電源トランスは、高電圧低電流の AC 電力を低電圧高電流の DC 電力に変換するため、電子機器の重要な部分です。このワット定格は、特定のトランスが供給できる最大電力出力を示し、電子機器の効率的な機能を維持するために不可欠です。電源トランスを選択する際には、トランスにどれだけの電力が必要なのかに応じて、さまざまなパラメータを考慮する必要があります。これらの要素は、電子機器の電力消費量と、フィルター、レギュレーター、コンデンサなどのその他の回路要素です。また、小型のものよりも高価で重い高電力のものを検討することもできますが、これは製品に予期しない過負荷が発生した場合に有利になります。
電子機器プロジェクトの一部となるオプションの電源トランスを検討する際には、考慮すべき要素がいくつかあります。これには、入力電圧、出力電圧、電流定格、動作周波数、トランスの効率などが含まれます。入力電圧は、お住まいの地域の AC ライン電圧に適合している必要があります。通常、お住まいの地域に応じて 120V または 240V になります (出力電圧も負荷に適合している必要があります。整流、制御、および降下電圧の調整を忘れないでください)。知っておくべき主なことは、対象のトランスの電流容量が十分で、定格電力で最大限に引き出されても過負荷や発熱を起こさずに耐えられることです。
さらに、電源トランスの周波数が、一般的な商用 AC ライン電圧 (50 Hz ～ 60 Hz) で予想される値と同じか、その整数倍であることが非常に重要です。周波数が高いほどパフォーマンスとサイズは向上しますが、トランスのコストと複雑さも増す可能性があります。磁気コア、巻線、絶縁体などの高品質の材料を使用することでトランスの効率を高めることができますが、その一方で、コアの飽和、渦電流、抵抗による損失を最小限に抑える必要があります。それに加えて、信頼性の高いトランス製造元を選択し、使用前テストを検証し、過熱、短絡、電圧スパイクが発生しないようにするなどの予防措置を講じる必要があります。
EI コアのようなすべてのコア タイプの中で、トロイダル トランスは、誘導結合が強いため、他のコア タイプに比べて多くの典型的な利点があります。主な利点は、磁束密度が高いため、電力密度と効率密度が高くなることです。さらに、トロイダル形状により、漏れ磁束が少なくなり、電磁干渉 (EMI) とトランス ノイズが減少します。さらに、トロイダル トランスの設計により、放射フィールドと自己シールド機能が低下し、エンティティの寸法と重量が削減されます。
電源トランスは、要件を満たし、電子機器と人の両方にとって安全であることを確認するために、慎重にテストする必要があります。電源トランスを効果的にテストするには、以下の手順に従ってください。
電源をACラインから外し、コンデンサを放電して残留電流を除去します。
これにより、データシートを参照したり、さまざまなモードでマルチメータを使用したりして、トランスフォーマーのピン配置と接続を検証します。
両方の整合性をテストするには、オーム計を使用して一次巻線と二次巻線間の抵抗を測定します。
電圧計で変圧器の開路電圧を調べるアーキテクチャ
二次巻線にかかる負荷抵抗器と、抵抗ワット、電流計電力に対する電圧測定用の電圧計を使用して測定が行われます。
電圧と電流の測定値が、入力電圧、出力電圧、またはトランス VA から予想される値と適切に相関していることを確認します。
変圧器の負荷を段階的に増加させて 100% を超え、すべての負荷で電圧と電流の調整が指定された制限内に留まるようにします。
事前 - 温度計または熱画像カメラを使用して変圧器の温度を確認し、安全な動作限界を超えて変圧器が動作しないようにします。
敏感な電子デバイスでは、ノイズ、リップル、電圧変化を最小限に抑えるために安定した電力が必要です。これは、変動があっても出力を一定に保つために電圧レギュレータを使用する安定化電源トランスによって行われます。電圧レギュレータは、リニア (非スイッチング) またはスイッチングモード電源など、さまざまな原理に基づいて動作します。また、ツェナーダイオード、トランジスタベースのシャントレギュレータモードなど、さまざまな制御フィードバックとメカニズムを使用して動作します。一部の電圧レギュレータは、出力電圧の安定性のためにマイクロコントローラで制御されます。
敏感な電子機器を扱う場合、電子機器用トランスを備えたレギュレータ電源を使用すると多くの利点があります。
パフォーマンスの向上: 制御された電源は標準化された一貫した電圧を供給し、電気製品の精度、安定性、動作速度を向上させます。
ノイズが少ない: 安定化電源は、変圧器によって生成されるノイズとリップルを抑制するだけでなく、ギザギザの信号を除去して、より鮮明な図面を出力します。
安定化された DC 電源は、偶発的な過電圧や電圧不足が電子機器に及ばないようにすることで安全性を高めます。
寿命の延長: 安定化電源は、電圧の変動や過渡現象によるストレスや摩耗を排除することで、電子機器の寿命を延ばすことができます。
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