Toroidální versus čtvercové transformátory: Klíčové rozdíly

Co je to toroidální transformátor?

Toroidální transformátor je hlavní typ elektronického transformátoru, který se široce používá v domácích spotřebičích a jiných elektronických zařízeních s vyššími technickými požadavky. Jeho hlavní aplikace jsou jako přenosový transformátor a izolační transformátor. V zahraničí jsou toroidální transformátory již k dispozici v kompletním sortimentu a rozsáhle se používají v počítačích, lékařském vybavení, telekomunikacích, přístrojích a osvětlení.

V Číně se toroidální transformátory během posledních deseti let vyvinuly z ničeho na působivou výrobní škálu. Nyní nejen splňují domácí poptávku, ale také se ve velkém množství vyvážejí. Domesticky se především používají v audio zařízeních pro domácí spotřebiče, automatickém ovládacím zařízení a osvětlení drátovými lampami, mezi jinými aplikacemi.

Charakteristiky toroidálních transformátorů

• Vysoká elektrická efektivita: Jádro nemá vzduchovou mez a koeficient stohu může dosahovat více než 95 %.

• Nízké kmitání a hluk: Absence vzduchové mezery v jádře snižuje kmitání způsobené vibrací. Civy jsou rovnoměrně a těsně obtočeny kolem toroidálního jádra, což efektivně minimalizuje „humot“ způsobený magnetostrikcí.

• Nízká pracovní teplota: Ztráty v jádře mohou být až 1,1 W/kg, což vede k minimálním železným ztrátám a nízkému teplotnímu nárůstu jádra. Civy dobře odvádějí teplo na relativně chladném jádru, což vede k nízkému celkovému teplotnímu nárůstu transformátoru.

• Snadná instalace: Toroidální transformátor má pouze jeden středový montážní šroub, což ho činí zejména snadno instalovatelným a rychle demontovatelným v elektronickém zařízení.

Rozdíly mezi toroidálními a čtvercovými (lamelovými) transformátory

Oba typy transformátorů, toroidální i čtvercové, patří do kategorie elektronických transformátorů. Vzhledem jsou toroidální transformátory kruhové, s jádry vyrobenými valením silikátových plechů, zatímco čtvercové transformátory používají E-tvarové a I-tvarové lamely silikátových plechů, které se střídavě skládají do jádra. Kromě rozdílů v fyzické struktuře, jaké další rozdíly mezi nimi existují?

• Efektivita: Při stejném výkonu (např. 50W) dosahuje toroidální transformátor efektivity 86%–90%, zatímco čtvercový transformátor funguje s efektivitou 80%–84%.

• Teplotní nárůst: Při stejném výkonu (např. 50W) mají toroidální transformátory mnohem nižší teplotní nárůst oproti čtvercovým transformátorům, které pracují horkéji.

• Cena: Pro výkony nad 200W jsou toroidální transformátory levnější, zatímco čtvercové transformátory jsou relativně dražší.

• Elektromagnetické rušení: Toroidální transformátory mají velmi nízký únikový tok, zatímco čtvercové transformátory mají zřetelný únikový tok a generují nízkofrekvenční rušení.

• Životnost: Ačkoli ani jeden typ nepoužívá materiály, které by se výrazně degradovaly v průběhu času, toroidální transformátory obecně nabízejí delší životnost.

• Výkon při nízkých teplotách: Toroidální transformátory mohou pracovat normálně při teplotách až -30°C, což je vhodné pro použití venku v zimních podmínkách na severu.

• Flexibilita návrhu: Velikost toroidálních transformátorů lze upravit podle požadavků zákazníka. Mnoho civek lze také přizpůsobit specifickým potřebám bez nutnosti form.