Co způsobuje, že transformátor je hlasitější za podmínek bez zátěže?

Když transformátor pracuje bez zatížení, často produkuje hlasitější hluk než za plného zatížení. Hlavním důvodem je, že při nepřipojeném sekundárním vinutí se primární napětí mírně zvýší nad nominální hodnotu. Například, když je nominální napětí obvykle 10 kV, skutečné napětí bez zatížení může dosahovat okolo 10,5 kV.

To vyšší napětí zvyšuje magnetickou hustotu toku (B) v jádře. Podle vzorce:

B = 45 × Et / S
(kde Et je navržené napětí na závit a S je plocha průřezu jádra), při pevně daném počtu závitů vyšší napětí bez zatížení zvyšuje Et, což vedет к увеличению B выше его нормального проектного значения.

Vyšší magnetická hustota toku zvyšuje magnetostrukci a vibrační efekty magnetické hysterézy, což přímo vede ke zvýšení slyšitelného hluku během provozu bez zatížení. Toto je hlavní příčina zvýšeného hluku.

Druhým efektem je zvýšení prázdného proudu. Ačkoli samotný zvýšený prázdný proud nezpůsobuje hlavně hlasitější hluk, odráží to podstatné problémy jako kvalitu materiálu jádra a přesnost výroby. Vysokokvalitní silikátové plechy mají nižší specifické ztráty jádra, což vede k menším prázdným proudům. Naopak použití více materiálu jádra nebo nízkokvalitních plechů (s vyššími ztrátami jádra a nižší nasycovací hustotou toku) zvyšuje prázdný proud a může také přispět k vyššímu hluku, protože snazší nasycení.

Další faktory ovlivňující celkový hluk transformátoru zahrnují opatření pro tlumení vibrací, těsnost stlačení jádra a zda design jádra vyvolává mechanickou rezonanci. Tyto faktory však ovlivňují obecné akustické vlastnosti transformátoru, nikoliv specificky rozdíl mezi hlukem bez zatížení a plným zatížením.

Poznámka: Pokud transformátor emituje neobvykle ostrý nebo nepříjemný zvuk za podmínek bez zatížení, pravděpodobně ukazuje na nasycení jádra. V takových případech zkontrolujte, zda jsou napětí na obou sekundárních vinutích 12 V stejná. Pokud jsou nerovnoměrná, by měla být vinutí odstraněna a znovu namotána, aby byl počet závitů identický.

Kromě toho, při měření proudu přes odpor Rs, pokud tvar křivky ukazuje přetěžení vrcholu namísto hladkého pilovitého vzestupu, naznačuje, že vinutí 12 V potřebuje několik dalších závitů.

Pokud je znovunamotání transformátoru nereálné, alternativou je mírně snížit odpor R_L a zvýšit frekvenci oscilace na okolo 5 kHz (poznámka: pravděpodobně chyba v originále—mělo by být kHz, ne Hz). Tato úprava má minimální dopad na většinu zatížení, ale není vhodná pro frekvenčně citlivé zařízení (např. určité analogové hodiny).

Pro zjednodušení obvodu a snížení nákladů tento návrh zdroje napájení vynechává napájecí stabilizátor; tedy výstupní napětí klesá spolu s klesajícím napětím baterie.

Naměřené výkonné parametry prototypu:

• Maximální efektivita: 94%

• Výstupní napětí: mírně nižší než cílové 230 VAC, ale dobře odpovídá čínskému standardnímu nominálnímu výstupu 220 VAC.