Teorie VF transformátorů, materiály, výpočty (2.15MB formát *pdf)
Teorie VF transformátorů, materiály, výpočty (2.15MB formát *pdf)
Teorie VF transformátorů, materiály, výpočty (2.15MB formát *pdf)
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
pojeno. Pøi vìtších výkonech a velkých<br />
impedancích (øádu stovek Ω) mohou<br />
být mezi vinutími balunu znaèná napìtí<br />
a mùže se prorazit dielektrikum vodièù<br />
použitých ke konstrukci vinutí.<br />
Praktické vlastnosti balunù jsou urèeny<br />
vlastnostmi použitého jádra a jeho<br />
provedením. Výbìru jádra je nutné vìnovat<br />
velkou péèi a je nutné brát v úvahu<br />
pøedevším charakteristické vlastnosti<br />
materiálu. Vždy bývá vhodné použít<br />
materiál s vìtší permeabilitou, nebo<br />
tak se dosáhne maximální indukènosti<br />
pøi minimálním poètu závitù. Malý poèet<br />
závitù znamená menší odpor vinutí<br />
i menší parazitní kapacitu.<br />
Velkou permeabilitu mùžeme však<br />
oèekávat pouze u feritových jader. Jejich<br />
nevýhodou je pøedevším 10x až<br />
15x menší pøípustné sycení než u železových<br />
jader.<br />
V aplikacích, ve kterých se pracuje<br />
s malým výkonem, se nemusíme touto<br />
otázkou zabývat - materiál jádra je však<br />
vždy nutné volit s ohledem na princip<br />
funkce balunu.<br />
Tlumivkový balun 1 : 1 (tedy takový,<br />
ve kterém má cívka plnit funkci tlumivky)<br />
bude vhodné navinout na jádøe, které<br />
bude mít na pracovním kmitoètu co<br />
nejvìtší ztráty. Pro výkonové aplikace<br />
bude u tohoto typu balunu jádro zatìžováno<br />
pouze výkonem vytváøeným soufázovými<br />
proudy. Ty jsou však závislé<br />
na charakteru zátìže i na použitých pøizpùsobovacích<br />
obvodech. Lze však<br />
konstatovat, že vhodným materiálem<br />
Obr. 18. U toroidních jader se uplatní jen<br />
èást délky závitu (plnou èarou), zatímco<br />
zbytek délky vodièe (pøerušovanou<br />
èarou) má na výslednou indukènost<br />
jen zanedbatelný vliv<br />
Obr. 19. U dvouotvorových jader se<br />
uplatní vìtší èást délky závitu (plnou<br />
èarou)<br />
Obr. 20.<br />
Praktické<br />
provedení<br />
balunu<br />
na dvouotvorovém<br />
jádru<br />
bude takový, který výrobce doporuèuje<br />
v uvažované kmitoètové oblasti používat<br />
ke konstrukci tlumivek. Napø. v oblasti<br />
kmitoètù øádu jednotek až desítek<br />
MHz to bude feritový materiál s permeabilitou<br />
µ i = 300 až 2000.<br />
U balunù, které se chovají jako linkový<br />
trans<strong>formát</strong>or, bude spíš dùležité<br />
sycení. Proto u výkonových aplikací radìji<br />
zvolíme práškové jádro. Pro kmitoèty<br />
øádu jednotek až desítek MHz a impedance<br />
øádu desítek Ω je oblíbený materiál<br />
2 (èervená barva) s µ i = 10.<br />
Je nutné znovu pøipomenout, že závit<br />
u toroidních jader v praxi znamená<br />
prùchod vodièe vnitøkem jádra a jeho<br />
zbývající délka se témìø neuplatní. To<br />
je pomìrnì nevýhodné - zejména u jader<br />
s kruhovým prùøezem se tak uplatní<br />
jen menší èást délky vodièe (obr. 18).<br />
Právì pro baluny je mnohem výhodnìjší<br />
dvouotvorové jádro, u nìhož se<br />
pøi vinutí na støední sloupek naopak vìtšina<br />
délky vodièe uplatní (obr. 19).<br />
Praktické provedení balunu na dvouotvorovém<br />
jádru je na obr. 20. Balun je<br />
vinut tak, aby se uplatnila vìtšina délky<br />
vodièe, nebo jde o dosažení maximální<br />
indukènosti - je urèen pro kmitoèty 1<br />
až 2 MHz, na kterých by již mohlo být<br />
obtížné splnit pravidlo ètyø. Pro vyšší<br />
kmitoèty se baluny èasto vinou tak, aby<br />
bylo dosaženo minimální kapacity vinutí<br />
a jeho symetrie.<br />
Dvouotvorová jádra však bývají hùøe<br />
dostupná a nevyskytují se ve vìtších<br />
velikostech, vhodných pro výkonové<br />
aplikace. V tìchto pøípadech se dvouotvorová<br />
jádra nahrazují sestavou trubièkových<br />
nebo toroidních jader odpovídajících<br />
rozmìrù (obr. 21). V takové<br />
sestavì lze použít mìdìné trubièky,<br />
procházející vnitøkem jader, které plní<br />
nejen funkci nosného prvku, ale slouží<br />
rovnìž jako elektrostatické stínìní. Trubièky<br />
samozøejmì nemohou být propojeny<br />
na obou koncích, nebo by tvoøily<br />
závit nakrátko.<br />
Péèi je rovnìž nutné vìnovat vinutí<br />
balunu. Vinout lze rùzným zpùsobem<br />
(obr. 22, 23, 24, 25) ale ne vždy se podaøí<br />
splnit všechny požadavky na minimální<br />
kapacitu vinutí a impedanci linky.<br />
Èasto se baluny vinou zkrouceným<br />
dvou, troj èi ètyøvodièem, který lze vyrobit<br />
stoèením pøíslušného poètu mìdìných<br />
lakovaných drátù pomalobìžnou<br />
vrtaèkou. V nìkterých pøípadech bývá<br />
použit i obyèejný, tzv. zvonkový drát<br />
s rùznobarevnou izolací PVC.<br />
Tento zpùsob není pøíliš výhodný,<br />
nebo nelze ovlivnit impedanci takto<br />
vzniklé linky a v pøípadì použití lakovaného<br />
drátu je pøed zapojením nutné<br />
Obr. 21. Náhrada dvouotvorového<br />
jádra sestavou trubièkových nebo<br />
toroidních jader<br />
každé vinutí urèit ohmmetrem. Vzniká<br />
riziko chyby v zapojení, která se pak<br />
velmi tìžko hledá. Navíc se pøi zkrucování<br />
vodièù nebo pøi vlastním vinutí<br />
mùže laková izolace porušit, èímž<br />
vzniknou mezizávitové zkraty. Tento<br />
zpùsob vinutí je rovnìž nevhodný pro<br />
výkonové aplikace, pøi kterých se pracuje<br />
s tlustšími vodièi. Výhodou je však<br />
velmi snadná výroba i v pøípadì, kdy je<br />
potøeba troj èi ètyøvodiè.<br />
Z obecného hlediska vhodnìjším<br />
zpùsobem je použít dvoulinku. Vyskytují<br />
se speciální dvoulinky s pøesnì definovanou<br />
impedancí, èasto s teflonovou<br />
izolací. Ty jsou ovšem drahé a obtížnì<br />
dostupné, proto se èasto používá dvoulinka<br />
vlastní konstrukce (obr. 23).<br />
Dva paralelnì natažené vodièe jsou<br />
spojeny v pravidelných vzdálenostech<br />
kapkami tavného lepidla tak, že dvoulinka<br />
tvoøí miniaturní žebøíèek. Výslednou<br />
impedanci dvoulinky je možné pomìrnì<br />
pøesnì urèit, tímto zpùsobem lze<br />
pracovat i s tlustšími vodièi a riziko<br />
Obr. 22.<br />
Balun<br />
navinutý<br />
zkroucenýmdvouvodièem<br />
Obr. 23. Dvoulinka vlastní konstrukce<br />
- dva lakované dráty jsou mechanicky<br />
spojeny kapkami tavného lepidla<br />
Obr. 24. Balun navinutý dvoulinkou<br />
vlastní konstrukce<br />
Konstrukèní elektronika A Radio - 2/2005 29