Куневич А.В., Сидоров И.Н., Скорняков С.В. - Трансформаторы для бытовой и офисной аппаратуры

Куневич А.В., Сидоров И.Н., Скорняков С.В. Трансформаторы для бытовой и офисной аппаратуры.

Приведены сведения об электромагнитных параметрах и конструктивных размерах трансформаторов, габаритная мощность которых не превышает 1 кВт.Рассмотрено применение трансформаторов в различной бытовой и офисной аппаратуре и приборах с учетом воздействия на них механических и климатических факторов, при которых они эксплуатируются в реальных условиях.

Предисловие

В современной радиоэлектронной аппаратуре, в том числе в устройствах электропитания, широко применяются различные типы сигнальных трансформаторов и трансформаторов питания, обеспечивающих получение разнообразных выходных параметров. Сигнальные трансформаторы применяются также для согласования входных и выходных импедансов каскадов аппаратуры. От правильного выбора и применения трансформаторов зависит устойчивая и надежная работа как отдельных узлов и каскадов, так и всей аппаратуры в целом. Трансформаторы оказывают существенное влияние на основные электрические параметры аппаратуры и приборов, надежность и долговечность устройств, а также на эксплуатационные характеристики в условиях воздействия на них повышенной температуры и других климатических факторов.

Сетевые трансформаторы питания, рассматриваемые в книге, в силу своей многофункциональности обеспечивают требуемыми параметрами (напряжениями и токами) большое число конструктивных исполнений бытовой и офисной аппаратуры, которые в свою очередь, обусловили их значительное разнообразие по электрическим и конструктивным характеристикам. Применение интегральных микросхем полупроводниковых приборов позволило значительно уменьшить массогабаритные характеристики РЭА и приборов и одновременно улучшить их качественные характеристики и показатели надежности. В значительной степени микроминиатюризация РЭА коснулась и применяемых трансформаторов. Этому способствовало применение новых магнитных материалов с повышенной индукцией насыщения и разработка прогрессивных технологий изготовления трансформаторов, например с использованием аморфных магнитных материалов.

В справочнике приведены сведения о трансформаторах, габаритная мощность которых не превышает 1 кВт. Приводимые значения электромагнитных параметров трансформаторов обеспечивают их оптимальные характеристики при влиянии на них многих факторов. В первую очередь это касается выбора температурного режима работы, зависящего от качества магнитного материала, потерь в сердечнике и обмотках, соотношения этих потерь, температуры окружающей среды, коэффициента заполнения, технологии изготовления, конструкции, места установки и площади крепления на шасси, температурного контактного сопротивления между шасси и трансформатором В справочнике не затрагивается тема расчета и теории трансформаторов, а специалисты, интересующиеся этими вопросами, найдут необходимые сведения в трудах современных ученых, частично приведенных в списке прилагаемой литературы.

В данной книге проанализированы и приведены в систему сведения из технической литературы и нормативно-технической документации: научных трудов отечественных авторов, ТУ изготавливаемых трансформаторов, межведомственной нормативно-технической документации по стандартизации, отраслевых и государственных стандартов. Настоящий справочник не заменяет технических условий, утверждаемых в установленном порядке, и не является юридическим документом для предъявления рекламаций заводам изготовителям трансформаторов.

Применение трансформаторов в различной бытовой и офисной аппаратуре и приборах рассматривается с учетом воздействия на них механических и климатических факторов, при которых они эксплуатируются в реальных условиях.

Построение справочника, необходимое количество иллюстрационного материала и особенно таблиц, по мнению авторов, делают данное издание доступным не только для специалистов, разработчиков РЭА, но и для широкого круга радиолюбителей.

Введение

Бытовая и офисная техника охватывает следующие виды радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) теле и радиоприемники; аудио магнитолы; музыкальные центры; видеомагнитофоны и видеоплееры; видеокамеры; компьютеры; тюнеры; усилители звуковой и высокой частоты, телефоны; радиотелефоны; CD- проигрыватели; электромузыкальные инструменты; диктофоны; телефонные интерконнекты; контроллеры различного назначения, радиомикрофоны; приборы радиационной дозиметрии и др. Входящие в нее узлы, модули и функциональные блоки зачастую содержат трансформаторы различных типов и назначения Многообразие применяемых в РЭА типов и типоразмеров трансформаторов объясняется не только значительным количеством вариантов рабочих режимов эксплуатации аппаратуры, но, главным образом, принципиальными функциональными и конструктивными различиями. При этом необходимо иметь в виду, что РЭА и входящие в нее трансформаторы используются в разнообразных климатических условиях, под воздействием механических нагрузок, в магнитных полях с высокой напряженностью и в различных частотных диапазонах. Совокупность всех воздействий не может быть определена одной и однозначной величиной, поэтому расчет и создание новых типов и типоразмеров трансформаторов является достаточно трудоемкой задачей. К сказанному следует добавить, что в определенных случаях применения трансформаторов их технические характеристики и основные параметры могут меняться, а в условиях внешних воздействий могут достигать предельно допустимых значений. Поэтому при изготовлении трансформаторов к магнитопроводам, обмоточным проводам, изоляционным материалам и технологии производства предъявляются специальные, достаточно жесткие технические требования, что позволяет обеспечить высокую надежность трансформаторов при эксплуатации.

Сердечники и магнитопроводы, применяемые в трансформаторах, должны обладать высокими магнитными параметрами в слабых и сильных электрических полях, малыми потерями на вихревые токи и перемагничивание, высокой технологичностью при изготовлении, низкой стоимостью и др. В настоящем справочнике технические данные по обмоточным проводам, магнитным материалам и магнитопроводам не претендуют на всю полноту и строгость изложения, и поэтому авторы рекомендуют обращаться к фундаментальным трудам в тех случаях, когда потребуются более глубокие знания по конкретному вопросу.

Конструкция трансформаторов определяется соотношениями геометрических размеров, способом изготовления, а также типом применяемых магнитопроводов. Качественные характеристики магнитопроводов в основном зависят от применяемого магнитного материала. В зависимости от технологии изготовления магнитопроводов трансформаторы подразделяются на броневые, стержневые, тороидальные, трубчатые и пр. По своему функциональному назначению трансформаторы для бытовой и офисной техники подразделяются на трансформаторы питания сетевые, трансформаторы для импульсных источников питания, трансформаторы преобразователей напряжения, трансформаторы сигнальные согласующие низкочастотные и высокочастотные, трансформаторы сигнальные импульсные и др.

В частности, трансформаторы питания сетевые малой мощности для бытовой и офисной техники включают в себя трансформаторы питания с эффективным выходным номинальным напряжением не более 380 В, предназначенные для использования в бытовой и офисной РЭА, работающей от электрической сети переменного тока с номинальной частотой 50 Гц и номинальным напряжением 127 и 220 В.

Трансформаторы для импульсных источников питания включают в себя трансформаторы однотактных и двухтактных понижающих или повышающих преобразователей напряжения, используемых для возбуждения импульсного высокочастотного напряжения без накопления энергии и для развязки и передачи энергии во вторичные цепи, а также трансформаторы обратного хода, которые обеспечивают накопление и передачу энергии в нагрузку, и развязку в обратноходовых преобразователях и стабилизаторах, работающих на частотах до 500 кГц.

Трансформаторы сигнальные согласующие включают в себя трансформаторы малой мощности, предназначенные для выполнения определенных функций по согласованию импедансов и развязки в электрических цепях блоков, узлов и устройств бытовой и офисной РЭА, работающих на низких и высоких радиочастотах. Трансформаторы сигнальные согласующие применяются чаще всего во входных и выходных каскадах устройств на полупроводниковых приборах и интегральных микросхемах для согласования входных и выходных импедансов с целью максимального снижения потерь при преобразовании и передаче электрических сигналов в широкой полосе частот.

Трансформаторы сигнальные импульсные включают в себя трансформаторы малой мощности, предназначенные для выполнения одной или нескольких функций в импульсных устройствах РЭА: для передачи, формирования, преобразования и запоминания импульсных сигналов. Данная группа трансформаторов включает в свой состав импульсные сигнальные согласующие трансформаторы, формирующие импульсные сигнальные трансформаторы, сигнальные импульсные трансформаторы выходной строчной и кадровой разверток и многие другие типы. Импульсные трансформаторы, как правило, рассчитаны на напряжение до 220 В с коэффициентами трансформации 0,01 100 и с произведениями длительности импульса на входное импульсное напряжение 0,006 12 500 В мс Обозначения основных электромагнитных и физических величин приведены в соответствии с установленными в ГОСТ публикациях МЭК и рекомендациях ИСО.

Виды классификационных групп и их признаки увязаны с классификацией функциональных узлов РЭА, в которых они используются, а также с классификацией изделий электронной техники по условиям ее применения и требованиям по стойкости к внешним воздействиям.