Bagaimana dimensi transformator catu daya?

9

Saya selalu ragu ketika dimensi transformator untuk catu daya DC, dan saya kira saya kadang-kadang overdimension mereka. Kebingungan saya berasal dari perbedaan tegangan transformator dan DC.
Jika saya membutuhkan 10V DC @ 1A, apakah transformator 10VA akan melakukannya? Perasaan saya mengatakan bahwa saya membutuhkan lebih banyak, jadi saya menggunakan transformator yang lebih besar, tetapi harus berapa besar?

Federico Russo
sumber

Jawaban:

17

Pertama, 10VA tidak cukup jika Anda akhirnya ingin 10V DC pada 1A keluar. Secara teoritis transformator mampu mengeluarkan 10W, tetapi hanya pada faktor daya 1. Jika Anda hanya perlu memanaskan resistor dengan transformator ini, maka speknya akan tepat di tepi. Untuk hal lain itu tidak cukup. Maka insinyur yang baik akan menambah margin.

Kedua, bahkan 15VA atau 20VA tidak cukup untuk mengetahui transformator dapat melakukan apa yang Anda inginkan. Anda memerlukan tegangan spesifik yang harus mampu menghasilkan 10W, bukan hanya kombinasi tegangan dan arus yang mencapai 10W.

Karena Anda tampaknya bertanya tentang transformator saluran listrik, saya kira Anda berniat untuk hanya menempatkan jembatan gelombang penuh, tutup, dan mungkin pengatur linier pada output. Anda memerlukan puncak-puncak gelombang AC setelah jembatan gelombang penuh menjadi beberapa volt di atas tegangan keluaran target. Ini memberi ruang untuk terkulai pada beban tinggi dan bagi regulator linier untuk melakukan tugasnya. Gambar jembatan gelombang penuh akan turun 1,5 volt di bawah beban 1A penuh dan mungkin 2V untuk regulator linier. Dari ini saja puncak AC harus setidaknya 10V + 1.5V + 2V = 13.5V. Akuntansi untuk terkulai di bawah beban tinggi lebih rumit. Secara teori, peringkat tegangan output transformator berada di bawah beban penuh, tetapi seringkali tidak ditentukan untuk input tegangan saluran case terburuk. Di sinilah Anda harus melihat lembar data transformator dengan hati-hati. Kemudian akan ada penurunan tegangan antara puncak karena arus diambil dari tutup penyimpanan, bukan langsung dari transformator. Sejauh ini kita membutuhkan minimum 13,5V / sqrt (2) = 9,5V AC sebelum keluar untuk menghitung drop karena tegangan saluran rendah dan terkulai di antara siklus saluran. Kedengarannya seperti transformator 12V mungkin minimum, dengan asumsi tutup penyimpanan berukuran reasonbly.

Untuk frekuensi saluran listrik 60 Hz, tutup penyimpanan akan dibebankan pada kecepatan 120 Hz, atau setiap 8,3 ms. Katakanlah kita telah menganggarkan 2V droop pada arus keluaran penuh 1A. Itu berarti batas penyimpanan minimum adalah 1A * 8.3ms / 2V = 4.2mF. Itu cukup banyak, tetapi bisa dilakukan. Anda bisa menggunakan itu atau mulai dengan tegangan yang lebih tinggi untuk memungkinkan lebih banyak droop, yang akan memungkinkan untuk tutup yang lebih kecil.

Jadi untuk membuat rekomendasi konkret, sesuatu seperti transformator 12V 1.5A kemungkinan akan melakukannya dengan tutup penyimpanan yang cukup besar. Perlu diingat catu daya semacam ini akan agak tidak efisien. Jembatan gelombang penuh sendiri akan menghilang sekitar 1,5W, dan regulator linier lebih banyak.

Pengorbanan di atas adalah alasan bagus Anda tidak melihat transformator saluran listrik langsung dengan penyearah "dumb" dan pasokan pengatur linier jauh lebih lama. Bahkan di Amerika Utara, saluran listrik hanya 60 Hz, sehingga trafo akan besar, berat, mahal dan hasilnya agak tidak efisien. Saat ini Anda meletakkan jembatan gelombang penuh langsung pada garis AC, kemudian memotong itu pada frekuensi tinggi melalui transformator yang jauh lebih kecil untuk membuat tegangan rendah di sisi yang terisolasi. Umpan balik opto ke helikopter dapat memungkinkan tegangan keluaran akhir diatur. Ini jauh lebih efisien dan dapat menggunakan transformator yang lebih kecil, lebih murah, lebih ringan, dan lebih efisien karena akan beroperasi pada 100-an KHz. Inilah yang dilakukan oleh catu daya jenis saklar dinding.

Olin Lathrop
sumber
Saya suka jawaban terinci panjang Anda. Saya berharap saya bisa byte mereka dalam potongan saat saya bekerja. Jika Anda memiliki beberapa tajuk untuk bagian yang berbeda, ini memungkinkan setiap pembaca untuk mendapatkan apa yang mereka butuhkan dengan segera dan itu membuat penampung yang hebat bagi kita yang memiliki 20-30 detik sekaligus untuk menjelajahi situs. Mungkin bagian tentang menentukan ukuran, mungkin bagian lain untuk menjelaskan persyaratan efisiensi peraturan Anda. Mungkin bagian melorot dan kapasitor massal (penyaringan). Mungkin bagian jumlah. Bagi kita yang menginginkan pelajaran yang bisa kita pelajari tanpa mempelajarinya.
Kortuk
@Kortuk: Anda telah menyebutkan ini sebelumnya. Sementara saya menghormati hak Anda atas pendapat Anda sendiri, saya tidak setuju. Posting ini hanya 6 paragraf dan hanya memakan 2/3 layar saya secara vertikal. Saya percaya bahwa judul dan format tambahan akan mengacaukan dan mengalihkan perhatian pada pos berukuran pendek ini. Saya akan mencoba mengingat hal ini jika saya menemukan diri saya menulis posting yang lebih panjang.
Olin Lathrop
@Kortuk, @Olin - Saya setuju dengan Olin. Selain itu, ia selalu bersusah payah untuk memberikan jawaban terperinci, yang layak dibaca sepenuhnya. Itu semua informasi yang berguna. Saya mencoba melakukan hal yang sama. Akan sangat menurunkan motivasi jika saya tahu orang terlalu malas untuk membacanya.
stevenvh
@stevenvh (dan pada jawaban olin itu harus memotivasi dia), Tidak ada cara mudah untuk menilai ini. Di masa lalu saya melakukan beberapa pengujian. Saya akan menulis jawaban, seperti jawaban Olin. Saya akan mendapatkan beberapa upvotes. Saya akan mengedit di bagian judul, tiba-tiba Anda mendapatkan 8 atau 9. Saya bisa melakukan ini dengan penundaan yang agak lama dan sepertinya masih berfungsi. Ketika saya mencoba mengatakannya untuk diri saya sendiri, saya bekerja di lingkungan yang terus-menerus mendapatkan waktu untuk melakukan sesuatu tetapi harus segera berhenti, hanya cukup waktu untuk membaca paragraf mungkin 2, dengan judul bagian saya bisa pergi dari heading ke heading.
Kortuk
1

Itu selalu merupakan praktik yang baik untuk membeli dan menggunakan yang dua kali lipat dari kebutuhan Anda,

misalnya, Anda memerlukan 10 V, 1 trafo pengenal dan aplikasi atau peralatan Anda mengkonsumsi 1 A saat ini tetapi maksimum yang ditawarkan oleh trafo, sekarang trafo memanas saat menjadi jenuh dan lebih banyak pompa panas keluar sehingga mengurangi efisiensi trafo. Jadi selalu beli nilai ganda.

Dan satu hal lagi, saya tidak tahu tentang lokasi Anda di mana Anda tinggal, di rumah saya, India Transformers tersedia jika peringkat dinilai seperti ini 10 V, 500 mA 10 V, 1 A 10 V, 2 A diwakili seperti ini

tidak dalam peringkat VA, jika hanya peringkat VA yang disebutkan sulit, 20 VA dapat merepresentasikan '10 V 2 A 'atau '20 V 1 A' bersama dengan VA jika, Voltage juga menyebutkan tidak apa-apa ..

Maka sesuai kebutuhan Anda 10 V, 20 VA baik-baik saja.

Semoga ini membantu.

fliphit
sumber
Hal lain yang harus diperhitungkan adalah efisiensi pasokan daya. Bergantung pada sistem perbaikan dan regulasi, itu bisa berdampak besar pada desain pasokan. Rekomendasi Pavan untuk menggunakan dua kali jumlah mungkin tampak berlebihan pada awalnya, tetapi jika Anda misalnya membutuhkan 10 V 1 A DC pada output, dan menggunakan sirkuit paling sederhana untuk itu (katakanlah regulator KA7810 dan rectifier KBL406), Anda akan membutuhkan lebih banyak dari dua volt untuk regulator, dua kali 1,1 V untuk penyearah sehingga jumlahnya menjadi 14,2 V minimum absolut untuk operasi yang stabil.
AndrejaKo
Ketika penurunan voltase daya listrik diperhitungkan, itu dengan cepat naik hingga 20 V di bawah beban, membawa kita ke angka 20 VA.
AndrejaKo
Kapasitor penyaringan setelah penyearah dan sebelum regulator dapat membantu meningkatkan pengatur tegangan.
AndrejaKo
1
@Pavan - semua transformer yang pernah saya gunakan ditentukan dengan rating VA dan tegangan sekunder, kadang-kadang juga arus, tetapi tidak selalu. Alasan untuk memberikan peringkat VA adalah bahwa ia menentukan ukuran. Biasanya semua tipe 10VA dari satu pabrikan akan mengacu pada gambar mekanis tunggal.
stevenvh
@AndrejaKo: Kapasitor penyaringan tidak hanya akan meningkatkan tegangan rata-rata ke penyearah, tetapi juga perlu input ke regulator turun ke nol setidaknya pada siklus nol perlintasan.
Olin Lathrop
0

Ketika mengukur transformator untuk beban DC, nilai arus AC transformator hampir selalu akan perlu lebih besar dari arus DC yang disuplai ke beban, kadang-kadang secara signifikan. Seberapa besar tergantung pada topologi catu daya yang digunakan - Anda dapat menemukan panduan praktis di sini.

Bitrex
sumber