Расчет и намотка импульсного трансформатора

Сегодня я расскажу о процедуре расчета и намотки импульсного трансформатора, для блока питания на ir2153.

Моя задача стоит в следующем, нужен трансформатор c двумя вторичными обмотками, каждая из которых должна иметь отвод от середины. Значение напряжения на вторичных обмотках должно составить +-50В. Ток протекать будет 3А, что составит 300Вт.

Расчет импульсного трансформатора.

Для начала загружаем себе программу расчета импульсного трансформатора Lite-CalcIT и запускаем её.

Выбираем схему преобразования – полумостовая. Зависит от вашей схемы импульсного источника питания. В статье “Импульсный блок питания для усилителя НЧ на ir2153 мощностью 300Вт” схема преобразования –полумостовая.

РАСЧЕТ_1

Напряжение питания указываем постоянное.  Минимальное = 266 Вольт, номинальное = 295 Вольт, максимальное = 325 Вольт.

РАСЧЕТ_2

Тип контроллера указываем ir2153, частоту генерации 50кГц.

РАСЧЕТ_3

Стабилизации выходов – нет.Принудительное охлаждение – нет.

РАСЧЕТ_5

Диаметр провода, указываем тот, который есть в наличии. У меня 0,85мм. Заметьте, указываем не сечение, а диаметр провода.

Указываем мощность каждой из вторичных обмоток, а также напряжение на них.Я указал 50В и мощность 150Вт в двух обмотках.

РАСЧЕТ_4

Схема выпрямления – двухполярная со средней точкой.

РАСЧЕТ_6

Указанные мною напряжения (50 Вольт) означают, что две вторичных обмотки, каждая из которых имеет отвод от середины, и  после выпрямления, будет иметь +-50В относительно средней точки. Многие подумали бы, что указали 50В, значит, относительно ноля будет 25В в каждом плече, нет! Мы получим 50В вкаждом плече относительно среднего провода.

Напряжение1

Далее выбираем параметры сердечника, в моем случае это “R” – тороидальный сердечник, с размерами 40-24-20 мм.

РАСЧЕТ_7

Нажимаем кнопочку “Рассчитать!”. В результате получаем количество витков и количество жил первичной и вторичной обмоток.

РАСЧЕТ_8

Намотка импульсного трансформатора.

Итак, вот мое колечко с размерами 40-24-20 мм.

1

Теперь его нужно изолировать каким-либо диэлектриком. Каждый выбирает свой диэлектрик, это может быть лакоткань, тряпочная изолента, стеклоткань и даже скотч, что лучше не использовать для намотки трансформаторов. Говорят скотч, разъедает эмаль провода, не могу подтвердить данный факт, но я нашел другой минус скотча. В случае перемотки, трансформатор тяжело разбирать, и весь провод становится в клею от скотча.

Я использую лавсановую ленту, которая не плавится как полиэтилен при высоких температурах. А где взять эту лавсановую ленту? Все просто, если есть обрубки экранированной витой пары, то разобрав её вы получите лавсановую пленочку шириной примерно 1,5см. Это самый идеальный вариант, диэлектрик получается красивым и качественным.

Пленка лавсановая для трансформатора 22

Скотчем подклеиваем лавсаночку к сердечнику и начинаем обматывать колечко, в пару слоев.

55 44

 

Далее мотаем первичку, в моем случае 33 витка проводом диаметра 0,85мм двумя жилами (это я перестраховался). Мотайте по часовой стрелке, как показано на картинке ниже.

В каком направлении мотать первичную обмотку

 

Намотка первичной обмотки DSC065841

Выводы первичной обмотки скручиваем и залуживаем.

DSC065871 DSC065961

Далее надеваем сверху несколько сантиметров термоусадки и подогреваем.

Намотка первичной обмотки DSC06598

Следующим шагом вновь изолируем диэлектриком еще пару слоев.

DSC06610

Теперь начинаются самые "непонятки" и множество вопросов. Как мотать? Одним проводом или двумя? В один слой или в два слоя класть обмотку?

В ходе моего расчета я получил две вторичных обмотки с отводом от середины. Каждая обмотка содержит 13+13 витков.

Мотаем двумя жилами, в ту же сторону, как и первичную обмотку. В итоге получилось 4 вывода, два уходящих и два приходящих.

Как мотать вторичную обмотку

Теперь один из уходящих выводов соединяем с одним из приходящих выводов. Главное не запутаться, иначе получится, что вы соедините один и тот же провод, то есть замкнете одну из обмоток. И при запуске ваш импульсный источник питания сгорит.

 Вторичная обмотка

 

Соединили начало одного провода с концом другого. Залудили. Надели термоусадку. Далее вновь обмотаем лавсановой пленкой.

DSC06624 DSC06622

Напомню, что мне нужно было две вторичных обмотки, если вам нужен трансформатор с одной вторичной обмоткой, то на этом этапе финиш. Вторую вторичную обмотку мотаем аналогично.

Две вторичных обмотки

После чего сверху опять обматываем лавсановой пленкой, чтобы крайняя обмотка плотно прилегала и не разматывалась.

DSC06631

В результате получили вот такой аккуратный бублик.

DSC06632 DSC06646

Таким образом, можно рассчитать и намотать любой трансформатор, с двумя или одной вторичной обмоткой, с отводом или без отвода от середины.

 Программа расчета импульсного трансформатора Lite-CalcIT СКАЧАТЬ

Статья по перемотке импульсного трансформатора из БП ПК ПЕРЕЙТИ.

комментария 22

  • Дмитрий

    Спасибо за статью.

    Все описано практично, приятно читать.
    Но самое главное ты не написал. Где взять кольцо? )

  • Дима

    Лавсановая изоляция-классная идея. У кольца 40мм огромная габаритная мощность. Чтобы она реализовалась, нужно доводить заполнения окна (сейчас вроде 0,15) до 30..35%. Глядя на вашу вторичку, думаю, что вы много теряете по току. Можно было б удвоить сечение вторички. Далее, можно ещё использовать часть пространства окна, увеличить число витков первички — уменьшить потери холостого хода. Все таки, 4,5мГн — не так уж много. Было б неплохо довести до 15..20 мГн — трансформатор стал бы холодным.

    • admin

      Добрый день! Огромное спасибо за критику и советы. Потери на ХХ у меня небольшие и транс холодный. Если увеличить число витков первички, да транс перестает греться на ХХ, но на нагрузке температура будет больше. Изначально он грелся у меня на нагрузке сильнее, но после увеличения частоты стал греться меньше на нагрузке, а на ХХ теплый. Просто нужен источник на 300 Вт, хоть и кольцо для этого действительно здоровенное)

      • роман

        здравствуйте. собрал данный блок питания. он запустился все нормально. на холостом +-45 вольт и все холодное.Подключаю нагрузку 15ом 25 ват и транзисторы начинают сильно нагреваться и напряжение проседает с 95 вольт до 33 вольт на крайних выходах без средней точки. В чем может быть причина.

      • admin

        Для нормального измерения напряжения холостого хода повешайте на каждое плечо на выходе по одному резистору 4-5 кОм (между нулевым проводом и каждым плечом), чтобы ток потребления каждого плеча был примерно 10мА. Это избавит от раскачки напряжения. Далее замерьте и у вас напряжение будет уже не +-45В. Далее возможно у вас не хватает мощности трансформатора? Провода толстые на нагрузке?

      • роман

        Трансформатор два кольца склееных вместе 40*25*22 2000мн. Провода в нагрузке 1.5кв. Первичку мотал 30 витков 2 жилы проволокой 0,75мм. Вторичка этим же проводом в 3 жилы по 7 витков две обмотки. А мощность этих сопротивлений какая?

      • admin

        -Каких этих сопротивлений?
        -У тебя два кольца склеенных, а расчет вел по одному кольцу?
        -Замерь С6 и R4 мультиметром и напиши их номиналы!

      • роман

        трансформатор расчитывал в программе расчет трансформатора. Она выдала габаритную мощность 985 вт.

      • роман

        Расчет вел по двум кольцам. Я написал размер уже склееных колец. А одно кольцо 40*25*11. С6 показывает- 1 nf а R4- 14.86ком. Сопротивления котрые надо поставить в нагрузку 4-5ком.

      • admin

        Ага, теперь понял, а я думал два кольца 40-25-11, тогда бы дело было в кол-ве витков.
        Да, резисторы по 4-5 кОм, они будут греться ничего страшного. Можешь и чуть больше поставить 6-8. И замерь на выходе напряжение.

      • admin

        На какую частоту расчет вел?

      • роман

        Расчитывал на 50 кг. Сейчас заменил R4 на 13ком. Повесил на выход 6ком нагрузку. Замеры показали разницу в плечах аж в 5 вольт. Буду перематывать транс. Потом отпишусь.

      • admin

        Хорошо! Мои расчеты показывают нифига не 7 витков на вторичке, а больше. Отпишись потом, какой результат будет!

      • роман

        Короче перемотал я трансформатор. Напряжение выровнилось на обоих плечах 46 вольт под нагрузкой 6 ком. После подключения нагрузки 15ом через примерно 3 секунды взрывается предохранитель на 3 А. Соответсвенно выбило оба транзистора. Я даже не успел замерить напряжение под нагрузкой в 15ом. Успел замерить только ток 2.2 ампера. Что за кракозябля? Я так понял что если транзюки выбило то микросхему тоже менять теперь?

      • admin

        Да, микруху меняй, так же проверь резисторы последовательного затворов которые, на 33 Ом,и проверь все полупроводники, Шоттки прозвони.
        Надеюсь силовые транзисторы и сборки Шоттки у тебя стоят на радиаторах? И стоят они на диэлектрических прокладках и втулках?
        Далее, первый запуск делать нужно через лампу! В статье по ИИП это написано! Если при включении лампа вспыхивает и гаснет полностью, запускаем без неё и гоняем на холостом ходу минут десять, смотрим, что греется, а что нет.

        Если спираль лампы горит, даже немного, значит большой ток холостого хода, и нужно искать причину. Либо повышать частоту, либо увеличить количество витков прививки, могут быть и другие причины.

        Если все отлично начинаем нагружать. Причём нагружать нужно не сразу по полной, а хотябы на ток нагрузки в 1 Ампер! Игоняем минут 20 смотрим нагрев. Ты же нагружаешь сразу большим током! У тебя на каждом плече 45 Вольт итого 90 Вольт, и ты вешаешь на выход 15 Ом!!! Получается ток=90Вольт\15Ом=6Ампер, это 540 Вт!!!

  • Михаил

    Отлично, спасибо за статью, все очень наглядно и доходчиво…

  • Gregori69

    Огромное спасибо за статью. А то все что-то считают, мотают и т.д. и ни один не додумался, кроме тебя, написать нормальную, толковую статью по расчетам импульсного трансформатора. Ещё раз благодарствую

  • Геннадий

    Есть вопрос. Изменится ли индуктивность трансформатора если обмотки намотать алюминиевым проводом? Проблема возникла у товарища со сварочным апаратом. Вышла из строя алюминиевая обмотка. Можно ли заменить её на медную, без изменения схемы. Практические эксперементы нежелательны из за того что выходные транзисторы стоят дорого.

  • Sergey85

    Описано очень подробно, пожалуй возьмусь за свой первый ИИП. Единственный глупый вопрос — когда вводишь в программу напряжение на вторичках, то нужно ли делить то что ты хочешь получить на выходе на 1,41 с учетом конденсаторов или программа это учитывает?

Добавить комментарий