Transformatory impulsowe

Transformatory impulsowe są stosowane w urządzeniach komunikacyjnych, automatyce, technice komputerowej, podczas pracy z krótkimi impulsami, do zmiany ich amplitudy i biegunowości, usunięcia stałego elementu itp.

Jednym z głównych wymagań dla transformatorów impulsowych jest minimalne zniekształcenie kształtu przesyłanego sygnału, które występuje pod wpływem prądów upływowych, pojemnościowych połączeń między uzwojeniami i zwojami, prądów wirowych.

Załóżmy, że wejście idealnego transformatora (bez strat i pojemności) odbiera prostokątne impulsy napięcia (ryc. 1, a) o czasie trwania I z okresem T. Stała czasowa uzwojenia pierwotnego transformatora — czas, w którym prąd osiąga wartość stacjonarną (ryc. 1, b) jest równa: T1 = L1/ r1 , gdzie L1 — indukcyjność uzwojenia pierwotnego, G.

Pojawia się prąd i zaczyna rosnąć w uzwojeniu pierwotnym, którego krzywa jest pokazana na ryc. 1b Spowoduje to dokładnie taką samą zmianę strumienia magnetycznego, co z kolei doprowadzi do pola elektromagnetycznego w uzwojeniu wtórnym, które w trybie jałowym jest równe ti2 (ryc. 1, b).

Ujemna część impulsu jest „odcinana” poprzez załączenie diody w obwodzie wtórnym transformatora. Powoduje to wytwarzanie impulsu zbliżonego do prostokątnego po stronie wtórnej transformatora.

Ryż. 1. Krzywe napięć i prądów w transformatorze impulsowym

Należy zauważyć, że T.1 >T, tj. stała czasowa uzwojenia pierwotnego musi być większa niż czas trwania impulsu. Jeżeli — przeciwnie, T.1 < T wynik jest ujemny — kształt impulsu będzie daleki od prostokątnego.

Aby kształt impulsu był jeszcze bardziej prostokątny, transformator impulsowy ma swoje własne cechy: działa w trybie nienasyconym, obwód magnetyczny transformatora impulsowego musi mieć niewielką indukcję szczątkową. Dlatego jest wykonany z materiału magnetycznie miękkiego (o małej sile koercji), o podwyższonej przenikalności magnetycznej.

Ryż. 2. Transformatory impulsowe

Czasami, aby zmniejszyć indukcję szczątkową, obwód magnetyczny transformatora impulsowego jest projektowany ze szczeliną powietrzną. Aby zmniejszyć pojemność błądzącą i prądy upływowe, uzwojenia są wykonywane z jak najmniejszą liczbą zwojów.