DIY feritno jedro. Zakaj so na kablih potrebni feritni obroči? Kako izbrati jedro feritnega obroča

Vsak od nas je že videl majhne cilindre na napajalnih kablih ali koordinacijskih kablih za elektronske naprave. Najdemo jih na najpogostejših računalniških sistemih, tako v pisarni kot doma, na koncih žic, ki povezujejo sistemsko enoto s tipkovnico, miško, monitorjem, tiskalnikom, optičnim bralnikom itd. Ta element se imenuje " feritni obroč« (ali feritni filter). V tem članku bomo razumeli namen, s katerim proizvajalci računalniške in visokofrekvenčne opreme opremljajo svoje kabelske izdelke z omenjenimi elementi.

Glavni namen

Fizikalne lastnosti

Ferit je feromagnetni material, ki ne prevaja električnega toka, torej je v bistvu magnetni izolator. V tem materialu se ne ustvarjajo in se zato zelo hitro ponovno namagneti – sočasno s frekvenco zunanjih elektromagnetnih polj. Ta lastnost materiala je osnova za učinkovito zaščito elektronskih naprav. Feritni obroč, nameščen na kablu, lahko ustvari visoko aktivno impedanco za skupne tokove.

Video: Kako narediti pretvornik na feritnem obroču z lastnimi rokami

Ta material nastane iz kemične kombinacije železovih oksidov z oksidi drugih kovin. Ima edinstvene magnetne lastnosti in nizko električno prevodnost. Zahvaljujoč temu feriti praktično nimajo tekmecev med drugimi magnetnimi materiali v visokofrekvenčni tehnologiji. 2000nm feritni obroči znatno povečajo induktivnost kabla (nekaj sto ali tisočkrat), kar zagotavlja zatiranje visokofrekvenčnih motenj. Ta element se namesti na vrvico med njeno izdelavo ali pa se, razrezan na dva polkroga, natakne na žico takoj po izdelavi. Feritni filter je pakiran v plastičnem ohišju. Če ga razrežete, lahko v notranjosti vidite kos kovine.

Ali potrebujete feritni filter? Ali pa je to še ena prevara?

Računalniki so zelo "hrupne" (v elektromagnetnem smislu) naprave. Tako je matična plošča znotraj sistemske enote sposobna nihati s frekvenco enega kiloherca. Tipkovnica ima mikročip, ki deluje tudi na visokih frekvencah. Vse to vodi do tako imenovanega generiranja radijskega šuma v bližini sistema. V večini primerov jih odpravimo tako, da ploščo pred elektromagnetnimi polji zaščitimo s kovinskim ohišjem. Drugi vir hrupa pa so bakrene žice, ki povezujejo različne naprave. V bistvu delujejo kot dolge antene, ki zajemajo signale iz kablov druge radijske in televizijske opreme in vplivajo na delovanje »svoje« naprave. Feritni filter odpravlja elektromagnetni šum in oddajne signale. Ti elementi pretvarjajo elektromagnetne visokofrekvenčne vibracije v toplotno energijo. Zato so nameščeni na koncih večine kablov.

Video: Kako pravilno naviti dolgo žico okoli feritnega obroča ali toroidnega jedra transformatorja

Kako izbrati pravi feritni filter

Video: Feritni obroči

Za namestitev feritnega obroča na kabel z lastnimi rokami morate razumeti vrste teh izdelkov. Navsezadnje je odvisno od vrste žice in njene debeline, kateri filter (iz katerega materiala) bo treba uporabiti. Na primer, obroč, nameščen na večjedrnem kablu (napajalni kabel, podatkovni kabel, video ali vmesnik USB), ustvari tako imenovani transformator skupnega načina v tem odseku, ki oddaja protifazne signale, ki prenašajo uporabne informacije, in odraža tudi skupne - motnje načina. V tem primeru ne smemo uporabiti absorpcijskega ferita, da preprečimo motnje pri prenosu informacij, temveč visokofrekvenčni feromaterial. Vendar je bolje izbrati feritne obroče iz materiala, ki bo razpršil visokofrekvenčne motnje, namesto da bi jih odbijal nazaj v žico. Kot lahko vidite, lahko nepravilno izbran izdelek poslabša delovanje vaše naprave.

Feritni cilindri

Debeli feritni valji se najbolj učinkovito spopadajo z motnjami. Vendar se je treba zavedati, da so preveč zajetni filtri zelo neprijetni za uporabo, rezultati njihovega dela pa se v praksi verjetno ne bodo bistveno razlikovali od nekoliko manjših. Vedno uporabite filtre optimalnih dimenzij: notranji premer naj se idealno ujema z žico, njegova širina pa mora ustrezati širini priključka kabla.

Ne pozabite tudi, da proti hrupu ne pomagajo le feritni filtri. Na primer, za boljšo prevodnost je priporočljivo uporabljati kable z večjim presekom. Pri izbiri dolžine kabla ne smete pustiti velikega razmika med priključenimi napravami. Poleg tega je lahko vir motenj tudi slaba kakovost povezave med žico in konektorjem.

Video: Kako pravilno impregnirati transformator, navit na feritnem obroču, s spojino iz epoksi smole

Oznake feritnih obročev

Najbolj razširjen zapis za označevanje feritnih obročev je: K D d N, kjer je:

K je okrajšava za "ring";

D – zunanji premer izdelka;

D – notranji premer feritnega obroča;

H – višina filtra.

Video: Rezanje magneta po grafitni stezi. Kako rezati magnet. Kako rezati magnet. Kako rezati magnet.

Poleg skupnih dimenzij izdelka je v oznaki šifrirana vrsta feromagnetnega materiala. Primer vnosa je lahko videti takole: M20VN-1 K 4x2,5x1,6. Druga polovica ustreza splošnim dimenzijam prstana, prva polovica pa je šifrirana z začetnico (20 &mu-i). Poleg navedenih parametrov vsak proizvajalec v referenčnem opisu navede parametre kritične frekvence, upornosti in Curiejeve temperature za določen izdelek.

Kako se sicer uporabljajo feritni obroči?

Poleg znane uporabe kot visokofrekvenčna zaščita se feromagnetni materiali uporabljajo za izdelavo transformatorjev. Pogosto jih je mogoče videti v tehniki. Dobro je znano, da je transformator s feritnim obročem zelo učinkovit pri uravnoteženih mešalnikih. Vendar pa vsi ne vedo, da je mogoče "raztegniti" uravnoteženje. Ta modifikacija transformatorja je sposobna natančneje izvajati operacijo uravnoteženja. Poleg tega se transformatorji na feritnih obročih pogosto uporabljajo za usklajevanje izhodnih in vhodnih uporov kaskad tranzistorskih naprav. V tem primeru se aktivni in preoblikujejo. Zahvaljujoč slednjemu se lahko ta naprava uporablja za spreminjanje obsega nastavitve kapacitivnosti. "Stretch" transformatorji dobro delujejo pri frekvencah pod 10 MHz.

Zaključek

Tisti, ki jih zanima, kako sami naviti feritni obroč, morajo upoštevati, da se serijsko impedanco, ki jo uvaja visokofrekvenčno feritno jedro, zlahka poveča z več zavoji prevodnika na njem. Kot kaže teorija elektrotehnike, se bo impedanca takšnega sistema povečala sorazmerno s kvadratom števila ovojev. A to je v teoriji, v praksi pa je slika zaradi nelinearnosti feromagnetnih materialov in izgub v njih nekoliko drugačna.

Nekaj obratov na jedru poveča impedanco ne štirikrat, kot bi moralo biti, ampak malo manj. Posledično, da se več zavojev prilega kabelskemu filtru, morate izbrati obroč očitno večje standardne velikosti. Če je to nesprejemljivo in mora žica ostati enake dolžine, je bolje uporabiti več filtrov.

Pozor, samo DANES!

V našem vsakdanjem življenju se je pojavilo ogromno računalniške tehnologije, ki deluje na visokofrekvenčne tokove. Konec koncev, večja kot je frekvenca, večja je hitrost obdelave informacij.

Vendar pa visokofrekvenčni tokovi nalagajo številne tehnične omejitve povezovalnim kablom za prenos tovrstnih signalov. To je predvsem posledica stranskega elektromagnetnega sevanja in motenj (PEMIN).

Najenostavnejši način za boj proti PEMIN je povečanje induktivnosti.

Induktivnost je pokazatelj razmerja med količino toka, ki teče skozi vezje, in magnetnim tokom, ki ga ustvari. Če govorimo o ravnih žicah, potem z induktivnostjo razumemo vrednost, ki označuje energijo magnetnega polja (tu se tok šteje za konstantno vrednost).

Induktivnost lahko povečamo z uporabo posebnega feritnega obroča. Kako izgledajo feritni filtri na kablih si lahko ogledate na spodnji fotografiji.

Feritni obroči so komponente električnega vezja, ki se uporabljajo kot pasivni elementi za filtriranje visokofrekvenčnih motenj s povečanjem induktivnosti prevodnika in absorpcijo motenj nad danim pragom.

Takšne lastnosti feritnemu filtru daje material iz katerega je izdelan – ferit.

Ferit je splošno ime za spojine na osnovi železovega oksida in oksidov drugih kovin. Feriti združujejo lastnosti feromagnetov in polprevodnikov (včasih dielektrikov) in se zato uporabljajo kot jedra tuljav, trajni magneti, delujejo kot absorberji visokofrekvenčnih elektromagnetnih valov itd.

Snap-on feritni kabelski filtri - princip delovanja

Delovanje feritnega filtra je neposredno odvisno od značilnosti materiala, iz katerega je izdelan. Zaradi posebnih dodatkov oksidov različnih kovin se spremenijo lastnosti ferita.

V osnovi obstaja več načinov uporabe feritnih obročev:

Na enožilnih (enofaznih) žicah lahko, nasprotno, absorbira sevanje v določenem območju in pretvarja motnje v toplotno energijo. Na ta način lahko feritni obroč absorbira (odreže) negativne frekvence.
Na enožilnih žicah, kjer deluje kot nekakšen ojačevalec, saj vrne del visokofrekvenčnega magnetnega polja nazaj v kabel, kar vodi do ojačanja signala v danem območju.
Na vpredenih žicah ferit deluje kot sinfazni transformator, ki prepušča neuravnotežene signale v kablu (tokovne impulze, na primer v podatkovnih kablih ali napajalnih tokokrogih za enosmerni tok) in zavira simetrične signale (ki jih v takšnih kablih potencialno lahko povzroči samo elektromagnetne motnje).

Kje uporabiti in kako izbrati feritni filter

Če govorimo o praksi uporabe, potem se na napajalnih kablih feritni obroči uporabljajo za zmanjšanje motenj, ki jih lahko ustvarijo sami kabli, na signalu (prenos podatkov) pa ferit duši morebitne zunanje motnje in motnje.

Feritni kabelski filtri so lahko vgradni (kabel se prodaja že s feritnim obročem) ali ločeni (najpogosteje so to modeli, ki se zaskočijo okoli žice), ki ne zahtevajo nobenih predelav na samem kablu.

Žico lahko vstavimo v sredino feritnega filtra (dobimo enovito tuljavo) ali pa tvorimo več ovojev okoli obroča (toroidno navitje). Slednji način bistveno poveča učinkovitost filtra.

Če želite izbrati feritni obroč, ki ustreza določenim zahtevam, morate poznati značilnosti materiala, iz katerega je izdelan, in dimenzije izdelka.

Kot primer spodnja tabela prikazuje glavne značilnosti feritnih filtrov, ki so na voljo na trgu.

Označevanje	RF-35M	RF-50M	RF-70M	RF-90M	RF-110S	RF-110A	RF-130S	RF-130A
Impedanca, Ohm (za frekvenco 50 MHz)	165	125	95	145	180	180	190	190
Graf impedance glede na frekvenco na sliki št.	4	5	6	7	3	8	3	3
Premer luknje, mm	3.5	5	7	9	11	11	13	13
Velikost, mm	25x12	25x13	30x16	35x20	35x20	33x23	39x30	39x30
Teža, g	6	6.5	12	22	44	40	50	50

Graf frekvence proti impedanci

Impedanca je skupni notranji upor elementa električnega tokokroga na izmenični (harmonični) tok (signal). Meri se, tako kot običajni upor, v ohmih.

Drug pomemben parameter feritnih filtrov je njihova magnetna prepustnost.

Magnetna prepustnost je koeficient, ki označuje razmerje med magnetno indukcijo in jakostjo magnetnega polja v snovi.

Na podlagi zgoraj navedenega proizvajalci za označevanje glavnih lastnosti feritnih filtrov uporabljajo naslednje oznake:

3000HH D * d * h, kjer:

3000 je indikator začetne magnetne prepustnosti ferita,
HH je razred ferita (najpogosteje so to HH - feriti za splošno uporabo ali HM - za šibka magnetna polja),
D – največji (zunanji) premer,
d – manjši (notranji) premer,
h je višina toroida.

Tu so tipični primeri uporabe feritov:

Razred 100NN se lahko uporablja za kable s frekvencami do 30 MHz,
400NN - s frekvencami, ki niso višje od 3,5 MHz,
600NN - s frekvencami do 1,5 MHz
1000NN - do 400 kHz.

To pomeni, da mora biti na primer feritni filter antene znamke HH.

Najbolje pa je izbrati feritni filter za kabel USB z znamko HM (za kable s šibkim magnetnim poljem).

Razmerje med znamkami in frekvencami je naslednje:

1000NM - uporablja se s kabli, ki delujejo s frekvenco največ 1 MHz,
1500NM - ne več kot 600 kHz,
2000NM in 3000NM - ne več kot 450 kHz.

V večini primerov je dovolj, da izberete pravi feritni filter in ga pritrdite na kabel bližje priključku na napravo.

Shema navijanja se vrti okoli feritnega obroča

Vendar pa lahko v nekaterih primerih za povečanje impedance kabel naredite več zavojev okoli feritnega obroča in takrat se bo impedanca povečala kot večkratnik kvadrata števila ovojev. Se pravi, iz dveh obratov je 4-krat, iz 3 obratov pa že 9-krat.

V praksi je seveda dejansko povečanje nekoliko manjše od teoretičnega.

Da se feritni obroč po navijanju zaskoči, je treba vnaprej določiti število obratov žice in izračunati notranji premer filtra, tako da se zapre, ne da bi zdrobil kabel.

Prej s feritnimi obročki skoraj nisem imel opravka, kaj naj z brezobraznimi komponentami. Na njih ni nobenih oznak, nisem jih videl. Glavni vir njihovega videza je "razčlenjevanje". Kupil pa sem ga enkrat, ko sem sestavljal tester tranzistorjev; rabil sem ga za vezje. Kupil sem ga - v trgovini so stregli enak izdelek brez obraza, kot so ležali doma, nad nakupom nisem bil navdušen. Zaupanje je seveda nujna stvar in zagotovila prodajalca so bila sprejeta, vendar naprava, sestavljena na tem obroču, ni delovala. Ne kupujem več. Danes zagotovo vem, da obroček iz "varčne" žarnice zagotovo deluje v nizkonapetostnih pretvornikih. Kaj pa drugi - igrajte na srečo? Nekajkrat sem poskusil, ni pregorelo, tako da zdaj mislim, da je bolje, da ga vržem stran. Vendar nas je nuja prisilila, da se nekaj naučimo, čeprav ta metoda določanja parametrov magnetne prepustnosti zagotavlja samo za "oceno" možne uporabe feritnega obroča, ki nas zanima, vendar je to že informacija.

Za test smo izbrali šest feritnih obročev z namenom, da izberemo tiste, ki jih lahko preizkusimo za uporabo v nizkonapetostnih povečevalnih napetostnih pretvornikih. Potrebno je naslednje: vsak feritni obroček izmeriti s čeljustjo, zunanji in notranji premer, njegovo višino (debelino) v mm, nato enakomerno navijte 10 - 20 ovojev žice s premerom 0,3 - 0,4 mm in izmerite induktivnost v mikrohenrijih (µH).

1 je pokrit s plastično lupino (in glej ga zlomka! ima oznako “G.N.T. 1203”), mere (D x G x V) 14,6 x 6,7 x 5,5 mm
št. 2 v zeleni školjki 13 x 7,5 x 6,7 mm
št. 3 v rumeni školjki 13 x 7,5 x 5,3 mm
Št. 4 mala v zeleni lupinici 10 x 5,5 x 5,5 mm
št. 5 iz “varčne” žarnice 10 x 5 x 5 mm
6 ferit brez lupine, 9,2 x 5 x 5,2 mm

Na vsakem obroču je bilo navitih 10 ovojev bakrene žice v izolaciji s premerom jedra 0,4 mm. Lahko ga navijete. Induktivnost obroča št. 1 je bila 2,81 μH; induktivnost obroča št. 2 in št. 3 sta "zapustila dirko."

Induktivnost obroča št. 4 se je izkazala za 0,48 µH, št. 5 - 0,47 µH, št. 6 - 0,30 µH

Dobljene podatke, gabarite in vrednost induktivnosti, smo vnesli v kalkulator za izračun magnetne prepustnosti feritnih materialov (vpiši ulomke s piko). Označiti je treba tudi vrsto magnetnega vezja (v "okence" postaviti piko), v tem primeru je to "Torus" in število dejansko navitih ovojev žice (W). Kliknite izračunaj in dobite rezultat - efektivna magnetna prepustnost.

Za št. 1 je 34,43792, za št. 4 je 7,515167

Magnetna prepustnost feritnega obroča št. 5 - 7.050014, št. 6 - 4.876385

Kot rezultat zgornjih dejanj so prej brezlični feritni obroči, s katerimi je bilo popolnoma nejasno, kaj storiti, prejeli osebne podatke in postali praktično primerni za nadaljnjo uporabo, saj so s korelacijo zdaj razpoložljivih podatkov s podatki o feritnih obročih, testiranih v delovanju. (torej eksemplarične, ki jim je v tem primeru štrlel obroček iz “varčne” žarnice) lahko izberete kar potrebujete. Na primer, od testiranih obroč št. 4 ima podatke, podobne "modelu" št. 5, lahko ga varno preizkusite v nizkonapetostnem pretvorniku napetosti (že začnem sestavljati 2,4 - 9 V); . Tudi št. 6 bi morala delovati. O št. 1 še ne morem reči ničesar - takega "vzorca" ni.

S to formulo lahko storite brez posebnega programskega kalkulatorja; navaden bo dovolj. Poskusil sem.

Formula za izračun magnetne prepustnosti

Magnetna prepustnost je fizikalna količina, koeficient (odvisen od lastnosti medija), ki označuje razmerje med magnetno indukcijo B in jakost magnetnega polja H v materiji. Gradivo pripravil Babay iz Barnaula.

Razpravljajte o članku IZBIRA FERITNEGA OBROČA

Fizikalne lastnosti

Ferit je ferimagnetni material, ki ne prevaja električnega toka, torej je v bistvu magnetni izolator. V tem materialu se ne ustvarjajo in se zato zelo hitro remagnetizira – sočasno s frekvenco zunanjih elektromagnetnih polj. Ta lastnost materiala je osnova za učinkovito zaščito elektronskih naprav. Feritni obroč, nameščen na kablu, lahko ustvari visoko aktivno impedanco za skupne tokove.

Ali potrebujete feritni filter? Ali pa je to še ena prevara?

Računalniki so zelo "hrupne" (v elektromagnetnem smislu) naprave. Tako je matična plošča znotraj sistemske enote sposobna nihati s frekvenco enega kiloherca. Tipkovnica ima mikročip, ki deluje tudi na visokih frekvencah. Vse to vodi do tako imenovanega ustvarjanja radijskega šuma v bližini sistema. V večini primerov jih odpravimo tako, da ploščo pred elektromagnetnimi polji zaščitimo s kovinskim ohišjem. Drugi vir hrupa pa so bakrene žice, ki povezujejo različne naprave. V bistvu delujejo kot dolge antene, ki zajemajo signale iz kablov druge radijske in televizijske opreme in vplivajo na delovanje »svoje« naprave. Feritni filter odpravlja elektromagnetni šum in oddajne signale. Ti elementi pretvarjajo elektromagnetne visokofrekvenčne vibracije v toplotno energijo. Zato so nameščeni na koncih večine kablov.

Kako izbrati pravi feritni filter

Feritni cilindri

Oznake feritnih obročev

Najbolj razširjen zapis za označevanje feritnih obročev ima obliko K D×d×N, kjer je:

K je okrajšava za "ring";

D - zunanji premer izdelka;

D - notranji premer feritnega obroča;

H - višina filtra.

Poleg skupnih dimenzij izdelka je v oznaki šifrirana vrsta feromagnetnega materiala. Primer vnosa je lahko videti takole: M20VN-1 K 4x2,5x1,6. Druga polovica ustreza splošnim dimenzijam obroča, prva polovica pa je šifrirana z začetno magnetno prepustnostjo (20 μ i). Poleg navedenih parametrov vsak proizvajalec v referenčnem opisu navede parametre kritične frekvence, upornosti in Curiejeve temperature za določen izdelek.

Kako se sicer uporabljajo feritni obroči?

Poleg znane uporabe kot visokofrekvenčna zaščita se uporabljajo za izdelavo transformatorjev. Pogosto jih je mogoče videti v tehniki. Dobro je znano, da je transformator s feritnim obročem zelo učinkovit pri uravnoteženih mešalnikih. Vendar pa vsi ne vedo, da je mogoče "raztegniti" uravnoteženje. Ta modifikacija transformatorja je sposobna natančneje izvajati operacijo uravnoteženja. Poleg tega se transformatorji na feritnih obročih pogosto uporabljajo za usklajevanje izhodnih in vhodnih uporov kaskad tranzistorskih naprav. V tem primeru se aktivni in preoblikujejo. Zahvaljujoč slednjemu se lahko ta naprava uporablja za spreminjanje obsega nastavitve kapacitivnosti. "Stretch" transformatorji dobro delujejo pri frekvencah pod 10 MHz.

Zaključek

Kako izračunati in naviti impulzni transformator za napajanje s pol mostom?

Govorili bomo o "lenem navijanju". To je takrat, ko si prelen, da bi štel zavoje. https://site/

Najbolj zanimivi videi na Youtube

Izbira vrste magnetnega vezja.

Najbolj univerzalna magnetna jedra so oklepna jedra v obliki črke W in skodelice. Uporabljajo se lahko v katerem koli stikalnem napajalniku, zahvaljujoč možnosti nastavitve razmika med deli jedra. Toda navili bomo impulzni transformator za potisno-vlečni polmostni pretvornik, katerega jedro ne potrebuje vrzeli, zato je obročno magnetno vezje povsem primerno. https://site/

Za obročasto jedro ni treba izdelati okvirja in izdelati navijalne naprave. Edina stvar, ki jo morate storiti, je narediti preprost prevoz.

Slika prikazuje feritno magnetno jedro M2000NM.

Standardno velikost obročastega magnetnega jedra je mogoče prepoznati po naslednjih parametrih.

D je zunanji premer obroča.

d – notranji premer obroča.

Pridobivanje začetnih podatkov za enostaven izračun impulznega transformatorja.

Napajalna napetost.

Spomnim se, da sem, ko naša elektroomrežja še niso privatizirali tujci, zgradil stikalni napajalnik. Delo se je zavleklo do noči. Med zadnjimi testi se je nenadoma izkazalo, da so se ključni tranzistorji začeli zelo segrevati. Izkazalo se je, da je omrežna napetost ponoči skočila na 256 voltov!

Seveda je 256 voltov preveč, vendar se tudi ne smete zanašati na GOST 220 +5% -10%. Če kot največjo omrežno napetost izberete 220 voltov +10 %, potem:

242 * 1,41 = 341,22 V(štejemo vrednost amplitude).

341,22 – 0,8 * 2 ≈ 340 V(odštejte padec na usmerniku).

Indukcija.

Iz tabele določimo približno vrednost indukcije.

Primer: M2000NM – 0,39T.

Pogostost.

Frekvenca generiranja samovzbujenega pretvornika je odvisna od številnih dejavnikov, vključno z velikostjo bremena. Če izberete 20-30 kHz, verjetno ne boste naredili velike napake.

Mejne frekvence in indukcijske vrednosti razširjenih feritov.

Mangan-cinkovi feriti.

Parameter	Feritni razred
Parameter	6000 NM	4000 NM	3000 NM	2000 NM	1500 NM	1000 NM
	0,005	0,1	0,2	0,45	0,6	1,0
	0,35	0,36	0,38	0,39	0,35	0,35

Nikelj-cinkovi feriti.

Parameter	Feritni razred
Parameter	200NN	1000NN	600NN	400NN	200NN	100NN
Mejna frekvenca pri tg δ ≤ 0,1, MHz	0,02	0,4	1,2	2,0	3,0	30
Magnetna indukcija B pri Hm = 800 A/m, T	0,25	0,32	0,31	0,23	0,17	0,44

Kako izbrati feritno obročasto jedro?

Približno velikost feritnega obroča lahko izberete s pomočjo kalkulatorja za izračun impulznih transformatorjev in vodnika za feritna magnetna jedra. Oboje najdete v.

Podatke predlaganega magnetnega jedra in podatke pridobljene v prejšnjem odstavku vnesemo v obrazec kalkulatorja za določitev skupne moči jedra.

Ne smete izbrati dimenzij obroča blizu največje moči obremenitve. Navijanje majhnih obročev ni tako priročno in morali boste naviti veliko več obratov.

Če je v telesu prihodnje zasnove dovolj prostega prostora, potem lahko izberete prstan z očitno večjo skupno močjo.

Na razpolago sem imel prstan M2000NM standardne velikosti K28x16x9mm. V obrazec za kalkulator sem vnesel vhodne podatke in dobil skupno moč 87 vatov. To je več kot dovolj za moj 50 W napajalnik.

Zaženite program. Izberite "Izračun polmostnega transformatorja z glavnim oscilatorjem."

Da preprečite, da bi kalkulator "prisegel", izpolnite okna, ki se ne uporabljajo za izračun sekundarnih navitij, z ničlami.

Kako izračunati število obratov primarnega navitja?

Začetne podatke, pridobljene v prejšnjih odstavkih, vnesemo v obrazec kalkulatorja in dobimo število obratov primarnega navitja. S spreminjanjem velikosti obroča, stopnje ferita in frekvence generiranja pretvornika lahko spremenite število obratov primarnega navitja.

Treba je opozoriti, da je to zelo, zelo poenostavljen izračun impulznega transformatorja.

Toda lastnosti našega čudovitega samovzbujenega napajalnika so takšne, da se pretvornik sam prilagaja parametrom transformatorja in velikosti obremenitve s spreminjanjem frekvence generiranja. Torej, ko se obremenitev poveča in transformator poskuša vstopiti v nasičenost, se frekvenca generiranja poveča in delovanje se vrne v normalno stanje. Manjše napake v naših izračunih so kompenzirane na enak način.

Poskušal sem spremeniti število obratov istega transformatorja za več kot enkrat in pol, kar se odraža v spodnjih primerih, vendar nisem mogel zaznati bistvenih sprememb v delovanju napajalnika, razen spremembe v frekvenca generiranja.

Kako izračunati premer žice za primarno in sekundarno navitje?

Premer žice primarnega in sekundarnega navitja je odvisen od parametrov napajanja, vnesenih v obrazec. Večji kot je tok navitja, večji je potreben premer žice. Tok primarnega navitja je sorazmeren z "uporabljeno močjo transformatorja".

Značilnosti navijalnih impulznih transformatorjev.

Dejstvo je, da če katerokoli navitje transformatorja ni dovolj enakomerno porazdeljeno po obodu magnetnega vezja, lahko pride do nasičenosti posameznih odsekov magnetnega vezja, kar lahko povzroči znatno zmanjšanje moči napajalnika in celo vodijo do njenega neuspeha.

Poskušamo naviti "leno navijanje". In v tem primeru je najlažji način navijanje enoslojnega navitja "zavoj na zavoj".

Kaj je potrebno za to?

Izbrati je treba žico s takšnim premerom, da se prilega "ovitek do zavoja", v enem sloju, v okno obstoječega obročnega jedra in celo tako, da se število ovojev primarnega navitja ne razlikuje veliko od izračunani.

Če se število obratov, pridobljenih v kalkulatorju, ne razlikuje za več kot 10-20% od števila, pridobljenega v formuli za izračun polaganja, potem lahko varno navijete navitje brez štetja obratov.

Res je, da boste za takšno navijanje najverjetneje morali izbrati magnetno vezje z nekoliko večjo skupno močjo, kar sem že svetoval zgoraj.

1 – obročno jedro.

2 - tesnilo.

3 – zavoji navijanja.

Na sliki je razvidno, da bo pri navijanju "ovitek na zavoj" izračunani obseg veliko manjši od notranjega premera feritnega obroča. To je posledica premera same žice in debeline tesnila.

Pravzaprav bo dejanski obseg, ki bo zapolnjen z žico, še manjši. To je posledica dejstva, da se žica za navijanje ne drži notranje površine obroča in tvori nekaj vrzeli. Poleg tega obstaja neposredna povezava med premerom žice in velikostjo te vrzeli.

Pri navijanju ne smete povečati napetosti žice, da zmanjšate to vrzel, saj lahko poškodujete izolacijo in samo žico.

S spodnjo empirično formulo lahko izračunate število ovojev na podlagi premera obstoječe žice in premera okna jedra.

Največja napaka izračuna je približno –5% + 10% in je odvisna od gostote žice.

w = π(D – 10S – 4d) / d, kjer:

w– število ovojev primarnega navitja,

π – 3,1416,

D– notranji premer obročastega magnetnega jedra,

S– debelina izolacijskega tesnila,

d– premer žice z izolacijo,

/ - ulomka.

Kako izmeriti premer žice in določiti debelino izolacije - opisano.

Za lažji izračun si oglejte to povezavo:

Nekaj primerov izračunov realnih transformatorjev.

● Moč – 50 W.

Magnetno jedro – K28 x 16 x 9.

Žica – Ø0,35 mm.

w= π (16 – 10*0,1 – 4*0,39) / 0,39 ≈ 108 (obratov).

Pravzaprav je ustrezalo - 114 obratov.

● Moč – 20 W.

Magnetno jedro – K28 x 16 x 9.

Žica – Ø0,23 mm.

w = π (16 – 10*0,1 – 4*0,25) / 0,25 ≈ 176 (obratov).

Pravzaprav je ustrezalo - 176 obratov.

● Moč – 200 W.

Magnetno jedro – dva obroča K38 x 24 x 7.

Žica – Ø1,0 mm.

w = π (24 – 10*0,1 – 4*1,07) / 1,07 ≈ 55 (obratov).

V resnici ustreza 58 zavojev.

V praksi radioamaterja pogosto ni mogoče izbrati premera žice za navijanje z zahtevano natančnostjo.

Če se izkaže, da je žica pretanka za navijanje "zavoj na zavoj", in to se pogosto zgodi pri navijanju sekundarnih navitij, lahko vedno rahlo raztegnete navitje tako, da zavoje premaknete narazen. In če ni dovolj preseka žice, se lahko navitje navije v več žic hkrati.

Kako naviti impulzni transformator?

Najprej morate pripraviti feritni obroč.

Da bi preprečili, da bi žica prerezala izolacijsko tesnilo in se poškodovala, je priporočljivo, da ostre robove feritnega jedra otoplite. Vendar to ni potrebno, še posebej, če je žica tanka ali se uporablja zanesljivo tesnilo. Res je, iz nekega razloga to vedno počnem.

Z brusnim papirjem zaokrožite zunanje ostre robove.

Enako naredimo z notranjimi ploskvami obroča.

Da preprečite razpad med primarnim navitjem in jedrom, je treba okoli obroča naviti izolacijsko tesnilo.

Kot izolacijski material lahko izberete lakirano blago, blago iz steklenih vlaken, zaščitni trak, Mylar folijo ali celo papir.

Pri navijanju velikih obročev z žico, debelejšo od 1-2 mm, je priročno uporabiti zaščitni trak.

Včasih pri izdelavi domačih impulznih transformatorjev radijski amaterji uporabljajo fluoroplastični trak - FUM, ki se uporablja v vodovodnih napeljavah.

S tem trakom je priročno delati, vendar ima fluoroplastika hladno fluidnost, pritisk žice v območju ostrih robov obroča pa je lahko pomemben.

V vsakem primeru, če boste uporabili trak FUM, položite trak električnega kartona ali navadnega papirja vzdolž roba obroča.

Pri navijanju tesnil na majhne obroče je zelo priročno uporabiti montažni kavelj.

Montažni kavelj je lahko izdelan iz kosa jeklene žice ali kolesarske napere.

Previdno ovijte izolirni trak okoli obroča, tako da vsak zavoj prekriva prejšnjega na zunanji strani obroča. Tako izolacija na zunanji strani obroča postane dvoslojna, na notranji strani pa štiri ali pet plasti.

Za navijanje primarnega navitja potrebujemo shuttle. Enostavno ga je mogoče narediti iz dveh kosov debele bakrene žice.

Zahtevano dolžino žice za navijanje je precej enostavno določiti. Dovolj je izmeriti dolžino enega obrata in to vrednost pomnožiti z zahtevanim številom obratov. Majhen dodatek za sklepe in računske napake tudi ne bo škodil.

34 (mm) * 120 (obrne se) * 1,1 (krat) = 4488 (mm)

Če se za navitje uporablja žica, tanjša od 0,1 mm, lahko odstranjevanje izolacije s skalpelom zmanjša zanesljivost transformatorja. Izolacijo takšne žice je bolje odstraniti s spajkalnikom in tableto aspirina (acetilsalicilne kisline).

Bodite previdni! Ko se acetilsalicilna kislina topi, se sproščajo strupeni hlapi!

Če se za katero koli navijanje uporablja žica s premerom manj kot 0,5 mm, je bolje, da so sponke izdelane iz nasedle žice. Na začetek primarnega navitja spajkamo kos nasedle izolirane žice.

Spajkalno območje izoliramo z majhnim kosom električnega kartona ali navadnega papirja debeline 0,05 ... 0,1 mm.

Začetek navitja navijemo tako, da varno pritrdimo stičišče.

Enake operacije izvajamo z izhodom konca navitja, le da tokrat stičišče pritrdimo z bombažnimi nitmi. Da napetost niti med zavezovanjem vozla ne popusti, konce niti pritrdimo s kapljico stopljene kolofonije.

Če se za navijanje uporablja žica, debelejša od 0,5 mm, se lahko zaključki izvedejo z isto žico. Na koncih morate postaviti koščke polivinilklorida ali druge cevi (kambrik).

Nato je potrebno kable skupaj s cevjo pritrditi z bombažno nitjo.

Čez primarno navitje ovijemo dve plasti lakirane tkanine ali drugega izolirnega traku. To medsebojno tesnilo je potrebno za zanesljivo izolacijo sekundarnih tokokrogov napajanja od omrežja razsvetljave. Če uporabljate žico s premerom več kot 1 milimeter, je dobro, da kot tesnilo uporabite zaščitni trak.

Če ga nameravate uporabiti, lahko sekundarno navitje navijete v dveh žicah. To bo zagotovilo popolno simetrijo navitij. Tudi zavoji sekundarnih navitij morajo biti enakomerno razporejeni po obodu jedra. To še posebej velja za najmočnejša navitja v smislu odvoda moči. Sekundarna navitja, ki odvzamejo majhno količino moči v primerjavi s celotno, se lahko navijejo poljubno.

Če pri roki nimate žice zadostnega preseka, lahko navijanje navijete z več vzporedno povezanimi žicami.

Slika prikazuje sekundarno navitje, navito v štirih žicah.