Как настоящий радиолюбитель, я постоянно разбираю различные электронные устройства и хочу рассказать о том, что некоторые электронные компоненты, изъятые оттуда, могут обрести вторую жизнь в новом современном устройстве. Сегодня речь пойдет о неказистых трансформаторах с неудобным выходным напряжением, применить которые напрямую, наверное, нигде нельзя.
Недавно, разбирая старые часы на люминесцентных лампах, я извлек вот такой трансформатор.
Входное напряжение трансформатора - 220 В, на выходе две обмотки - 23 В и 3.15 В. Вот куда его такой? Мощность трансформатора недостаточная для каких-то серьезных проектов. Выходные напряжения неудобные.
Первое, что бросается в глаза, - разборная конструкция железа, которая позволяет без повреждений разобрать трансформатор и произвести над ним всевозможные доработки.
Лично мой инженерный опыт подсказывает два пути развития дальнейших событий:
- можно смотать вторичные обмотки, которые намотаны сверху, и намотать новую вторичную обмотку на необходимое напряжение. Коэффициент трансформации посчитать совсем не сложно, все параметры указаны на этикетке (порядка 12 витков на 1 вольт). Этот путь мне не по душе, так как я предпочитаю использовать в работе трансформаторы с заводской намоткой и вообще не люблю что-либо мотать... Сматывать гораздо проще и удобнее.
- можно изготовить дроссель для подавления пульсаций переменного тока в конструкциях блока питания ламповых устройств! А вот этот вариант уже интересен. Ему я и буду следовать.
Напрямую использовать трансформатор как дроссель нельзя!
У трансформаторов основной целью является передача энергии между обмотками, а не накопление магнитного потока, как у дросселя.
Магнитопровод (железо) в трансформаторе собирается без магнитного зазора, чтобы передача энергии между обмотками осуществлялась наиболее эффективным образом. Трансформатор не предназначен для работы с постоянным током подмагничивания, а для работы в режиме дросселя важно, чтобы сердечник был способен выдерживать требуемый уровень магнитного поля без насыщения.
Магнитный зазор в дросселе - это промежуток в магнитопроводе, заполненный немагнитным материалом. Он влияет на магнитное сопротивление контура и снижает индуктивность обмоток. Магнитный зазор также увеличивает количество запасённой магнитной энергии при той же величине магнитной индукции.
Чтобы использовать трансформатор как дроссель требуется пересобрать магнитопровод и обеспечить магнитный зазор, предотвращающий насыщение сердечника постоянным током подмагничивания.
В трансформаторе "Ш-образные" пластины пакетами по 3 шт. вставлялись в катушку симметрично с обеих сторон. Для дросселя необходимо обеспечить магнитный зазор, поэтому все "Ш-образые" пластины размещаются строго с одной стороны катушки.
Вторичную обмотку на 3.15 В я смотал с катушки, обмотку на 23 В тоже. Её можно было бы оставить и соединить синфазно последовательно с первичной обмоткой (это дало бы прирост индуктивности порядка +10%), но я не стал с этим возиться и в конечном итоге оставил только первичную обмотку.
Для обеспечения магнитного зазора в дросселе я использовал прокладку толщиной 0,15 мм из какого-то синтетического материала.
Аккуратно вырезаем прокладку по размеру магнитопровода и приклеиваем (я использовал B-7000, который был под рукой).
Собираем железо, стягиваем сердечник и можно аккуратно попробовать измерить, что у нас получилось. Дроссель намотан эмалированным проводом ПЭВ-2 сечением 0,2 мм (2500 витков), поэтому нужно быть очень аккуратным, чтобы не повредить проводок, немногим толще человеческого волоса.
Получился весьма неплохой результат!
Активное сопротивление дросселя - 170 Ом, индуктивность 6.7 Гн.
К примеру, при сопоставимых габаритных размерах дроссель Д30 имеет индуктивность 2.5 Гн.
Я планирую использовать получившийся дроссель в каком-нибудь DIY-проекте с использованием радиоламп, где он будет работать в цепи анодного напряжения при токе нагрузки порядка 10-20 мА.
Чтобы обеспечить надежность конструкции дросселя, я установил монтажную планку к которой припаял тонкие выводы дросселя. Сами провода зафиксировал от возможных перемещений термоклеем.
Теперь я точно уверен, что мои механические манипуляции с дросселем не приведут к повреждению проводов.
Для удобства будущей установки дросселя в проекте, я спроектировал кожух в программе 3D-моделирования КОМПАС-3D.
Ранее я уже рассказывал о опыте изготовления кожухов для трансформаторов и дросселей с их последующей герметизацией. Статья "Практика полного устранения вибрации (гула) трансформатора путем заливки в компаунд". Здесь я действовал тем же путем.
3D-принтер в течение нескольких часов напечатал кожух дросселя под заливку герметизирующим составом.
По завершении печати примеряем дроссель и радуемся тому, что все размеры выдержаны правильно!
Для защиты чувствительных цепей от внешнего электромагнитного поля дросселя, которое возникнет во время его работы, желательно использовать электромагнитный экран, сделанный из магнитомягкого (магнитящегося) материала. Я использовал для этой цели металл от газовых баллонов, используемых в домашнем хозяйстве. Баллоны сделаны из луженой стали, которая отлично подходит для этой цели и легко вырезается ножницами.
В качестве ножниц по металлу я использовал специализированный инструмент Kraftool Coup. Просечные строительные ножницы для резки листа без повреждений. Отличный инструмент, рекомендую!
Новая примерка, только в этот раз уже с электромагнитным экраном для дросселя.
Кстати, настоятельно рекомендую разместить дроссель под углом в 45 градусов относительно осей симметрии крепления. Как правило, все индуктивные элементы (трансформаторы, дроссели) имеют расположение катушек параллельное или перпендикулярное оси симметрии.
Расположение дросселя под углом в 45 градусов снижает взаимные наводки и уменьшает итоговый уровень шума на выходе устройства!
Обратите внимание, как расположен фильтрующий дроссель, например, вот в этой конструкции.
Теперь, когда у нас все готово, провода припаяны, экраны установлены и дроссель сориентирован в кожухе нужным образом - можно приступать к заливке кожуха герметизирующим составом ГЕРМОИЗОЛ-КТ.
В конечном итоге из неказистого трансформатора был изготовлен дроссель, который не стыдно применить в ламповом аудиопроекте в цепи анодного блока питания.
