лінії та падіння між циклами лінії. Здається, що трансформатор напругою 12 В - це, мабуть, мінімум, якщо припустити розмір кришки об'ємного зберігання.

Для частоти електропередач 60 Гц, кришка накопичувача заряджається зі швидкістю 120 Гц або кожні 8,3 мс. Скажімо, ми запланували бюджет на 2В дроп при повному вихідному струмі 1А. Це означає, що мінімальна кришка зберігання - 1А * 8,3 мс / 2В = 4,2 мФ. Це досить багато, але можливо. Ви можете піти з цим або почати з більш високою напругою, щоб дозволити більше бажання, що дозволить отримати менший ковпак.

Тож, щоб зробити конкретну рекомендацію, щось на зразок 12В 1.5А трансформатора, ймовірно, зробить це з достатньо великим ковпаком для зберігання. Пам'ятайте, що такий тип живлення буде досить неефективним. Сам полноволновий міст розсіюватиме близько 1,5 Вт, а лінійний регулятор більше.

Вищеописані компроміси є вагомими причинами, що ви більше не бачите прямих трансформаторів електропередач з "тупим" випрямлячем та лінійним регулятором. Навіть у Північній Америці лінія електропередачі складає лише 60 Гц, тому трансформатор буде великим, важким, дорогим, а результат досить неефективним. Сьогодні ви поставите повний хвильовий міст прямо на лінію змінного струму, а потім рубаєте його на високій частоті через набагато менший трансформатор, щоб зробити низьку напругу на ізольованій стороні. Оптичний зворотний зв'язок на подрібнювачі може регулювати кінцеву вихідну напругу. Це набагато ефективніше і може використовувати менший, дешевший, легший та більш ефективний трансформатор, оскільки він буде працювати на 100 кГц. Це саме те, що роблять джерела живлення для перемикання настінного бородавки.


Я люблю ваші довгі детальні відповіді. Я б хотів, щоб я міг їх обминати, коли я працюю. Якщо у вас було декілька заголовків для різних розділів, це дозволяє будь-якому читачеві одразу отримати те, що їм потрібно, і це робить чудовим заповнювачем місця для тих із нас, хто має 20-30 секунд одночасно для перегляду сайту. Можливо розділ про прийняття рішення про розмір, а може бути ще один для пояснення вимог щодо ефективності вашого регулювання. Може бути розділ про провисання та об'ємні конденсатори (фільтрування). Можливо розділ підбиття підсумків. Для тих із нас, хто хоче, щоб уроки ми могли б засвоїти, не вивчаючи їх.
Кортук

@Kortuk: Ви вже згадували про це раніше. Хоча я поважаю ваше право на вашу власну думку, я не згоден. Ця публікація становить лише 6 абзаців і займає лише 2/3 мого екрану вертикально. Я вважаю, що заголовки та додаткове форматування можуть захаращувати та відволікати пост такого короткого розміру. Я постараюся мати це на увазі, якщо я опишусь, коли пишу довші пости.
Олін Латроп

@Kortuk, @Olin - Я згоден з Оліном. Також він завжди клопочеться дати докладні відповіді, які варто прочитати повністю. Це вся корисна інформація. Я намагаюся зробити те саме. Було б серйозно демотивувати, якби я знав, що люди занадто ледачі, занадто їх читають.
stevenvh

@stevenvh (і на відповідь Оліна це повинно мотивувати його), Існує непростий спосіб оцінити це. Раніше я робив тестування. Я би написав відповідь, як і Олін. Я отримав би кілька результатів. Я б редагував заголовки розділів, раптом ви отримуєте ще 8 або 9. Я міг би це зробити з досить тривалою затримкою, і він все ще функціонував. Як я намагався сказати для себе, я працюю в умовах, коли я постійно отримую хвилину, щоб щось зробити, але мені доведеться зупинятися майже одразу, достатньо часу, щоб прочитати абзац, можливо, 2, із заголовками розділів я можу піти від заголовка до заголовка.
Кортук

1

Це завжди хороша практика купувати та використовувати ту, яка вдвічі перевищує ваші вимоги,

наприклад, вам потрібно 10 В, 1 номінальний трансформатор, і ваше додаток або обладнання споживає 1 А струм, але максимум, що пропонується трансформатором, зараз трансформатор нагрівається, коли він стає насиченим і більше теплових насосів, тим самим знижуючи ефективність трансформатора. Тому завжди купуйте подвійний рейтинг.

І ще одне, я не знаю про ваше місцезнаходження, де ви проживаєте, в моєму рідному місці, Індія Трансформери доступні в умовах, якщо рейтинги, оцінені як ці 10 В, 500 мА 10 В, 1 А 10 В, 2 А, представлені як це

не в рейтингу VA, якщо згадується лише вагомий рейтинг, то 20 VA може репресувати мережу '10 V 2 A' або '20 V 1 A' разом із VA, якщо напруга також згадує про свій штраф.

Тоді відповідно до вашої вимоги 10 В, 20 ВА - це добре.

Сподіваюсь, це допомагає.


Інша річ, яку слід враховувати - це ефективність живлення. Залежно від системи ректифікації та регулювання, це може мати значний вплив на конструкцію постачання. Рекомендація Павана щодо використання вдвічі більшої кількості спочатку може здатися надмірною, але якщо вам наприклад потрібен 10 В 1 А постійного струму на виході, і використовуйте для цього найпростішу схему (скажімо регулятор KA7810 та випрямляч KBL406), вам знадобиться більше більше двох вольт для регулятора, в два рази 1,1 В для випрямляча, що дорівнює величині 14,2 В абсолютного мінімуму для стабільної роботи.
AndrejaKo

Коли враховується падіння напруги електромережі, це швидко піднімається до 20 В під навантаженням, що призводить нас до показника 20 ВА.
AndrejaKo

Конденсатор фільтра після випрямляча та перед регулятором може допомогти збільшити регулятор напруги.
AndrejaKo

1
@Pavan - всі трансформатори, які я коли-небудь використовував, визначалися з номінальною напругою та вторинною напругою, періодично також струмовими, але не завжди. Причиною надання оцінки VA є те, що він визначає розмір. Зазвичай всі типи 10VA від одного виробника стосуються одного механічного креслення.
stevenvh

@AndrejaKo: Мало того, що конденсатор фільтрації збільшить середню напругу на випрямляч, необхідно ще й вхід до регулятора опуститися до нуля, принаймні, при нульових перетинах лінійного циклу.
Олін Латроп

0

Під час розміщення трансформатора для постійного навантаження, ток змінного струму трансформатора майже завжди повинен бути більшим, ніж струм постійного струму, який подається на навантаження, іноді суттєво. Наскільки більший розмір залежить від топології використовуваного джерела живлення - тут можна знайти зручний посібник .

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.