變壓器的這些特性，你了解多少？
變壓器在我們生活中處處可見(jiàn)，只要與電源相關(guān)的電器設(shè)備，基本都離不開(kāi)變壓器。
之前寫(xiě)過(guò)一篇近似的文章《變頻器，逆變器（AC-DC）工作原理》，今天給大家分享一些變壓器相關(guān)的知識(shí)。
一般情況下，低頻變壓器是指“工頻變壓器”，它是工作在(50Hz)下，用來(lái)改變電壓，低頻變壓器使用的鐵芯一般是高導(dǎo)磁率的硅鋼片。
高頻變壓器是指工作在高頻率中的，起換能作用的變壓器，因?yàn)榇艌?chǎng)的頻率很高，硅鋼片中會(huì)產(chǎn)生渦流(硅鋼片中的小磁體轉(zhuǎn)換速度跟不上)，所以高頻變壓器一般使用“高頻鐵氧體”為磁芯。
高頻變壓器與低頻變壓器其區(qū)別在于針對(duì)頻率上，其工作頻率上的不同，從而導(dǎo)致選材上會(huì)有一些不同。低頻變壓器與高頻變壓器工作原理是一樣的，不論工作頻率高低，都是通過(guò)電磁感應(yīng)來(lái)傳輸能量的。
由于高頻和低頻的頻率不同，高頻的只能用在頻率高并且激勵(lì)源頻率與變壓器頻率相匹配的電路中，而低頻的則相反，不能混用，即使高頻的如果頻率不匹配的話一般是不能用。
如果變壓器傳輸一定的能量，工作頻率高，在一定時(shí)間內(nèi)傳輸能量的次數(shù)多，每一次傳輸?shù)哪芰靠梢陨伲瑒t變壓器用的材料少，結(jié)構(gòu)尺寸小，因此一般的高頻變壓器，線圈匝數(shù)比較少，尺寸可以做的非常小，低頻變壓器線圈匝數(shù)比較多。
在同功率下的兩種變壓器，高頻變壓器則會(huì)比低頻變壓器小很多，這種情況下，高頻變壓器會(huì)只有低頻變壓器的十分之一左右。這是因?yàn)樾枰獙?duì)低頻變壓器進(jìn)行保護(hù)，減少u值，用硅鋼片制作，但效率變差，所以要做大體積散熱。
與其它設(shè)備用電量基本不同，音頻功放用電量不但變化快，而且變化幅度也大。這就要求變壓器必須瞬間過(guò)載能力強(qiáng)，響應(yīng)速度快，否則會(huì)容易形成噪聲、聲音不飽滿、音質(zhì)不好等。
環(huán)形變壓器在同等體積中由于容量大，直耦式幾乎0延遲響應(yīng)，能滿足音響供電特點(diǎn)。
環(huán)形變壓器應(yīng)用在音響功放中的優(yōu)點(diǎn)：
1、電效率高鐵心無(wú)氣隙，疊裝系數(shù)高 。
2、外形尺寸小，重量輕，環(huán)形變壓器比疊片式變壓器重量可以減輕一半。
3、磁干擾較小，環(huán)形變壓器鐵心沒(méi)有氣隙，繞組均勻地繞在環(huán)形的鐵心上，這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了漏磁小，電磁輻射也小。
4、振動(dòng)噪聲較小，鐵心沒(méi)有氣隙能減少鐵心感應(yīng)振動(dòng)的噪音，繞組均勻緊緊包住環(huán)形鐵心，有效地減小磁致伸縮引起的“嗡嗡”聲。
5、運(yùn)行溫度低由于鐵損，鐵損很小，鐵心溫升低，繞組在溫度較低的鐵心上散熱情況良好，所以變壓器溫升低。
6、容易安裝，環(huán)形變壓器只有中心一個(gè)安裝螺桿，特別容易在電子設(shè)備中進(jìn)行快速安裝與拆卸。
三、隔離變壓器有什么用?
隔離變壓器的定義：擁有兩個(gè)或兩個(gè)以上獨(dú)立分開(kāi)的線圈的變壓器都可以叫隔離變壓器，因?yàn)槌跫?jí)和次級(jí)已經(jīng)完全分開(kāi)(隔離)，是通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)傳遞能量。
要知道為什么要用 隔離變壓器 ，首先要先了解我國(guó)的供電系統(tǒng)，我國(guó)的供電系統(tǒng)在供給低壓用戶時(shí)，一般采取三相四線制，中性線接地，通俗點(diǎn)，就是到居民家的電線，一根是相線(火線)，里另一根是零線，它是和大地同地位，當(dāng)人體由于觸及熱底板時(shí)，就會(huì)使電流通過(guò)人體，和大地構(gòu)成回路，造成觸電危害。
如果使用隔離變壓器，就會(huì)安全些，因?yàn)槌跫?jí)和次級(jí)是通過(guò)磁場(chǎng)交換能量，沒(méi)有物理上的硬連接，就算人體觸及帶電的物品，也會(huì)因?yàn)槿梭w和大地同地位，而使帶電部位的電位為低電位，不會(huì)引起觸電危害。
使用隔離變壓器要注意兩點(diǎn)， 一是變壓器的次級(jí)兩端都不能接地，二是人體不能同時(shí)觸及次級(jí)兩端，否者，仍然有觸電的危險(xiǎn)。
下圖圖一所示電路中的T1是電源變壓器，輸入電壓是220V交流市電，該電壓加在一次繞組1～2之間。
四、隔離特性說(shuō)明
假設(shè)電路中的變壓器T1是一個(gè)1:1變壓器，即給它輸入220V交流電壓時(shí)，它的輸出電壓也是220V，但要注意：變壓器輸出的220V電壓是指二次繞組兩端之間的電壓，即3、4端之間的電壓。
二次繞組的任一端(如3端)對(duì)大地端之間的電壓為0V，這是因?yàn)槎卫@組的輸出電壓不以大地為參考端，而是以二次繞組另一端為參考點(diǎn)，同時(shí)一次和二次繞組之間高度絕緣。
這樣，人站在大地上只接觸變壓器T1二次繞組任一端，沒(méi)有生命危險(xiǎn)(切不可同時(shí)接觸二次繞組3、4端)，若接觸一次繞組的相線端則會(huì)觸電。這便是變壓器的隔離作用。
下圖圖二所示可以通俗地說(shuō)明變壓器的隔離作用，只接觸二次繞組一端時(shí)，二次繞組不成回路，所以沒(méi)有電流流過(guò)人體。
下圖圖三所示是人體同時(shí)接觸二次繞組兩端時(shí)的示意圖，這時(shí)二次繞組通過(guò)人體成回路，便有電流流過(guò)人體，有觸電危險(xiǎn)。
五、電源變壓器的隔離作用
在許多電子電器中使用交流220V作為電源，為了保證設(shè)備使用過(guò)程中的使用者人身安全，需要將220V交流電源進(jìn)行隔離，這時(shí)使用了電源變壓器。
同時(shí)，電源變壓器將220V交電壓降低到適合的電壓，如下圖圖四所示。電路中的T1是具有降壓和隔離作用的電源變壓器。
在故障檢修中，經(jīng)常需要在通電狀態(tài)下接觸電路中的元器件，或電路中的地線。加入電源變壓器之后可以防止觸電的危險(xiǎn)。
六、總結(jié)
隔離變壓器在交流電源輸入端的特點(diǎn) :
A.若電網(wǎng)三次諧波和干擾信號(hào)比較嚴(yán)重，采用隔離變壓器，可以去掉三次諧波和減少干擾信號(hào)。
B.采用隔離變壓器可以產(chǎn)生新的中性線，避免由于電網(wǎng)中性線不良造成設(shè)備運(yùn)行不正常。
C.非線性負(fù)載引起的電流波形畸變(如三次諧波)可被隔離而不污染電網(wǎng)。
隔離變壓器在交流電源輸出端的特點(diǎn)：
A.防止非線性負(fù)載的電流畸變影響到交流電源的正常工作及對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染，起到凈化電網(wǎng)的作用。
B.在隔離變壓器輸入端采樣 , 使得非線性負(fù)載電流的畸變不影響取樣的準(zhǔn)確性，得到能反應(yīng)實(shí)際情況的控制信號(hào)。
C.若負(fù)載不平衡，也不影響穩(wěn)壓電源的正常工作。
D.利用 DC/DC 轉(zhuǎn)換器消除高頻瞬態(tài)干擾。
基于STM32的Keil、IAR仿真打印輸出
CMSIS RTOS API，內(nèi)核通用API接口
Linux 內(nèi)核的 100% 自由版本 GNU Linux-libre 5.8 發(fā)布
長(zhǎng)按前往圖中包含的公眾號(hào)關(guān)注
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