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隔断变压器的特征、挑选准绳和操纵

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  古代的单相电源线由前哨、零线和地线组成•。当多个物理上分开的摆设共用一条电源线时,由于筑设的接地电位差别,有只怕显露接地回途。这些接地回路在调养装备中尤其成标题,而且在建设期间只怕会变成贫苦。看待打算人员而言,很难用行使整流线路电压的筑设来丈量接地环路。接地的实验配置(如和仪器显现标题。   履历在电源输入端与筑设之间无误使用阻隔变压器,无妨压抑一概这些问题。 隔绝变压器有助于隔离电源线接地连结•,以消除接地回途和测试筑设无意接地。另外,还能贬抑电源上的高频噪声。

  中断变压器在换取电源线(主电源)与用电建设之间供给电决绝。这意味着两个绕组之间没有直流旅途•。它们要紧用于三个用路:

  隔绝变压器起首是变压器,它们具有变压器的联络特征(图 1)。初级和次级绕组盘绕在一个共用的铁磁芯上。

  在图中,初级绕组绕铁磁芯 NP 匝•,次级绕组绕 NS 匝。初级电压 (VP) 和次级电压 (VS) 之间的相干如公式 1 所示:

  公式 1   假如初级绕组的匝数多于次级绕组,则次级绕组上的电压将低于初级绕组上的电压。这是一个降压配置。假使初级绕组的匝数少于次级绕组•,则次级绕组上的电压将高于初级绕组上的电压,从而导致升压筑设。大一般中断变压器的初级和次级绕组匝数相仿,因而初级和次级电压也相似。   变压器中的能量是守恒的•,是以,若是大家疏忽损耗,则 VP 与初级(IP) 的乘积将等于 VS 与次级电流 (IS) 的乘积••。变压器的额定功率由初级绕组的 RMS 电压乘以 RMS 初级电流的乘积来决策。这是“视在功率”,怀抱单位为伏安或 VA。   原理图上的点是定相点••,露出初级和次级电流对象。如图所示,流入绕组初级点侧的电流会导致次级电流从绕组次级点侧流出。假使绕组要串联或并联安设•,这一点很重要。不服从绕组的定相也许会导致舛错。   法拉第障蔽是一种静电屏障,可减小初级绕组与次级绕组之间的•,而且平居接地。该障蔽可低重经验变压器的共模噪声和瞬变的幅度。   隔绝变压器中的初级和次级绕组高度绝缘,以最大程度地放松相互之间的直接电导。绝缘劳绩的量度圭表是泄电电流•。大广大隔离变压器也操纵高电势或耐压测验仪举办尝试。当搜检走电电流时•,这些仪器会在绝缘两端施加高电压。   屏绝变压器的物理结构可以有多种格式•,搜罗壳式布局(图 2)。其中,初级绕组和次级绕组以专心体例包裹着绝缘层,法拉第屏蔽插入这两层之间•。

  法拉第屏障可认为箔层或密绕绕组,如图所示。接地平素位于初级侧,与大地连接。由于初级绕组和次级绕组已经应用了漆包线,因此这种布局称为“双绝缘”。 也许,绕组能够并排计划在磁芯上,这称为“多槽线架”结构,也能够绕在环形磁芯上。

  阻遏变压器可采用开通式构造,也可紧闭在屏蔽构造中(图3)。Hammond Manufacturing 的 171E 阻隔变压器利用屏蔽壳体机关。端盖屏蔽罩蕴含变压器的磁场,还用于最大秤谌地松开变压器外部磁场的过问。这款 500 VA 的 1:1 变压器还囊括引线、NEMA、三线接地输入和输出团结器,以及集成式过载断途器•。   虽然接地线结合到次级输出团结器,但在大多数圮绝变压器操纵中不会应用该接地线。在额定输入电压下•,该变压器初级和次级之间的漏电电流不到 60 微安 (µA)。

  来自 Bel/Signal Transformer 的 DU1/4 是一款 250 VA 中断变压器,拔取灵通式组织,具有两组多抽头绕组。初级绕组和次级绕组各有两个(图 4)。

  初级和次级绕组的额定电压好似,仳离为 0、104、110 和 120 伏。如此可应允在初级或次级绕组长进行串联或并联。是以,看待 110 或 220 伏输入,可能庇护标称的 1:1 比例•。并且,也可能摆设从 110 伏到 220 伏的升压变压器,或从 220 伏到 110 伏的降压变压器。另外,多抽头绕组应承主题额定电压,比如 208 伏、214 伏或 230 伏(图 5)。   该变压器的电源连合形式为螺纹端子•。

  假使初级和次级绕组均为串联,则该变压器是 220 伏输入,1:1 电压比。倘使初级和次级绕组均为并联,则为 110 伏输入,1:1 电压比,可用电流是单个绕组的两倍。倘使初级绕组串联安放•,而次级绕组为并联,则初级电压将降为二分之一。假使次级绕组为串联,而初级绕组为并联,则可告终 2:1 升压。

  医疗运用所遴选的断绝变压器必需顺心更庄敬的泄电电流哀求。对于接地走电、外壳漏电和患者漏电,均有最大泄电电流规格。接地漏电是指装备接地线中的泄电电流。外壳电流形容了经过接地线以外的导体从显示的导电皮相流到地面的电流。患者泄电是赐正常团结到装备时•,经过患者流向地面的电流•。此类别中的大多数摆设均已通过 UL/IEC 60601-1 认证。   Triad Magnetics 的 MD-500-U 型是一款实用于调整运用的 500 VA 屏绝变压器(图 6)。该变压器阅历 UnderwriLaboratories (UL) 的 UL 60601-2 规格认证,模范漏电电流为 10 µA,最大泄电电流不到 50 µA。

  MD-500-U 采取环形变压器,在最大程度上减小尺寸的同时收工杂散磁场最小化和作用最大化。像大集体寡少医用变压器普通,它牢牢封装在一个钢制外壳中,内置保护丝和热熔断开合。

  决绝变压器的最常见利用是将修设与交流线路接地绝交。为了诠释如此做的需要性,全班人以开关模式电源 (SMPS) 为例。表率的线路供电型 SMPS 生存几许安好关连标题(图 7)。

  这是一个挑选反激式拓扑构造的线途供电型电源。该电道的初级侧以黄色优异宣泄,对线路(电源)输入举办全波整流并将其应用于初级轨。这意味着若行使120伏线路,高压轨和低压轨之间流露的电压电平约为170伏,若行使240伏线伏。此整流线路电压将存在于初级储能电容器C2中。 请周密,该电源的初级和次级区段会选取反激式变压器L2和光绝交耦合器Q4举办电隔绝。次级区段在负极(-)输出端接地•,初级区段不接地。若利用接地输入仪器(如示波器)进行短处拂拭,这种接地格局便有标题。将示波器探头的接地维系端与电源初级侧的元件连关也许会导致短道,况且还会捣乱吃紧元件和示波器。 电源中的低压初级轨连结到交换线路零线。尽管零线在进线口处接地,但当零线达到SMPS输时兴,畏惧比接地电压高几伏,这使其成为示波器探头接地的不安定维系点。 阻隔变压器吃紧用于对SMPS的初级区段进行电气屏绝。曾经隔绝,便可与初级电路中放肆个别的探头接地端贯串。如此一来••,非论地线夹连合到哪一个点,都市把接地基准放在此处,从而铲除了初级电路爆发短途的惟恐性。 当多个设备(每个设备具有本身的接地返回道径)结合在一概时,这种仿佛的接地绝交技巧使得屏绝变压器对待诊断和修正接地回路十分有用。 变压器制定断绝接地,以察看哪些配置是接地泄电电流的基础。 决绝变压器还可能放松从线道传输到所连结配置或从设备传回线路的高频噪声。这是由于变压器的串联电感和接地的法拉第屏障,后者减少了变压器两端的电容耦合。

  圮绝变压器可将贯串至次级绕组的设备与初级绕组上的相易电源隔断,是以应承重新定义次级摆设上的基准平面••。如此还答允对走电电流举办浸定向和贬抑。同时,它们会最大水准地松开高频谐波和噪声的传输。这些器件对待考试电源关连的摆设非常有用•。

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