使用示波器学习变压器

今天，我们使用示波器学习变压器。

什么是变压器？

变压器（transformer）是一种将电能转换为磁能，然后再把磁能转换为电能的设备。

变压器示意图

变压器可以升压、降压，还可以保持电压不变，起到隔离的作用。

各种类型的变压器

也就是说，变压器能从一种电压得到另一种电压。

基本上，变压器都长得类似下面这个样子, 一堆导线缠绕在铁芯或铁氧体磁芯上。

变压器的样子

变压器只对交流电起作用（升压、降压、等电压隔离），对直流电不起作用。

一般市面上的变压器有两种输出规格，单输出、双输出。

两种输出规格

如上图中所示，220 V 转单12 V，就是 220 V 转 12 V, 它的输入、输出都是两根线，比较容易理解。比较令人费解的是双输出的，比如上面的 220 V 转双 12 V 就是说输出两个12 V，一共三根输出线，有一个公用的叫中心抽头的线，如上面图中黄线就是中心抽头线。这两个 12 V 可以合成 24 V 的电压，后面再讲。

VA 是啥意思

变压器上标的“5VA”,是变压器的一个重要参数，表示变压器的功率，大多数情况下，尤其对小功率变压器来说，可以把 VA 理解成功率的单位：瓦，即 1VA 就表示1 瓦。5VA 表示变压器的功率为 5 瓦。

输出为双 12 伏的变压器结构图如下：

双输出变压器结构图

如果你想使用 12 伏地输出，则将地线接到黄线，使用任意一条蓝线，即可得到 12 伏输出。但是这样接仅使用了变压器额定功率的一半。

如果你想使用 24 伏的输出，则将地线接到任意一条蓝线，输出即为 24 伏，中间的黄色抽头忽略即可。

用万用表测量 12 伏输出：

用万用表测量 12 伏输出

用万用表测量 24 伏输出：

万用表测量 24 伏输出

因为变压器二级线圈和初级线圈是隔离的，可以使用示波器测量二级线圈的输出。注意：千万不要把示波器的接地夹子接到初级线圈的端点上，否则可能会烧了示波器。

示波器测量变压输出

24伏波形图

从波形测量结果可以看到均方根（RMS）电压和峰峰值（Peak to Peak）电压是不同的。24伏的输出电压我们实际测量为 26.4 伏。26.4 伏的均方根电压告诉我们你可以向负载输出多大的电压。71.5 伏的峰峰值电压则告诉我们，我们的下游电路器件需要能够承受的最大电压。就这里而言，我们需要额定电压（耐压）值最少为 100 伏的电容来处理 71.5 伏的峰峰值按压。

下面我们使用示波器测量 12 伏双输出的波形：

示波器测量双12伏输出

双12伏波形

可以看到两个波形极性刚好相反。它们的峰峰值电压为 35.3 伏，大约是前面 71.5 伏峰峰值电压的一半。

双输出波形示意图

因此，使用带有中心抽头的变压器可以让你在获得正电压的同时获得负电压。 这在设计带有正负电压输出的双轨电源时非常有用。

使用上面的双 12 伏输出，外加两个电容、两个二极管，一个简单的正负 18 伏的双轨直流电源就诞生了。

示波器测量双轨电源

双轨电源波形图