ТРАНСФОРМАТОР ДЛЯ ИСТОЧНИКОВ ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована при проектировании источников вторичного электропитания.
Известны высокочастотные трансформаторные блоки, состоящие из нескольких отдельных трансформаторов (1). Данное дробление конструкции на мелкие элементы позволяет улучшить теплообмен и, следовательно, сократить массу и объем устройства преобразования. Однако данная модификация приводит к снижению КПД.
Наиболее близким к полезной модели является трансформатор, магнитопровод которого выполнен в виде двух наборных пакетов из отдельных тороидальных сердечников. Первая обмотка трансформатора размещена в окне пакета тороидов, а вторые намотаны на каждый из сердечников (2). На средних и низких частотах устройство имеет более высокий КПД по сравнению с (1). Однако на высоких частотах из-за большого количества обмоточных проводов, выступающих за границы пакета сердечников, увеличивается индуктивность рассеяния, не позволяющая передавать большие токи на выход, что отрицательно сказывается на КПД устройства. Кроме того, плохое охлаждение второй обмотки снижает надежность работы.
Техническим результатом, которого можно достичь при использовании полезной модели, является повышение КПД и надежности работы при увеличении частоты преобразования.
Технический результат достигается за счет того, что в трансформаторе для источников вторичного электропитания, состоящем из нескольких замкнутых сердечников, например, тороидальных, каждый из которых охвачен соответствующей частью первой обмотки, все сердечники соединены друг с другом в пакет, во внутреннем окне которого размещена с зазором полая труба, выполняющая функции второй обмотки, выводы которой являются выходными либо входными выводами трансформатора. На выступающих за границы пакета концах полой трубы могут быть расположены элементы, требующие дополнительного охлаждения. Внутри полой трубы могут быть размещены дополнительные обмотки.
На чертеже представлена конструктивная схема устройства (поперечный разрез).
Трансформатор для источников вторичного электропитания состоит из нескольких идентичных замкнутых, например, тороидальных сердечников 1, каждый из которых охвачен соответствующей частью первой обмотки 2. Все сердечники соединены друг с другом в пакет, во внутреннем окне которого размещена с зазором полая труба 3, выполняющая функции второй обмотки. Первая обмотка 2, равно как и вторая обмотка может быть как первичной, так и вторичной. Однако наиболее целесообразно использовать первую обмотку 2 в качестве первичной, а вторую - вторичной. На выступающих за границы пакета концах полой трубы 3 расположены элементы 4, требующие дополнительного охлаждения.
Для расширения функциональных возможностей трансформатора внутри полой трубы могут быть размещены дополнительные обмотки, например, управляющие или информационные обмотки функциональных блоков, входящих в состав источника электропитания. Для сохранения целостности конструкции сердечники скрепляют между собой любым известным способом.
При изготовлении трансформатора намотанные на сердечники части первой обмотки 2 соединяют последовательно.
Устройство работает следующим образом.
При подаче переменного напряжения (Uвх.) на выводы первой обмотки 2 (первичной) на вторичной обмотке, состоящей из одного витка, появляется переменное напряжение К ·Uвх., где К - коэффициент трансформации, которое подается на выходные выводы.
В процессе функционирования каждый из сердечников является элементом, обеспечивающим минимизацию индуктивности рассеяния за счет экранирующих свойств полой трубы. Толщина трубы определяется коэффициентом проникновения высокой частоты (с увеличением частоты толщина снижается).
Таким образом, за счет снижения индуктивности рассеяния на высоких частотах (1 мГц) появилась возможность обеспечения значительной величины выходного тока, следовательно, повышения КПД устройства. Кроме того, выполнение вторичной обмотки в виде полой трубы позволяет улучшить условия охлаждения элементов схемы за счет их размещения на внешней поверхности трубы, являющейся одновременно радиатором, что повышает надежность работы. При этом теплообмен можно дополнительно усилить за счет пропускания через трубу хладагента (жидкости или газа).
Высокий КПД и достаточная надежность работы позволяют рекомендовать полезную модель при проектировании вторичных источников вторичного электропитания.
Источники информации, принятые во внимание при составлении описания:
А.И.Иванов-Цыганов и В.И.Хандогин «Источники вторичного электропитания приборов СВЧ », М. «Радио и связь», 1989 г., с.67. «Ферриты и ферритовые изделия для источников вторичного электропитания» Справочное пособие, М. 1990 г., с.122.