ТРАНСФОРМАТОРЫ ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ

Трансформаторами называются статические устройства, обес­печивающие преобразования параметров переменных напряжений и токов. Трансформаторы позволяют: изменять уровни и фазу напряжений (токов); согласовывать сопротивления источника сигнала и нагрузки; разделять цепи по постоянному току; изме­нять форму переменного напряжения (тока).

В настоящее время преимущественно применяются электро­магнитные трансформаторы, принцип работы которых основан на преобразовании энергии электрического поля в энергию маг­нитного поля и обратном преобразовании последней. Тем самым осуществляется передача электрической энергии из одной цепи в другую. Такой трансформатор состоит из ферромагнитного магнитопровода и расположенных на нем обмоток. Обмотка, под­ключаемая к первичной питающей сети (источнику сигнала), на­зывается первичной, а обмотки, к которым подключаются цепи нагрузки,– вторичными.

Различают трансформаторы питания электронной аппаратуры и сигнальные трансформаторы.

Трансформаторы питания электронной аппаратуры – это трансформаторы малой мощности, предназначенные для преоб­разования напряжения электрической сети в напряжения, необ­ходимые для питания электронных устройств.

Сигнальные трансформаторы – это трансформаторы малой мощности, предназначенные для точной передачи, преобразова­ния, а иногда и запоминания электрических сигналов. Их под­разделяют на входные (обеспечивающие согласование входных сопротивлений электронных узлов и источников сигнала), выход­ные (обеспечивающие согласование выходных сопротивлений электронных устройств с сопротивлениями нагрузок) и импуль­сные (обеспечивающие преобразование и формирование импуль­сных сигналов).

Магнитопроводы трансформаторов электронной аппаратуры имеют различные конфигурации. Широко используются стержне­вые, броневые и тороидальные конструкции (рис. 2.13).

а) б) в)

Рис. 2.13. Магнитопроводы трансформаторов: а — стержневой; 6 — броневой; в — тороидальный (кольцевой)

Трансформаторы со стержневыми магнитопроводами (рис. 2.13, а) имеют неразветвленную магнитную цепь, обладают относите­льно большим значением потока рассеивания и лучшими усло­виями охлаждения обмоток, так как они располагаются на раз­ных стержнях. Такие конструкции менее чувствительны к внешним магнитным полям, в связи с тем что ЭДС помехи, на­водимые в обеих катушках, противоположны по знаку и частич­но или полностью уничтожаются. Указанные преимущества дела­ют их предпочтительными при изготовлении трансформаторов большой мощности. Недостатки их – большие потоки рассеива­ния и большие, чем у броневых трансформаторов, массогабаритные показатели. Броневые трансформаторы (рис. 2.13, б) имеют разветвленную магнитную цепь. Обмотки располагаются на сред­нем стержне. Такие трансформаторы относятся к числу наиболее простых и дешевых в производстве. Недостатками их являются относительно высокая чувствительность к наводкам, большая ве­личина потока рассеивания и плохое охлаждение обмоток.

Трансформаторы на тороидальных сердечниках (рис. 2.13, в) наиболее сложные и дорогие. Основными преимуществами их яв­ляются весьма малая чувствительность к внешним магнитным по­лям и малое значение потока рассеивания. Обмотки в трансфор­маторах тороидальной конструкции наматывают равномерно по всему тору, что позволяет еще более уменьшить магнитные потоки рассеивания.

Для уменьшения потерь на вихревые токи магнитопроводы изготовляют из тонких пластин трансформаторной стали (шихто­ванные), покрытых с одной стороны слоем изолирующего лака или оксида. Сборка сердечника из пластин, толщина которых меньше 0,1...0,2 мм, неудобна и плохо поддается автоматизации. в случаях тонкого магнитного материала удобнее и дешевле оказываются «витые сердечники», навиваемые из стальной ленты необходимой толщины. Их часто называют ленточными.

Пластинчатые магнитопроводы собирают из отдельных плас­тин встык или внахлест. При сборке встык все пластины состав­ляются вместе и собираются одинаково. Магнитопровод состоит из двух частей, которые соединяются вместе. Это облегчает сбор­ку и разборку трансформатора и позволяет получить воздушные зазоры, необходимые для нормальной работы дросселя низкой частоты. При сборке внахлест пластины чередуются так, чтобы у соседних пластин разрезы были с разных сторон. При этом уменьшается магнитное сопротивление магнитопровода, но тру­доемкость сборки увеличивается.

Броневые и стержневые ленточные магнитопроводы изготов­ляют, как правило, из холоднокатаной стали и собирают встык из двух отдельных половин подковообразной формы.

Ленточные магнитопроводы по сравнению с пластинчатыми допускают применение на 20...30% большей магнитной индук­ции, имеют лучшее заполнение объема магнитопровода обмотками, меньшие электромагнитные потери и повышенный КПД.