Намотування трансформатора для імпульсного джерела живлення
В процесі виготовлення блоку живлення натрапив на практично повну відсутність інформації про те як намотувати імпульсний трансформатор: за годинниковою або проти годинникової стрілки, обмотки повинні бути намотані в одну сторону або в різні? У цій статті привожу свої умовиводи з цього приводу. Сподіваюся представлена тут інформація буде корисна.
Так як це мій персональний блог, то дозволю собі зробити ліричний відступ і розповісти про свої страждання в цій галузі, не дивлячись на те, що один мій колега якось зауважив: «Нікого не цікавить як ти зробив це. Головне - результат! ».
На мій превеликий жаль з першого разу схема не запрацювала належним чином - напруга на виході стрибав від 3 до 5 вольт. Після нетривалих мук вибухнула керуюча мікросхема. Причому вибухнула буквально, відлетів шматок пластикового корпусу і було видно її «мізки». Ця невдача мене не засмутила, а навпаки додала рішучості довести справу до пуття. Купивши нову мікросхему і намотавши, про всяк випадок, новий трансформатор, я повторив експеримент. В результаті на виході напруга була відсутня зовсім. Після повторного огляду схеми я виявив, що неправильно упаяв оптопару. Замінивши на всякий випадок оптопару і упаявши її правильно я подав мережеве напруга на вхід ... і знову піротехнічний ефект. Мікросхема знову показала свої нутрощі. Від досади я згріб все в ящик столу на кілька днів. Але ідея зробити цей блок живлення не покинула мене.
Після тривалих роздумів над сенсом буття і про те в чому могла бути помилка я прийшов до висновку - щось не так з трансформатором. Було вирішено позбутися ланцюга BIAS (позначена червоним на схемі), щоб ще спростити схему, а також зрозуміти як все-таки потрібно намотувати трансформатор. В результаті з'явилися такі картинки (див. Нижче).
Почнемо з розгляду первинної обмотки трансформатора.
Для спрощення розглянемо один виток первинної обмотки. Точкою позначено початок обмотки. Обмотку ми наметовому проти годинникової стрілки (можна і за годинниковою стрілкою, ніхто не забороняє, але в цьому випадку, як ми побачимо далі, вторинну теж потрібно буде мотати за годинниковою стрілкою). На схемі блоку живлення більш позитивний потенціал підключений до кінця первинної обмотки (на малюнку позначено як "+"), а більш негативний потенціал до початку обмотки ( "-" на схемі). З курсу середньої або вищої школи (в моєму випадку вищої, тому що фізику я почав вчити тільки в інституті) ми пам'ятаємо, що рухомі електричні заряди створюють магнітне поле, причому напрямок ліній індукції магнітного поля визначається правилом свердлика. Ці лінії на малюнку зображені Еліпс зі стрілками. Сумарне магнітне поле проходить як би від спостерігача, через площину монітора і виходить із зворотного боку. У школі нас учили позначати вектор хрестиком (Х), якщо ми дивимося на нього ззаду і точкою, якщо дивимося на нього спереду. Таким чином позначений сумарний вектор магнітної індукції В в центрі одиночного витка.
З первинної обмоткою розібралися. А тепер, товариші, погляньте на вторинну обмотку. Згідно з правилом Ленца, в замкнутому контурі, вміщеному в зовнішнє магнітне поле (в даному випадку створеному первинної обмоткою) виникає струм, напрямок якого прагнути послабити зовнішнє поле. Точніше зовнішнє поле послаблює не саме ток, а магнітне поле, яке він створює. Це поле вторинної обмотки позначено на малюнку маленькими Еліпс. Як видно, його напрямок протилежно магнітному полю первинної обмотки. Це поле, згідно шкільним правилам відзначено жирною крапкою в центрі витка. Для спрощення малюнка частина силових ліній магнітного поля В була видалена. А тепер питання: яким має бути напрямок струму у вторинній оботке, щоб створити магнітне поле такого напрямку. Правильно, ток повинен йти від початку вторинної обмотці до її кінця, тобто на початку обмотки у нас більш позитивний потенціал (+), а на кінці - мінус. Тепер дивимося на схему блоку живлення. Дійсно, «плюс» вихідної напруги починається з початку вторинної обмотки, а «мінус» - з кінця.
Бажаючі можуть потренуватися в малюванні силових ліній магнітного поля. Особисто я ними списав кілька зошитових листів :)
Ну і як завершення історії ... Розібравшись з цією кухнею я заново спаяв схему. На цей раз навісним монтажем і без ланцюга BIAS. Яка ж була моя радість коли я у бачив на дисплеї мультиметра заповітні 5.44В :) Думаю багатьом з нас знайоме це відчуття.
Міркування представлені тут ні в якому разі не претендують на те щоб бути єдино правильними. Можливо в чомусь вони спрощені, але мені вони здалися досить логічними, тому що напрямок струмів і магнітних полів повністю узгоджуються. А в якості винагороди за виконану працю я отримав працездатну схему. У майбутньому планую повторити досвід з декількома вторинними обмотками трансформатора. Всім дякую за увагу!
P.S. Як доповнення уявляю кілька корисних посилань на які я натрапив в процесі дослідження даної проблеми.
Намотування імпульсного трансформатора
EasyEDA: безкоштовний Хмарний CAD
