这里所讲的变压器是指2KVA以下的电源变压器及音频变压器。
变压器截面积(A=1.25根号P)确定:
大家知道铁芯截面积是根据变压器总功率“P”确定的。在设计时,假定负载是恒定不变的铁芯截面积通常可选取计算的理论数。如果是负载变化比较大,例如某些设备、音频、功放电源等变压器的截面积应适当大于普通理论计算值,这样才能保证有足够的功率输出能力,因为一旦截面积确定后,不可能再有功率余量了。如何确定这些变压器的“P”值呢?应该计算出使用时的最大功率,并且估算出某些变压器在使用中需要输出的最大功率。特别是音频变压器、功放电路的电源变压器等笔者测试过多种功放电路的音频变压器、功放电路的电源变压器,音频变压器在大动态下明显失真,电源变压器在大动态下次级电压明显下降,经测算,截面积不够是主要原因之一。每伏匝数的确定:变压器的匝教主要取决子铁芯截面积和硅钢片的质量。通常从参考书籍计算出的每伏匝数是比较多的,经实验证明,从理论的数值上,将每伏匝教降低10-15%是没有问题的。例如一只35W的电源变压器,根据理论计算(中矽钢片8500高斯)每伏匝数7.2匝,而实际每伏只需6匝就可以了,这样绕制的变压器空载电流在26mA左右。“我和同行在解剖过日本生产的家用电器上的电源变压器,他们生产的变压器每伏匝数比我们国产的变压器线圈匝数妥少得多,同样35W的电源变压器每伏匝数只有4.8匝,空载电流45mA左右”。通过适当减少匝数,绕制出来的变压器不但可以降低内阻,而且是避免了普通规格硅钢片经常出现的绕不下的麻烦。
漆包线的线径的确定:线径是根据负载电流而确定的,由于在不同的情况下,演包线通载电流差距较大,确定线径的幅度也较大。一般在额定的电流下连续工作的变压器,工作电流基本不变,在散热条件不理想,且环境温度比较it时,应取电流的密度为2A/口的2次方的线径的漆包线;如果变压器连续工作时负截电流基本不变,但本身散热条件很好,环境温度又不高,漆包线电流密度可取2.5A/口的2次方的线径;假如一般时段工作电流只有最大电流的1/2,这样的漆包线电流密度可取3一3.5A/口的2次方的线径,音频变压器的漆包线电流密度可取3.5一4A/口的2次方的线径,这样因时制宜取材,即可保证质量又可大大降低成本。
下面谈谈二种特殊变压器设计方法与技巧:高压工频变压器,这类变压器往往工作电压几千伏,但电流只有毫安至几十毫安,由于电压较高,次级的绝缘要求很高,在绕制时,常采用层层垫纸,这接通常方法设计且采用普通规格化的硅钢片是绕不下的,应选用窗口较大的硅钢片,另外适当增加叠厚,用加大截面积的办法来减少初、次级的匝数多次级的变压器,这类变压器的次级多数在七、八组以上,电流大小不等,但每级不一定同时接负载,所以计算功率不一定全部算进去,只要将同时带负载的次级绕组计算出来即可,同样应选窗口有较大的硅钢片,初级线圈的线径应根据次级各组同时使用的实际功率确定。采用以上的方法设计,即能保证性能又可以降压生产的成本。
概言之:要想设计出性价比高的变压器,铁芯截面积只能大不可小,适当减少每伏匝数,详细分析负载情况,合理选用漆包线的规格。只要通过反复实践与推算、推敲,才能真正掌握变压器的设计方法与技巧。