¿Qué tipo de transformador necesito para una fuente de CA de 5Hz?

El uso de un transformador para convertir su suministro de CA existente a un voltaje más bajo no tiene sentido debido a la muy baja frecuencia. No vas a encontrar un transformador de ese tipo. Incluso si lo hicieras, sería enorme, pesado y costoso.

Parece que lo que realmente quieres es algo que puede emitir hasta 2.5 V CA y hasta 12 A. Comience desde allí. Su suministro existente no es una solución. Olvídalo.

Su especificación es algo que un amplificador de clase D puede hacer. Los amplificadores de audio listos para usar no funcionan aquí debido a los requisitos de bajo nivel de 5 Hz. Por lo tanto, tendrás que diseñar el tuyo propio. Hay una variedad de chips de clase D por ahí. Ha pasado un tiempo desde que miré las ofertas, pero si recuerdo bien, la mayoría de ellos realmente trabajan en CC y esperan que el circuito externo agregue el filtro de paso alto para el uso de audio. Normalmente coloca las piezas alrededor de una, excepto que el filtro de paso alto está por debajo de 5 Hz en lugar de por debajo de 20 Hz.

Otra posibilidad es hacerlo usted mismo utilizando un microcontrolador con un generador PWM destinado a conducir un puente en H. No ha especificado contenido armónico, por lo que hacer este bucle abierto podría ser lo suficientemente bueno. O bien, puede cerrar el ciclo con retroalimentación de error como un amplificador de clase D real. Una ventaja de esto es que es muy fácil sintetizar la forma de onda que desea directamente en el micro.

Para evitar la saturación a 100 voltios y 5 Hz, un transformador de 50 Hz debería tener una capacidad nominal de 1000 voltios o más. Para evitar la saturación con frecuencia reducida, la relación de voltaje a frecuencia no debe exceder la relación para la cual se diseñó el transformador. Si se excede esa relación, el transformador consumirá una alta corriente sin carga en el secundario y se calentará muy rápidamente.

Un viejo transformador de horno de microondas (MOT) podría funcionar si utiliza el devanado de salida original como su devanado de entrada. Sin embargo, la relación probablemente no será lo suficientemente alta como para hacer que el voltaje secundario sea tan bajo como desee. Es posible que deba conectar la salida del MOT a otro transformador para reducir el voltaje un poco más.

Otra alternativa sería conectar los devanados primarios de más de un transformador en serie. Tres transformadores de 400 voltios funcionarían. Si utiliza tres transformadores idénticos, los devanados secundarios podrían conectarse en paralelo. De lo contrario, conéctelos en serie.

Las alternativas anteriores no serán muy eficientes.

  

¿Qué haría un ingeniero más experimentado que yo en esta situación?

Éste preguntaría por qué estás resolviendo el problema de esa manera. Ese voltaje y la corriente podrían ser suministrados por un amplificador de potencia de audio acoplado por CC impulsado por un generador de señales adecuado.

• 2,5 V _RMS = 7 V _PP aprox. y esto podría ser suministrado por un amplificador de audio de 12 V que funciona en modo puente en una fuente de alimentación de 12 V de un solo extremo.
• 2.5 V x 12 A = 30 W.
• La resistencia de carga parece ser = 2.5 / 12 = 0.2.

Algunos de los altavoces de subwoofer de audio para automóvil de alta potencia pueden acercarse a manejar este tipo de carga. Puede obtener más información sobre esto tarde un viernes o un sábado por la noche si va a la parte derecha de la ciudad y busca automóviles pintados de colores brillantes con spoilers y lo que parece una suspensión colapsada.

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¿Qué haría un ingeniero más experimentado que yo en esta situación?

Lo primero que hay que decidir es si el problema es XY, es decir, si está pensando que un transformador es el enfoque correcto para entregar lo que quiere en la salida cuando, de hecho, puede haber una solución superior que no ha considerado.

Para investigar esto, debe poner en palabras el rango de los voltajes y frecuencias de entrada; indicar que el voltaje de entrada mínimo no es lo suficientemente bueno porque, a un voltaje más alto, un transformador (si es que esa es la mejor solución) podría comenzar a saturar su núcleo. Por lo tanto, se necesita una especificación de entrada.

Entonces se necesita una especificación de salida.

Entonces alguien puede comenzar un diseño o hacer recomendaciones. Es bastante factible que el uso de un amplificador de potencia MOSFET manejado por SMPS y PWM pueda ofrecer lo que usted desea (en lugar de tratar de encontrar un transformador que quizás solo logre la mitad de lo que necesita).

No estoy descartando un transformador; Solo digo que lo que está pidiendo no está necesariamente justificado por sus requisitos.

Su salida VA es 2.5V * 12A = 30VA a 5Hz.

El transformador de 50 Hz de tamaño mínimo que necesita para cumplir con este requisito es 30VA * (50/5) = 300VA, que aunque es grande, está disponible.

Su bobina de 2.5v a 5Hz tendría que ser un mínimo de 25v a 50Hz. Espero que pueda encontrar transformadores toroidales de alimentación de red para amplificadores de audio en este tipo de VA y voltaje.

5Hz es el final difícil para la saturación del núcleo.

800Hz es el final difícil para las pérdidas del núcleo. Un transformador de red estándar solo ha sido diseñado con laminaciones buenas para 50 / 60Hz, por lo que tendrá altas pérdidas a 800Hz. Usted podría encontrar transformadores de potencia clasificados para 50 a 400Hz, pero serán más costosos debido a las laminaciones más delgadas.

Llévate a una tienda de antigüedades de audio clásica y toma prestado un transformador de la etapa de salida "Williamson". Obtendrás algunas pérdidas a 5Hz, pero no has expresado una necesidad imperiosa de ser planas.

5Hz a 800Hz, transformador? ¡Rellene eso!

Las tapas rectificadas, suaves y similares serán grandes, pero solo necesita 30VA tan bien factible, esto le permite ~ 145V (RMS vs Pico), úselo para reducir la alimentación del modo de conmutación a aproximadamente 12V, aproximadamente. Módulo listo para usar si acaba de comprar un convertidor de CC / CC aislado, pero no es difícil de diseñar si desea hacerlo a bajo precio con un flyback.

Si necesita que la salida sea de CA como la entrada, luego de haber obtenido su línea aislada de 12 V, un amplificador de potencia de clase D (TI tiene chips adecuados para audio de automóvil) le devolverá sus 5Hz a 800Hz a unos pocos voltios, alimenta la entrada con una muestra de la forma de onda original.

Me imagino que esto encaja fácilmente en un eurocard, y pesa unos pocos cientos de gramos, a diferencia del enfoque de transformador que es alrededor de 5 kg de hierro y al menos un orden de magnitud más caro.

Esto supone que la salida tiene que ser CA y básicamente una copia más pequeña de la entrada, si solo quieres CC a unos pocos voltios, entonces puedes dejar el amplificador de potencia y probablemente puedas encontrar un convertidor de 'ladrillo'. eso te llevará a 100-160V directamente a 2.5V o así, espero que MuRata o algo similar tengan algo listo para usar. Necesitará el rectificador y la gran tapa, pero eso no es un problema importante.