在电子电路中,变压器起到的主要作用就是电压变换、信号反馈、信号驱动、信号耦合,电压电流变换,阻抗转换等。
早期的电源变压器都使用工频铁芯变压器,功率越大,铁芯越重,耗费的铜线也就越多,成本越高,所以不适合移动场合使用。
现在我们使用的手机,平板,笔记本电脑,电动车等充电器都使用的是开关电源,这些充电器里面的变压器都是体积非常小的磁芯变压器,功率大成本还低,这就是科技进步的力量。
1、工频(E型)铁芯变压器
这种工频E型铁芯变压器,现在使用的还比较多,一些低端的电器,功率不大的,和一些工业设备上面使用的隔离变压器等。这种变压器生产工艺简单,电路也简单,功率大小可以根据铁芯大小和绕线匝数和线径进行改变。
缺点是铜耗和铁损大,发热量大,转换效率低。
对了,小区里供电使用的干式或油浸式变压器,也是这类变压器,只是功率更大,体积更大。
2、控制变压器
这种变压器就是EI铁芯变压器,只是有了统一的标准,专门用在生产设备机床上面,有标准的尺寸和安装孔位与接口,标准的输出电压,更换简单方便,所以还一直在使用。
3、R型(400HZ)变压器
这种R形变压器,可以用在400HZ以下频率,转换效率高,漏磁小,输出功率大,生产成本相对较高。在一些专用生产设备上面还有使用,国内生产的厂家也不多,属于小众产品。
4、环型变压器
环型变压器的漏磁非常小,功率大,主要应用在功放和音响设备上,还有自耦调压器上面。使用环型变压器的功放会有两个环型变压器,一个是供电的,一个是线路电压转换用的,这也是大功率功率非常重的根本原因。
现在一些大功率功放也慢慢开始使用开关电源了,重量就非常轻了。
5、矿用防爆变压器
矿用设备有个特点,必须防爆,所以这也是一种专用变压器,使用在特定环境,也是标准化产品,更换简单方便。
6、开关电源变压器
现在磁芯的开关变压器我们遇见的机会比较多,手机充电器,笔记本电源适配器,电视机里面,甚至洗衣机里面,冰箱里面都有开关电源。开关电源不同于铁芯变压器,开关电源的工作频率更高,几十千赫兹,甚至几百千赫兹。像笔记本和手机里面使用的DC-DC变换电路,工作频率更是达到了百万赫兹。开关电源工作的频率越高,所需要的磁芯变压器导磁率越高,变压器的体积越小,所消耗的铜线也就越少,生产成本也就更低。这也是随着科技的进步,现在家里的电视机屏幕越来越大,但是里面的板子越来越少,体积也越来越小的根本原因。
十年前的液晶电视机里面一般都会有三块主板,一块电视机主板(信号处理),一声电源板,一声CCFL高压板,并且每一根灯管一般对应一个磁芯高压变压器,所以之前的电视机比较厚,也比较重。而现在的液晶电视机都使用侧入式背光,内部的板子也只有一块了,所以可以做得非常薄,这也是科技进步的成果。
7、反馈变压器
反馈变压器主要用于高压电路中,需要把高压的信号反馈到控制端,为了防止高压意外烧毁IC,一般都使用反馈变压器进行隔离。这种变压器体积很小,只有黄豆大小,主要起信号反馈作用,不是功率转换用的。
8、耦合隔离变压器
耦合变压器经常见于音频放大电路的输入变压器,输出变压器,用于阻抗转换以实现阻抗匹配,在开关电源电路中也有使用。
9、驱动变压器
这种耦合变压器在开关电源中也常见,特别是有主副电源的电路结构中,一般副电源为待机电源,当需要开启主电源时,冷地端的控制电路工作,主电源IC启动,通过耦合变压器直接驱动热地端的电源开关管工作,主电源起动,主电源次级冷地端输出电压。
10、音频线间变压器
定压功放的输出设备中的音箱为了实现阻抗匹配,会使用线间变压器,使低阻喇叭能够匹配高阻信号。
11、网间变压器
因为网络信号是由网线远距离传输过来的,在信号传输过程中可能会因为强干扰串入强脉冲信号,也可能因为电线破损意外接入高电压,更或者雷击时窜入更强的干扰信号。为了避免网络信号处理IC损坏,也为了避免更多前级的处理器或其他芯片损坏,网线的接入主板部分都会加装一个网间变压器,用以将内外信号进行物理隔离。
10、互感器
这个在工业生产供电中使用的较多,就是将大电流的强磁信号通过互感器转换为电压信号,用以驱动电流表或功率表等。
维修使用的钳形表也是电磁互感原理,和变压器的原理一样。
随着数字技术的发展,现在的音频信号也是数字化,这连功放芯片也是数字功放,之前功放芯片使用的散热片也不用了,所以输入输出变压器也消失不见了。现在我们使用的手机、平板,笔记本电脑等电路上已经看不到变压器了,取而代之的全部都是DC-DC变换电路,只需要使用储能电感就可以完成之前变压器的作用。
技术发展日新月异,要想不被时代淘汰,也只能逼着我们天天学习进步!我说的对吗?