Hochfrequenztransformator

Die Frequenz der Elektrizität im Alltag beträgt 50 Hz, was wir als niederfrequenten Wechselstrom bezeichnen. Ein Transformator, der unter diesen Bedingungen arbeitet, ist ein Niederfrequenztransformator. Er zeichnet sich durch große Größe und geringe Effizienz aus. Der Eisenkern ist mit isolierten Siliziumstahlblechen gestapelt und die Primärspule ist mit Emaildraht gewickelt. Die Primärspannung ist proportional zur Anzahl der Windungen.

Niederfrequenztransformatoren haben auch einen anderen Namen: Gleichstromtransformatoren. Normalerweise werden sie zur Spannungsänderung verwendet, die Betriebsfrequenz liegt unter 50 Hz. Der Niederfrequenztransformator verwendet Siliziumstahlbleche mit hoher magnetischer Permeabilität als Kern.

Hochfrequenztransformatoren unterscheiden sich von Niederfrequenztransformatoren. Sie arbeiten mit hohen Frequenzen und führen eine Energieumwandlung durch. Wie wir alle wissen, ist die Frequenz des Magnetfelds sehr hoch und in den Siliziumstahlblechen werden Wirbel erzeugt. Der Kern ist ein weiteres anderes Element. Hochfrequenztransformatoren verwenden „Hochfrequenzferrit“ als Magnetkern.

Der Unterschied in der Ausgangsleistung dieser beiden Transformatoren führt zur unterschiedlichen Materialauswahl. Die Funktionsprinzipien sind jedoch gleich und beide übertragen kinetische Energie durch elektromagnetische Induktion.

Die Frequenzen der beiden Transformatoren sind unterschiedlich. Hochfrequenztransformatoren können nur in Schaltkreisen mit sehr hohen Frequenzen verwendet werden und die Frequenz der Erregerquelle entspricht der Frequenz des Transformators.

Der Anwendungsbereich von Niederfrequenztransformatoren ist entgegengesetzt. Diese beiden können nicht gemischt werden. Wenn die Frequenz nicht übereinstimmt, darf der Hochfrequenztransformator nicht verwendet werden.

Wenn es um das Funktionsprinzip geht, sind diese beiden gleich. Unabhängig von der Betriebsfrequenz wird Energie durch elektromagnetische Induktion übertragen. Hochfrequenztransformatoren können nur verwendet werden, wenn die Frequenz hoch ist und die Frequenz der Anregungsquelle mit der Frequenz des Transformators übereinstimmt. Der Niederfrequenztransformator ist das Gegenteil. Hochfrequenztransformatoren können im Allgemeinen nicht verwendet werden, wenn die Frequenz nicht übereinstimmt.

Wenn der Transformator eine bestimmte Energiemenge überträgt, ist die Betriebsfrequenz hoch und überträgt innerhalb eines bestimmten Zeitraums viele Male Energie. Er überträgt jedes Mal weniger Energie und verbraucht daher weniger Material. Daher gibt es bei allgemeinen Hochfrequenztransformatoren nicht viele Spulenwindungen. Die Größe kann sehr klein gemacht werden und die Anzahl der Windungen der Niederfrequenztransformatorspule ist relativ groß.

Der Transformator überträgt eine bestimmte Energiemenge. Wenn die Ausgangsleistung sehr hoch ist, erhöht sich die Frequenz der Energieübertragung innerhalb einer bestimmten Zeitspanne. Wenn die übertragene Energie abnimmt, verringert sich auch die im Transformator verwendete Materialmenge und die Baugröße des Transformators verringert sich ebenfalls.

Hochfrequenztransformatoren sind spezielle Transformatortypen, die hauptsächlich in elektronischen Hochfrequenzschaltungen verwendet werden. Anders als bei gewöhnlichen Transformatoren liegt die Betriebsfrequenz von Hochfrequenztransformatoren normalerweise zwischen einigen zehn Kilohertz und einigen hundert Megahertz. Bei solch hohen Frequenzen können herkömmliche Transformatoren nicht richtig funktionieren. Daher sind die Herstellung und Verwendung von Hochfrequenztransformatoren komplizierter als bei herkömmlichen Transformatoren.

Hochfrequenztransformatoren bestehen üblicherweise aus zwei oder mehr Wicklungen und einem Eisenkern. Eine der Wicklungen wird als Primärwicklung bezeichnet und die andere oder mehrere Wicklungen werden als Sekundärwicklungen bezeichnet. Die Primärwicklung besteht üblicherweise aus einer geringeren Anzahl von Windungen, während die Sekundärwicklung aus einer größeren Anzahl von Windungen besteht. Im Betrieb wird die Primärwicklung üblicherweise mit der Stromquelle verbunden, während die Sekundärwicklung mit der Last verbunden wird. Bei der Verdrahtung gibt es mehrere Aspekte, die beachtet werden müssen.

Bestimmen Sie die Polarität der Wicklungen
Vor dem Zusammenbau und der Verdrahtung müssen wir die Polarität jeder Wicklung bestimmen. Da die Ströme in Hochfrequenztransformatoren wechselnd sind, ändern sie sich ständig. Da die Spannung der Sekundärwicklung durch die Primärwicklung verursacht wird, ist das Polaritätsverhältnis zwischen den Wicklungen sehr wichtig. Bei falscher Polarität erhitzen sich Widerstand und Wicklung und brennen möglicherweise durch. Daher müssen wir vor der Verdrahtung die Polarität der Wicklungen sorgfältig prüfen und auf korrekte Anschlüsse achten.

Erdung
Schaltkreise in Hochfrequenztransformatoren erfordern normalerweise Erdungskabel. Da in Hochfrequenzschaltkreisen elektromagnetische Störungen auftreten können, sind „unberührte Erdungstechniken“ erforderlich, um diese Störungen zu unterdrücken. Bei der Technologie der unbeweglichen Erdung hat jeder Schaltkreisblock seine eigene Erdung, und diese Erdungen sind normalerweise nicht mit der Erdung auf der Leiterplatte verbunden. Stattdessen sind sie mit einem gemeinsamen „ruhigen Erdungspunkt“ verbunden, der mit dem Erdungskabel der Stromversorgung verbunden ist. Hochfrequenztransformatoren bestehen normalerweise aus zwei oder mehr Wicklungen, wobei eine Wicklung mit der Erdung der Stromversorgung und die andere Wicklung mit der ruhigen Erdung verbunden ist. Dadurch wird sichergestellt, dass sich alle vom Transformator erzeugten Störungen auf die ruhige Erdung konzentrieren und den Schaltkreis nicht stören.

Isolierung
Da Hochfrequenztransformatoren im Hochfrequenzbereich arbeiten, ist ihre Isolierung sehr wichtig. Ohne geeignete Isolierung zwischen den Wicklungen kann Hochspannung durch den Spalt zwischen Wicklungen und Kern fließen und möglicherweise den Transformator beschädigen. Um dies zu vermeiden, ist die richtige Kabelauswahl erforderlich. Noch wichtiger ist, dass die Wicklungen mit geeignetem Isoliermaterial umhüllt werden, um sicherzustellen, dass die Wicklungen keinen elektrischen Kontakt miteinander haben.