Трансформаторы со средней отводкой: принцип работы, расчеты и применение

Будь то выпрямительная схема или питание дома — трансформатор со средней отводкой (center-tapped) удобен и эффективен.

Рассмотрим принцип работы, спецификации, расчеты и сферы применения.

Принцип работы трансформатора со средней отводкой

Работа аналогична обычному трансформатору: передача энергии от первичной к вторичной обмотке через индуктивную связь.

Переменный ток в первичке создает переменный магнитный поток в сердечнике (материал с высокой магнитной проницаемостью — электротехническая сталь). Поток перерезает вторичку, индуцируя переменное ЭДС.

Отличие: вторичная обмотка имеет отводку ровно в середине. Это дает три выхода для разных потребностей питания.

• Одна цепь — между концом обмотки и средней точкой (нулем).
• Вторая — между другим концом и средней точкой.
• Третья — между двумя концами обмотки (полное напряжение).

Если заземлить среднюю отводку, половина напряжения будет положительной относительно земли, вторая — отрицательной, сдвинутая на 180°.

Заземление центра необходимо для отвода асимметричных токов при несимметричных нагрузках.

Спецификации трансформатора 12-0-12 (понижающий)

• Монтаж: вертикальный
• Входное напряжение: 220 В переменного тока
• Частота: 50 Гц
• Выходное напряжение: 0 В, 12 В, 24 В
• Выходной ток: 1 А
• Обмотка: медь

Использование трансформатора со средней отводкой

Принцип тот же, но во вторичке есть дополнительный провод — средняя отводка. Сумма напряжений относительно центра всегда нуль.

Гальванической связи между первичкой и вторичкой нет. При подаче напряжения на первичку в вторичке возникает ЭДС. При коэффициенте 1:1 (изоляционный) напряжение такое же.

Для 220/24 В трансформатора: между крайними выводами T1 и T2 — 24 В переменного тока. Относительно центра (нуля) — 12 В на каждой половине.

Обозначим напряжение на верхней половине как Va, на нижней — Vb.

Формула отношения витков:

Va = (Na / Np) × Vp

Vb = (Nb / Np) × Vp

Разница между обычным и center-tapped трансформатором

Обычный выдает одно напряжение. Center-tapped дает три значения в зависимости от точек измерения.

Применение

• Схемы выпрямителей постоянного тока
• Как понижающие AC-AC трансформаторы
• Двухполупериодные выпрямители (full-wave rectifier)

Заключение

Трансформаторы со средней отводкой критичны для выпрямителей и переменного тока. Позволяют делить вторичное напряжение пополам для низковольтных устройств и использовать полное напряжение для мощных нагрузок.

Нужны дополнительные сведения по center-tapped трансформаторам для проекта? Мы в OurPCB готовы помочь. Свяжитесь с нами сегодня.