Bir güç kaynağı transformatörü nasıl boyutlandırılır?


9

Bir DC güç kaynağı için bir transformatörü boyutlandırırken her zaman tereddüt ediyorum ve sanırım bazen onları aşırı boyutlandırıyorum. Karışıklığım trafo ve DC voltajındaki farktan kaynaklanıyor.
10V DC @ 1A'ya ihtiyacım olursa, 10VA'lık bir transformatör işe yarar mı? Bağırsak hislerim daha fazlasına ihtiyacım olduğunu söylüyor, bu yüzden daha büyük bir transformatör kullanıyorum, ama ne kadar büyük olması gerekiyor?

Yanıtlar:


17

İlk olarak, sonuçta 1A çıkışta 10V DC istiyorsanız 10VA yeterli değildir. Teorik olarak, transformatör 10W'lık bir güç faktörü verebilir, ancak sadece 1 güç faktörüne sahiptir. Başka bir şey için yeterli değil. O zaman iyi bir mühendis yine de biraz marj ekleyecektir.

İkincisi, 15VA veya 20VA bile transformatörün istediğinizi yapabileceğini bilmek için yeterli değildir. Sadece 10W'a gelen herhangi bir voltaj ve akım kombinasyonunu değil, 10W sağlayabilmesi gereken belirli bir voltaj çıkışına ihtiyacınız vardır.

Bir güç hattı transformatörü hakkında soru sorduğunuzdan, sadece tam bir dalga köprüsü, kapak ve belki de çıktıya doğrusal bir regülatör koymak istediğinizi tahmin ediyorum. Tam dalga köprüsünden sonra AC dalga formunun doruklarına hedef çıkış voltajının birkaç volt üzerinde olması gerekir. Bu, yüksek yükte sarkma ve doğrusal regülatörün işini yapması için alan sağlar. Tam dalga köprüsünün tam 1A yük altında 1.5 volt ve lineer regülatör için belki 2V düşeceğini düşünün. Bu tek başına AC piklerinin en az 10V + 1.5V + 2V = 13.5V olması gerekir. Yüksek yük altında düşüşün muhasebesi daha zordur. Teorik olarak, transformatör çıkış voltajı değeri tam yük altındadır, ancak en kötü durum hattı voltaj girişi için genellikle belirtilmez. Transformatör veri sayfasına dikkatlice bakmanız gereken yer burasıdır. Akım doğrudan transformatörden değil, depolama kapağından çekilirken, pikler arasında bir voltaj düşüşü olacaktır. Şimdiye kadar, düşük hat voltajı ve hat döngüleri arasındaki düşüş nedeniyle düşmeyi hesaba katmadan önce minimum 13.5V / sqrt (2) = 9.5V AC sinüs çıkışına ihtiyacımız var. Makul büyüklükte bir depolama kapağı varsayarak, bir 12V transformatörün muhtemelen minimum olduğu anlaşılıyor.

60 Hz güç hattı frekansı için, depolama kapağı 120 Hz hızında veya her 8,3 ms'de bir şarj edilecektir. Diyelim ki 1A tam çıkış akımında 2V düşüş için bütçeledik. Bu, minimum depolama kapağının 1A * 8.3ms / 2V = 4.2mF olduğu anlamına gelir. Bu oldukça fazla ama yapılabilir. Bununla devam edebilir veya daha fazla düşüşe izin vermek için daha yüksek bir voltajla başlayabilirsiniz, bu da daha küçük bir kapağa izin verir.

Somut bir öneri yapmak için, 12V 1.5A transformatör gibi bir şey büyük olasılıkla yeterince büyük bir depolama kapağı ile yapacak. Bu tür bir güç kaynağının oldukça verimsiz olacağını unutmayın. Tam dalga köprüsü tek başına yaklaşık 1.5W ve lineer regülatör daha fazla dağılacaktır.

Yukarıdaki dengesizlikler artık "aptal" doğrultucu ve doğrusal regülatör kaynaklarına sahip doğrudan güç hattı transformatörlerini görmemenizin iyi nedenleridir. Kuzey Amerika'da bile, güç hattı sadece 60 Hz'dir, bu nedenle transformatör büyük, ağır, pahalı ve sonuç oldukça verimsiz olacaktır. Günümüzde tam dalga köprüsünü doğrudan AC hattına koydunuz, daha sonra izole tarafta düşük voltaj yapmak için yüksek frekansta çok daha küçük bir transformatörle kesin. Kıyıcıya opto geri besleme, nihai çıkış voltajının düzenlenmesine izin verebilir. Bu çok daha verimlidir ve daha küçük, daha ucuz, daha hafif ve daha verimli bir transformatör kullanabilir, çünkü 100s KHz'de çalışacaktır. Anahtarlı duvar-siğil tipi güç kaynaklarının yaptığı budur.


Uzun detaylı cevaplarınızı seviyorum. Keşke çalışırken onları parçalara ayırabilseydim. Farklı bölümler için birkaç başlığınız varsa, herhangi bir okuyucunun ihtiyaç duyduğu şeyi hemen almasına izin verir ve siteye göz atmak için her seferinde 20-30 saniyeye sahip olanlar için harika bir yer tutucu yapar. Belki boyutlandırma kararına ilişkin bir bölüm, belki de düzenlemenizin verimlilik gereksinimlerini açıklamak için başka bir bölüm. Belki sarkma ve yığın kapasitörler (filtreleme) hakkında bir bölüm. Belki bir özet bölümü. Ders isteyenler için öğrenmeden öğrenebilirdik.
Kortuk

@Kortuk: Bundan daha önce bahsetmiştin. Kendi fikrinize olan hakkınıza saygı duysam da katılmıyorum. Bu yazı yalnızca 6 paragraftan oluşuyor ve ekranımın dikey olarak yalnızca 2 / 3'ünü kaplıyor. Başlıklar ve ekstra biçimlendirmenin bu kısa boyuttaki bir yayında dağılmasına ve dikkatinin dağılmasına inanıyorum. Kendimi daha uzun yazılar yazarken bulursam bunu akılda tutmaya çalışacağım.
Olin Lathrop

@Kortuk, @Olin - Olin'e katılıyorum. Ayrıca, her zaman tamamen okumaya değer ayrıntılı cevaplar vermekte zorlanır. Hepsi faydalı bilgiler. Ben de aynısını yapmaya çalışıyorum. İnsanların onları da okuyamayacak kadar tembel olduğunu bilsem ciddi motive edici olurdu.
stevenvh

@stevenvh (ve olin cevabında onu motive etmeli), Bunu derecelendirmenin kolay bir yolu yok. Geçmişte bazı testler yaptım. Bir cevap yazardım, tıpkı Olin'inki gibi. Birkaç oy alırım. Bölüm başlıkları içinde düzenlerdim, aniden başka bir 8 veya 9 alırsınız. Bunu oldukça uzun bir gecikmeyle yapabilirim ve hala işlev görüyordu. Kendim için söylemeye çalıştığım gibi, sürekli bir şeyler yapmak için bir an olsun ama hemen durmak zorunda olduğum bir ortamda çalışıyorum, belki bir paragrafı okumak için yeterli zaman olabilir belki 2, başlıklar ile gidebilirim başlıktan başlığa.
Kortuk

1

Gereksinimlerinizin iki katı olanı satın almak ve kullanmak her zaman iyi bir uygulamadır,

örneğin, 10 V, 1 A dereceli bir transformatöre ihtiyacınız vardır ve uygulamanız veya ekipmanınız 1 A akım ancak transformatör tarafından sunulan maksimum gücü tüketir, şimdi transformatör doymuş hale geldikçe ısınır ve daha fazla ısı pompası dışarı çıkar ve transformatörün verimliliği azalır. Bu yüzden her zaman çift derecelendirilmiş satın alın.

Ve bir şey daha, yaşadığınız yer hakkında bilmiyorum, benim evimde, Hindistan Transformers, 10 V, 500 mA 10 V, 1 A 10 V, 2 A gibi derecelendirmeler mevcutsa bu

VA derecelendirmesinde değil, yalnızca VA derecelendirmesinin zor olduğu belirtilirse, 20 VA, VA ile birlikte '10 V 2 A 'veya '20 V 1 A' 'yı temsil edebilir, Voltaj da para cezasından bahsedilirse ..

Sonra gereksiniminize göre 10 V, 20 VA iyidir.

Bu yardımcı olur umarım.


Dikkate alınması gereken bir diğer şey de güç kaynağı verimliliğidir. Düzeltme ve düzenleme sistemine bağlı olarak, tedarik tasarımı üzerinde önemli bir etkisi olabilir. Pavan'ın miktarın iki katı kullanılması önerisi ilk başta aşırı görünebilir, ancak örneğin çıkışta 10 V 1 A DC'ye ihtiyacınız varsa ve bunun için en basit devreyi kullanırsanız (örneğin KA7810 regülatörü ve KBL406 doğrultucu), daha fazlasına ihtiyacınız olacak regülatör için iki volttan fazla, doğrultucu için iki kez 1,1 V, kararlı çalışma için miktarı mutlak minimum 14,2 V'a getiriyor.
AndrejaKo

Şebeke güç gerilimi düşüşleri göz önüne alındığında, yük altında hızla 20 V'a kadar çıkarak bizi 20 VA rakamına getirir.
AndrejaKo

Doğrultucudan sonra ve regülatörden önce bir filtreleme kapasitörü voltaj regülatörünün artmasına yardımcı olabilir.
AndrejaKo

1
@Pavan - şimdiye kadar kullandığım tüm transformatörler, zaman zaman da geçerli olan ancak her zaman değil, VA derecesi ve ikincil voltaj (lar) ile belirtildi. VA derecelendirmesinin verilmesinin nedeni, boyutu belirlemesidir. Genellikle bir üreticinin tüm 10VA tipleri tek bir mekanik çizime atıfta bulunur.
stevenvh

@AndrejaKo: Sadece bir filtreleme kondansatörü doğrultucuya ortalama voltajı arttırmakla kalmaz, aynı zamanda regülatöre giriş en azından hat döngüsü sıfır geçişlerinde sıfıra düşer.
Olin Lathrop

0

Bir transformatörü bir DC yükü için boyutlandırırken, transformatörün AC akım değerinin hemen hemen her zaman yüke beslenen DC akımından daha büyük olması gerekir, bazen önemli ölçüde. Ne kadar büyük olursa, kullanılan güç kaynağının topolojisine bağlıdır - burada kullanışlı bir kılavuz bulabilirsiniz.

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.