Návrh síťového napájecího zdroje - Ročníková práce z elektroniky

Účinnost transformátoru lze přibližně odhadnout podle následující tabulky:

výkon P [ W ] < 10 10 – 100 100 – 1 000 účinnost ν [ % ] 70 80 90

Primární výkon :

Proud v primární cívce (při napětí 230 V):

Průřez magnetického obvodu ( u EI plechů průřez středního sloupku ):

Podle uvedené tabulky určíme typ EI plechů, které použijeme.

Normalizovaná tloušťka EI plechů je t = 0,35 mm nebo t = 0,5 mm

Jejich počet určíme:

Počet závitů jednotlivých vinutí určíme vztahem:

Z počtu závitů na primární cívce ubíráme 3 % kvůli krytí ztrát v primárním vinutí. Počet závitů pro primární vinutí ( pro síťové napětí 230 V ) je tedy:

U sekundárních vinutích přidáváme 3% pro krytí ztrát v sekundárních vinutích. Pro všechna vynutí platí vztah:

Nejčastěji používané typy EI plechů:

Typ EI

plechu

Velikost

2.a

[mm]

Průřez jádra

SFe = 4.a

[cm2]

Přenášený výkon P [W]

(SFe = 4.a 2)

Plocha okénka

So = 3.a 2 [mm2]

Plocha vynutí

Sv

[mm2]

EI0 10 1,00 1,00 75 50 EI12 12 1,44 2,07 108 78 EI16 16 2,56 6,55 192 152 EI20 20 4,00 16,0 300 250 EI25 25 6,25 39,1 496 407 EI32 32 10,24 105 768 688 EI40 40 16,00 360 1 200 1 100 EI50 50 25,00 625 1 875 1 750 EI64 64 40,96 1 678 3 072 2 912

Po určení počtu závitů jednotlivých vinutí určíme ještě jejich potřebné průřezy na základě proudové hustoty:

- pro trvalé zatížení spodních vinutí volíme obvykle j = 2,5 A/mm2

- pro trvalé zatížení vrchních vinutí ( vzhledem k jejich lepšímu chlazení ) volíme až j = 3,5 A/mm2

- pro časově omezená zatížení lze podle rychlosti nárůstu teploty transformátoru ( např. pro UPS

je předpoklad doby činnosti cca 15 min ) volit zatížení proudovou hustotou až j = 10 A/mm2.

Musí však být zabezpečeno přerušení činnosti při dosažení zvolené teploty ( např. pomocí

tepelné pojistky ).

Pro zvolenou hodnotu proudové hustoty j [A/mm2] vypočteme průměry vodičů:

Vodiče pro vinutí transformátoru opatřeny lakovou izolací ( smalt ) a označují se CuL. U každého výrobce se vyrábějí pouze v řadě číselných průměrů. V tabulce jsou uvedeny vodiče firmy PRAKAB:

Průměr Cu vodiče

d [mm]

Průměr CuL vodiče

D [mm]

Průřez vodiče SCu

[mm2]

Maximální proud IM [A] vodičem při j = 2,55 [A/mm2]

Odpor vodiče na jeden metr délky

R1 [Ω/m]

Ztrátový výkon Pz = R1.IN2 [ W/m ] 0,10 0,121 0,008 0,020 2,225 0,001 0,20 0,230 0,031 0,079 0,574 0,004 0,30 0,338 0,071 0,181 0,251 0,008 0,40 0,445 0,126 0,321 0,141 0,015 0,50 0,552 0,196 0,500 0,091 0,023 0,56 0,620 0,246 0,627 0,072 0,028 0,63 0,690 0,312 0,796 0,057 0,036 0,71 0,775 0,396 1,010 0,045 0,046 0,80 0,875 0,502 1,280 0,036 0,059 0,90 0,975 0,636 1,622 0,028 0,074 1,00 1,075 0,785 2,002 0,023 0,092 1,25 1,345 1,227 3,129 0,015 0,147 1,40 1,495 1,539 3,925 0,012 0,185 1,60 1,695 2,010 5,126 0,009 0,236 1,80 1,860 2,543 6,485 0,007 0,294

Ztráty v mědi lze odhadnout pomocí posledního sloupce v tabulce, kdy údaj o ztrátách ve [ W/m ] násobíme délkou vynutí.