Принцип роботи імпульсного трансформатора

Сучасні електронні та електричні прилади мають досить складний пристрій. Їх ефективну та безперебійну роботу забезпечує велику кількість складових. Однією з них є імпульсний трансформатор, принцип роботи якого грунтується на активному перетворенні електричного струму.

Основна функція

Пристрої, робота яких залежить від електричного струму, часто оснащуються імпульсними трансформаторами (ІТ). Робиться це для того, щоб забезпечити захист від короткого замикання, занадто високої напруги, що виходить від мережі, і перегрівання корпусу електроприладів. Імпульсний трансформатор, встановлений всередину блоку живлення, перетворює напругу таким чином, що імпульс, що отримується на виході, має мінімум спотворення. Ступінь перетворення вихідного імпульсу залежить від технічних характеристик ІТ.

Використання подібного трансформує пристрої дає можливість істотно зменшити вагу, розмір і ціну приладів, в яких він встановлюється.

Він присутній як в техніці, використовуваної в побуті (кольорових телевізорах, комп'ютерних моніторах), так і в спеціальному обладнанні, в основі якого закладено дію імпульсу (газових лазерах, магнетронах, тріодних генераторах, що диференціюють трансформаторах).

Вимоги до виробництва

Процес створення імпульсного трансформатора проходить з чітким дотриманням певних вимог. Вимоги, яким повинен відповідати ІТ, діляться на: Техніко-економічні. До них відноситься вага, габарити, вартість. Також важливо, щоб для виготовлення приладу застосовувалися доступні вихідні матеріали і виробничі технології. Ця категорія вимог є досить умовною, так як включені в неї параметри можуть легко змінюватися в залежності від різних факторів. Наприклад, в якості вихідних матеріалів можуть виступати провідники, діелектрики різного типу, які в подальшому можуть по-різному вплинути на вагу, розмір або вартість готового трансформатора.

• Експлуатаційні. Визначають ступінь надійності вихідної сировини, його термостійкість, стійкість до кліматичних чинників і механічних пошкоджень. Важливим експлуатаційним вимогою є обов'язкова перевірка трансформатора на можливість працювати в аварійному режимі.

Основні показники роботи ІТ, такі як напруга, потужність і форма імпульсу, контролюються функціональними вимогами. Саме від того, наскільки точно вони будуть дотримані, залежить, як довго і з якою ефективністю імпульсний трансформатор буде виконувати свою функцію.

В ході виготовлення сердечника може бути використаний різний матеріал. Найбільш часто в якості вихідної сировини виступає:

• Електротехнічна сталь.
• Ферит.
• Пермалой.

Найкращим сировиною для виробництва трансформаторних сердечників вважається альсифера. Він є досить рідкісним матеріалом, тому альсіферовие сердечники зустрічаються досить рідко.

Механізм дії і види пристроїв

Робота імпульсного трансформатора забезпечується за рахунок пари котушок, з'єднаних магнітоводом і мають обмотку різної конфігурації. Кількість витків на обмотці визначає потужність електричної енергії, одержуваної на виході.

Первинний контур обмотки приймає на себе однополярні імпульсні сигнали. На ній же визначаються імпульси з коротким тимчасовим інтервалом, що мають прямокутну форму. Потім ці ж імпульси знаходять відображення на вторинній обмотці. Принцип відображення є основним в роботі всіх ІТ.

Трансформатори можуть мати різне пристрій. Одна з відмінних рис конструкції – типи обмотки. Залежно від неї виділяють такі різновиди приладу:

• тороидальний,
• стрижневий,
• броньовий,
• бронестержневой.

Усередині цих трансформаторів може бути використана різна обмотка. Котушки можуть мати форму:

• Спіралі. В якості основного матеріалу використовується фольга. Спіральні котушки характеризуються мінімальною індуктивністю розсіювання, найчастіше встановлюються в автотрансформатори.
• Циліндра. Така котушка відрізняється простотою форми і низьким показником індуктивності.
• Конуса. Така форма виходить з-за різної товщини контурів, що зростають від початку до кінця.

Види і форми обмоток безпосередньо впливають на технічні та експлуатаційні параметри ІТ, такі як напруга, габаритна потужність, розміри і вага.

На кожному трансформаторі присутній спеціальне маркування, що містить відомості про його різновиди і типі встановленої котушки.

Розрахунок показників

Імпульсний трансформатор не тільки випускається на виробництві, а й створюється самостійно. Щоб виготовлене своїми руками пристрій виконувало свої функції без помилок і збоїв, буде потрібно попередньо розрахувати:

• площа сердечника (в його поперечному перерізі),
• мінімальне число витків обмотки,
• діаметр перетину проводів для контурів,

Визначивши значення основних параметрів, не важко буде дізнатися габаритну потужність ІТ. Вірні розрахунки допоможуть створити імпульсний трансформатор, який при відносно невеликій вазі буде мати високий коефіцієнт корисної дії, розширеним діапазоном напруги. При цьому витрати на самостійне виготовлення пристрою будуть дуже невеликими.