Що спричиняє те, що трансформатор стає шумнішим у режимі без навантаження?

Коли трансформатор працює без навантаження, він часто створює більше шуму, ніж при повному навантаженні. Основна причина полягає в тому, що при відсутності навантаження на вторинній обмотці, напруга первинної обмотки зазвичай трохи вища за номінальну. Наприклад, якщо номінальна напруга становить 10 кВ, фактична напруга без навантаження може досягати близько 10,5 кВ.

Ця підвищена напруга збільшує магнітну індукцію (B) в серцевині. За формулою:

B = 45 × Et / S
(де Et — проектоване напруга на виток, а S — площу поперечного перерізу серцевини), при фіксованій кількості витків, вища напруга без навантаження збільшує Et, що призводить до збільшення B понад його нормальне проектоване значення.

Вища магнітна індукція в серцевині посилює магністрікцію та магнітну гістерезисну вібрацію, що безпосередньо призводить до більшого шуму при роботі без навантаження. Це основна причина збільшення шуму.

Другий ефект — це зростання струму без навантаження. Хоча збільшення струму без навантаження саме по собі не є основною причиною більшого шуму, воно свідчить про підлеглі проблеми, такі як якість матеріалу серцевини та точність виробництва. Високоякісні силиконові сталеві листи мають нижчу специфічну втрату в серцевині, що призводить до менших струмів без навантаження. Навпаки, використання більшої кількості матеріалу серцевини або сталі нижчої якості (з більшими втратами в серцевині та нижчою насыщеністю магнітного потоку) збільшує струм без навантаження і може також вторинно сприяти підвищенню рівня шуму через легшу насиченість.

Інші фактори, що впливають на загальний шум трансформатора, включають заходи з гасіння вібрацій, ступінь затискання серцевини та чи спричиняє дизайн серцевини механічний резонанс. Проте вони впливають на загальну акустичну продуктивність трансформатора, а не на конкретну різницю між шумом без навантаження та з повним навантаженням.

Примітка: Якщо трансформатор виділяє особливо різкий або неприємний звук у режимі без навантаження, це, ймовірно, вказує на насичення серцевини. У таких випадках перевірте, чи дорівнюють напруги двох вторинних обмоток 12 В. Якщо вони не збалансовані, обмотки слід демонтувати та перемотати, щоб забезпечити однакову кількість витків.

Додатково, при вимірюванні струму через резистор Rs, якщо форма сигналу показує перехід через пік замість плавного підйому, це вказує на те, що обмотці 12 В потрібні кілька додаткових витків.

Якщо перемотка трансформатора неможлива, альтернативою є трохи зменшення опору R_L, щоб підвищити частоту коливань до близько 5 кГц (примітка: ймовірно, помилка в оригіналі — має бути кГц, а не Гц). Ця корекція має мінімальний вплив на більшість навантажень, але не підходить для пристроїв, чутливих до частоти (наприклад, деяких аналогових годинників).

Щоб спростити схему та знизити вартість, цей проект живлення не включає регулятор напруги; таким чином, вихідна напруга зменшується разом зі зниженням напруги батареї.

Виміряні характеристики прототипу:

• Максимальна ефективність: 94%

• Вихідна напруга: трохи нижча за цільову 230 ВА, але добре відповідає стандартній номінальній вихідній напрузі в Китаї 220 ВА.

Для досягнення справжньої вихідної напруги 230 ВА при вході 13 ВП, можна:

• Збільшити коефіцієнт перетворення (вторинна-первісна) трансформатора, або

• Замінити його трансформатором, розрахованим на 230 В вторинної та 11 В первісної.