Как правильно мотать импульсные трансформаторы. Как намотать трансформатор: пошаговая инструкция

После ряда статьей про электрошоковые устройства я заметил, что у начинающих радиолюбителей возникает много вопросов связанные с намоткой катушек и трансформаторов, и вот решил об этом подробно написать.

Для начала нужно поискать старый блок питания, самый лучший вариант бп от компьютера, в нем как раз есть трансформаторы нужной величины.

Итак выпаиваем для начала трансформатор, снимаем сердечик (если трудно снимается, желательно подогреть феррит зажигалкой), после чего с каркаса нужно снять все заводские обмотки.

Обмотка содержит 12 витков с отводом от середине. Как это делают: Сначала аккуратно мотаем 6 витков, затем провод скручиваем и делаем отвод, потом мотаем еще 6. Старайтесь все витки мотать в одном ряду, виток к витку!

После намотки первичной обмотки, ее нужно изолировать. Изоляцию лично в делаю при помощи прозрачного скотча, хотя можно использовать тонкую изоляционную ленту или конденсаторную бумагу. В общей сложности на первичку ставим 5- 6 слоев изоляции.

Вторичная обмотка намотана в том же направлении, что и первичная (важно!). Содержит обмотка от 400 до 600 витков, если мотать больше, то возрастает опасность пробоя. Обмотку мотаем по слоям, в каждом слою 50 - 70 витков, после завершении намотки первого слоя ставим изоляция скотчем ии мотаем второй слой.

Импульсные трансформаторы (ИТ) являются востребованным прибором в хозяйственной деятельности. Часто устанавливают в блоки питания бытовой, компьютерной, специальной техники. Импульсный трансформатор своими руками создают мастера с минимальным опытом работы в области радиотехники. Что это за устройство, а также принцип работы будут рассмотрены далее.

Область применения

Задача импульсного трансформатора заключается в защите электрического прибора от короткого замыкания, чрезмерного увеличения значения напряжения, нагрева корпуса. Стабильность блоков питания обеспечена импульсными трансформаторами. Подобные схемы применяются в триодных генераторах, магнетронах. Импульсник применяется при работе инвертора, газового лазера. Данные приборы устанавливают в схемах в качестве дифференцирующего трансформатора.

Радиоэлектронная аппаратура основана на трансформаторной способности импульсных преобразователей. При использовании импульсного блока питания организовывается работа цветного телевизора, обычного компьютерного монитора и т. д. Помимо обеспечения потребителя током требуемой мощности и частоты, трансформатором выполняется стабилизация значения напряжения при работе оборудования.

Видео: Как работает импульсный трансформатор?

Требования к приборам

Преобразователи в блоках питания обладают рядом характеристик. Это функциональные устройства, имеющие определенную габаритную мощность. Они обеспечивают правильное функционирование элементов в схеме.

Импульсный бытовой трансформатор обладает надежностью и высоким перегрузочным порогом. Преобразователь отличается стойкостью к механическим, климатическим воздействиям. Поэтому схема импульсного блока питания телевизоров, компьютеров, планшетов. отличается повышенной электрической устойчивостью.

Приборы обладают небольшой габаритной характеристикой. Стоимость представленных агрегатов зависит от области применения, трудозатрат на изготовление. Отличие представленных трансформаторов от иных подобных приборов заключается в их высокой надежности.

Принцип работы

Рассматривая, как работает агрегат представленного типа, нужно понять отличия между обычными силовыми установками и устройствами ИТ. Намотка трансформатора имеет разную конфигурацию. Это две катушки, связанные магнитоприводом. В зависимости от количества витков первичной и вторичной намотки, на выходе создается электричество с заданной мощностью. Например, в трансформаторе преобразовывается напряжение 12 в 220 В.

На первичный контур подаются однополярные импульсы. Сердечник остается в состоянии постоянного намагничивания. На первичной намотке определяются импульсные сигналы прямоугольной формы. Интервал между ними во времени короткий. При этом появляются перепады индуктивности. Они отражаются импульсами на вторичной катушке. Эта особенность является основой принципов функционирования подобного оборудования.

Разновидности

Выделяют разные типы импульсной схемы силового оборудования. Агрегаты отличаются в первую очередь формой конструкции. От этого зависят эксплуатационные характеристики. По виду обмотки различают агрегаты:

Поперечное сечение сердечника бывает прямоугольное, круглое. Маркировка обязательно содержит информацию об этом факте. Также различают тип обмоток. Катушки бывают:

Спиральные.
Цилиндрические.
Конические.

В первом случае индуктивность рассеивания будет минимальной. Представленный тип преобразователя применяется для автотрансформаторов. Намотка при этом выполняется из фольги или тенты из специального материала.

Цилиндрический тип обмотки характеризуется низким показателем рассеивания индуктивности. Это простая, технологичная конструкция.

Конические разновидности значительно уменьшают рассеивание индуктивности. Емкость обмоток при этом мало увеличивается. Изоляция между двумя слоями обмоток пропорциональна напряжению между первичными витками. Толщина контуров увеличивается от начала к концу.

Представленное оборудование отличается различными эксплуатационными характеристиками. В их число входят габаритная мощность, напряжение на первичной, вторичной обмотке, масса и размер. При указании маркировки учитываются перечисленные характеристики.

Преимущества

Блоки питания с импульсным устройством обладают массой достоинств перед аналоговыми приборами. Именно по этой причине их подавляющее большинство изготавливается по представленной схеме.

Трансформаторы импульсного типа отличаются следующими преимуществами:

Малый вес.
Низкая цена.
Повышенный уровень КПД.
Расширенный диапазон напряжения.
Возможность встроить защиту.

Меньшим весом конструкция обладает из-за увеличения частоты сигнала. Конденсаторы уменьшаются в объеме. Схема их выпрямления наиболее простая.

Сравнивая обычные и импульсные блоки питания, видно, что в последних потери энергии сокращаются. Они наблюдаются при переходных процессах. КПД при этом может составлять 90-98%.

Меньшие габариты агрегатов позволяют снизить затраты на производство. Материалоемкость конечного продукта значительно уменьшается. Запитывать представленные аппараты можно от тока с различными характеристиками. Цифровые технологии, которые применяются при создании малогабаритных моделей, позволяют применять в конструкции специальные защитные блоки. Они предотвращают появление короткого замыкания, прочие аварийные ситуации.

Единственным недостатком импульсных разновидностей устройств является появление высокочастотных помех. Их приходится подавлять различными методами. Поэтому в некоторых разновидностях точных цифровых приборов подобные схемы не используются.

Разновидности материалов

Представленное оборудование изготавливается из различных материалов. Создавая блоки питания представленного типа, потребуется рассмотреть все возможные варианты. Применяются следующие материалы:

Электротехническая сталь.
Пермаллой.
Феррит.

Одним из лучших вариантов является альсифер. Однако его практически не найти в свободной продаже. Поэтому, желая создать оборудование самостоятельно, его не рассматривают в качестве возможного варианта.

Чаще всего для создания сердечника применяется электротехническая сталь марок 3421-3425, 3405-3408. Магнитно-мягкими характеристиками известен пермаллой. Это сплав, который состоит из никеля и железа. Его легируют в процессе обработки.

Для импульсов, интервал которых находится в пределах наносекунды, используется феррит. Этот материал имеет высокое удельное сопротивление.

Расчет

Чтобы создать и намотать трансформаторные контуры самостоятельно, потребуется произвести расчет импульсного трансформатора. Применяется специальная методика. Сначала определяют ряд исходных характеристик оборудования.

Например, на первичной обмотке установлено напряжение 300 В. Частота преобразования равняется 25 кГц. Сердечник выполнен из ферритового кольца типоразмером 31 (40х25х11). Сначала потребуется определить площадь сердечника в поперечном сечении:

П = (40-25)/2*11 = 82,5 мм².

На основе полученных данных можно найти диаметр сечения провода, который потребуется для создания контуров:

Д = 78/181 = 0,43 мм.

Площадь сечения в этом случае равняется 0,12 м². Максимально допустимый ток на первичной катушке при таких параметрах не должен превышать 0,6 А. Габаритную мощность можно определить по следующей формуле:

ГМ = 300 * 0,6 = 180 Вт.

На основе полученных показателей можно самостоятельно рассчитать параметры всех составляющих будущего прибора. Создать трансформатор этого типа станет увлекательным занятием для радиолюбителя.

Подобный аппарат является надежным и качественным при правильной последовательности всех действий. Расчет проводится для каждой схемы индивидуально. При изготовлении подобного оборудования вторичная обмотка должна замыкаться на нагрузку потребителя. В противном случае прибор не будет считаться безопасным.

От типа сборки, материалов и прочих параметров зависит работа трансформатора. Качество схемы напрямую зависит от импульсного блока. Поэтом расчетам, выбору материалов уделяется высокое значение.

Интересное видео: Импульсный трансформатор своими руками

Рассмотрев особенности импульсных трансформаторов, можно понять их важность для многих радиоэлектронных схем. Создать подобное устройство самостоятельно можно только после соответствующего расчета.

Добрый вечер всем радиолюбителям! Наверно вы хоть раз слышали о специальных мощных автомобильных усилителях мощности звуковых частот. А многие из радиолюбителей и сами строят отличные по характеристикам УМ. Естественно питаются они не 12-ю вольтами, а повышенным напряжением с инвертора. Эта статья будет особенно полезна начинающим инвертор-строителям. Саму плату спаять легко, а вот трансформатор... Поведаю сегодня о намотке импульсных трансформаторов для этих самых усилителей, а точнее для их блоков питания. Так как именно при намотке у большинства и возникают главные проблемы.

В первую очередь хотелось бы сказать о том, какие кольца стоит покупать, а какие обминать стороной. Так вот, один раз взял кольцо какое-то салатовое, указана проницаемость в 2200 (НH). Намотал стандартно на первичную обмотку 2 полуобмотки, каждая по шесть витков, всё нормально сфазировал, впаял в плату, подключил к блоку питания через амперметр, вжик - ток ХХ 14 ампер, моментально схему выключил, но это не спасло полевые транзисторы, итог - одна пара ушла в небытие... Дальше мотал по 5 витков в полуобмотке - вжик, опять 2 полевых спать ушло, мотал третий раз, намотал теперь больше, по 8 витков на полуобмотку и опять полевики улетели, у меня уже нервы подшаливают, думаю буду мотать и с каждым разом подымать число витков, сжег ещё 2 пары полевиков, дошел до 12 витков на полуобмотку, то есть 24 витка (и это на преобразователь), а не на сетевой ИИП! После этого задумался и стал искать причину... С тех пор беру только зелёные кольца, пусть они немного дороже, но зато число витков могу определить на глаз - и вот об одном из таких колец и намотке трансформатора на нём и пойдет дальше мой расказ.

Основные электромагнитные параметры ферритов

Купил кольцо 45*20*12, почитав немного форумы уже знал, что для него надо приблизительно 4 витка на одну полуобмотку, тоесть 8 витков в общем. Кольцо мотал для , так что вторичная обмотка содержала 16+16 витков. На выходе напряжение было +-55 вольт, при нем Ланзар чувствует себя оптимально.

Так как сила тока в первичной обмотке большая, то решено было не жалеть провод и использовать самый толстый что был, а это 1 мм. Итак, сложил вместе 5 жил по 1 мм, намотал одну полуобмотку - 4 витка, всё нормально легло, ещё и место осталось, секрет в том, чтобы под максимальным углом ложить провод, чем больше угол, тем легче мотать вторую полуобмотку. Сразу скажу что мотать внатяг такую шину не очень - пальцы на следующий день болят жутко! И ещё один совет бывалого трансформаторщика.

Для начала нужно поискать старый блок питания, самый лучший вариант БП от компьютера, в нем как раз есть трансформаторы нужной величины. Итак, выпаиваем для начала трансформатор, снимаем сердечник (если трудно снимается, желательно подогреть феррит зажигалкой), после чего с каркаса нужно снять все заводские обмотки.

Далее, берем провод с диаметром от 0.3 до 0.8 мм и аккуратно мотаем на голом каркасе первичную обмотку. Обмотка содержит 12 витков с отводом от середины. Как это делают: Сначала аккуратно мотаем 6 витков, затем провод скручиваем и делаем отвод, потом мотаем еще 6. Старайтесь все витки мотать в одном ряду, виток к витку!

После намотки первичной обмотки, ее нужно изолировать. Изоляцию лично я делаю при помощи прозрачного скотча, хотя можно использовать тонкую изоляционную ленту или конденсаторную бумагу. В общей сложности на первичку ставим 5-6 слоев изоляции.
Вторичная обмотка намотана в том же направлении, что и первичная (это очень важно). Содержит обмотка от 400 до 600 витков, если мотать больше, то возрастает опасность пробоя. Обмотку мотаем по слоям, в каждом слою 50 - 70 витков, после завершении намотки первого слоя делаем изоляцию скотчем и мотаем второй слой.

Провод для намотки желательно использовать с диаметром 0.07 – 0.2 мм (в зависимости от габаритных размеров трансформатора). Готовый трансформатор в заливке не нуждается и работает безотказно. На выходе образуется "жгучая" дуга с длиной до 1.5 см.