小功率电源变压器的计算与绕制
初学者有时需要自己动手制作小功率电源变压器,下面介绍简便的计算方法和绕制方法。
1 .计算:
( 1 )由电源变压器的功率 P 确定所需要铁芯的截面积 S 的大小,即 S=1.25P ,其中 P 的单位为伏安, S 的单位为平方厘米。 1.25 这个系数,根据所用的硅钢片的好坏而定,一般型号为 D42 、 D43 的硅钢片的磁感应强度 B 为 10000 ~ 12000 高斯,系数取 1.25 ,如硅钢片的质量较好,如 D310 的硅钢片, B 为 12000 ~ 14000 高斯,则系数可取小一些,差的硅钢片如 D21 、 D22 , B 为 5000 ~ 7000 高斯,系数须取 2 。业余取用的硅钢片经常不知道它的型号,可从外形来估计。如硅钢片薄而质地脆,折断后裂口亮晶晶的,则磁性能好, B 取 10000 高斯以上。如硅钢片厚而质地脆,则磁性能差, B 应取小一些。
( 2 )根据 S 求出每伏匝数 。=4.5×( B·S )式中 B 的单位为高斯, S 的单位为平方厘米。
( 3 )用经验公式计算线图所用的导线直径 d 。 d=1.3 。式中 d 的单位是毫米,电流强度 I 的单位为安,电流密度 J 的取值与变压器的使用条件、功率大小有关。一般 100 伏安以下连续使用的变压器, J 取 2.5 安/平方毫米。
( 4 )核算铁芯窗口是否能容纳所有的绕组。下面我们以盒式收录机用的外接稳压电源的变压器为例,来说明小功率变压器的计算方法。首先,该变压器的功率 P=6.2 伏安。所需铁芯的截面积 S=1.25=1.25
3.2平方厘米 ,选用 0.35mm 厚的 D42 、 GEIB - 14 铁芯,外形见图 1 。其舌宽 a=14mm ,叠厚 b=24mm ,窗口宽度 c=9mm ,窗口高度 h=25mm 。
其次,求出每伏匝数 。 =4.5×( B·S ) =4.5× /( 1.2××3.2 ) ≈12 ( B=12000 高斯)。
初级绕组 N1=12×220=2640 匝
对于次级绕组,由于接入负载后将有 5 ~ 10 %的电压降落,因此次级绕组应乘以 1.05 ~ 1.1 的系数。
次级绕组 N 2 =1.1×12×10=132 匝再次,用经验公式计算各绕组导线的直径 d ( J 取 2.5A / 平方毫米)
初级绕组 d 1 =0.13mm ,选 QZФ0.13 漆包线,连同漆层最大外径为 0.16mm 。
次级绕组 d 2 =0.49mm ,选 QZФ0.49 漆包线,最大外径为 0.55mm 。最后,核算铁芯窗口能否容纳所有的线圈。
铁芯窗口的有效高度 h′=0.9 ( h-2 ) =20.7mm 。初级绕组每层可绕 129 匝,共 21 层。每层垫 0.05mm 厚的牛皮纸 1 层,初级线圈总厚度为 4.41mn 。初、次级绝缘与静电屏蔽层共厚 0.35mm (初级与静电屏蔽层之间垫 0.05mm 聚脂薄膜 2 层, 0.05mm 牛皮纸 1 层,静电屏蔽用 0.1mm 厚的薄铜片,静电屏蔽与次级间垫 0.05mm 的聚脂薄膜和牛皮纸各 1 层)。
次级绕组每层绕 38 匝,共 4 层,每层垫 0.08mm 的牛皮纸 1 层,共厚 2.52mm 。
骨架用 0.5mm 厚的弹性纸制作,外包 2 层厚 0.05mm 的聚脂薄膜和 1 层 0.05mm 的牛皮纸。加上线包最外层包的厚度为 0.12mm 的牛皮纸两层,共厚 0.84mm 。共计线包总厚度为 8.17mm ,小平窗口宽度 9mm ,因此该铁芯可以使用。
V = N1/N2
原则变压器功率越大匝数比越小,但是铁芯越大
反之变压器越小,匝数比越大,铁芯越小
举例:
5w变压器初级圈数4000圈左右,线径0.1mm,就不会烧毁
1》小功率(≤500VA)电源变压器铁芯中柱截面的计算(单位:C㎡):
S=1.25×椐号P
(P=功率,单位:W)
2》每伏匝数的计算:
N=(4.5×100000)/B×S
(B=硅钢片导磁率,质量范围:8000~12000高斯之间)
在计算次级匝数时,要考虑变压器的漏感及线圈的铜阻,故须加5%余量,即计算次级匝数时要乘上1.05。
3》线径的计算:
D=1.13×根号(I/δ)
(I=线圈导线通过的电流,单位:A;δ=电流密度,从2.5~3A间取值,一般取2.5)
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