電源トランスの寸法を決める方法は?


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直流電源用の変圧器の寸法を決めるとき、私はいつも躊躇します。私の混乱は、トランスとDC電圧の違いに起因します。
10V DC @ 1Aが必要な場合、10VAトランスは必要ですか?私の直感はもっと必要だと言っているので、より大きなトランスを使用しますが、それはどれくらい大きくなければなりませんか?

回答:


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まず、最終的に1A出力で10V DCが必要な場合、10VAでは不十分です。理論的には、変圧器は10Wを出力できますが、力率1でのみです。この変圧器で抵抗を加熱する必要があるだけの場合、その仕様は端にあります。それ以外の場合は十分ではありません。次に、優れたエンジニアはとにかくマージンを追加します。

第2に、15VAまたは20VAでさえ、変圧器が望みどおりの動作をすることを知るには十分ではありません。10Wになる電圧と電流の組み合わせだけでなく、10Wを供給できる特定の電圧出力が必要です。

あなたが電力線変圧器について質問しているように思われるので、私は出力に全波ブリッジ、キャップ、そしておそらく線形レギュレータだけを置くつもりだと思います。全波ブリッジ後のAC波形のピークは、ターゲット出力電圧より数ボルト上になる必要があります。これにより、高負荷でドループが発生し、リニアレギュレータがその役割を果たすことができます。全波ブリッジは、1Aの全負荷で1.5ボルト、おそらくリニアレギュレータでは2V降下します。これだけから、ACピークは少なくとも10V + 1.5V + 2V = 13.5Vである必要があります。高負荷下でのドループの説明は、よりトリッキーです。理論的には、トランスの出力電圧定格は全負荷時ですが、多くの場合、最悪の場合のライン電圧入力に対して指定されていません。ここで、トランスのデータシートを注意深く確認する必要があります。次に、電流がトランスから直接ではなくストレージキャップから引き出されるため、ピーク間に電圧降下が生じます。これまでのところ、低いライン電圧とラインサイクル間の垂下による低下を考慮する前に、最低13.5V / sqrt(2)= 9.5V ACサインアウトが必要です。適度なサイズのストレージキャップを想定すると、おそらく12Vトランスが最小のようです。

60 Hzの電源周波数では、ストレージキャップは120 Hzのレートで、または8.3 msごとに充電されます。1Aの全出力電流で2Vの垂下を考慮したとしましょう。つまり、最小ストレージキャップは1A * 8.3ms / 2V = 4.2mFです。それはかなりたくさんですが、実行可能です。あなたはそれで行くか、より高い電圧から始めてより多くの垂下を可能にすることができ、それはより小さなキャップを可能にするでしょう。

したがって、具体的な推奨事項を作成するために、12V 1.5Aトランスのようなものは、十分に大きなストレージキャップでそれを行う可能性があります。この種の電源はかなり非効率になることに注意してください。全波ブリッジだけで約1.5Wを消費し、リニアレギュレータはさらに消費します。

上記のトレードオフは、「ダム」整流器とリニアレギュレータ電源を備えた直接電力線変圧器がもはやほとんど見られないことの良い理由です。北米でさえ、電力線は60 Hzしかないため、変圧器は大きく、重く、高価であり、結果としてかなり非効率的です。最近では、全波ブリッジをACラインに直接配置し、それを高周波で非常に小さなトランスで切断して、絶縁側で低電圧にします。チョッパーへの光フィードバックにより、最終出力電圧を調整できます。これははるかに効率的であり、数百KHzで動作するため、より小型で安価で軽量でより効率的なトランスを使用できます。これがまさに、壁掛け型のスイッチング電源の動作です。


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Kortuk

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Olin Lathrop、2011

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stevenvh

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Kortuk、2011

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要件の2倍のものを購入して使用することは常に良い習慣です。

たとえば、10 V、1 A定格の変圧器が必要であり、アプリケーションまたは機器は1 Aの電流を消費しますが、変圧器が提供する最大電流です。今度は、変圧器が飽和状態になると熱くなり、ヒートポンプが増えるため、変圧器の効率が低下します。したがって、常にダブル定格を購入してください。

そしてもう1つ、あなたの住んでいる場所がわからない、私の家の場所にあるインドトランスは、10 V、500 mA 10 V、1 A 10 V、2 Aのような定格の場合、この

VA定格ではなく、VA定格のみがハードに言及されている場合、20 VAは、VAとともに「10 V 2 A」または「20 V 1 A」を表すことができます。電圧もその罰金に言及されています。

次に、要件に従って10 V、20 VAで問題ありません。

お役に立てれば。


考慮すべきもう1つのことは、電源効率です。整流および調整システムによっては、電源設計に大きな影響を与える可能性があります。Pavanが推奨する2倍の量を使用すると、最初は過剰に見えるかもしれませんが、たとえば出力に10 V 1 A DCが必要で、そのための最も単純な回路(たとえば、KA7810レギュレーターおよびKBL406整流器)を使用する場合は、さらに必要になります。レギュレータの場合は2ボルト、整流器の場合は1.1 Vの2倍で、安定した動作のために量を14.2 Vの絶対最小値にします。
AndrejaKo

主電源の電圧降下を考慮すると、負荷がかかるとすぐに20 Vになり、20 VAの数値になります。
AndrejaKo

整流器の後とレギュレータの前のフィルタリングコンデンサは、レギュレータが見る電圧の増加に役立ちます。
AndrejaKo

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@Pavan- 私が今まで使用したすべての変圧器は、VA定格と二次電圧で指定されました。VAレーティングを指定するのは、サイズを決定するためです。通常、1つのメーカーのすべての10VAタイプは、単一の機械製図を参照します。
stevenvh

@AndrejaKo:フィルタリングコンデンサが整流器への平均電圧を増加させるだけでなく、レギュレータへの入力が少なくともラインサイクルのゼロ交差でゼロに低下する必要があります。
Olin Lathrop、2011

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DC負荷用の変圧器のサイジングを行う場合、変圧器のAC電流定格は、ほとんどの場合、負荷に供給されるDC電流よりも大きくする必要があります。どれくらい大きいかは、使用する電源のトポロジーに依存します- ここで便利なガイドを見つけることができます

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