摘 要：介紹了環(huán)形變壓器的特性和優(yōu)點，闡明了應(yīng)用中要注意的事項，通過實例介紹了環(huán)形變壓器的設(shè)計計算方法。

1引言
環(huán)形變壓器是電子變壓器的一大類型，已廣泛應(yīng)用于家電設(shè)備和其它技術(shù)要求較高的電子設(shè)備中，它的主要用途是作為電源變壓器和隔離變壓器。環(huán)形變壓器在國外已有完整的系列，廣泛應(yīng)用于計算機、醫(yī)療設(shè)備、電訊、儀器和燈光照明等方面。
我國近十年來環(huán)形變壓器從無到有，迄今為止已形成相當(dāng)大的生產(chǎn)規(guī)模，除滿足國內(nèi)需求外，還大量出口。國內(nèi)主要用于家電的音響設(shè)備和自控設(shè)備以及石英燈照明等方面。
環(huán)形變壓器由于有優(yōu)良的性能價格比，有良好的輸出特性和抗干擾能力，因而它是一種有競爭力的電子變壓器，本文擬就它的特點作一介紹。
2環(huán)形變壓器的特點
環(huán)形變壓器的鐵心是用優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片（片厚一般為0.35mm以下），無縫地卷制而成，這就使得它的鐵心性能優(yōu)于傳統(tǒng)的疊片式鐵心。環(huán)形變壓器的線圈均勻地繞在鐵心上，線圈產(chǎn)生的磁力線方向與鐵心磁路幾乎完全重合，與疊片式相比激磁能量和鐵心損耗將減小25％，由此帶來了下述一系列的優(yōu)點。
1）電效率高鐵心無氣隙，疊裝系數(shù)可高達95％以上，鐵心磁導(dǎo)率可取1.5～1.8t（疊片式鐵心只能取1.2～1.4t），電效率高達95％以上，空載電流只有疊片式的10％。
2）外形尺寸小，重量輕環(huán)形變壓器比疊片式變壓器重量可以減輕一半，只要保持鐵心截面積相等，環(huán)形變壓器容易改變鐵心的長、寬、高比例，可以設(shè)計出符合要求的外形尺寸。
3）磁干擾較小環(huán)形變壓器鐵心沒有氣隙，繞組均勻地繞在環(huán)形的鐵心上，這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了漏磁小，電磁輻射也小，無需另加屏蔽都可以用到高靈敏度的電子設(shè)備上，例如應(yīng)用在低電平放大器和醫(yī)療設(shè)備上。
4）振動噪聲較小鐵心沒有氣隙能減少鐵心感應(yīng)振動的噪音，繞組均勻緊緊包住環(huán)形鐵心，有效地減小磁致伸縮引起的“嗡嗡”聲。 5）運行溫度低由于鐵損可以做到1.1w/kg，鐵損很小，鐵心溫升低，繞組在溫度較低的鐵心上散熱情況良好，所以變壓器溫升低。
6）容易安裝環(huán)形變壓器只有中心一個安裝螺桿，特別容易在電子設(shè)備中進行快速安裝與拆卸。
3環(huán)形變壓器的分類
根據(jù)國外文獻介紹，環(huán)形變壓器可分為標(biāo)準型、經(jīng)濟型及隔離型等三類，各類的特點是
1）標(biāo)準型電源變壓器產(chǎn)品系列容量8～1500va，有較小的電壓調(diào)整率、滿載運行溫升僅為40℃，允許短時超載運行，適合于要求高的使用場合。
初次級繞組間采用b級（130℃）的聚酯薄膜絕緣，要求至少包三層絕緣帶，能經(jīng)受交流4000v，1min的耐壓試驗。
2）經(jīng)濟型電源變壓器產(chǎn)品系列容量50～1500va，在保證性能的基礎(chǔ)上力求降低造價，適用于連續(xù)運行而不超載的使用場合，運行溫升為60℃，絕緣材料等級為a級（105℃），當(dāng)滿負載時輸出電壓誤差小于3％。
3）隔離變壓器產(chǎn)品系列容量50～1000va，又可分為工業(yè)用和醫(yī)療設(shè)備用兩系列。隔離變壓器著重是它的絕緣性能，初級與次級間用b級絕緣的聚酯薄膜至少包扎4層，擊穿電壓大于4000v，所有初級引線必須采用雙絕緣導(dǎo)線。變壓器最大溫升低于45℃。
醫(yī)療用的隔離變壓器除符合上述的要求外，還要符合ul544標(biāo)準，即初級和次級繞組應(yīng)具有熱保護，繞組與接地銅屏蔽間隔距離應(yīng)大于13mm。
此外對醫(yī)療用的隔離變壓器還要求在初級繞組裝有溫度保護開關(guān)，當(dāng)鐵心溫度達到120℃時，溫度保護開關(guān)斷開，當(dāng)溫度恢復(fù)正常時，開關(guān)自動復(fù)位合上。
現(xiàn)將加拿大plitron公司出品的標(biāo)準型環(huán)形變壓器外形尺寸，重量列于表1，外形圖如圖1所示。
4環(huán)形變壓器應(yīng)用中應(yīng)注意的問題
4．1變壓器的功率容量

變壓器的功率容量是決定鐵心尺寸的主要依據(jù)。在很多場合變壓器的負載是間歇性的，例如音響設(shè)備中的電源變壓器。這時變壓器的體積和重量較連續(xù)工作時要減少很多，如圖2所示負載a段對整個b段而言是較小的一段，這時變壓器的工作周期比其熱時間常數(shù)要短很多，可用式（1）計算變壓器的額定功率。

式中：pn——變壓器額定功率（va）；
pl——變壓器負載功率（va）；
a——接通負載時間；
b———變壓器工作周期。
4．2電壓調(diào)整率
電壓調(diào)整率是衡量變壓器負載特性的重要指標(biāo)。電壓調(diào)整率是指當(dāng)輸入電壓不變，負載電流從零升到額定值時，輸出電壓u2的相對變化值，通常以百分數(shù)表示，如式（2）所示：

式中：δu——電壓調(diào)整率；
u20——空載輸出電壓（v）；
u2——變壓器額定負載時的輸出電壓（v）。
表2列出加拿大plitron公司環(huán)形變壓器的電壓調(diào)整率，其特性曲線如圖3所示，電壓調(diào)整率隨變壓器容量增大而下降。

4．3環(huán)形變壓器效率
由于變壓器有鐵損和銅損，輸出功率po總是小于輸入功率pi，變壓器的效率η如式（3）所示。

圖4列出了三組不同功率的變壓器效率曲線，隨著容量增大效率明顯增高，容量300va以上的變壓器，在額定負載下效率可高達95％以上。
4．4自耦變壓器