Основные параметры трансформаторов питания

1. Номинальное напряжение первичной обмотки .

2. Номинальный ток первичной обмотки 1г.

3. Напряжение вторичной обмотки .

4. Ток вторичной обмотки .

Рис. 1.21. Условные обозначения трансформаторов с магнитопроводами из стали (а) и ферродиэлектрика (б)

Рис. 1.22. Конструкция пьезотрансформатора: 1 — пластина их сегпетодиэлектрика; 2, 3 - электроды

5. Напряжение холостого хода (напряжение на разомкнутой вторичной обмотке).

6. Номинальная мощность (сумма мощностей вторичных обмоток).

7. Коэффициент трансформации.

8. Частота питания.

Для низкочастотных выходных трансформаторов также важны: 1) полоса частот (ограничивается нижней и верхней частотами рабочего диапазона); 2) сопротивление нагрузки (обычно задается на средней частоте); 3) номинальная выходная мощность; 4) коэффициент полезного действия. У сигнальных трансформаторов параметры задаются в зависимости от их назначения. Условное обозначение трансформаторов показано на рис. 1.21, а, б.

В отдельных случаях применяют безобмоточные трансформаторы, в которых используется пьезоэффект. Такие трансформаторы выгодно применять при получении большого коэффициента трансформации и малой мощности передаваемого сигнала.

Пьезоэффектом называют свойства некоторых материалов изменять свои геометрические размеры под воздействием электрического поля или образовывать на гранях связанные разноименные заряды при их растяжении или сжатии. Пьезоэффект наблюдается в таких материалах, как кварц, сегнетова соль, турмалин, титанит бария, пьезокерамика и др.

Пьезотрансформаторы состоят из пьезоэлемента с нанесенными на них электродами и корпуса с контактами. Простейший пьезотрансформатор содержит пьезокерамическую пластину прямоугольной формы, на которую методом вжигания нанесены электроды из серебра (рис. 1.22). К одной паре электродов подключается входное напряжение, создающее электрическое поле в диэлектрике. В результате в пьезоэлементе возникают колебания и определенные участки его деформируются. На деформируемых участках появляется ЭДС, которая может быть снята с помощью правильно расположенных электродов. Выбором параметров пьезоэлемента, геометрии и расположения электродов можно получить коэффициент трансформации в несколько сотен и более.

Рис. 1.23. Характеристики пьезотрансформатора: а - частотная; б - амплитудная

Такие трансформаторы не обладают широкополосностью и хорошо работают только на определенных резонансных частотах (рис. 1.23,а). При закреплении пьезоэлемента в корпусе крепежные узлы располагают в местах минимальной амплитуды механических колебаний. Амплитудная характеристика пьезотрансформатора имеет существенную нелинейность (рис. ). Поэтому он не может быть эффективно использован для точного преобразования сигнала.

Однако в цепях, где не требуется особая точность, а важен лишь высокий коэффициент трансформации при малой отдаваемой мощности (до , они могут успешно конкурировать с трансформаторами электромагнитного типа.

Существует граничная напряженность электрического поля, превышение которой приводит к перегреву пьезоэлемента, что снижает надежность пьезотрансформатора. Поэтому допустимую напряженность следует выбирать в зависимости от материала и допустимого перегрева пьезотрансформатора.