电源变压器中的静电屏蔽

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用交流电供电的电子管收音机和扩音机以及电子仪器中,在电源部分都有一个电源变压器。图①所示为普通交流收音机的电源部分,其中N\(_{1}\)为电源变压器的初级线圈,它与220伏交流市电连接。N2为次级高压线圈,经电子管6Z4整流后提供直流高压。N\(_{3}\)为灯丝线圈,用来点燃各个电子管灯丝。

图1
图1 🔍原图 (784×370)

由电源变压器引入的干扰

电源变压器初级线圈直接与交流电网连接。这样不仅引入了50赫的交流电能,而且也从电网中引进了各种高频率的无线电波和其他干扰电波。电源变压器的线圈对高频电能呈现非常大的阻抗,高频电能不能由线圈间的电感耦合通过。但变压器的初、次级线圈却相当于一个电容器的二块极板(如图2所示),它们之间存在的电容称为分布电容C\(_{D}\),电容量约100~300微微法。这个分布电容CD对高频来说是一条通路。这样,电网中的高频电能就可以通过C\(_{D}\)而传送到电源变压器的次级电路中去。又因滤波电路中的滤波电容器的芯子一般都是卷绕型的,它对从电网通过分布电容CD输送来的高频电能呈现一定的感抗,而不能完全旁路,使一部分高频电能混入直流高压电路,直至进入收音机的变频级,由于电子管的非线性作用,在有广播信号输入时,和广播信号互相调制,产生调制交流声。

图2
图2 🔍原图 (303×346)

屏蔽层的作用与结构

为了防止各种干扰通过电源变压器引入电路内,在绕制电源变压器时,常在初、次级线圈之间加一层银箔或铝箔也可用漆包线绕上一层,并引出一端接地。这一金属层称屏蔽层。由于屏蔽层的一端是接地的,这样从电源进入初级线圈的干扰信号通过静电屏蔽直接入地,犹如在初级线圈与屏蔽铜箔之间接入一个旁路电容一样(见图3),使干扰信号不再耦合到次级线圈,从而抑制了收音机中的调制交流声。

图3
图3 🔍原图 (245×399)

下面谈谈几种屏蔽层的结构。如图4所示是以铜箔作为屏蔽层。铜箔的厚度为0.05毫米,它的宽度应比绝缘材料狭4~5毫米,长度正好在初级线圈外面包一周,但不能短路。铜箔的一端用一焊片焊牢,上下两面用黄漆绸或聚酯薄膜作绝缘。绕制时,要准备一条全长可在初级线圈外面包五层的、厚度为0.08~0.1毫米的牛皮纸,先在初级线圈外面包二层,再将屏蔽层一起包入,然后将牛皮纸拉紧并全部包完,将尾端粘牢。铜箔引出头也可用多股绞铜线,如塑料软接线的芯线,在一端焊牢即可。

图4
图4 🔍原图 (590×331)

如果没有铜箔,可改用铝箔作为屏蔽层。可利用坏的电解电容器,将它的芯子拆出来,取出铝箔。其中灰色的一条铝箔表面有氧化膜是不导电的,我们选择一段长度合适的,在引出头的一端用砂纸打光。因铝与铜不好焊接,只能按图5所示做法,将铝箔的一端约5毫米左右折弯,引出绞铜线一端放在中间,然后用钳子将铝箔与绞铜线相互夹牢,以免拉脱。另外用平绕一层漆包线作为屏蔽层的,漆包线的直径可选用0.2~0.3毫米,漆包线平绕一层后,引出一个头接地。应注意始端和尾端不可同时引出,以免短路。由于绕了一层漆包线有些电感作用,所以在收听短波段时抑制调制交流声的效果不及铜箔的好。

图5
图5 🔍原图 (558×403)

在各种无线电设备和电子检测仪表中,为了提高整机的抗干扰能力,在绕制电源变压器时都必须考虑静电屏蔽,有些特殊要求的电源变压器不但在初、次级间,而且在次级线圈最外面也要有静电屏蔽。(徐士佐)