4.3.2 Основные характеристики согласующих трансформаторов

1 Передаточная характеристика (рис. 4.1).

П ри увеличении напряжения характеристика нелинейная, что объясняется насыщением магнитной индукции при большой напряженности магнитного поля (рис. 4.2).

2 Амплитудно-частотная характеристика (рис. 4.3)

Объяснить поведение АЧХ можно с помощью эквивалентной схемы замещения трансформатора (рис. 4.4).

r₁ – активное сопротивление первичной обмотки,

L_S1 – индуктивность рассеяния первичной обмотки,

L₁ – индуктивность первичной обмотки,

L'_S2 – приведенная (пересчитанная в цепь первичной обмотки) индуктивность рассеяния вторичной обмотки

L'_S2 = L_S2/ n²,

где n – коэффициент трансформации,

r'₂ – приведенное активное сопротивление вторичной обмотки

r'₂ = r₂/ n²,

C'₀ – приведенная паразитная емкость вторичной обмотки

C'₀ = C₀/ n²,

R'_H – приведенное сопротивление нагрузки

R'_H = R_H/ n².

Рассмотрим область низкой частоты:

Частота ω стремится к нулю, ωL стремится к нулю, 1/ ωС стремится к бесконечности. Тогда эквивалентная схема примет вид как показано на рис. 4.5.

С пад АЧХ объясняется низким индуктивным сопротивлением первичной обмотки.

Рассмотрим область высоких частот.

Частота ω стремится к бесконечности, ωL стремится к бесконечности, 1/ωС стремится к нулю. Тогда эквивалентная схема примет вид как показано на рис. 4.6.

С пад характеристики связан с паразитными элементами эквивалентной схемы: индуктивностями рассеяния и паразитной емкостью.

4.4 Конструкции трансформаторов

Основным элементом конструкции трансформаторов являются обмотка и магнитопровод.

Обмотка – это провод с изоляцией. Она может наматываться на каркас, назначение которого придать механическую прочность и жесткость конструкции. На потери каркас не влияет. Обмотка должна быть теплостойкой и теплопроводящей для того, чтобы отводить тепло от внутренних объемов.

Конструкция содержит выводы в виде штыков или лепестков, которые устанавливаются на каркасе или специальной ленте. К выводам присоединяются концы обмоток и элемента схемы.

Форма трансформатора определяются формой магнитопровода. Форма магнитопровода бывает стержневая, броневая, тороидальная (рис 4.7).

Броневые сердечники, используемые в микроэлектронике должны иметь малые габариты и вес. Их делают плоскими из тонких лент или типа шпули.

Д ля трансформаторов питания сердечники изготавливаются из электротехнической стали (табл. 4.2).

Таблица 4.2

Частота f, Гц	Марка стали	Высота h, мм
50	Э310	0,35 – 0,5
400	Э340	0,8
1000	Э360	0,008
> 1000	пермаллой, 50Н, МКМП	–
> 20000	ферриты	–

По способу защиты от внешнего воздействия трансформаторы бывают:

‑ герметизированные,

‑ капсулированные,

‑ открытые.

В первом случае трансформатор заключают в металлический корпус и заливают компаундом. Во втором случае трансформатор помещают в разъемную форму и обволакивают компаундом или пластмассой. В открытых трансформаторах обмотки пропитывают битумными или водоэмульсионными лаками.