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) x8 H5 {: V- E% H' o" m【电子基础知识】变压器讲解
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变压器是利用电磁感应原理来进行变换交流电压的一种器件,其主要构件包括初级线圈、次级线圈、铁芯。 _! Y. \9 A0 w! C! \8 a* V
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& b: f9 H/ I3 y在电子专业里,经常能看到变压器的身影,最常见的是在电源里作为变换电压、隔离来使用。1 E# N3 K ]& x' Q% U, k
4 w `4 R' q+ s7 r$ @: W简单的说,初、次级线圈的电压比等于初、次级线圈的匝数比,因此,想要输出不同的电压,改变线圈的匝数比就可以实现了。/ X. v: Y; U6 D" W5 J) d/ V- F
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4 u& A0 \1 f( t; M, x根据变压器的工作频率不同,一般可以分成低频变压器和高频变压器,例如,日常生活中,工频交流电的频率是50Hz,我们把工作在这一频率下的变压器叫做低频变压器;而高频变压器的工作频率可达几十kHz到几百kHz。
6 f+ c- X1 h- V/ P: ~输出功率相同的低频变压器与高频变压器,高频变压器的体积要比低频变压器要小很多。! s! k1 }! N$ u. I% I
( E/ v! D9 g- b# l9 s变压器在电源电路中算是个头比较大的元件,在保证输出功率的同时想要把体积做得小,就要使用高频变压器,所以在开关电源里都会用到高频变压器。; N! P4 J5 g: j0 x
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高频变压器和低频变压器的工作原理是相同的,都是利用电磁感应的原理工作的,但在制作材料方面,它们的“芯”所使用的材料是不同的。
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$ s* h: v/ ^2 o' `: j低频变压器的铁芯一般是使用很多片硅钢片堆叠而成的,而高频变压器的铁芯是用高频磁性材料(如:铁氧体)组成的。(所以高频变压器的铁芯一般叫做磁芯)
3 M* t3 W9 v+ l D6 y& k* H在直流稳压电源电路里,低频变压器传输的是正弦波信号。
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- v8 u( G$ I* t# D而在开关电源电路里,高频变压器传输的是高频脉冲方波信号。, j5 \) J) b: S Q6 f
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& T! `# e0 O, t& I' f% A低频变压器一般在电路符号上,初级线圈只有一个绕组,你常看见的符号大概是这样的:
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而高频变压器,在电路符号上,你可能会发现,有的高频变压器初级这边居然会有两个线圈?6 v( Q. V7 R. G: g2 ]: l
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其实并不是有两个初级线圈,初级线圈只有一个,另一个是辅助线圈,“辅助线圈”实际上是属于次级线圈,之所以叫辅助线圈,是因为其在电路中起辅助作用。
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- e6 g% l) k- n9 p/ o- d8 _辅助线圈是为连接初级线圈的电路服务的,辅助线圈在初级,能为变压器提供保护用的电压源和反馈信号,通过辅助线圈的反馈作用,能使内部电源稳定。
+ r% i. y! W# b# U还有,在次级线圈输出过载时,电流过大会导致次级线圈承载能力不足,从而导致次级线圈输出电压下降,辅助线圈输出电压也下降,当下降到一定程度,会使振荡电路无法起振,从而保护开关管。9 B7 L* U" q6 l& [/ b- ?& g) |
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在额定功率时,变压器输出功率与输入功率之间的比值,叫做变压器的效率。0 q7 a- K5 X! |8 s \
( G( ]- s& E4 q; [当变压器输出功率等于输入功率时,效率为100%,事实上这样的变压器是不存在的,因为铜损和铁损的存在,变压器是会存在一定的损耗。
; `6 [5 ]; U5 U" U什么是铜损?
# j* h5 a5 M, r$ l/ }; S4 Z因为变压器线圈是有一定电阻的,当电流通过线圈,就会有部分能量变成热量,由于变压器线圈是用铜线绕成的,所以这种损耗又叫铜损。* s5 b) J) S% C
什么是铁损?1 `& C! z, Z- t# w
变压器的铁损主要包括两个方面:一是磁滞损耗,二是涡流损耗。
( S7 `) e: E% t' j9 ?& u% p( ?. g磁滞损耗是指当交流电通过线圈,会产生磁力线穿过铁芯,铁芯内部分子相互摩擦就会产生热量,从而消耗一部分电能。因为磁力线穿过铁芯,铁芯也会产生感应电流,因电流成旋涡状,所以也叫涡流,涡流损耗也会消耗一部分电能。# o; ]; f/ l# b! t9 a
来源:电子电路
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