系列文章目錄

本系列文章是我在學(xué)習(xí)電路基礎(chǔ)知識(shí)過程中順道記錄下一些重點(diǎn)，感覺比較新穎，遂記之。
本文為基礎(chǔ)元件學(xué)習(xí)中的一部分

• 基礎(chǔ)元件學(xué)習(xí)——元器件學(xué)習(xí)內(nèi)容了解
• 基礎(chǔ)元件學(xué)習(xí)——電阻元件知識(shí)（一）
• 基礎(chǔ)元件學(xué)習(xí)——電阻元件知識(shí)（二）
• 基礎(chǔ)元件學(xué)習(xí)——敏感電阻知識(shí)
• 基礎(chǔ)元件學(xué)習(xí)——可變電阻及其應(yīng)用
• 基礎(chǔ)元件學(xué)習(xí)——電容器知識(shí)
• 基礎(chǔ)元件學(xué)習(xí)——電容器及其應(yīng)用（重要）
• 基礎(chǔ)元件學(xué)習(xí)——電感知識(shí)及應(yīng)用
• 基礎(chǔ)元件學(xué)習(xí)——變壓器知識(shí)及應(yīng)用

前言

本文是在學(xué)習(xí)變壓器知識(shí)過程中總結(jié)出部分重要知識(shí)點(diǎn)，僅供分享學(xué)習(xí)。

一、變壓器基礎(chǔ)知識(shí)

變壓器的種類繁多，專用變壓器的種類很多，形式變化多，但是基本工作原理相同。

1、變壓器工作原理

電路圖形符號(hào)中的垂直實(shí)線表示這一變壓器有鐵芯。各種變壓器的結(jié)構(gòu)是不同的，所以它的電路圖形符號(hào)也有所不同。在電路圖形符號(hào)中變壓器用字母 B 或 T 表示，其中 T 是英語Transformer（變壓器）的縮寫。
無論哪種變壓器，它們的基本結(jié)構(gòu)和工作原理是相似的，只是根據(jù)不同的工作需要，在一些細(xì)節(jié)上有所不同，如高頻變壓器需要采用高頻磁芯等。

給一次繞組輸入交流電壓后，一次繞組中有交流電流，一次繞組產(chǎn)生交變磁場，磁場的磁力線絕大多數(shù)由鐵芯或磁芯構(gòu)成回路。因二次繞組也繞在鐵芯或磁芯上，變化的磁力線穿過二次繞組，在二次繞組兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。二次繞組所產(chǎn)生的電壓大小與輸入電壓大小不同（也有相同的情況，如 1:1 變壓器），其頻率和變化規(guī)律與交流輸入電壓一樣。
綜上所述，給變壓器一次繞組通入交流電壓時(shí)，它的二次繞組兩端輸出交流電壓，這是變壓器的基本工作原理。

2、變壓器分類

• E 形電源變壓器：E 形電源變壓器也稱 EI 形電源變壓器，它是最為常用的電源變壓器，它的鐵芯形狀有兩種：一是 E 形，二是 I 形。鐵芯是用硅鋼片交疊而成。
  這種電源變壓器的缺點(diǎn)是磁路中的氣隙較大，效率較低，工作時(shí)電噪聲較大。優(yōu)點(diǎn)是成本低。
  

• 環(huán)形變壓器：環(huán)形變壓器的鐵芯是用優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片（片厚一般為 0.35mm 以下）無縫地卷制而成，它的鐵芯性能優(yōu)于傳統(tǒng)的疊片式鐵芯。
  環(huán)形變壓器的繞組均勻地繞在鐵芯上，繞組產(chǎn)生的磁力線方向與鐵芯磁路幾乎完全重合。它的電效率高、鐵芯無氣隙、外形尺寸小、磁干擾較小、振動(dòng)噪聲較小。
  

• R形變壓器：它又稱 C 形電源變壓器，它由兩塊形狀相同的 C 字形鐵芯（由冷軋硅鋼帶制成）構(gòu)成。它與 E 形和環(huán)形變壓器相比，漏磁最小，體積小，產(chǎn)生的熱量最少，不會(huì)產(chǎn)生噪聲 , 工作性能更強(qiáng)，可靠性更高，絕緣性能強(qiáng)，安裝簡便。
  

• 高頻脈沖變壓器：脈沖變壓器用于各種脈沖電路中，其工作電壓、電流等均為非正弦脈沖波。常用的脈沖變壓器有電視機(jī)的開關(guān)變壓器、行輸出變壓器、行推動(dòng)變壓器、電子點(diǎn)火器的脈沖變壓器等。
  開關(guān)電源變壓器工作在脈沖狀態(tài)下，它的工作頻率高、效率高、體積小、功耗小。
  開關(guān)電源變壓器的一次繞組是儲(chǔ)能繞組，其二次繞組結(jié)構(gòu)有多種情況，會(huì)有多組二次繞組。
  

• 行輸出變壓器：行輸出變壓器是電視機(jī)行掃描電路的專用一體化結(jié)構(gòu)變壓器，簡稱FBT，也叫高壓包。它的工作特點(diǎn)是工作在脈沖狀態(tài)下，工作電壓高、頻率高?，F(xiàn)在絕大多數(shù)采用一體化結(jié)構(gòu)的行輸出變壓器，其高壓繞組、低壓繞組、高壓整流二極管等均被封灌在一起。它的特點(diǎn)是體積小、重量輕、可靠性高、輸出的直流高壓穩(wěn)定。它廣泛地應(yīng)用于目前生產(chǎn)的各種電視機(jī)和顯示器中。
  

3、變壓器參數(shù)

• 變壓比 n：變壓器的變壓比表示了變壓器一次繞組匝數(shù)與二次繞組匝數(shù)之間的關(guān)系，變壓比參數(shù)表征是降壓變壓器、升壓變壓器，還是 1:1 變壓器。
  變壓比n<1是升壓變壓器，一次繞組匝數(shù)少于二次繞組匝數(shù)。在一些點(diǎn)火器中用這種變壓器。
  變壓比n>1是降壓變壓器，一次繞組匝數(shù)多于二次繞組匝數(shù)。普通的電源變壓器是這種變壓器。
  變壓比n=1是1:1變壓器，一次繞組匝數(shù)等于二次繞組匝數(shù)。隔離變壓器是這種變壓器。

• 頻率響應(yīng)：頻率響應(yīng)是衡量變壓器傳輸不同頻率信號(hào)能力的重要參數(shù)。在低頻和高頻段，由于各種原因（一次繞組的電感、漏感等）會(huì)造成變壓器傳輸信號(hào)的能力下降（信號(hào)能量損耗），使頻率響應(yīng)變劣。

• 額定功率：額定功率是指在規(guī)定頻率和電壓下，變壓器長時(shí)間工作而不超過規(guī)定溫升的最大輸出功率，單位為伏安（V?A），一般不用瓦特（W）表示，這是因?yàn)樵陬~定功率中會(huì)有部分無功功率。

• 絕緣電阻：絕緣電阻的大小不僅關(guān)系到變壓器的性能和質(zhì)量，在電源變壓器中還與人身安全有關(guān)，所以這是一項(xiàng)安全性能參數(shù)。理想的變壓器在一次和二次繞組之間（自耦變壓器除外），各繞組與鐵芯之間應(yīng)完全絕緣，但是實(shí)際上做不到這一點(diǎn)。絕緣電阻用 1kV 搖表（又稱兆歐表、絕緣電阻表）測量時(shí)，應(yīng)在 10MΩ 以上。

• 效率：變壓器在工作時(shí)對(duì)電能有損耗，用效率來表示變壓器對(duì)電能的損耗程度。
  $$效率=\frac{輸出功率}{輸入功率}\times 100\%$$
  變壓器不可避免地存在各種形式的損耗。顯然，損耗越小，變壓器的效率越高，變壓器的質(zhì)量越好。

• 溫升：溫升指變壓器通電后，其溫度上升到穩(wěn)定值時(shí)，比環(huán)境溫度高出的數(shù)值。此值越小變壓器工作越安全。
  這一參數(shù)反映了變壓器發(fā)燙的程度，一般針對(duì)有功率輸出要求的變壓器，如電源變壓器。要求變壓器的溫升越小越好。有時(shí)這項(xiàng)指標(biāo)不用溫升來表示，而是用最高工作溫度來表示，其意義一樣。

二、變壓器主要特性

1、隔離特性

所謂變壓器隔離特性是指一次與二次回路之間共用參考點(diǎn)可以隔離。隔離特性是變壓器重要特性之一，電源變壓器的安全是由這一特性決定的。

由交流市電電壓的相關(guān)特性可知，它的相線與零線之間有 220V 交流電壓，而零線與大地（地球）等電位，這樣，相線與大地之間存在 220V 交流電壓。人站在大地上直接接觸相線有生命危險(xiǎn)，必須高度重視生命安全。

2、交流特性

變壓器同電容器一樣，也具有隔直流通交流特性，即不讓直流電通過變壓器，只可以讓交流電通過變壓器。

給變壓器一次繞組加上直流電壓時(shí)，一次繞組中流過直流電流，一次繞組產(chǎn)生的磁場大小和方向均不變，這時(shí)二次繞組不能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，二次繞組兩端無輸出電壓。
由此可知，變壓器不能將一次繞組中的直流電耦合到二次繞組中，所以變壓器具有隔直流的特性。對(duì)直流電而言，在直流剛剛加到變壓器一次繞組兩端的瞬間，因?yàn)樽儔浩饕淮卫@組中流有從零到大的電流，所以變壓器二次繞組在這個(gè)瞬間有一個(gè)脈沖電壓輸出。
利用變壓器的通交流和隔直流特性可構(gòu)成耦合電路，即變壓器耦合電路。因?yàn)橐淮卫@組產(chǎn)生的交變磁場變化規(guī)律與輸入交流電壓的變化規(guī)律相同，而二次繞組交流輸出電壓變化規(guī)律同磁場變化規(guī)律一樣，這樣輸出電壓頻率同輸入電壓的頻率相同。
變壓器的二次輸出電壓大小可以與一次繞組兩端的交流輸入電壓大小不同，這由變壓器的變壓比決定。

3、VA關(guān)系

因?yàn)橐淮位芈饭β实扔诙位芈饭β?，所以二次繞組兩端電壓高時(shí)，其一次回路中的電流小。同理，二次繞組兩端電壓低時(shí)，其二次回路中的電流大。

• 降壓變壓器的二次繞組輸出電壓雖然低，但是輸出電流大，所以在降壓變壓器中二次繞組的線徑比一次繞組要粗，因?yàn)槎卫@組中的電流大于一次繞組中的電流。
• 升壓變壓器的輸出電壓雖然高，但是輸出電流小，所以在升壓變壓器中二次繞組的線徑比一次繞組的要細(xì)，因?yàn)槎卫@組中的電流小于一次繞組中的電流。

4、阻抗關(guān)系

變壓器不僅可以進(jìn)行電壓大小的轉(zhuǎn)換，而且還可以進(jìn)行阻抗的變換。不同變壓比n情況下一次繞組與二次繞組的阻抗特性如下（Z1 為一次繞組輸入阻抗，Z2 為二次繞組輸出阻抗）。

三、各種類型變壓器

1、枕形矯正變壓器

枕形校正變壓器用于電視機(jī)電路中，具體用于行、場偏轉(zhuǎn)線圈電路中，進(jìn)行光柵的枕形校正。

上圖是枕形校正變壓器的外形示意圖。

2、行輸出變壓器

行輸出變壓器又稱逆程變壓器、回掃變壓器，俗稱行輸出，它是電視機(jī)、顯示器中的一個(gè)重要變壓器。
行輸出變壓器的全部繞組和高壓整流管均密封在其中，底部引出各個(gè)繞組的引腳，高壓輸出采用高壓引線直接送至顯像管的高壓嘴。
有的行輸出變壓器上只有一個(gè)電壓調(diào)節(jié)旋鈕，那是用來調(diào)節(jié)顯像管聚焦極電壓的。

一體化行輸出變壓器體積小，重量輕，省去了硅柱，工作穩(wěn)定性好。內(nèi)部的高壓整流二極管將各級(jí)繞組隔離，減小了分布電容，能獲得優(yōu)良的高壓負(fù)載特性。
但是，由于行輸出變壓器工作在高壓、高頻狀態(tài)下，故障發(fā)生率相對(duì)電視機(jī)中其他元器件而言比較高，而且大多數(shù)情況下是高壓繞組部分損壞。

3、音頻輸入變壓器

在一些分立元器件的收音機(jī)和其他一些小功率音頻放大設(shè)備中會(huì)用到音頻輸入和輸出變壓器。輸入變壓器和輸出變壓器通常是成對(duì)的，在低放電路中起耦合和阻抗匹配作用。這里所介紹的變壓器分成輸入變壓器和輸出變壓器兩種，它們之間不可互換使用。

由于輸入變壓器在電路中起連接前置放大級(jí)與輸出級(jí)的作用，而輸出級(jí)一般是采用推挽電路，所以輸入變壓器的一次繞組無抽頭，而二次繞組要么有一個(gè)中心抽頭，要么有匝數(shù)相同的兩組，以便獲得大小相等、方向相反的兩個(gè)激勵(lì)信號(hào)，分別激勵(lì)兩只推挽輸出管。

4、音頻輸出變壓器

輸入變壓器和輸出變壓器的結(jié)構(gòu)同普通變壓器基本一樣，也是由一次繞組和二次繞組、鐵芯、外殼等構(gòu)成，在此不作贅述，這里僅給出這種變壓器的特點(diǎn)：體積很?。员戎蓄l變壓器大些），成對(duì)出現(xiàn)，在購買時(shí)也是成對(duì)購買。由于收音機(jī)輸出功率很小，所以這種變壓器的輸出功率也很小。

輸出變壓器在電路中起輸出級(jí)與揚(yáng)聲器之間的耦合和阻抗匹配作用，由于采用推挽電路，故輸出變壓器一次繞組有中心抽頭時(shí)，而二次繞組沒有抽頭。加上要起阻抗匹配作用，所以輸出變壓器的二次繞組匝數(shù)遠(yuǎn)少于一次繞組匝數(shù)。

5、線間變壓器

在長距離傳輸音頻功率信號(hào)（一種可以直接驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的音頻信號(hào)）時(shí)，為了防止音頻功率消耗在傳輸線路上，采用了線間變壓器。

如果距離在 50m，兩根導(dǎo)線的電阻約各為 20Ω，而揚(yáng)聲器的阻抗只有 8Ω，于是大量的音頻信號(hào)功率降在了導(dǎo)線上。為此要采用高輸出阻抗的擴(kuò)音機(jī)，以減小傳輸線路中的電流。

上圖所示是線間變壓器電路，電路中有3只線間變壓器并聯(lián)，然后接在輸出阻抗為 250Ω 的擴(kuò)音機(jī)上。
線間變壓器的一次阻抗是1000Ω，二次阻抗是 8Ω，與8Ω 揚(yáng)聲器連接，這樣揚(yáng)聲器能獲得最大功率。
3 只 1000Ω 線間變壓器并聯(lián)后的總阻抗約為333Ω，與擴(kuò)音機(jī)的輸出阻抗匹配。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-801054.html

到了這里，關(guān)于基礎(chǔ)元件學(xué)習(xí)——變壓器知識(shí)及應(yīng)用的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！