変圧器の知識

変圧器は、電磁誘導の原理を利用して交流電圧を変換する装置です。その主な構成要素には、一次コイル、二次コイル、鉄心が含まれます。

エレクトロニクスの専門家では、トランスの影をよく目にします。最も一般的なものは、変換電圧、絶縁として電源に使用されます。

つまり、1次コイルと2次コイルの電圧比は、1次コイルと2次コイルの巻線比と同じになります。したがって、異なる電圧を出力したい場合は、コイルの巻数比を変更することができます。

変圧器の動作周波数の違いに応じて、一般に低周波変圧器と高周波変圧器に分けることができます。例えば、日常生活において電源周波数交流の周波数は５０Ｈｚである。この周波数で動作する変圧器を低周波変圧器と呼びます。高周波トランスの動作周波数は数十kHzから数百kHzに達することがあります。

高周波トランスの体積は、同じ出力電力の低周波トランスの体積よりもはるかに小さくなります。

変圧器は電源回路の中で比較的大きな部品です。出力を確保しながら音量を小さくしたい場合は、高周波トランスを使用する必要があります。そのため、スイッチング電源には高周波トランスが使用されています。

高周波トランスと低周波トランスの動作原理は同じで、どちらも電磁誘導の原理に基づいています。ただし、素材に関しては「コア」の素材が異なります。

低周波トランスの鉄心は珪素鋼板を何枚も重ねて使用するのが一般的ですが、高周波トランスの鉄心は高周波磁性材料（フェライトなど）で構成されています。（そのため、高周波トランスの鉄心を一般に磁心と呼びます）

直流安定化電圧電源回路では、低周波トランスが正弦波信号を伝送します。

スイッチング電源回路では、高周波トランスが高周波パルス方形波信号を伝送します。

定格電力における変圧器の出力電力と入力電力の比は、変圧器の効率と呼ばれます。変圧器の出力電力が入力電力と等しい場合、効率は 100% です。実際には、そのような変圧器は存在しません。銅損と鉄損が存在するため、変圧器には一定の損失が発生します。

銅損とは何ですか?

変圧器のコイルには一定の抵抗があるため、コイルに電流が流れるとエネルギーの一部が熱になります。トランスのコイルには銅線が​​巻かれているため、この損失は銅損とも呼ばれます。

鉄損とは何ですか？

変圧器の鉄損には主にヒステリシス損と渦電流損の2つの側面が含まれます。ヒステリシス損とは、コイルに交流電流を流すと磁力線が発生して鉄心を通過し、鉄心の内部の分子がこすれ合って発熱し、電気エネルギーの一部を消費することを指します。磁力線は鉄芯を通過するため、鉄芯にも誘導電流が発生します。電流は渦を巻いているので渦電流とも呼ばれ、渦電流損失によっても電気エネルギーを消費します。