关于中频变压器输入输出的问题

只看该作者 · 2016-2-3 11:17

本帖最后由 mouxiang 于 2016-2-4 16:43 编辑

如上图。信号频率为100KHz~500KHz。实际使用的是没有左下角那个补偿线圈的，但是因为IN1和IN2两个输入信号没办法做到完全相同，且随着时间变化其差异还可能变大，所以输出OUT的残留信号也可能会变大，最终可能影响电路功能。
为了解决OUT的残留信号问题，我希望通过加入一个补偿线圈的方式来实现OUT的调零。将补偿的信号COMP（COMP的幅值与极性随着OUT变化而变化）加入到补偿线圈中，从而达到抵消OUT残留信号的目的。但是这个想法未能成功。当我将一个信号输入给补偿线圈时，这个信号的幅值和极性立即就发生改变了，就好像补偿线圈中的信号是受OUT的控制，而与COMP信号没有关系。变压器是做在一个磁罐上的。
我想请教一下，这种加补偿线圈的方式有什么问题没有呢？

只看该作者 · 2016-2-3 11:48

本帖最后由 mouxiang 于 2016-2-3 11:50 编辑

你好。这是用在一个检测设备里的，频率在中频范围里，所以就叫它中频了，或者叫电子变压器/谐振变压器？其实我还没找到一个很好的词去描述。当前端有变化时，IN1和IN2会有差别，这时的OUT就输出非零了，而此时的非零是一个瞬态的量，它不会被补偿掉。如果平时OUT就有一个很大的幅值，那么检测功能就不好用了。所以需要将这个OUT调得尽量小。

只看该作者 · 2016-2-3 12:17

这个输出是为0，是要在out端起隔离作用的意思？

只看该作者 · 2016-2-3 12:54

作为输入的IN1和IN2在一般情况下大小相等，方向相反，故两者抵消，则OUT端输出为0（理想情况），之所以用变压器将IN1和IN2转变为OUT，是要将双端转换为单端，且OUT端实际是一个谐振电路，可以起到选频之作用，将无用信号滤去。

1万 · 2016-2-3 14:16

如果COMP的幅值与极性随着OUT变化而变化，整个电路不过深度负反馈而已。调0应该与输出OUT无关，才能检测TN1、TN2信号。

只看该作者 · 2016-2-3 14:57

我的目的确实是实现一个负反馈系统，当OUT增大到一定程度的时候，这个负反馈系统的路径就打开，COMP就增大，从而使得OUT减小。这是实现OUT输出调零的手段。在成功将OUT调零后，这个负反馈的路径就会被断开，而COMP的信号会被保留下来，以保证无其他扰动情况下OUT仍然为0。负反馈路径断开后，IN1和IN2的差异变化就会被反映在OUT上，这时的OUT信号就可以拿去做检测了。
在以前实际使用的电路中，这个负反馈的结构是不存在的，那么当OUT大到一定程度时，后面的电路可能会出现饱和，且OUT幅值变大后系统输出的噪声也大了，会出现许多麻烦的事情，因此一方面要靠工艺来保证IN1和IN2的差异尽可能小；另一方面也希望能通过电子的手段来保证，即使IN1和IN2差异增大后，而OUT输出仍然很小。这也是为什么我会尝试加一个补偿线圈。

只看该作者 · 2016-2-3 16:59

还有一个问题，我没想的太明白。这个变压器加上了补偿线圈的话，应该算是有2个原边1个副边了，那么这2个原边的关系应该怎样去理解呢？或者说变压器的输出OUT会怎样被这两个原边所影响呢？

1万 · 2016-2-3 17:42

mouxiang 发表于 2016-2-3 16:59
还有一个问题，我没想的太明白。这个变压器加上了补偿线圈的话，应该算是有2个原边1个副边了，那么这2个原 ...

你这个叫比列负反馈，不可能完全输出0，OUT与COMP之间的倍数问题，倍数越大，OUT越小补偿越充分。带来的问题是越自激的可能。这个要仔细的相位校正的。

1万 · 2016-2-3 17:54

mouxiang 发表于 2016-2-3 14:57
我的目的确实是实现一个负反馈系统，当OUT增大到一定程度的时候，这个负反馈系统的路径就打开，COMP就增大 ...

看你的意思调零如用直流加一个调零保持器一样，（类比于电位器），不过，这个糸统是交流糸统，并且一个相位，幅度有关，输入信号如果不断在变化，不可能在保持器输进恒定值能让OUT归0的。现在OUT非0的输出，是由于IN1，IN2不相等的信号，还是IN1，IN2流过的电流产生不同的磁通不能相抵消（器件引起的），这二种情况要分清楚。

1万 · 2016-2-3 19:01

Lgz2006 发表于 2016-2-3 18:52
楼主主观的东西太多，例如【电压变压器】无法同时工作于多个源

看样子LZ没有切透磁的理论。建议看下磁路理论，有补偿的CT的实例，有补偿的HULL传感器。他们是怎么做到的。

只看该作者 · 2016-2-3 21:35

zyj9490 发表于 2016-2-3 17:42
你这个叫比列负反馈，不可能完全输出0，OUT与COMP之间的倍数问题，倍数越大，OUT越小补偿越充分。带来的 ...

感谢你的回复。系统有考虑到相位和幅值，用于补偿的COMP信号其极性是与OUT信号相反的。
实际上，在采取图中的补偿线圈结构之前，我有尝试在运放处进行补偿。OUT信号是要接到运放进行放大的，我就在运放处也把COMP信号接入，这样OUT与COMP将在运放处做抵消，从而运放的输出能够减小到几乎为0 。我实现了这样的一个反馈系统。如你所说，在这个过程中也出现过系统振荡输出的现象，我调小了反馈的强度，从而实现输出的稳定。但是这样的系统并没有解决OUT变大后系统噪声也变大的问题。所以我希望能够用补偿线圈的方式，直接在变压器中进行抵销，这样在经过谐振电路选频后应该可以降低系统的噪声。

只看该作者 · 2016-2-3 22:05

zyj9490 发表于 2016-2-3 17:54
看你的意思调零如用直流加一个调零保持器一样，（类比于电位器），不过，这个糸统是交流糸统，并且一个相 ...

IN1和IN2信号不等；IN1和IN2流过的电流产生的磁通不能相抵消（器件引起的）。
请问这里的器件引起的具体是指的什么意思呢？

只看该作者 · 2016-2-3 22:08

Lgz2006 发表于 2016-2-3 18:52
楼主主观的东西太多，例如【电压变压器】无法同时工作于多个源

感谢你的回复。
“无法同时工作于多个源”
如果有多个源存在，变压器会有什么样的表现呢？

只看该作者 · 2016-2-3 22:16

zyj9490 发表于 2016-2-3 19:01
看样子LZ没有切透磁的理论。建议看下磁路理论，有补偿的CT的实例，有补偿的HULL传感器。他们是怎么做到的 ...

确实，我对磁的理论只有一些粗浅的认识，基本都是源于以前课本里面的东西。所以在摸索这个变压器的时候，只能靠自己的一些基本知识来理解看到的现象，经常会感到困惑。
我也找了一些资料，但是很多都和我所直接面对的问题对不上号。

只看该作者 · 2016-2-4 09:36

本帖最后由 mouxiang 于 2016-2-4 09:43 编辑

Lgz2006 发表于 2016-2-4 08:00
多个电压源并联的结果表现是什么样的呢？
模电理论及应用早已经非常成熟——除非器件或集成等技术的进步 ...

怎么说呢，实际上图上这个电路的结构，除了那个补偿线圈，其他都是实际使用的电路。而那个补偿线圈，其来源也是实际的产品，但是变压器内部其实比较难拆解，而且人家全部用胶封住，很难摸清楚。所以图上的补偿线圈的外部连接，我基本上是可以确认的，只是输入到变压器内部的结构，我依靠一些推测，画出了这样一种结构，并且进行了试验，出现了上述的问题。所以我怀疑我的这种推测还是存在一些问题的。正是希望解决这个问题，我把这些东西发到论坛里，希望得到各位朋友的意见。
首先，我要感谢你提出的意见。但我不认为这能解决问题。
如果说这只是发挥个人想象的创造，我是不能认同的。说实话，大道理谁都能讲，谁也都知道。但是实际工作中，不可能自己掌握的基础知识一定就是当前面对的问题所需要的，可能要解决的问题所需要的基础知识需要看几个月的书才能熟悉，但工作上来说这是行不通的。而行业成熟先进的电路结构也不一定轻松就能搞到，人家还有各种保护措施。在这种情况下，要求一个人去夯实基础再来解决问题，实在不能算是一个很有建设性的意见。

3万 · 2016-2-4 11:41

mouxiang 发表于 2016-2-3 22:08
感谢你的回复。
“无法同时工作于多个源”
如果有多个源存在，变压器会有什么样的表现呢？ ...

如果有多个源存在，变压器会有什么样的表现呢？

在电路中，两个不同的理想电压源不能并联，两个不同的理想电流源不能串联。

1万 · 2016-2-4 11:51

mouxiang 发表于 2016-2-3 22:05
IN1和IN2信号不等；IN1和IN2流过的电流产生的磁通不能相抵消（器件引起的）。
请问这里的器件引起的具 ...

就是变压器的二个绕组的分布参数引起的。

3万 · 2016-2-4 11:56

mouxiang 发表于 2016-2-4 09:36
怎么说呢，实际上图上这个电路的结构，除了那个补偿线圈，其他都是实际使用的电路。而那个补偿线圈，其来 ...

据你3楼所述，IN1和IN2是由“前端信号”经放大而得到。
这个变压器，无非是得到两路信号之差。
不明白，得到两信号之差为何要用变压器？电路中处理，要简单方便得多。

据我猜测，原来那个“实际使用的电路”“实际的产品”，要么其应用环境与你的不同，要么不是正规成熟的设计。

3万 · 2016-2-4 12:01

mouxiang 发表于 2016-2-4 09:36
怎么说呢，实际上图上这个电路的结构，除了那个补偿线圈，其他都是实际使用的电路。而那个补偿线圈，其来 ...

在这种情况下，要求一个人去夯实基础再来解决问题，实在不能算是一个很有建设性的意见。

我倒是认为，这是最具有建设性的意见。

Lgz2006说得再清楚没有：“多个电压源并联的结果表现是什么样的呢？”
若是你不知道多个电压源并联的结果是什么样，那就没法继续讨论下去。

1万 · 2016-2-4 12:04

mouxiang 发表于 2016-2-3 22:05
IN1和IN2信号不等；IN1和IN2流过的电流产生的磁通不能相抵消（器件引起的）。
请问这里的器件引起的具 ...

据我的以上介绍的认知，在二个输入端相等的情况下，OUT输出一个失调电压，据我推算这个失调电压是跟二个输入端的共模电压成正比（或有关糸）的，非固定量，且还是个交流量，也就是个矢量，跟输入有关，在测试构成闭环中，得出的COMP处的矢量，跟你在断开闭环时，输进COMP处的固定量的矢量，是一样的吗？跟谁作基准的问题。

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