Трансформаторы

Во многих электрических цепях для преобразования переменного напряжения используют трансформаторы. Это статистические устройства, состоящее из двух обмоток: первичной и вторичной, и замкнутого контура магнитопровода. Приборы служат для изменения величины входного напряжения при постоянной частоте. Трансформаторы нашли широкое применение в электронике. Благодаря целому ряду различных функций, они востребованы в оснащении печатных плат, входящих в состав промышленного оборудования и бытовой техники.

Назначение и особенности трансформаторов, применяемых в электронике

Трансформатор +на плате является компонентом электронной схемы, способным изолировать устройство от силовой цепи и отсоединить его от земли, тем самым защитить пользователя от поражения электротоком в случае несанкционированного прикосновения к токоведущим частям. Прибор преобразует силу тока и напряжение в сети, не влияя на ее мощность, что дает возможность использовать его в конкретных приложениях, в том числе для снижения потерь электроэнергии. Прибор может усилить волновые входы.

Принцип работы трансформатора построен на явлении электромагнитной индукции. Электрический ток, проходя через первичную обмотку, создает в сердечнике магнитный поток, который, в свою очередь, образует ток во вторичной обмотке. Работа идеального трансформатора поддерживается равенством отношений сил тока, напряжений, числа витков первичной и вторичной обмотки. Эта формула применима для всех трансформаторов, в том числе и для печатных плат.

Размещаемые на печатной плате трансформаторы, по конструкции не отличаются от классической архитектуры. Те же две изготовленные из медной эмалированной проволоки обмотки: первичная и вторичная, намотанные вокруг стального магнитопровода. Вся конструкция помещена в компактный корпус, из которого выходят клеммы. Трансформаторы поверхностного монтажа помещаются на плату путем непосредственного припаивания. При монтаже печатной платы трансформатора со сквозным отверстием, необходимо пропустить провода через окошко и припаять клеммы с обратной стороны платы.

Основные характеристики трансформаторов:

1. Номинальные параметры обмоток, полученные в результате расчетов между величиной напряжения и силой тока входной и выходной катушки. Требуют фактической проверки на предмет соответствия, потому что возрастание удельной мощности усиливает нагрев устройства.
2. Установленная мощность определяет оптимальную нагрузку устройства, тип и частоту тока.
3. КПД характеризует эффективность работу оборудования.
4. Форм-фактор определяет положение трансформатора, которое может быть, как горизонтальным, так и вертикальным. Вертикальное размещение бережет площадь платы, но подвергается вибрационным процессам.
5. В зависимости от конструктивного исполнения, трансформатор устанавливается при помощи поверхностного монтажа или крепится с обратной стороны. Последняя версия усиливает стойкость к экстремальным температурам.
6. Теплоотвод предусмотрен только для планарных трансформаторов, остальные устройства потребляют небольшое количество энергии, не нуждаются в принудительном охлаждении.
7. Индуктивность определяет величину ЭДС самоиндукции в замкнутом контуре.

Прежде чем купить трансформатор для платы, рекомендуется проанализировать условия эксплуатации прибора, подобрать модель, идеально подходящую под требования конкретного приложения.

Виды трансформаторов для печатных плат

В зависимости от назначения электротехнического устройства, для его комплектации применяются трансформаторы платы управления, отличающиеся мощностью и габаритами.

Типы современных трансформаторов:

• аудио служат для преобразования звуков и сигналов;
• авто применяются для преобразования напряжения в пускателях электродвигателей, отличаются наличием одной катушки, выполняющей функции первичной и вторичной обмотки;
• импульсные предназначены для трансформации дискретного сигнала с минимальным нарушением первоначальной формы;
• балун используются для интеграции балансных и небалансных цепей без искажения согласованности волнового сопротивления обеих полос;
• обратные служат для управления перемещением электронного луча в ЭЛТ по горизонтали;
• интерфейсные разработаны для использования в телекоммуникационной инфраструктуре;
• осветительные предназначены для генерации оптимальной мощности в источниках света;
• медицинские выполнены в соответствии со жесткими требованиями безопасности, что позволяет их повсеместно применять в медучреждениях, в том числе в процедурных кабинетах и операционных;
• силовые востребованы при питании электротехнических приборов;
• резонансные нашли применение в качестве голосовых фильтров и импульсных БП.

Импульсные трансформаторы широко задействованы в устройствах связи, автоматики, ЭВМ и при оснащении блоков питания. Компоненты преобразуют напряжение сигнала из одного типа в другой, изменяют его полярность, частоту, придают импульсу прямоугольную форму. ИТ отличаются компактностью, миниатюрным весом и низкими потерями. 

Плата импульсных трансформаторов является главным элементом импульсных блоков питания. С ее помощью осуществляется стабилизация выходного напряжения под нагрузкой, защита от короткого замыкания в режиме холостого хода. Исполнение может быть, как встроенное, так и модульное.