Transformador de fuente de alimentación lineal

Una hoja de datos típica de un transformador especificará un voltaje de carga completa, que es el voltaje secundario RMS medido cuando el secundario entrega su corriente RMS nominal. ¿Es correcto suponer que esta clasificación de VA solo se aplica cuando el voltaje secundario y la corriente son sinusoidales?

Sí, solo ondas sinusoidales.

> En otras palabras, ¿cómo afecta la forma de onda de la corriente a las clasificaciones VI del transformador?

Para cargas de pulso, reduzca la clasificación de VA al menos un 30 % debido al aumento de la corriente RMS (calentamiento) por corriente de salida promedio, lo que genera un mayor aumento de la temperatura. A menudo, los pulsos de ciclo de trabajo del 10% para la ondulación de voltaje del 10% usan RC = T = 16x / f (f = tasa de pulso, la tasa de línea se duplica después del puente completo)

Razón principal: las pérdidas de cobre serán Pcu= Ipk^2*DCR , para una resistencia DC de cobre DCR. Por lo tanto, un puente de CC con carga de gran capacidad aumentará las pérdidas y aumentará la temperatura. más que una carga de corriente sinusoidal para la misma potencia de salida RMS.

• para el lector avanzado

2da razón Las tapas de salida se cargan justo antes del pico de voltaje y se detienen en el pico de voltaje. Por lo tanto, con una ondulación del 10 %, eso significa que la corriente es un pulso sinusoidal amplificado que solo comienza cerca de los 80 grados y se detiene a los 90 grados en un nivel máximo de 10 veces la corriente de caída en la carga, por lo que tiene un ancho de pulso del 10 % con un aumento muy rápido. tiempo y forma de pico sinusoidal del 10 %, con más de 10 armónicos de 2 veces la frecuencia de la línea (par e impar) que, para el acero laminado con alta mu, puede provocar pérdidas por corrientes de Foucault . El equilibrio de carga afecta la utilización de VAR en transformadores con tomas.

3ra razón* si la salida tiene una derivación central y se usa 1 diodo en cada pata, Y solo se carga en una pata, digamos V+ y no V-, entonces esto da como resultado una corriente de CC compensada en el núcleo compartido y reduce el margen a la saturación con corriente de CC fluyendo a través del núcleo secundario (de la carga de media onda), por lo tanto, la saturación primaria puede ocurrir antes si se supone incorrectamente que podrían obtener VA completo en V + rectificado de media onda. La salida de VA debe compartirse con el balance de carga en cada devanado para utilizar la energía.

Hay algunas pérdidas de excitación de la inductancia primaria que crean una corriente reactiva de aproximadamente el 10% de la corriente nominal para activar el acoplamiento mutuo.

¿Cómo se haría para determinar la clasificación de corriente adecuada para un transformador de fuente de alimentación lineal?

Utilice la clasificación VA VA/V*70%=Imax dc max y disminuya aún más para un aumento de temperatura del devanado inferior a 50 °C, incluso si se trata de una onda sinusoidal.

Mi pensamiento inmediato sería aproximar la corriente a través del capacitor del filtro como un pulso de diente de sierra periódico y encontrar el valor RMS de la forma de onda del pulso, luego agregar quizás un 50% para tener en cuenta el hecho de que el transformador suministra corriente a la carga mientras el diodo está conducción y también para proporcionar un factor de seguridad decente. ¿Hay una mejor manera de hacer esto?

Una vez usé una ondulación del 10 % = 16/f y reduje la VA en un 40 %. Ahora uso SMPS. .

Si extrae, digamos, 5 A de corriente máxima en el secundario del transformador, entonces para un transformador 10: 1, estaría extrayendo 50 A de corriente máxima en el primario. ¿Cómo es que la red eléctrica estándar puede manejar picos de corriente pico tan altos y repetitivos sin quemar un interruptor?

Los interruptores casi se disparan La clasificación actual responde en un minuto o unos pocos. Filtro de paso bajo RC T = línea f/8 por lo tanto ~ 1/10 segundo, por lo que el pulso es demasiado rápido para afectar térmicamente al interruptor o fusible.

Normalmente, el aumento de temperatura es el factor limitante con varias causas que lo provocan. Esperamos que la salida de voltaje aumente un 40 % sin carga debido al pico sinusoidal/promedio y otro 10 % debido a las pérdidas secundarias de DCR, por lo que V_sin carga será ~ 50 % más que el promedio de CC con la carga máxima permitida. Esto lo hace muy ineficiente en comparación con HF SMPS debido a los períodos de carga del ciclo de trabajo mucho más bajos y los largos períodos de descarga, por lo que se necesita una energía de almacenamiento y un tamaño de XFMR, Cap mucho mayores.

Hay libros del Dr./Prof. Keith Billings con nomografías sencillas que hacen que el diseño de suministro lineal y el diseño de SMPS sean tan fáciles como una receta para hacer sopa Won Ton. Yo, como cliente en Burroughs Inc, trabajé con él cuando era Gerente de Ingeniería de Hammond Power Supplies en Canadá ca. años 80 Ahora está en Colorado, creo.