ФОРМА ТОКА ХОЛОСТОГО ХОДА
ТОРОИДАЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ.
И. Виноградский aka
ИГВИН © 2006 г.
(вторая редакция)
Данное исследование проводилось с целью экспериментального определения формы тока холостого хода тороидальных трансформаторов, применяемых в блоках питания аудиоаппаратуры Hi-End.
Было исследовано 2 тороидальных магнитопровода. Размеры магнитопроводов приведены в таблице.
Схема измерения представлена на рис 1.
|
|
|
Рис. 1. Схема измерения. |
Использованы:
- ЛАТР 2А.
- Изолирующий трансформатор 4:1. Габаритная мощность 200W, первичная обмотка 880 витков. При проведении измерений в наихудшем случае на его первичную обмотку приходилось не менее 8 витков/Вольт
- Осциллограф С1-114/1.
- Милливольтметр переменного напряжения В3-56.
На испытуемые магнитопроводы намотано по 100 витков пробной обмотки проводом, штатно используемым для первичной обмотки.
Напряжение на испытуемой обмотке поднималось с шагом 2 Вольта, делался снимок. Чувствительность осциллографа в ходе измерений не менялась и составляла 5 mV/деление.
На осциллограммах показана форма тока в цепи испытуемой обмотки. Напряжение на ней измерено милливольтметром среднеквадратичных значений и пересчитано в отношение витков к вольтам (Витки/Вольт):
Yвитк/вольт = 100 витков/Uвольт
Форма напряжения на пробной обмотке при измерении даже в наихудшем измеряемом случае повторяет форму сетевого напряжения: синус с уплощенной верхушкой. При выходе за пределы проведенных измерений форма напряжения синуса искажается, примерно как ступенька в усилителе класса В без ОООС. Железо при этом начинает зудеть.
Результаты исследования сведены в две таблицы.
|
ФОРМА ТОКА ПРИ ДАННОМ ОТНОШЕНИИ ВИТКОВ/ВОЛЬТ. Магнитопровод 140W: 60х100-32, сечение 6,4 см2 рекомендовано первичной 1000 витков (4,55 витков/Вольт) |
||
|
|
|
|
|
10 витк/Вольт, 0,71 Тл |
8,33 витк/Вольт, 0,85 Тл |
7,14 витк/Вольт, 1 Тл |
|
|
|
|
|
6,25 витк/Вольт, 1,14 Тл |
5,56 витк/Вольт, 1,28 Тл |
5 витк/Вольт, 1,42 Тл |
|
|
|
|
|
4,55 витк/Вольт, 1,56 Тл рекомендовано. |
4,17 витк/Вольт, 1,7 Тл |
3,85 витк/Вольт, 1,98 Тл |
|
ФОРМА ТОКА ПРИ ДАННОМ ОТНОШЕНИИ ВИТКОВ/ВОЛЬТ. Магнитопровод 200W: 60х100-40, сечение 8 см2 рекомендовано первичной 850 витков (3,86 витков/Вольт) |
||
|
|
|
|
|
8,33 витк/Вольт, 0,68 Тл |
7,14 витк/Вольт, 0,8 Тл |
6,25 витк/Вольт, 0,91 Тл |
|
|
|
|
|
5,56 витк/Вольт, 1 Тл |
5 витк/Вольт, 1,14 Тл |
4,55 витк/Вольт, 1,25 Тл |
|
|
|
|
|
4,17 витк/Вольт, 1,36 Тл |
3,85 витк/Вольт, 1,48 Тл рекомендовано |
3,57 витк/Вольт, 1,6 Тл |
Очевидно, что рекомендованное производителем отношение витков/Вольт близко к критическому и при 10% превышении сетевого напряжения железо будет насыщаться.
Индукцию в магнитопроводе можно вычислить для каждого случая по формуле
Bmax=Urms/(1,41*pi*w*F*Q), где
U – напряжение на обмотке, Вольт
w – количество витков
Q – сечение сердечника, м2 (с учетом заполнения железом)
pi – 3,14
F – частота (50 Гц)
В случае применения данных сердечников в блоке питания Hi-End усилителя, исходя из результатов измерений, можно рекомендовать для тороида 140 W отношение не менее 6 витков/Вольт (1320 витков для данного образца), для тороида 200 W – не менее 5 витков/Вольт (1100 витков для данного образца). Для Hi-End изделия индукция в сердечнике для данного железа около 1,0 Тл.В таком случае будет получена низкая магнитная наводка и минимальный акустический шум.
Ростов-на-Дону, 20 июня 2006 г.