Какво причинява трансформаторът да бъде по-шумен в условията на празно зареждане

Когато трансформатор работи при празно натоварване, често произвежда по-голям шум отколкото при пълно натоварване. Основната причина е, че без натоварване на вторичната обмотка, напрежението в первичната обмотка се увеличава леко над номиналното. Например, докато номиналното напрежение обикновено е около 10 кВ, реалното напрежение при празно натоварване може да достигне около 10,5 кВ.

Това повишено напрежение увеличава магнитната плътност (B) в ядрото. Според формулата:

B = 45 × Et / S
(където Et е проектираното напрежение за обиколка, а S е площта на пресечното сечение на ядрото), при фиксиран брой обиколки, по-високото напрежение при празно натоварване увеличава Et, което води до увеличаване на B над нормалната проектна стойност.

По-висока магнитна плътност в ядрото интензифицира магнетострикции и магнитни хистерезисни вибрации, което директно води до по-силен слушен шум при празно натоварване. Това е основната причина за увеличаването на шума.

Секундарен ефект е увеличаването на празния ток. Въпреки че самият увеличен празен ток не е основната причина за по-голямия шум, той отразява подлежащи проблеми като качеството на материала на ядрото и точността на производството. Висококачествените силиконови желязна лента имат по-ниски специфични загуби в ядрото, водещи до по-малък празен ток. Напротив, използването на повече материал за ядрото или нижеградационна стомана (с по-високи загуби в ядрото и по-ниска насищаемост на магнитната плътност) увеличава празния ток и може вторично да допринесе за по-високи нива на шум, поради лесната насищаемост.

Други фактори, влияещи върху общия шум на трансформатора, включват мерки за демпфирање на вибрациите, затегнатостта на зажимането на ядрото и дали конструкцията на ядрото предизвиква механична резонанс. Обаче, тези фактори влияят върху общата акустична характеристика на трансформатора, а не конкретно върху разликата между шума при празно и пълно натоварване.

Бележка: Ако трансформаторът издава необикновено остър или неприятен звук при празно натоварване, вероятно това указва на насищаемост на ядрото. В такива случаи, проверете дали напреженията в двата вторични витка от 12 В са равни. Ако те са несбалансирани, витките трябва да бъдат демонтирани и намотани отново, за да се осигури идентичен брой обиколки.

Освен това, когато се измерва токът през резистор Rs, ако вълновата форма показва връхно прекомерно, вместо гладко триъгълно нарастване, това сочи, че 12-волтовият витък изисква няколко допълнителни обиколки.

Ако намотването на трансформатора е непрактично, алтернативата е леко да се намали съпротивлението на R_L, за да се увеличи честотата на колебанията до около 5 кХц (бележка: вероятно грешка в оригинала - трябва да е кХц, а не Хц). Тази корекция има минимален ефект върху повечето натоварвания, но е неподходяща за устройства, чувствителни към честотата (например, определени аналогови часовници).

За улесняване на схемата и намаляване на цената, този дизайн на преобразувателя изключва регулатор на напрежението; следователно, изходното напрежение намалява, когато напрежението на батерията намалява.

Измерена производителност на прототипа:

• Максимална ефективност: 94%

• Изходно напрежение: леко по-ниско от целевите 230 ВА, но се съответства добре с китайския стандартен номинален изход от 220 ВА.

За да се постигне истински изход от 230 ВА от вход от 13 ВDC, може:

• Да се увеличи отношението на обиколките (вторична-первична) на трансформатора, или

• Да се замени с трансформатор с рейтинг за 230 В вторична и 11 В первична.