减少小功率电源变压器的发热。方案、说明

减少小功率电源变压器的发热。无线电电子电气工程百科全书

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当自己制作低功率市电供电的电子设备时，无线电爱好者经常遇到这样的情况：电源变压器是设备中唯一明显的发热元件，以热量的形式耗散功率，有时比功率高几倍。有用的那个。问题是，工业制造的变压器具有合适的尺寸和电压，有时制造得非常“经济”，甚至空载电流也会导致它们发热。

尤其是东南亚制造的变压器往往存在这一缺点[1]。它们更适合电源电压为220V、频率为60Hz的国家，但对于在频率为50Hz的网络中正常运行，电源绕组的匝数不足。

上图。图 1 显示了一些变压器的空载电流与电源电压的关系。曲线 1 对应于通用适配器“SANWALL”和“BELLSONIC”的变压器，功率为 5 W，最大负载电流为 300 mA，输出电压为 3 ... 12 V，磁路横截面为1,4 平方厘米。作为对比，曲线2和2是国产TP-3和TP-133的变压器，其中磁导体的截面积分别为321和2cm1,6。

减少小功率电源变压器的发热

鉴于电源电压，特别是在城市中，可能会长时间超过 235 V，并且电压增加到标称值以上会导致空载电流不成比例地大幅增加，因此使用此类变压器，特别是在设计用于长期使用的设备中。 - 在没有监督的情况下进行长期操作（定时器、恒温器、天线放大器等）应非常小心。

在这种情况下，有一条出路。需要在电源变压器的初级电路中加入有源或无功镇流电阻，以将其上的电压降低20 ... 30 V。变压器的空载电流和发热将明显减少。当然，这会降低变压器的次级电压和功率。然而，如果设备消耗的功率远小于变压器的总功率，那么这是完全可以接受的。

通常电阻器或电容器用于此类目的[2]。电阻镇流器的主要缺点是其发热，这限制了该方法的范围。此外，轻载变压器的初级绕组上的电压和电阻器上的电压具有不同的相位（相移可达70 ... 80度），因此电阻器两端的电压通常高于预期。例如，当电源电压为 220 V、空载变压器的初级绕组为 195 V 时，电阻器两端的电压可高达 45 V。当变压器的负载增加到接近标称值时值时，相移几乎减小到零。

电容镇流器实际上不会产生热量，但实践表明，当变压器绕组上的电压需要降低 25 ... 30% 以上时，最建议使用电容器。无论如何，如果使用电容器，必须确保当初级电路中的负载和电源电压发生变化时，变压器两端的电压不会急剧增加而出现谐振现象[3]。

在使用电感镇流器的情况下，不会发生这种现象，因为电压相位几乎相同，热量仅在镇流器绕组的有源电阻上释放，比等效镇流器电阻小几倍。

工作电压20V以上的直流电磁继电器可以方便地用作电感镇流器，例如PCM、RES6、RES9、RES22等。为了减小尺寸，可以将继电器拆开，只用一个带有线圈的线圈。可以使用磁路。为了消除颤动，应通过弯曲或使用尖头火柴和胶水将继电器衔铁固定在吸引状态。选择继电器时，需要考虑变压器初级回路中的最大电流，不得超过继电器的额定工作电流。

图 4 曲线图1显示了带有电感镇流器（继电器PCM-1，电压为1 V，绕组电阻为2欧姆，额定工作电流为24欧姆）的变压器（图750中的依赖项35）的空载电流变化。嘛）。上图。图2示出了同一变压器的负载特性（带有滤波器的整流器输出处的电压）：曲线1-没有镇流器； 2 - 带电感镇流器（继电器PCM-2）； 3 - 使用等效电阻镇流器（负载电流为 20 mA） - 电阻为 3 kOhm，功率为 4 W。

减少小功率电源变压器的发热

与等效电阻镇流器相比，具有电感镇流器的变压器的大负载容量显然是由于随着流动电流的增加磁路饱和而导致镇流器电感减小。在负载电流为 2...1 mA 时，这一点可以通过与图 3 和图 150 相关的曲线 200 的特征变化来观察。

文学

Biryukov S. 网络适配器。 - 广播，1998 年，第 6 期，第 66 页。 67, XNUMX.
Biryukov S. 将小型远程 120 伏电源连接到 220 V 网络。- 无线电，1998 年，第 7 期，第 49 页。 54、XNUMX。
Sadovskov B. 带有镇流电容器的变压器块。 - 广播，2000 年，第 1 期，第 40 页41、XNUMX。

作者：V. Andreev，Tolyatti，萨马拉地区。

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