Проектирование трансформатора

Для любой заданной площади ядра и частоты существует максимальное «вольт на виток».

Для типичного небольшого (50 ВА, не так ли?) тороидального сердечника, который у меня есть, размер сердечника составляет 25 мм на 13 мм. Железо насыщает где-то между 1,5T и 2T в зависимости от сорта. Если я запустил ядро ​​с пиковым значением потока +/- 1,8 Тл при частоте 50 Гц, я буду генерировать пиковое напряжение около 170 мВ на оборот. Таким образом, для обмотки 12 В среднеквадратичного значения потребуется 100 витков, для сетевой обмотки 240 В потребуется 2000 витков.

Можно использовать сердечник достаточно большого размера, чтобы получить напряжение за один виток . Например, железный сердечник площадью 0,032 м, то есть 0,13 м на 0,25 м, размером с железнодорожную шпалу, даст вам 12 В среднеквадратичного значения на виток при частоте 50 Гц и очень тяжелый трансформатор.

Как указывает Сэм, увеличение частоты пропорционально увеличивает вольт на виток. Вот почему в самолетах используется переменный ток с частотой 400 Гц, это на порядок снижает вес железа и меди в трансформаторе, и это почти самая высокая частота, которую можно использовать с пластинами из железа. Ферритовые трансформаторы, используемые в SMPS, как правило, используют частоты от 10 до 100 кГц, и их можно обойти одним или несколькими витками.

Потому что, если вы не используете трансформатор на частоте в несколько МГц (в этот момент вы действительно можетеиметь только один виток) или вам нужна небольшая доля вольта (например, вы делаете точечную сварку), вам нужно, чтобы количество вторичных и первичных витков было равно отношению напряжения между первичным и вторичным и число первичные витки в основном диктуются требуемой индуктивностью, необходимой для предотвращения насыщения сердечника в нормальных условиях. На частоте сети вам обычно требуется первичная индуктивность в диапазоне миллигенри, это в значительной степени означает, что вам нужно довольно много витков в первичной обмотке, и если ваше входное напряжение не является сверхвысоким/выходное напряжение сверхнизким, вам почти наверняка понадобится довольно много витков. несколько оборотов во вторичном, чтобы получить правильное соотношение.