变压器是利用线圈互感的原理制成的电子元器件,广泛应用在各个领域的电子产品内。变压器的主要功能有电压变换、阻抗变换、隔离耦合、稳压(磁饱和变压器)等多种。变压器在电路中常用“T”、 “B”或“TR”等字母表示。变压器常用的电路符号如图1所示,常见实物如图2所示。

1.变压器的构成
         变压器由铁芯(或磁芯)和绕组(线圈)组成,绕组有两个或两个以上,其中接电源的绕组叫一次绕组,其余的绕组叫二次绕组。
2.变压器的基本原理
        (1)电压变换原理


       参见图3,变压器的一次绕组n1输入交流电压时,一次绕组就会有交流电流流动,铁芯(或磁芯)内会产生交流磁通,使二次绕组n2感应出交流电压。n2绕组感应电压的大小取决于n2绕组与n1绕组的匝数比,即u2= u1(n2/n1)。
        提示:为了保证变压器正常工作,还应了解变压器的输出电流与输出电压的关系。通常,在铁芯不变的情况下,变压器输出电流与输出电压成反比,即之i2=i1 (n1/n2)。
       (2)阻抗变换原理


       参见图4,变压器的一次绕组n1、二次绕组n2匝数不同,会导致它们的阻抗也不同,即R2=R1(n2/m1)²。
        (3)相位变换原理


        参见图5,在绕制变压器一次绕组、二次绕组时,根据绕制方向的不同,就可以确定各个绕组的相位关系。图中绕组一端标注的黑点就是同名端的标记,即标有同名端的端上的电压极性相同。
3.变压器的隔离特性
        变压器的隔离特性是指变压器二次绕组与一次绕组是隔离的,也就是说一次绕组在输入220V市电电压时,用手摸二次绕组的一个端子的输出电压,由于不能和一次绕组构成回路,所以一般不会发生触电事故。
       提示:如果变压器匝数比为1:1,则说明该变压器就是隔离变压器。
       注意:接入隔离变压器后,也不能用两只手同时接触隔离变压器的两个输出端,否则会发生触电事故。
4.变压器的应用电路
       (1)电源变压器的应用
        电源变压器的功能是将220V市电电压降为几伏到几十伏的交流电压,以满足线性稳压电源电路正常工作的需要。图6所示是一种典型线性稳压电源电路。该电路的核心器件是变压器T。


        提示:图6所示是一种最简单的线性稳压电源电路,此类电源电路广泛应用在彩色电视机、空调器、VCD、音响、电磁炉、微波炉、电脑控制型电冰箱、电脑控制型洗衣机、电脑控制型电饭锅等电子产品内。220V市电电压首先通过变压器T降压,从T的二次绕组输出12V(与市电电压高低有关)左右的交流电压。该电压通过整流堆DB桥式整流、C1 滤波产生17V左右的直流电压。该电压经三端稳压器U (7812)稳压、C2滤波获得的12V直流电压为它的负载供电。
        T的一次绕组内部通常安装了过热熔断器。当整流堆DB内的整流管、滤波电容C1或U击穿,使T的绕组因过电流而迅速发热,且温度达到过热熔断器的标称温度值后,过热熔断器熔断,切断市电输入,以免扩大故障,实现了过热保护。
        (2)开关变压器的应用
        开关变压器是开关电源的主要器件。图7所示是一种典型的他励式开关电源的局部电路。

         提示:开关电源电路广泛应用在彩色电视机、彩色显示器、充电器、空调器、vCD、电脑控制型洗衣机、电磁炉等电子产品内。
         电源控制芯片输出的激励脉冲为高电平时,通过R2限流使Vt导通,它的集电极电流使P1绕组产生上正、下负的电动势,此时由于T二次绕组P3的电动势为下正、上负, 整流管VD3截止,所以能量存储在T内部。当激励脉冲为低电平时VT截止,T的P1绕组产生反相的电动势,于是P3绕组产生上正、下负的电动势,该电动势通过VD3整流、C2滤波后产生直流电压,为负载供电。
         (3)升压变压器的应用
         升压变压器主要应用在微波炉磁控管供电电路、空气清新电路、煤气灶点火器等电路上。图8所示是一种典型的升压变压器应用电路。该电路的核心元器件是升压变压器T、高压整流管VD、滤波电容C。


         升压变压器T的一次绕组输入交流电压Ui后,该电压经T变换后从它的二次绕组输出升高的交流电压,再经VD整流、C滤波后,就可以得到负载需要的极高的直流电压。
         提示:彩色电视机、彩色显示器、示波器的行输出变压器也属于升压变压器。