Прежде всего, необходимо рассчитать (в ваттах) используемую мощность трансформатора Рисп = 1,3 Рн (Рн – мощность, потребляемая нагрузкой). Далее, задавшись габаритной мощностью Ргаб, которая должная удовлетворять условию Ргаб ≥ Рисп, следует подобрать подходящий тороидальный ферритовый магнитопровод. Его параметры связаны с Ргаб соотношением Ргаб = ScS0fBmax/150, Вт. Здесь f – частота преобразования напряжения, Гц; Sc = (D-d)h/2 – площадь сечения магнитопровода, см2 (D и d – соответственно наружный и внутренний диаметры, h – высота кольца, см); S0 = p d2/4 – площадь окна магнитопровода, см2; Bmax – максимальное значение индукции (в тесла), которое зависит от марки феррита и может быть определено по справочнику, содержащему сведения о ферромагнитных материалах (см., например, [ 1, 2] ).
После этого задавшись напряжением на первичной обмотке трансформатора U1, находят число витков w1=0,25Ч 104U1/fBmaxSc. Для преобразователя (см. рисунок) U1 = Uпит/2- Uкэ нас, где Uпит – напряжение питания преобразователя, а Uкэ нас - напряжение насыщения коллектор – эмиттер транзисторов VT1, VT2. Полученное значение w1 необходимо округлять в большую сторону (во избежание насыщения магнитопровода).
Далее определяют максимальный ток (в амперах) первичной обмотки: I1 max = Pн/h U1 (h - КПД преобразователя, обычно 0,8) и диаметр (в миллиметрах ее провода: d1 = 0,6√I 1 max. В заключение находят число витков выходной обмотки трансформатора: w2 = w1U2/U1 и диаметр провода: d2 = 0,6√I2 (U2 и I2 – соответственно напряжение и ток вторичной обмотки).
Для примера рассчитаем высокочастотный трансформатор блока питания стереофонического усилителя [ 3] , имеющего следующие выходные напряжения и токи: U2 = (25+25) В, I2 = 3 A, U3 = 20 В, I3 = 1 A, U4 = 10 В, I4 = 3 А. Потребляемая нагрузкой мощность Pн = 200 Вт.
Используемая мощность этого трансформатора Рисп = 1,3 · 200 = 260 Вт. Частоту преобразования f выберем равной 105 Гц. В качестве магнитопровода применим кольцо типоразмера К38х24х7 из феррита марки 2000НН (Вmax = 0.25 T [ 2] ). Определив площадь сечения Sc = (3,8 − 2,4) · 0,7/2 = 0,49 см2 и площадь окна выбранного магнитопровода So=p ·2,42/4 = 4,5 см2, найдем габаритную мощность трансформатора Ргаб=0,49·4,5·105·0,25/150= = 367 Вт. Условие Ргаб ≥ Рисп выполняется.
Теперь определим напряжение на первичной обмотке трансформатора и ее число витков: U1 = (285/2) − 1,6 = 141 В; w1 = 0,25 · 104 · 141/105 · 0,25 · 0,49 ≈ 29. Для исключения насыщения магнитопровода выбираем w1 = 30.
Затем находим максимальный ток первичной обмотки и диаметр провода: Imax = 200/0,8 · 141 = 1,75 A; d1 = 0,6√1,75 = 0,8 мм..
После этого определяем число витков и диаметр провода выходных обмоток: w2 = 30 · 25/141 = 5; d2 = 0,6√3 = 1 мм; w3 = 30 · 20/141 = 4; d3 = 0,6√1 = 0,6 мм; w4 = 30 · 10/141 = 2; d4 = 0,6√3 = 1 мм
