Dom, dizajn, renoviranje, uređenje. Dvorište i vrt. Vlastitim rukama

Pitanja usklađivanja ulazne impedancije antene s karakterističnom impedancijom dovoda, kao i balansiranje antena za radio amatere uvijek su bile i ostaju relevantne. Posljednjih godina poseban interes iskazan je za transformacijske i prilagodbene uređaje na feritnim prstenovima. To je zbog činjenice da takvi uređaji mogu biti male veličine i imaju visoku (do 98%) učinkovitost. Osim toga, ne pokazuju rezonantna svojstva kada pokrivaju frekvencijski interval od nekoliko oktava (na primjer, od 1 do 30 MHz), što je posebno zgodno kada se koriste višepojasne antene ("kvadrati", "INVERTED V", 3 -element tropojasni "valni kanal" " itd.).

U takvim širokopojasnim transformatorima namoti su izrađeni u obliku dvožilnih dugih dalekovoda (na bazi koaksijalnog kabela ili homogenih), namotanih na feritni prsten. Ovaj dizajn namota omogućuje praktički uklanjanje induktiviteta propuštanja i smanjenje induktiviteta vodova.

Simbol za transformator na dugim vodovima (TLL), usvojen u članku, s jednim namotom iz dvožilne linije prikazan je na sl. 1.a, s nekoliko (u ovom slučaju dva) - na sl. 1.b.

Na sl. Slika 2 prikazuje uključivanje TDL-a s omjerom transformacije n=1.

Transformator se sastoji od namota u obliku jednolike duge linije namotane na prstenastu feritnu magnetsku jezgru. Njegova električna duljina je P=2pl/L, gdje je l geometrijska duljina linije, L je valna duljina (lambda). Budući da su tijekom širenja visokofrekventnog vala struje koje teku kroz vodiče linije jednake vrijednosti i suprotnog smjera, magnetski krug nije magnetiziran, što znači da se u feritu praktički ne gubi snaga. Pri usklađivanju valnog otpora voda g s otporima izvora Rg i opterećenja Rn, TDL teoretski nema nižu ni gornju graničnu frekvenciju. U praksi je maksimalna radna frekvencija ograničena zbog induktiviteta olova i zračenja linije.

Treba obratiti pozornost na osobitost TDL-a. koji se sastoji u prisutnosti dvije vrste napona: protufaznog U, koji djeluje između linijskih vodiča i određenog snagom signala, i sinfaznog (ili uzdužnog) V, uzrokovanog asimetrijom opterećenja i ovisno o vrsti spoja transformatora .

Kako nastaje zajednički napon koji djeluje između generatora i trošila, odnosno na induktivitet voda Ll, jasno je vidljivo sa slike 3.

Očito, vodiči dugog voda zaobilaze opterećenje i generator ako kroz njih teku struje uobičajenog načina. Uvođenjem magnetskog kruga naglo se povećava induktivitet namota, čime se povećava otpor prema zajedničkoj struji i naglo smanjuje njihov ranžirni učinak. Istodobno, magnetski krug ne utječe na širenje vala, jer je osiguran mod putujućeg vala (Rg=g=Ri).

Postoji nekoliko načina za konstruiranje TDL-a s cjelobrojnim koeficijentom transformacije n. Možete se, na primjer, pridržavati sljedećeg pravila. Namoti (trebalo bi ih biti n) izrađeni su od dijelova dvožilnih vodova jednake električne duljine. Svaki namot postavljen je na zasebnu prstenastu magnetsku jezgru istog tipa. Ulazi vodova na gornjoj strani povezani su serijski, na donjoj strani - paralelno.

Općenito, dijagram strujnog kruga za uključivanje TDL-a s cjelobrojnim omjerom transformacije n prikazan je na slici. 4.

Ovdje vrijede relacije: Rg=n2Rn, U1=nU2, g=nRn.

Na sl. 5 prikazuje različite opcije za uključivanje TDL-a.

Moguće je izgraditi TDL na jednoj magnetskoj jezgri, ali se moraju poštovati sljedeći zahtjevi. Prvo, broj zavoja svake linije mora biti proporcionalan vrijednosti zajedničkog napona koji djeluje između krajeva ove linije, budući da su namoti povezani zajedničkim magnetskim tokom. Drugo, geometrijske duljine svih linija moraju biti iste. Ovisno o mogućnosti uključivanja TDL-a, može se čak dogoditi da neki vodovi moraju biti djelomično ili potpuno izvan magnetske jezgre.

Da bi se odredio broj zavoja u namotima, potrebno je izračunati vrijednosti zajedničkih napona Vk na svakoj liniji.

U TDL s asimetričnim ulazom i izlazom (LV tip. Slika 5, a)

u invertirajućem (LV tip, sl. 5, b) Vk=(n-k+1) Un;

sa simetričnim ulazom i neuravnoteženim izlazom (CH tip, sl. 5, c)

Vk=(n/2-k)Un;

s neuravnoteženim ulazom i simetričnim izlazom (NS tip, sl. 5, d)

Vk=(n+1/2-k)Un;

sa simetričnim ulazom i izlazom (tip SS, sl. 5, d)

Vk=(n/2+t/2-k)Un.

U formulama, n je omjer transformacije, k je redni broj linije, računajući odozgo, Un je napon na opterećenju.

Ove iste formule su izvorne. kada se utvrđuje omjer broja zavoja u namotima postavljenim na magnetsku jezgru. Ako se, na primjer, TDL s omjerom transformacije n=3 uključi prema krugu prikazanom na sl. 5, a zatim V1:V2:V3=w1:w2:w3=2:1:0. Iz ovoga slijedi da je gornja linija na slici postavljena u cijelosti na magnetsku jezgru (w1), druga ima samo polovicu zavoja (w2=w1/2), a treća cijela (w3=0) treba biti smještena na panj magnetske jezgre. Geometrijska duljina svih linija je ista.

Pri usklađivanju "valnog kanala" koji ima ulaznu impedanciju od 18,5 Ohma s koaksijalnim kabelom od 75 Ohma pomoću TDL-a (spojenog prema dijagramu na slici 5, d) s omjerom transformacije 2, omjer zavoja namota jednak je na w1:w2= (2+1 /2-1:(2+1/2-2) = 3:1. To znači da bi na magnetskoj jezgri gornji namot na slici trebao biti u cijelosti, a drugi namot treba imati samo treći dio.

Kada je duljina vodova za namote puno manja od duljine radnog vala, TDL se može pojednostaviti: vodovi gdje su zajednički naponi nula. zamijenjen skakačem. U ovom slučaju, na primjer, TDL s tri namota (slika 5, d) pretvara se u dvonamotni (slika 6).

Koeficijent prijenosa TDL ovisi o tome koliko se karakteristična impedancija razlikuje od optimalne vrijednosti i koliki je omjer duljine električnog voda i valne duljine. Ako se, na primjer, c razlikuje od traženog za faktor dva, tada su gubici u TDL-u jednaki 0,45 dB s duljinom linije lambda/8 i 2,6 dB s lambda/4. Na sl. Slika 7 prikazuje ovisnost koeficijenta prijenosa TDL-a s n=2 o faznoj duljini njegovih linija za tri vrijednosti g.

Izračun dat u pokazuje da ako se koriste linije s optimalnim vrijednostima y, koeficijent stojnog vala u TDL ne prelazi 1,03 za duljinu linije lambda/16 i 1,2 za duljinu linije lambda/8. Iz ovoga možemo zaključiti da TDL parametri ostaju zadovoljavajući kada je duljina dvožilnih vodova manja od lambda/8.

Početni podaci pri izračunu TDL su omjer transformacije n, mogućnost uključivanja TDL, donja i gornja granica radnog frekvencijskog područja (u hercima), maksimalna snaga Pmax na opterećenju (u vatima), opterećenje otpor Rn (u ohmima) i karakterističnu impedanciju dovoda g (u ohmima). Izračuni se provode u sljedećem nizu.

1. Odredite minimalni induktivitet linijskog vodiča Ll (u Henryju) iz uvjeta da

Ld>>Rg/2fn.

U praksi, Ll, možete uzeti 5...10 puta više od izračunatog omjera Rg do 2fn.

2. Odredite broj zavoja w linije na prstenu magnetskog kruga:

gdje je dcp prosječni promjer prstena (u cm), S je površina poprečnog presjeka magnetske jezgre (u cm 2), u je relativna magnetska permeabilnost magnetske jezgre. 3. Izračunajte struju zajedničkog načina rada Ic; (u amperima) koji teče kroz TDL namot na najnižoj radnoj frekvenciji:

Ic=Vc/2pfnLl,

gdje je Vc zajednički napon na liniji, izračunat za specifične opcije povezivanja u skladu s gornjim odnosima.

4. Odredite magnetsku indukciju (u teslama) magnetskog kruga:

B=4*10 -6 .uIc/dcp.

Magnetska jezgra odabire se uzimajući u obzir da nije zasićena uobičajenom strujom (ili istosmjernom strujom, ako postoji). Da biste to učinili, magnetska indukcija u magnetskom krugu mora biti red veličine manja od indukcije zasićenja (preuzeto iz referentnih knjiga).

5. Pronađite vršni napon Upeak u retku:

gdje je y SWR u dovodu.

6. Izračunajte efektivnu vrijednost struje Ieff (u amperima):

7. Odredite promjer d žica (u milimetrima) dugačkog voda:

gdje je J dopuštena gustoća struje (u amperima po kvadratnom milimetru).

Za uređaje za usklađivanje TDL antena prikladne su prstenaste (standardne veličine K55X32X9, K65X40X9) magnetske jezgre izrađene od feritnih 300VNS, 200VNS, 90VNS, 50VNS, kao i 400NN, 200NN, 100NN. Ako je potrebno, magnetski krug može biti sastavljen od nekoliko prstenova. Potrebna karakteristična impedancija dugog voda dobiva se ravnomjernim uvijanjem vodiča (s određenim korakom) (vidi tablicu). U slučaju spajanja žica u obliku križa, c se ispostavlja da je niži nego kada su susjedni vodiči međusobno povezani. Karakteristična impedancija linije neupletenih žica promjera 1,5 mm bila je 86 Ohma.

Karakteristična impedancija dugog voda ovisno o koraku uvijanja i vrsti spojeva

* Sa žicom promjera 1 mm.
** Sa žicom promjera 0,33 mm.

Da bi se poboljšali parametri (osobito koeficijent asimetrije) i istovremeno pojednostavio dizajn jedinice za usklađivanje-transformaciju, koristi se serijska veza nekoliko TDL-ova različitih tipova.

Na primjer, koristeći danu metodu, izračunat ćemo kompozitni TDL s n=2. Mora odgovarati ulaznoj impedanciji od 12,5 Ohma simetrične antene s koaksijalnim kabelom RK-50. Donja radna frekvencija je 14 MHz. Snaga ne prelazi 200 W. Za TDL se predlaže korištenje magnetskih jezgri standardne veličine K45X28X8 (dcp = 3,65 cm, S = 0,7 cm 2) izrađene od ferita 100NN (njegova specifična indukcija zasićenja je 0,44 T/cm 2).

Neka je prvi stupanj s omjerom transformacije n=2 kompozitnog TDL-a (sl. 8) spojen prema dijagramu na sl. 5, a, a drugi (s n = 1) - prema dijagramu na Sl. 5, g.

Izračunavamo prvi TDL.

1. Pronađite Ll:

Uzmimo da je Ll jednak 13,5 μH.

2. Izračunajte broj zavoja namota:

Toliki broj zavoja dvostruko debele žice teško se može smjestiti u prozor magnetskog kruga. Stoga je preporučljivo koristiti dva prstena. U ovom slučaju, magnetska jezgra će imati dimenzije K45X 28X16 (S = 1,4 cm 2). Novi broj w:

3. Odredite vršni napon na opterećenju:

4. Pronađite zajednički napon na namotima u skladu s dijagramom spajanja (slika 5, a):

V1=(2-1)71=71 V. Budući da je zajednički napon na drugom namotu 0, ovaj namot je zamijenjen kratkospojnicima (slika 6).

5. Struja zajedničkog načina je:

6. Izračunavamo magnetsku indukciju u magnetskom krugu:

V=4*10 -6 *100*9*0,06/3,65=59*10 -6 T, što je znatno manje od indukcije zasićenja.

Karakteristična impedancija voda g1=50 Ohm.

U drugom TDL-u preporučljivo je koristiti iste prstenove kao u prvom. Zatim Ll=13,5 µH, w=9 okretaja.

7. Common mode napon na namotu V=(2+1/2-1)71=106,5 V.

8. Struja zajedničkog načina rada jednaka je:

L=106,5/2*3,14*14*10 6 *13,5*10 -6 =0,09 A.

9. Magnetska indukcija

B=100*4*10 -6 *9*0,09/3,65=89*10 -6 T.

I u ovom slučaju ispada da je manja od indukcije zasićenja. Valna impedancija linije namotaja odabrana je na oko 12 ohma.

Promjer žica za TDL vodove određuje se na isti način kao i promjer žica za namote u konvencionalnim transformatorima. Ovaj izračun nije prikazan ovdje.

Pažljivi čitatelj može primijetiti netočnost u gornjem izračunu (zbog upotrebe kompozitnih TDL-ova). Leži u činjenici da se induktivnost Ll izračunava bez uzimanja u obzir činjenice da su TDL namoti prvog i drugog stupnja povezani, tj. s nekom marginom. Tako je u praksi u TDL-u svakog stupnja moguće smanjiti broj zavoja u namotima i koristiti manje feritne magnetske jezgre.

Koristeći kombinacije različitih pojedinačnih TDL-ova, moguće je dobiti širok raspon TDL-ova s ​​određenim karakteristikama.

Za proizvedene TDL treba izmjeriti učinkovitost i koeficijent asimetrije. Shema sklopa za uključivanje TDL-a pri određivanju prvog parametra prikazana je na sl. 9, drugi - na Sl. 10. Gubici a (u decibelima) u transformatoru izračunavaju se po formuli: a = 20lg(U1/nU2).

Balansirajući TDL (NS tip) s omjerom transformacije n=1, koji radi u frekvencijskom rasponu od 1,5... 30 MHz s izlaznom snagom do 200 W, za usklađivanje s RK-50 dovodom s ulaznom impedancijom antene od 50 Ohmi se mogu proizvesti na magnetskoj jezgri standardne veličine 50VNS

K65X40X9. Broj zavoja linijskog namota (g=50 Ohm) je 9. Namoti 1-1", 2-2" (slika 12) su namotani u 2 žice PEV-2 1.4 bifilarno, bez uvojaka. Kako bi se osigurala stalna udaljenost između žica, na njih se stavlja fluoroplastična cijev. Namoti od 3-3" namotani su zasebno na slobodnom dijelu prstena istom žicom i istom duljinom kao i namoti od 1-1", 2-2". Učinkovitost proizvedenog TDL-a bila je oko 98%. Asimetrija koeficijent je bio veći od 300.

TDL s omjerom transformacije n=2 (tip NS), projektiran za snagu do 200 W, usklađujući 75-ohmsku karakterističnu impedanciju fidera sa simetričnim ulazom antene, koja ima ulaznu impedanciju od 18 Ohma. može se proizvesti na 200NN magnetskom krugu (slika 13) sa standardnom veličinom K65X40X9. Namoti moraju sadržavati 9 zavoja vodova iz žica PEV-2.1.0. Proizvedeni transformator imao je učinkovitost od 97%, koeficijent asimetrije na frekvenciji od 10 MHz - 20, na frekvenciji od 30 MHz - najmanje 60.

Na sl. Slika 14 prikazuje dijagram strujnog kruga za spajanje kompozitnog TDL-a (NS tip) s omjerom transformacije n=3, koji odgovara anteni koja ima ulaznu impedanciju od 9 Ohma s koaksijalnim kabelom od 75 Ohma. TDL, dizajniran za rad u rasponu od 10 ... 30 MHz pri snazi ​​do 200 W, izrađen je na prstenovima (standardne veličine K32X20X6) od 50VNS ferita. Magnetske jezgre transformatora WT1 i WT2 sastoje se od dva prstena; namoti i zavojnica L1 moraju imati po 6 zavoja. Dugi konopi i zavojnica izrađeni su žicom PEV-2 1.0. Karakteristična impedancija linije za WT1 je 70 Ohma, za WT2 - 25 Ohma. Konstruirani TDL imao je učinkovitost od 97% i koeficijent asimetrije od najmanje 250.

Prije uporabe TDL-a treba poduzeti mjere zaštite od nepovoljnih klimatskih utjecaja. Da biste to učinili, transformatori su omotani fluoroplastičnom trakom, stavljeni u kutiju i, ako je moguće, ispunjeni KLT spojem.

Književnost:

1. Benkovsky Z., Lipinsky E. Amaterske antene kratkih i ultrakratkih valova - M.; Radio i veze, 1983.
2. Rothhammel K. Antene - M.: Energia, 1979.
3. Zakharov V. Tropojasna valna kanalna antena s tri elementa - Radio, 1970. br.
4. London S.E., Tomashevich S.V. - Priručnik visokofrekventnih transformatorskih uređaja - M.; Radio i veze, 1984.
5. Mikhailova M. i dr. Meki magnetski feriti za radio-elektroničku opremu - M.: Radio i komunikacije, 1983.

RADIO BROJ 6, 1987., str.26-29.

U elektroničkim i električnim krugovima koriste se različite vrste transformatorske opreme, koja je tražena u mnogim područjima gospodarske djelatnosti. Na primjer, impulsni transformatori (u daljnjem tekstu IT) važan su element koji se ugrađuje u gotovo sva suvremena napajanja.

Izvedba (tipovi) impulsnih transformatora

Ovisno o obliku jezgre i rasporedu zavojnica na njoj, IT se proizvode u sljedećim izvedbama:

• jezgra;
  
• blindiran;
  
• toroidalni (nema zavojnice, žica je namotana na izoliranu jezgru);
  
• oklopna šipka;
  

Brojke pokazuju:

• A - magnetski krug izrađen od transformatorskih čelika izrađenih tehnologijom hladnog ili vrućeg valjanja metala (osim toroidne jezgre, izrađen je od ferita);
• B – zavojnica od izolacijskog materijala
• C – žice koje stvaraju induktivnu spregu.

Imajte na umu da elektrotehnički čelik sadrži malo aditiva silicija, budući da uzrokuje gubitak snage zbog učinka vrtložnih struja na magnetski krug. U toroidalnom IT, jezgra može biti izrađena od valjanog ili ferimagnetskog čelika.

Debljina ploča za set elektromagnetskih jezgri odabire se ovisno o frekvenciji. Kako se ovaj parametar povećava, potrebno je ugraditi tanje ploče.

Princip rada

Glavna značajka impulsnih transformatora (u daljnjem tekstu: IT) je da se napajaju unipolarnim impulsima s konstantnom komponentom struje, pa je magnetski krug u stanju konstantne magnetizacije. Ispod je shematski dijagram povezivanja takvog uređaja.

Kao što vidite, dijagram povezivanja gotovo je identičan konvencionalnim transformatorima, što se ne može reći o vremenskom dijagramu.

Primarni namot prima impulsne signale koji imaju pravokutni oblik e (t), a vremenski interval između kojih je prilično kratak. To uzrokuje povećanje induktiviteta tijekom intervala t u, nakon čega se uočava njegov pad u intervalu (T-t u).

Promjene indukcije događaju se brzinom koja se može izraziti kroz vremensku konstantu pomoću formule: τ p =L 0 /R n

Koeficijent koji opisuje razliku u induktivnom diferencijalu određuje se na sljedeći način: ∆V=V max – V r

• V max – razina maksimalne vrijednosti indukcije;
• U r – ostatak.

Razlika u indukciji je jasnije prikazana na slici, koja prikazuje pomak radne točke u krugu magnetskog vodiča IT.

Kao što se može vidjeti na vremenskom dijagramu, sekundarna zavojnica ima naponsku razinu U 2 u kojoj su prisutne reverzne emisije. Tako se očituje energija nakupljena u magnetskom krugu, koja ovisi o magnetizaciji (parametar i u).

Strujni impulsi koji prolaze kroz primarnu zavojnicu trapezoidnog su oblika, budući da se opterećenje i linearne struje (uzrokovane magnetizacijom jezgre) kombiniraju.

Razina napona u rasponu od 0 do t u ostaje nepromijenjena, njegova vrijednost e t =U m. Što se tiče napona na sekundarnom svitku, može se izračunati pomoću formule:

pri čemu:

• Ψ – parametar veze toka;
• S je vrijednost koja odražava poprečni presjek magnetske jezgre.

S obzirom da je derivacija, koja karakterizira promjene struje koja prolazi kroz primarnu zavojnicu, konstantna vrijednost, povećanje razine indukcije u magnetskom krugu događa se linearno. Na temelju toga, dopušteno je, umjesto derivata, unijeti razliku između pokazatelja uzetih u određenom vremenskom intervalu, što vam omogućuje da napravite izmjene u formuli:

u ovom slučaju, ∆t će se identificirati s parametrom t u, koji karakterizira trajanje u kojem se javlja impuls ulaznog napona.

Za izračunavanje površine impulsa s kojim se napon stvara u sekundarnom namotu IT-a, potrebno je pomnožiti oba dijela prethodne formule s t u. Kao rezultat, dolazimo do izraza koji nam omogućuje da dobijemo glavni IT parametar:

U m x t u =S x W 1 x ∆V

Imajte na umu da veličina područja pulsa izravno ovisi o parametru ∆B.

Druga najvažnija veličina koja karakterizira rad IT-a je pad indukcije; na njega utječu parametri kao što su poprečni presjek i magnetska permeabilnost magnetske jezgre, kao i broj zavoja na zavojnici:

Ovdje:

• L 0 – razlika indukcije;
• µ a – magnetska permeabilnost jezgre;
• W 1 – broj zavoja primarnog namota;
• S – površina poprečnog presjeka jezgre;
• l cr – duljina (perimetar) jezgre (magnetske jezgre)
• In r – vrijednost rezidualne indukcije;
• In max – razina maksimalne vrijednosti indukcije.
• H m – Snaga magnetskog polja (maksimalna).

S obzirom da parametar induktiviteta IT-a u potpunosti ovisi o magnetskoj permeabilnosti jezgre, pri proračunu je potrebno poći od maksimalne vrijednosti µ a, koju prikazuje krivulja magnetiziranja. Sukladno tome, za materijal od kojeg je izrađena jezgra, razina parametra B r, koji odražava zaostalu indukciju, treba biti minimalna.

Video: detaljan opis principa rada pulsnog transformatora

Na temelju toga, traka izrađena od transformatorskog čelika idealna je kao materijal IT jezgre. Također možete koristiti permalloy, koji ima minimalni koeficijent pravokutnosti.

Jezgre izrađene od feritnih legura idealne su za visokofrekventni IT, jer ovaj materijal ima niske dinamičke gubitke. Ali zbog niske induktivnosti, IT se mora izrađivati ​​u velikim veličinama.

Proračun impulsnog transformatora

Razmotrimo kako je potrebno izračunati IT. Imajte na umu da je učinkovitost uređaja izravno povezana s točnosti izračuna. Kao primjer, uzmimo konvencionalni krug pretvarača koji koristi toroidalni IT.

Prije svega, moramo izračunati razinu IT snage, za to ćemo koristiti formulu: P = 1,3 x P n.

Vrijednost Pn prikazuje koliko će snage trošilo potrošiti. Nakon toga izračunavamo ukupnu snagu (R gb), ona ne smije biti manja od snage opterećenja:

Parametri potrebni za izračun:

• S c – prikazuje površinu poprečnog presjeka toroidne jezgre;
• S 0 – područje njegovog prozora (kao što se i očekivalo, ova i prethodna vrijednost prikazane su na slici);

• B max je maksimalni vrh indukcije; ovisi o stupnju feromagnetskog materijala koji se koristi (referentna vrijednost preuzeta je iz izvora koji opisuju karakteristike feritnih razreda);
• f je parametar koji karakterizira frekvenciju kojom se napon pretvara.

Sljedeća faza svodi se na određivanje broja zavoja u primarnom namotu Tr2:

(rezultat se zaokružuje)

Vrijednost U I određena je izrazom:

U I =U/2-U e (U je napon napajanja pretvarača; U e je razina napona koja se dovodi do emitera tranzistorskih elemenata V1 i V2).

Prijeđimo na izračun maksimalne struje koja prolazi kroz primarni namot IT-a:

Parametar η je jednak 0,8, to je učinkovitost s kojom naš pretvarač mora raditi.

Promjer žice koja se koristi u namotaju izračunava se po formuli:

Ako imate problema s određivanjem osnovnih parametara IT-a, na internetu možete pronaći tematske stranice koje vam omogućuju izračunavanje bilo kojeg pulsnog transformatora na mreži.

Izum se odnosi na elektrotehniku ​​i može se koristiti u radiotehnici u transformatorskim uređajima i uređajima za zbrajanje snage pri izradi HF-VHF radio odašiljača. Unutar produžene feritne jezgre visokofrekventnog (HF) transformatora, na njegovoj je osi ugrađena cilindrična cijev od električno vodljivog materijala, koja je, blizu krajnjih granica jezgre, spojena električno vodljivim premosnicima na odgovarajuće pletene stezaljke dio HF kabela koji prolazi unutar cijevi. Tehnički rezultat sastoji se u usmjeravanju magnetskog polja u radijalnom smjeru feritne jezgre visokofrekventnog transformatora. 3 ilustr.

Izum se odnosi na transformatore za visokofrekventne uređaje koji se koriste u izradi radio odašiljača i pojačala HF-VHF područja.

Poznat je visokofrekventni transformator tipa duge linije (Alekseev O.V., Golovkov A.A., Polevoy V.V., Solovyov A.A. "Uređaji za širokopojasni radio odašiljanje." L., Svyaz, 1978., str. 155, sl. 8.14b), koji se sastoji od feritna cijev ili set feritnih prstenova unutar kojih je postavljen RF kabel.

Najbliži predloženom tehničkom rješenju je visokofrekventni transformator (V.V. Shakhgildyan. “Design of radio transmitting devices.” L., Radio and Communications, 1984., str. 176, sl. 4-20b), odabran kao prototip dizajn transformatora s “jednom zavojnicom” u kojem RF kabel koji tvori zavoj transformatora prolazi kroz dvije cilindrične feritne jezgre.

Nedostatak prototipa s povećanom RF snagom u kabelu su značajne promjene magnetske indukcije duž polumjera feritne jezgre, a posljedično i gubici snage koji određuju temperaturu cijelog uređaja.

Tehnički problem koji izum rješava je prisilno usmjeravanje visokofrekventnih magnetskih polja u presjeku jezgre, čak i uz moguće odstupanje kabela od osi jezgre.

U snažnim VF transformatorima, unutarnji promjer jezgre mora biti odabran znatno veći od radijalne veličine kabela koji se nalazi unutar ove jezgre. To se radi kako bi se smanjila promjena magnetske indukcije duž polumjera jezgre, koja varira obrnuto proporcionalno udaljenosti od osi vodiča s strujom koji se nalazi unutar jezgre. Stoga, kako se radijalne dimenzije jezgre povećavaju, razlika u magnetskoj indukciji na njezinoj unutarnjoj i vanjskoj površini se smanjuje, a posljedično se smanjuje snaga gubitka koja se oslobađa u tim područjima i temperatura feritne jezgre. Budući da se visokofrekventni napon primjenjuje na vanjske terminale koaksijalnog kabela, struja će teći kroz vanjsku površinu pletenice kabela. Magnetsko polje struje ima središnju simetriju u odnosu na os kabela. Zato se os simetrije koaksijalnog kabela unutar cilindrične jezgre i os same jezgre moraju poklapati. Kada kabel odstupi od uzdužne osi jezgre, magnetsko polje u različitim dijelovima jezgre duž perimetra prstena bit će različito, a ta će razlika biti veća što kabel više odstupa od osi jezgre. U tom slučaju razlika u magnetskim poljima u dijelovima jezgre može biti značajna, pa se stoga jakosti magnetskog polja u tim dijelovima jezgre mogu razlikovati nekoliko puta. Posljedica ulaska magnetskog materijala u područje zasićenja čak iu malom dijelu jezgre bit će ne samo pojava izobličenja u odaslanom signalu, već i pojava temperaturnog gradijenta duž perimetra jezgre. Posljednja okolnost može uzrokovati mehaničko uništenje jezgre. Stoga, kako bi se izbjeglo zasićenje čak iu malom dijelu jezgre, potrebno je prilikom proračuna napraviti rezervu u vrijednosti dopuštene magnetske indukcije u cijelom volumenu jezgre, što u konačnici dovodi do značajnog povećanja dimenzije i težinu transformatora.

Problem se rješava ugradnjom elektrovodljive cijevi u feritnu jezgru unutar koje se proteže komad RF kabela čiji su krajevi pletenice spojeni na odgovarajuće krajeve cijevi.

Izum (visokofrekventni transformator) ilustriran je crtežima, gdje je na Sl. Slika 1 prikazuje transformator koji se koristi za invertiranje ili balansiranje RF signala koaksijalnog kabela; SL. 2 - transformator s jednim zavojom, na sl. 3 - izvedba transformatora s jednim okretajem.

Unutar feritne jezgre 1 (slika 1), sastavljene od pojedinačnih prstenova, duž njezine unutarnje površine ugrađena je cilindrična cijev 2 izrađena od električno vodljivog materijala. Rubovi ove cijevi spojeni su skakačima 3 i 4 (od istog materijala kao i cijev) pomoću vodiča 5, 6 na pletenicu koaksijalnog kabela 7 koji se nalazi unutar cijevi. Kao rezultat toga, struja, određena razlikom potencijala na granicama pletenice kabela, neće teći duž vanjske površine pletenice kabela, već duž površine ugrađene cilindrične cijevi 2 duž skakača 3, 4 i vodiča 5 , 6. U ovom slučaju položaj kabela unutar cilindrične cijevi ne utječe na struje unutar kabela, niti na struju na vanjskoj površini cilindrične cijevi. Unutar volumena definiranog cilindričnom površinom i skakačima koji ga zatvaraju, kabel se može postaviti proizvoljno, na primjer, kao što je prikazano na sl. 1. Kada se jezgra podijeli na dva dijela (slično kao na slici 2), u oba dijela jezgre ugrađuju se elektrovodljive strukture s pripadajućim priključcima u svakom od njih. Duljina kabela transformatora može se smanjiti izravnavanjem kabela unutar vodljivih cilindara i ekscentričnim postavljanjem unutar njih (slika 3). Kako bi se smanjio utjecaj dijelova feritne jezgre na magnetsko polje pletenice dijela koaksijalnog kabela koji povezuje dva dijela strukture, preporučljivo je odmaknuti ovaj dio kabela od ravne površine jezgri dok istovremeno povećanje duljine elektrovodljive strukture.

Visokofrekventni transformator izrađen u obliku cilindrične feritne jezgre s koaksijalnim kabelom u unutrašnjosti na čijim je krajevima pletenica doveden visokofrekventni napon, naznačen time što je ugrađena cilindrična cijev od elektrovodljivog materijala. unutar jezgre na svojoj osi, čiji su krajevi spojeni s odgovarajućim krajevima pletenice kabela smještenog u cijevi.

Slični patenti:

Izum se odnosi na područje elektrotehnike i namijenjen je strujnim pretvaračima, transformatorima ili induktorima općeg načina rada. Tehnički rezultat je smanjenje veličine pretvarača, smanjenje raspršene energije zbog Jouleovog efekta i smanjenje negativnog utjecaja induktiviteta rasipanja.

Izum se odnosi na elektroprivredu i namijenjen je ograničavanju razina industrijskih frekvencijskih magnetskih polja koja se stvaraju u okolnom prostoru u javnim i upravnim zgradama s elektroničkom opremom, na primjer, opremom za relejnu zaštitu i automatizaciju, ili stambenim prostorima jednostrukim fazni električni reaktori bez feromagnetske jezgre.

Izum se odnosi na elektrotehniku ​​i namijenjen je ograničavanju razine magnetskih polja industrijske frekvencije koja se stvaraju u okolnom prostoru u javnim, upravnim zgradama ili stambenim prostorijama jednofaznim električnim reaktorima bez feromagnetske jezgre.

Princip brojanja broja zavoja:

Plava žica - 1 okret,
Crvena žica - 1,5 okreta.

Balun 50 / 300

Počinjemo namotavanjem 2,5 zavoja (plavo) na temelju potrebnog otpora od 300 Ohma. Spojimo drugi kraj žice na uzemljenje na razini ulaznog priključka. Ovo će biti zajednička točka mase. Počevši od točke mase, namotamo novih 2,5 zavoja žice (zelene boje) koji dovršavaju namotavanje od 300 ohma. Opet počevši od točke uzemljenja, namotamo još 2 zavoja žice (crvene) koje spojimo na ulazni konektor (PL).

Promjer žice određen je sposobnošću postavljanja namota u feritnu cijev.

(Napomena UA4AEU - Maksimalna debljina žice.

Ispunjavanje cijele rupe.Potpuno i ravnomjerno ispunjavajući prozor jezgre, možete postići manje "blokada" u HF rasponima.

Kratki zaključci.

Ako želite imati veću snagu uređaja, trebate težiti ne povećanju broja cijevi, već povećanju presjeka svake cijevi. A broj cijevi trebao bi biti minimalan, tj. samo 2, ali “guste”!

Ne zaboravite da što je veća reaktivna komponenta u opterećenju, to je gore za transformator.)

Slijedeći ovaj princip, možemo izvršiti različite koordinacije, promatrajući broj okreta u skladu s tablicom:

Pri ekvivalentnom opterećenju izmjereni SWR ne prelazi 1,5 u rasponu od 1 do 30 MHz.

Izmjereni gubitak je bio 0,4 dB.

(Napomena UA4AEU - možete postići SWR od 1,1 kompenzacijom reaktivnosti s malim kapacitetom na ulazu ili izlazu baluna (odabrano eksperimentalno na najvišoj frekvenciji.

Pri spajanju na antenu moguć je lagani pomak u rezonantnoj frekvenciji ANT-a.).

Ovisno o veličini, namot može biti izrađen od emajlirane krute žice. Lakše je napraviti namot od fleksibilne izolirane žice.

Kada je kupljeni uvezeni primopredajnik uparen sa svojim starim, pouzdanim pojačalom snage (PA), koje je vlasniku vjerno služilo dugi niz godina, često se javlja situacija kada se snaga pobude PA resetira. Razlog je velika ulazna impedancija PA, koja se razlikuje od izlazne impedancije primopredajnika.

na 3-x GU-50 žarulje oko 85 Ohma; na 4 žarulje G-811 oko 75 Ohma;

na GK-13 oko 375 Ohma;

nadva GK-71 oko 200 Ohma;

DOOsim toga, ulazna impedancija RA nije ista u svim rasponima i reagira na promjene u postavkama izlaznog kruga. Dakle, za RA na žarulji GU-74B navedeni su sljedeći podaci o ulaznom otporu: 1,9 MHz - 98 Ohma;

OsimOsim toga, ulazni otpor RA s povratnom spregom mijenja se tijekom razdoblja HF oscilacija od nekoliko desetaka i stotina Ohma do nekoliko kOhma.

Aline mogu se uvijek smjestiti u postojeći stari RA: nema mjesta i to je to. Baciti stari, dobri RA je šteta, ali napraviti novi je problematično.

Sl. 1

A na slici 1b je dijagram VF transformatora s omjerom transformacije otpora od 1 ׃ │ ≥4…≤9 │, također ovisno o mjestu priključka odvodne slavine.

Ako je ulazni otpor PA manji od 200 Ohma, tada se transformator namotava prema shemi na sl. 1a, a ako je veći od 200 Ohma, ali manji od 450 Ohma, tada prema shemi na sl. 1b.

Ako je ulazna impedancija PA nepoznata, treba napraviti transformator prema drugoj shemi, koji se u slučaju lošeg podudaranja može prebaciti na prvu opciju. Da biste to učinili, morat ćete isključiti srednji namot i spojiti vanjske namote, kao na slici 1a.

Namoti transformatora izrađuju se istovremeno za prvu opciju s dvije, a za drugu - s tri žice, lagano upletene, čineći 8 zavoja. U ovom slučaju, od svakog zavoja jedne žice napravljena je grana u obliku prstena (uvijanje). Zatim se početak jednog namota spoji na kraj drugog, a početak drugog namota na kraj trećeg, koji ima odvojke. PETV žica promjera 0,72…0,8 mm. Prstenovi (prsten) prvo moraju biti omotani trakom od fluoroplastične ili lakirane tkanine.

Na fotografiji br. 1 prikazana su dva VF transformatora izrađena prema drugoj opciji.

Fotografija br. 1.

Jedan transformator je izrađen bez upletenih žica (u jednom redu), zalemljen s slavinama na traci prekidača, drugi (manji) - s upletenim žicama, oba transformatora imaju 9 slavina (7 iz namota i plus 2 vanjske).

rezultate ispitivanje transformatora .

1. Transformator bez uvijanja žica. Ulazna impedancija 50 Ohma. Izlazna impedancija se transformira u sljedeće vrijednosti (počevši od spojne točke namota 2 i 3) duž slavina od 200 Ohma; 220 Ohma; 250 Ohma; 270 Ohma; 300 Ohma; 330 Ohma; 360 Ohma; 400 Ohma; 450 Ohma. (Brojke su približne). SWR po rasponu (preko svih slavina): na 3,5 MHz; 7 MHz; 14 MHz ne više od 1,3; na 21 MHz ne više od 1,5; na 28 MHz - 1,8 (do 300 Ohma), a zatim SWR ≥ 2.

Zavojnica bez okvira – 34 zavoja, namotana na trn promjera 22 mm žicom 1,0 mm. Grane od ulaza se izvode kroz 2 +.2 + 2 +3 + 3 + 3 + 4 + 4 + 5 i još 6 zavoja. Zavojnica je savijena u poluluk i zalemljena kratkim navojima na kontakte biskvitne sklopke.

U položaju prekidača 1 svitak je kratko spojen (premosnica je uključena), au položaju 11 spojen je cijeli svitak. Kondenzator, dupliran od cijevnih prijemnika. Umjesto varijabilnog kondenzatora, možete odabrati konstante za svaki raspon, promjenjive korištenjem drugog kolačića. Takav upravljački sustav omogućuje vam usklađivanje primopredajnika i PA s ulaznom impedancijom od 60 - 300 Ohma. (Fotografija br. 2).

Fotografija br. 2

Prilikom postavljanja sklopka Oprsnik je neophodan samo kada je oprema isključena!

1. E. Crveno.Priručnik o visokofrekventnim sklopovima - Svijet. c.10 – 12.

2. S. G. Bunin, L. P. Yaylenko, Kratkovalni radioamaterski priručnik. – Kijev, Tehnika, 1984. p. 146.

3.B.Semičev. VF transformatori na feritnim magnetskim jezgrama. – Radio, 2007., br. 3, str. 68 – 69.

4. A. Tarasov. Koristite li odgovarajući uređaj? – KV i UKV, 2003, br. 4, br. 5.

5 .ja S. Lapovok. Gradim HF radio stanicu - Moskva, Patriot, 1992. str. 137, str. 153.

V. Kostychev, UN8CB

Petropavlovsk.