Ist ein Einweggleichrichter für einen Transformator besonders hart?

In dem Buch Practical Electronics for Inventors, 3rd Ed. Die Autoren raten von der Verwendung von Einweggleichrichtern ab, weil sie ineffizient sind und "... dazu führen, dass der Kern polarisiert und in eine Richtung gesättigt wird". (Seite 395.) Ist dies ein berechtigtes Anliegen und welche Risiken bestehen für eine langlebige Einweggleichrichter-Stromversorgung?

Hammond empfiehlt einen Ausgangsgleichstrom, der das 0,28-fache des Effektivstroms des Transformators für die Halbwellengleichrichtung und das 0,62-fache des Effektivstroms für den gleichgerichteten Vollwellenbrückenstrom beträgt.

Wenn es Ihnen also nichts ausmacht, einen 2,2-fach größeren Wechselstromtransformator (und einen doppelt so großen Filterkondensator) zu verwenden, können Sie einige Dioden einsparen.

Da die kleinste übliche Größe eines Netztransformators ein paar Watt beträgt, ist es möglicherweise eine vernünftige Wahl, wenn die aktuellen Anforderungen gering sind. Außerdem sparen Sie einen Diodentropfen, sodass Sie ein bisschen mehr Spannung erhalten.

Ja. Ein Einweggleichrichter zieht nur unidirektionalen Strom. Dies bewirkt, dass die Magnetisierung im Kern eine Gleichstromvorspannung erhält, die den Mittelpunkt der Magnetisierungskurve von Null weg verschiebt.

Dies hat zur Folge, dass ein hoher Sättigungsstromimpuls aus der Versorgung entnommen wird, ebenso wie der normale Laststrom. Abhängig von den Details der Transformatorwicklung und des Kerns und der Last kann dies den Transformator überhitzen oder nicht.

Wie das passiert, ist ziemlich subtil. Andy_aka und Dave Tweed (und viele andere) bestehen darauf, dass ein Transformator diesen Effekt nicht zeigen sollte, Sekundärstrom sollte den Fluss im Kern nicht beeinflussen. Und sicherlich für einen idealen Transformator mit einer supraleitenden Primärwicklung wären sie richtig, der Laststrom beeinflusst den Kernfluss nicht direkt.

Wenn Sie jedoch ein Oszilloskop an einen echten Transformator anschließen, wie in meinem Beitrag hier dokumentiert in einem anderen Forum , stellen Sie eine erhebliche Verschiebung des Sättigungsverhaltens fest. So was ist los?

Der unidirektionale Sekundärstrom bewirkt, dass ein unidirektionaler Primärstrom gezogen wird. Da die Primärwicklung einen Widerstand hat , führt dies zu einem unidirektionalen Spannungsabfall im Widerstand, der zu einer versetzten Gleichspannung an der Primärwicklung führt. Diese Spannung bewirkt, dass sich ein Strom in der Primärinduktivität aufbaut, wodurch sich ein stetiger Fluss im Kern aufbaut.

Wie weit baut sich dieser Fluss auf? Ohne Kernsättigung würde es auf unbestimmte Zeit bauen. Mit der Kernsättigung beginnt der Transformator, starke Stromimpulse aufzunehmen, wenn der Kern in die Sättigung geht. Diese großen Stromimpulse erzeugen große Spannungsimpulse im Primärwicklungswiderstand, und schließlich wird, wenn ein stationärer Zustand erreicht ist, der Spannungsabfall aufgrund der unidirektionalen Last durch den Spannungsabfall aufgrund der Sättigungsimpulse ausgeglichen.

Der Fluss im Transformator hat sich bewegt, so dass obwohl der Ausgangsstrom unidirektional ist, der Eingangsprimärstrom bidirektional ist, wieder der Mittelwert Null.

Schnelleinstieg in meine Diagramme.

Blaue Kurve - Netzeingangsspannung.
Lila Kurve - Lastspannung und Strom.
Gelbe Kurve - Netzeingangsstrom

Top Scope Shot - Transformator ohne Last
Middle Scope Shot - mit normaler ohmscher Last
Bottom Scope Shot - mit gleichgerichteter ohmscher Last

Betrachtet man die gelbe Stromspur, so ist klar, dass der Primärstrom in einen Wechselstrom umgewandelt wurde, so dass die Spannung, die sich in Rp entwickelt, insgesamt Null ist.

Jede Sättigung im Kern eines Transformators ist auf den Magnetisierungsstrom zurückzuführen und hat nichts mit den Strömen zu tun, die aufgrund einer Last fließen könnten. Der Grund dafür ist, dass die Amperewindungen in der von der Last erzeugten Sekundärwicklung genau die Amperewindungen in der Primärwicklung aufheben, die die Last verursacht haben.

Das Buch ist falsch und hier ist der Grund:

• Szenario 1 ist eine Primärwicklung mit einer Windung - es wirkt wie eine Induktivität, und der Strom Im fließt.
• In Szenario 2 wird die Primärwicklung in zwei parallele Windungen umgewandelt. In jeder Wicklung fließt Im / 2.
• Szenario 3 ist ein grundlegender Transformator. Die am Ausgang anliegende Spannung hat die gleiche Phase wie die am Eingang. In Szenario 2 muss es sonst einen unheiligen Stromfluss um die Wicklungen geben.
• In Szenario 4 wird die Sekundärseite belastet und der Strom in der Sekundärseite muss in die entgegengesetzte Richtung zum Laststrom in der Primärseite fließen.

Daher erhöht das Laden einer Transformatorsekundärseite nicht die Sättigung.

Die Spulenströme eines Transformators verursachen das H-Feld, und -d / dt B verursacht die induzierten Spannungen, einschließlich der Spannung, die der Primärspulenspannung entgegenwirkt und die Primärspuleninduktivität verursacht. -d / dt B ist das einzige, was sich tatsächlich auf die externen Schaltkreise auswirkt. Daher überträgt sich jede Gleichstromvorspannung des Sekundärstroms nicht auf den Primärstrom, außer durch Bewegen in eine vorgespannte Position in der B (H) -Kurve. Da die Sättigung des Transformators in der Regel ziemlich schnell einsetzt, gibt es einen Punkt, an dem -d / dt B gerade zusammenbricht, während der Strom fließt. Wenn Sie diesen Punkt erreicht haben, bietet der Transformator fast die Hälfte der Zeit nur noch einen Gleichstromwiderstand anstelle einer Induktivität.

Nein. "Hard on the transformator" wird durch die anliegende Leistung bestimmt. Schauen Sie sich die VA-Bewertung an.