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环形变压器分类和应用

    环形变压器主要用途是作为电源变压器和隔离变压器。环形变压器在国外已有完整的系列,广泛应用于计算机、医疗设备、电讯、仪器和灯光照明等方面。 环形变压器由于有优良的性能价格比,有良好的输出特性和抗干扰能力。

  环形变压器的分类:标准型、经济型及隔离型等三类

  1)标准型电源变压器产品系列容量8~1500VA,有较小的电压调整率、满载运行温升仅为40℃,允许短时超载运行,适合于要求高的使用场合。 初次级绕组间采用B级(130℃)的聚酯薄膜绝缘,要求至少包三层绝缘带,能经受交流4000V,1min的耐压试验。

  2)经济型电源变压器产品系列容量50~1500VA,在保证性能的基础上力求降低造价,适用于连续运行而不超载的使用场合,运行温升为60℃,绝缘材料等级为A级(105℃),当满负载时输出电压误差小 于3%。

  3)隔离变压器产品系列容量50~1000VA,又可分为工业用和医疗设备用两系列。隔离变压器着重是它的绝缘性能,初级与次级间用B级绝缘的聚酯薄膜至少包扎4层,击穿电压大于4000V,所有初级引线 必须采用双绝缘导线。变压器最大温升低于45℃。 医疗用的隔离变压器除符合上述的要求外,还要符合UL544标准,即初级和次级绕组应具有热保护,绕组与接地铜屏蔽间隔距离应大于13mm。

  此外对医疗用的隔离变压器还要求在初级绕组装有温度保护开关,当铁心温度达到120℃时,温度保护开关断开,当温度恢复正常时,开关自动复位合上。 环型变压器由于不存在气隙、线圈均匀卷绕铁芯,理论上漏磁很小,也不存在线圈辐射。但环型变压器由于无气隙存在,抗饱和能力差,在市电存在直流成分时容易产生饱和,产生很强的磁泄露。国内不少地区市电波形畸变严重,因此许多用家使用环型变压器感觉并不比EI型变压器好,甚至更差。

  所谓环型变压器绝无泄露,乃是因媒介误导,或是因厂商出于商业宣传需要而杜撰,环型变压器磁泄露极低的说法只是在市电波型为严格的正弦波时才成立。另外,环型变压器还会在引线处出现较强电 磁泄露,因此环型变压器的漏磁也是有一定方向性的,实际装机时旋转环型变压器,在某个角度上获得最高信噪比。如果条件允许,可考虑为变压器装一只屏蔽罩,并做妥善接地处理,该金属罩只能选用铁性材料,一般金属如铜、铝等只有电屏蔽作用而无磁屏蔽作用,不能作为变压器屏蔽罩。

  上述分析是建立在变压器选料、制作精良的基础上,实际多数市售变压器产品由于成本压力和竞争需要,未严格按行业规范设计,有时候甚至偷工减料,分析起来不可预测因素较多。首先是铁芯材 料的品质,很多企业用导磁率较低的H50铁芯、边角料甚至搀杂软铁制作变压器,导致变压器空载电流很高,铁损过大,空载发热严重;这类变压器为降低成本、同时为掩盖铁损偏高带来的电压调整率过 大问题,大幅度减少初次级线圈匝数,以降低铜损的方式来降低电压调整率,这种做法更进一步增大了空载电流,而空载电流偏大将直接导致磁泄露加剧。

  环型变压器问题更复杂一些。正规的环型变压器铁芯是由一条等宽硅钢带紧密卷绕而成。还是出于成本原因,多数低价环型变压器使用数条甚至数十数条硅钢带拼接,甚至使用边缘参差不齐的边角 料卷绕,绕制好后用机床车平,由于环型变压器线圈包绕铁芯,不做破坏性解剖难以发现。机械加工对硅材料的晶格排列、相邻硅钢带间绝缘都有严重破坏,这样的环型变压器无论性能或漏磁特性均会 大幅度降低,即使经过退火处理也无法弥补质量上的严重缺陷。

  杂散的电磁波主要来自有源音箱的功率输出导线、扬声器及功率分频器、无线发射设备和计算机主机,产生原因在这里不做深入讨论。杂散电磁波在传输、感应的形式上与电源变压器类似,杂散磁 场频率范围很宽,有用家反映有源音箱莫名其妙接收到当地电台广播就是典型的杂散电磁波干扰。

  另外一个需引起重视的干扰源为整流电路。滤波电容在开机进入正常状态后,充电仅集中在交流电峰值时,充电波形是一个宽度较窄的强脉冲,电容量越大,脉冲强度也越大,从电磁干扰角度看, 滤波电容并非越大越好,整流管与滤波电容之间走线应尽量缩短,同时尽量远离功放电路,PCB空间不允许则尽量用地线包络。

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