01 隔离变压器

一、背景介绍

  在昨天测试水溶液中 LED 被电场点亮的实验中， 使用了自耦变压器加隔离变压器方式 产生可调交流电压。 碰到一个问题， 就是这个电源对应的内阻比较大。 有人提出将隔离变压器 放在自由变压器前面， 可以有效降低输出阻抗， 提高输出功率。 那么今天通过实验测试一下。

二、实验测试

1、测试方法

  测量方法采用负载电阻法。 使用一个200欧姆的功率电阻作为负载。 调节自耦变压器使得输出电压为 50V 左右， 测量负载开路电压U0和带有负载时的电压U1。 根据串联电阻分压公式， 可以计算出电源等效内阻R0。 选择多个电压点进行测试。

（1）负载电阻法

  下面是使用负载电阻方法测量电源等效内阻的公式。

2、自耦+隔离

  首先测量自耦+隔离情况下电源内阻。开路电压U0为49V时， 对应的负载电压U1 为22.45V。 接着测量开路电压为30.72V时， 对应的负载电压为14.03V。 最后测量开路电压为70.4V时， 对应的负载电压为32.06V。 这是根据三次不同开路电压， 测量得到的结果。 对应的等效电源内阻为230欧姆左右， 其中在开路电压为70V时，对应的电阻偏大， 这个结果有也可能是负载电阻温度升高引起的数值增加。

（1）测量数据

  下面是在三种不同开路电压下测量电源等效内阻的数据。

【表1-1 测量电源等效内阻数据】

测量次数开路电压U0(V)负载电压U1(V)电源内阻(Ohm)149.022.46236.3230.7214.03237.9370.430.06268.4

3、隔离+自耦

  现在将电源修改成先隔离，再自耦降压的模式。 首先测量空载输出电压49.1V时， 对应的负载电压，为46.7V。 然后测量空载电压为28.7V时， 对应的负载电压为27.94V。 当测试输出电压为70V时，对应的200欧姆的负载开始发热燃烧了。 最后两个电阻光荣领盒饭了。

  这是测量的数据。 分别测试了两个开路电压下， 对应的电源内阻， 一个是10欧姆左右，一个是5欧姆左右。  对比两个不同顺序电源内阻，  可以看到先隔离，后自耦输出 输出阻抗的确大大降低了。

（1）测量数据

【表1-2 测量电源等效内阻数据】

测量次数开路电压U0(V)负载电压U1(V)电源内阻(Ohm)149.146.710.28228.727.945.44

※ 总  结 ※

  本文测试了隔离变压器 加自耦变压器组成可调交流输出电压源的内阻， 实验验证了， 先进行隔离再进行自耦输出具有更低的输出阻抗。