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什么是PCB变压器以及应用范围有哪些?

发布日期:2022-02-23 09:49:05 浏览次数:3041

本文介绍了安装在PCB 上的变压器,因此您可以决定哪种电子设备最适合您的电路。设计师在电力电子和电子领域广泛使用变压器;但是,在本文中,我们将重点介绍PCB 变压器和要点。 

变压器是 PCB 上最常见的部件之一。这个特殊的变压器分支更轻、更紧凑,并且在相对轻的负载下运行。另一方面,为您的PCB设计选择合适的变压器需要一些关键的考虑。

因此,我们强烈建议您仔细阅读以下标题。以下段落讲述了印刷电路板变压器是什么,它们是如何工作的,变压器组件和变压器类型。

 什么是PCB变压器?

变压器是将电能从一个电路转换到另一个电路的电气设备。使用电力变压器有几个好处和应用:

  • 电路隔离:变压器可以将设备与电网隔离,并将其与大地断开。因此,它可以保护任何可能接触松散电线或带电表面的人。 

  • 在不影响整体功率的情况下转换电压和电流:您可以在电网中使用它们以减少功率损耗。 

  • 放大波输入将配电线路的电力转换为适合特定设备的电压和电流

  

PCB变压器可以 作为电气元件安装在印刷电路板上,也称为PCB安装变压器。由于大多数 PCB 工作在电力电子范围以下,因此大多数 PCB 变压器会放大信号或转换电能。 

 

变压器如何工作?

 

如前所述,变压器将电力从一个电路传输到另一个电路。现在,让我们看看变压器是如何工作的。

变压器由三个主要部分组成,包括电子元件和磁性元件:

  • 初级线圈

  • 核心

  • 次级线圈

  

以下步骤简要说明了变压器如何改变输出电压。

  • 首先,当电流通过初级线圈时,它会在金属芯内感应出磁流。 

  • 接下来,磁流到达次级线圈。

  • 最后,磁流在次级线圈中感应出电流。

在理想变压器中,您可以使用以下等式计算第二个电路的电压和电流:


资料来源:维基共享资源。

在上面的等式中,N P和 N S表示线圈绕磁芯缠绕的圈数。这些数字表明您放大了多少电压。 

上述原理适用于 PCB 变压器,就像其他任何原理一样。 

PCB变压器组成

在任何安装在 PCB 上的变压器内部,两个线圈是初级线圈和次级线圈。这些线圈只是紧紧缠绕在磁芯上的涂层铜线。此外,钢或其他磁性合金用作磁芯材料。


 

变压器也有端子和外壳。由于您在电路板上使用 PCB 变压器,因此有两种方法可以将变压器安装到 PCB 上:

  • 表面贴装变压器:制造商设计 SMT/SMD 变压器,因此您可以将它们直接焊接到 PCB。如果暴露在高温下,焊膏可能会变松。

  • 通孔变压器:顾名思义,您需要将引线穿过 PCB 孔并将尖端焊接到 PCB 的另一侧。 

 

PCB 变压器:主要 PCB 安装变压器规格

 

以下类型的电气设备是最常见的电路板变压器类型:

  • 初级和次级额定值: 额定值表示初级和次级电压和电流的大小。首先,您必须检查输出电压。然后,检查电路板设计电流是否低于变压器限制。另外,请注意,功率密度越大,电路释放的热量就越多。




    • 电感简单地说,电感决定了变压器对两个电路的耦合程度。电感也是DC-DC转换器电路的一部分;在其他情况下,功率效率隐含地表示变压器的耦合性能。 

    • 冷却机制:与电力电子变压器不同,安装在 PCB 上的变压器使用的功率要少得多。因此,它们产生的热量更少,不需要特定的冷却系统。然而,平面 PCB 安装的变压器可以将散热器固定在部件的顶部。 

    • 安装方式:部分变压器为SMT型;您必须将这些变压器焊接到 PCB 表面;因此我们称它们为表面贴装技术。另一方面,通孔变压器需要将引线穿过 PCB 孔并将它们焊接在电路板的另一侧。后者提供更好的抗极热性。

    • 外形尺寸:变压器可以平放或垂直放置在板上。立式变压器节省空间,但容易产生振动。 

    • 额定功率和效率:额定功率决定了电流类型,交流或直流,并表明变压器可以处理多少功率。电压频率是您必须考虑的另一个重要因素。功率效率告诉您标称负载下的直流效率。

 

PCB 变压器: PCB 安装变压器的类型

 

该电器配备不同尺寸的电源转换器和各种应用。

  • 音频转换器:您可以使用这些工具将声音和信号从大约 300Hz 转换为 20kHz。

  • 自耦变压器:这种电气设备只有一个绕组,既可用作初级线圈,也可用作次级线圈。因此,这些高效的电源转换器具有不同的次级电压设置。您可以连接变压器上的其他抽头以获得不同的转换比。然而,这些变压器不提供隔离,因为没有单独的线圈。

  • 平衡不平衡变压器:该设备允许平衡和非平衡线路连接,而不会干扰任一条带的阻抗排列。

  • 电流感应变压器:这些电力变压器检测和测量初级绕组中的电流,并在次级绕组中产生成比例的次级电流。 

  • 反激变压器FBT 或线路输出变压器 (LOPT) 是一种特殊的变压器,可在相对较高的电压下产生高压锯齿信号。 


资料来源:维基共享资源。  

  • 接口变压器: 我们在带有隔离信号的电信和通信电路中使用这些电力变压器。

  • 照明变压器: 这些可以为闪电和照明系统产生合适的功率。 

  • 医疗变压器: 医疗设备有严格的规定和严格的安全指南因此,医用变压器在手术室中用于医疗和外科应用是安全的。

  • 电源变压器: 这些变压器为电气设备的电源供电。例如,制造商利用电源变压器为扬声器和放大器等音频系统供电。


 

  • 射频变压器: 射频变压器可以匹配阻抗,隔离电路之间的直流电流,并执行电流或电压的升压或降压。 

  • 谐振变压器: 我们在无线电电路中使用谐振变压器作为带通滤波器和开关电源。

  • 开关模式变压器或开关变压器在低压电源下运行。我们在工业和家庭应用中使用它们。 

 

 

概括

回顾这篇文章,我们定义了安装在 PCB 上的变压器,简要解释了组件,并描述了底层变压器的电磁机制。此外,我们还演示了如何选择合适的变压器安装在PCB上。此外,我们区分了不同类型的变压器,并讲述了它们的主要应用。 

请记住,本文的目的是为您提供有关 PCB 变压器的基本信息。事实上,关于非 PCB 变压器设备以及如何使用它们,还有很多值得探索的地方。无论如何,我们希望这篇文章对您有所帮助。  


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