Блок живлення потужністю 1 кіловат для УНЧ. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення

 Коментарі до статті

У радіоаматорських журналах схеми імпульсних джерел живлення потужністю понад 500 Вт трапляються нечасто. Тому і було розроблено імпульсне стабілізоване джерело живлення з наступними параметрами:

Принципова схема імпульсного блоку живлення (ДБЖ) показана на рис. 1.

Рис. 1 (натисніть , щоб збільшити)

В основу схеми покладено мікросхему DAI TL494CN сімейства контролерів з широтно-імпульсною модуляцією. Ця мікросхема застосовується в ДБЖ комп'ютерів і дуже добре зарекомендувала себе. Розглянемо її роботу у схемі перетворювача докладніше. TL494CN включає підсилювач помилки, вбудований регульований генератор, компаратор регулювання "мертвого" часу, тригер управління, прецизійне джерело опорної напруги (ІОН) 5 В і схему управління вихідним каскадом. Підсилювач помилки видає синфазну напругу в діапазоні 0,3...2 В. Компаратор регулювання "мертвого" часу має постійне усунення, яке обмежує мінімальну тривалість "мертвого" часу величиною близько 5% тривалості вихідного імпульсу. Незалежні вихідні формувачі на транзисторах забезпечують можливість роботи вихідного каскаду у схемі із загальним емітером. Струм вихідних транзисторів мікросхеми - до 200 мА. TL494CN працездатна при напрузі живлення 7...40 В. На рис. 2 показані схема включення мікросхеми та структурне компонування її внутрішніх ланцюгів.

Рис. 2

При подачі живлення запускається генератор пилкоподібної напруги 2 і джерело опорної напруги 5. Пилоподібна напруга з виходу генератора 2 (рис. 3,а) подається на входи, що інвертують, компараторів 3 і 4. На неінвертуючий вхід компаратора 4 надходить напруга від підсилювача помилки 1. напруги джерела живлення в цей момент ще відсутні, сигнал зворотного зв'язку з дільником R2R4 на неінвертуючий вхід підсилювача помилки дорівнює нулю. На вхід цього підсилювача, що інвертує, подається позитивна напруга з дільника R5R7, до якого вже підключена опорна напруга Uoп з виходу ІОН. Вихідна напруга підсилювача помилки 1 в початковий момент дорівнює нулю, але в процесі збільшення напруги ланцюга зворотного зв'язку з дільника R2R4 воно наростає.

Напруга на виході підсилювача помилки також збільшується. Тому вихідна напруга компаратора 4 має вигляд послідовності імпульсів, що наростають по ширині (рис. 3,6). Неінвертуючий вхід 3 компаратора, що забезпечує паузу, з'єднаний з висновком 4 мікросхеми. На цей висновок подається напруга із зовнішнього RC-ланцюга C2R3, з'єднаного з шиною опорної напруги Uorr При появі опорної напруги воно прикладається до цього ланцюга.

У міру заряду конденсатора С2 струм через нього і резистор R3 зменшується: напруга Uoп на резисторі R3 має форму експоненти, що спадає (рис. 3,в) Вихідна напруга компаратора 3 являє собою послідовність імпульсів, що зменшуються по ширині (рис. 3,г) З діаграми вихідних напруг компараторів 3 і 4 (рис. 3,6 г) видно, що вони взаємно протилежні. Вихідні напруги компараторів 3 і 4 є вхідними для логічного елемента "2АБО". Тому ширина імпульсу на виході логічного елемента визначається найширшим вхідним імпульсом.

Вихідна напруга елемента "2АБО" показано на рис. 3,д, з якого випливає, що початковий момент часу ширина вихідних імпульсів компаратора 3 перевищує ширину вихідних імпульсів компаратора 4, тому перемикання компаратора 4 не впливають на ширину вихідного імпульсу елемента "2АБО". У інтервалі часу (t0; t1) (рис. 3, а) визначальну роль грає вихідна напруга компаратора 3. На рис. 3,е ж показані вихідні імпульси на колекторах транзисторів VT1, VT2. Ширина цих імпульсів у інтервалі (t0; t1) плавно наростає. У момент t1 вихідний імпульс компаратора 3 порівнюється з вихідним імпульсом компаратора 4. При цьому керування логічним елементом "2АБО" передається від компаратора 3 до компаратора 4, так як його вихідні імпульси починають перевищувати по ширині вихідні імпульси компаратора 3. Таким чином, у проміжку часу (t0; t1) вихідні імпульси на колекторах транзисторів VT1, VT2 плавно наростають та забезпечують плавний запуск перетворювача напруги.

Рис. 3

Перед кожним включенням ДБЖ конденсатор С2 (рис. 2), що забезпечує плавний запуск, має бути розрядженим. Настав час звернутися до загальної схеми рис. 1 перетворювача напруги. Функцію конденсатора плавного запуску виконує конденсатор C3. При знятті живлення конденсатор швидко розряджається через резистор R1, перехід база-колектор транзистора VT1 та діод VD1. Транзистори VT1, VT2 виконують функцію тригерного захисту. При подачі напруги, що відпирає, на базу транзистора VT2 він відкривається. Одночасно відкривається транзистор VT1, шунтуючи конденсатор C3 і блокуючи таким чином роботу перетворювача напруги. Напруга з колектора транзистора VT1 через ланцюг R4VD2 утримує у відкритому стані транзистор VT2. Вимкнення тригерного захисту відбувається лише після зняття напруги живлення. Як силові ключі застосовані потужні польові транзистори з досить великою ємністю затвор-витік. Тому для управління цими транзисторами застосовані два блоки ключів на транзисторах VT3, VT5, VT7 та VT4, VT6, VT8.

Розглянемо роботу однієї з них. Коли на виведенні 8 мікросхеми DAI є висока напруга (транзистор всередині мікросхеми закритий), відкриваються польові транзистори VT3 і VT7. Останній шунтує ємність транзистора затвора VT9, миттєво розряджаючи її. Транзистор VT5 закритий. Як тільки на виведенні мікросхеми 8 встановиться низька напруга, транзистори VT3 і VT7 закриються, а VT5 відкриється і на затвор транзистора VT9 надійде напруга, що відпирає. Резистор R18 запобігає виходу з експлуатації транзисторів VT5, VT7, якщо один з них закритий, а інший відкритий не повністю.

Осцилограми напруги на затворах транзисторів VT9,VT10 показані на рис. 3,3, в. У ланцюзі затворів транзисторів VT9, VT10 включені резистори R20, R21, які разом із ємностями затворів утворюють фільтр нижніх частот, що зменшує рівень гармонік при відкриванні ключів. Ланцюги R22, R23, C8, C9, VD5-VD8 також служать для зменшення гармонік при роботі перетворювача. Первинна обмотка трансформатора Т1 включена до стікових ланцюгів транзисторів VT9, VT10. Напруга зворотного зв'язку для стабілізації напруги перетворювача знімається з обмотки III трансформатора. Через дільник на резисторах R7, R8 воно надходить мікросхему DA1. Резистором R10 можна в невеликих межах регулювати вихідну напругу ДБЖ. Елементи R6 С4 визначають частоту роботи внутрішнього генератора пилкоподібної напруги мікросхеми DA1 (при зазначених на схемі номіналах ця частота близька до 50 кГц).

Змінюючи опір резистора R6 і ємність конденсатора С4, можна за необхідності змінити частоту роботи перетворювача напруги. Силова частина схеми живиться через мережевий фільтр С10, Cl1, L1, випрямляч VD4 та конденсатори С12, С13. Резистор R24 розряджає конденсатор фільтра у вимкненому перетворювачі. Мікросхема DA1 та ключі на транзисторах VT3-VT8 живляться від стабілізованого джерела живлення на елементах Т2, VD3, С5-С7 та стабілізатора DA2. Резистор R25 служить зменшення кидка струму через конденсатори фільтра у момент включення ДБЖ в мережу. Випрямляч вихідної напруги перетворювача виконаний за бруківкою на діодах VD12-VD15.

Плавний запуск перетворювача напруги дозволяє використовувати у вторинних ланцюгах конденсатори фільтрів досить великої ємності, що необхідно під час живлення підсилювача потужності. Дроселі L2, L3 разом з конденсаторами фільтра згладжують пульсації вихідної напруги ДБЖ. Захист перетворювача напруги потоку виконано на транзисторах VT11, VT12. При збільшенні струму через резистори R27-R30 транзистори VT11, VT12 відкриваються і спалахують світлодіоди в оптопарах Ul.l, U1.2. Транзистори оптопар відкриваються і подають на базу транзистора VT2 напруга, що відмикає, що призводить до спрацьовування тригерного захисту. Конденсатор С1 запобігає спрацьовування захисту від випадкових імпульсних перешкод.

Конструкція і деталі

Конструктивно ДБЖ виконано на односторонній друкованій платі (рис. 4а, б).

Рис. 4 а,б (натисніть для збільшення)

На платі розташовані всі елементи схеми, крім SA1, FU1 та Т2. Також на окрему невелику плату винесені резистори R22, R23 та конденсатори С8, С9. Вони приєднуються проводами до основної плати в точках, вказаних літерами а, б, в. Резистори R22, R23 сильно гріються під час роботи, тому плату з ними слід розташовувати так, щоб резистори не нагрівали інші елементи схеми. Діоди VD12-VD15 кріплять на окремому радіаторі голки 10x12 см і з'єднують з основною платою проводом діаметром не менше 1 мм. З одного боку друкованої плати розташовується радіатор (рис. 4,6) завдовжки 170 см та висотою 10 см.

Бажано використовувати голчастий радіатор, але в крайньому випадку підійде будь-який інший. До цього радіатора через ізолюючі прокладки кріплять елементи плати DA2, VD4, VT9, VT10. З протилежного боку радіатора встановлюють вентилятор з таким розрахунком, щоб потік повітря добре обдмухував радіатор. Вентилятор можна використовувати від комп'ютерного блока живлення. Живлення на нього подають через резистор опором 320 Ом та потужністю 7,5 Вт з виходу +50 перетворювача. Можна використовувати резистор типу ПЕВ та закріпити його в будь-якому місці корпусу. Допустимо також для живлення вентилятора намотати додаткову обмотку у трансформаторі Т1 (рис. 1). Для цього потрібно намотати два витки дроту діаметром 0,4 мм і підключити вентилятор згідно з рис. 5.

Рис. 5

Трансформатор Т1 перетворювача намотують на чотирьох складених разом кільця з фериту 2000НМ розмірами К45х28х12. Моткові дані трансформатора наведені у таблиці.

Обмотки I і II трансформатора відокремлюють від інших обмоток двома-трьома шарами лакоткані. Трансформатор Т2 використовують готовий зі змінною напругою 16 В. Котушка L1 складається з 2x20 витків, намотаних на феритовому кільці з фериту 2000НМ розмірами КЗ1х18x7 у два дроти діаметром 1 мм. Котушки L2, L3 намотують на шматочках фериту діаметром 8...10 мм і довжиною близько 25 мм дротом діаметром 1,2 мм в один шар по всій довжині фериту. У схемі перетворювача бажано використовувати імпортні електролітичні конденсатори зміткою 105 °. В крайньому випадку допустиме застосування інших конденсаторів, які підходять за розмірами. Конденсатор С12 набраний із трьох конденсаторів ємністю 220 мкФх400 Ст.

Неелектролітичні конденсатори будь-якого типу, наприклад, К73-17. В якості резистора R25 застосовують три включених паралельно резистора типу SCK105 або подібних, що використовуються в комп'ютерних блоках живлення. Резистори R22, R23 типу С5-5-10Вт, R27-R30 - С5-16В-5Вт. Інші резистори будь-якого типу, наприклад МЛТ. Підстроювальний резистор R9 типу СПЗ-19АВ або інший малогабаритний. Високочастотні діоди бажано використовувати такі, як зазначено на схемі (КД212 і КД2999), так як імпортні діоди, які широко зараз поширені, не завжди добре працюють на високих частотах, особливо понад 50 кГц.

Діодні мости можна застосувати будь-які відповідні за розміром: VD3 - з випрямленим струмом не менше 500 мА; VD4 - з випрямленим струмом не менше 8 А і напругою не менше 400 В. Транзистори BSS88 можна замінити іншими подібними польовими транзисторами з ізольованим затвором і n-каналом (напруга сток-витік більше 50 В, струм стоку 0,15...0,5, 123 А). Це можуть бути транзистори типів BSS108, BS2, 1336SK2 тощо. Замість потужних польових транзистори 956SK2 підійдуть транзистори типів 787SK50, IRFPE494. Мікросхему TL494CN можна замінити мікросхемою TL25LN, що дозволить використовувати перетворювач напруги при температурах навколишнього середовища до -494°С, оскільки TL0CN працездатна лише за температури вище 7500°С. Також замість неї можна застосувати аналог КА101В. Оптопар АОТ101БС можна замінити АОТ2501АС, PS2-2. Як мікросхему DA142 можна застосувати КР8ЕН7815Е або 7815. У разі використання мікросхеми 502 в ізольованому корпусі при встановленні її на радіатор ізолююча прокладка не буде потрібно. Транзистори КТ503Е, КТ502Е допустимо замінити КТ503Г, КТ510Г, а діоди КД503А практично будь-якими імпульсними діодами, наприклад, КД522, КДXNUMX і т.п.

Налаштування

Перед першим включенням перетворювача в мережу слід зняти напругу з силових ланцюгів і подати живлення тільки на трансформатор Т2. Насамперед переконуються в напрузі живлення +15 з виходу DA2. Потім за допомогою осцилографа переконуються в наявності імпульсів на затворах польових транзисторів VT9, VT10 і відповідно їх осцилограм рис.З.з, і. При замиканні коротко конденсатора C3 імпульси повинні зникати, а на затворах VT9, VT10 встановлюватися нульова напруга. Далі, встановивши двигун резистора R9 в середнє положення, подають напругу живлення на решту схеми.

За допомогою вольтметра контролюють напругу на виведенні 1 DA1, встановлюючи величину 2,5 підбором опору резистора R7. Підстроювальним резистором R9 можна в невеликій мірі змінювати вихідну напругу перетворювача, проте необхідно контролювати імпульси на затворах польових транзисторів VT9, VT10, щоб їх тривалість не наближалася до крайніх меж (надто короткі або занадто довгі), а перебувала в середньому положенні. В іншому випадку, при зростанні навантаження або зміні напруги мережі живлення, стабілізація вихідної напруги погіршиться.

Для того щоб не перевантажувати перетворювач напруги і не спалити потужні польові транзистори, налаштування захисту струму краще виконати наступним чином. Тимчасово впаюють замість резисторів R27-R30 резистори опором 1 Ом і потужністю 2 Вт. До виходу перетворювача підключають навантаження та амперметр. Встановлюють струм навантаження 1,3...1,4 А та підбором опорів резисторів R32, R33 домагаються спрацьовування струмового захисту. Потім впаюють на місце резистори R27-R30. На цьому налаштування перетворювача напруги вважатимуться закінченою. Якщо для живлення підсилювача або іншого навантаження потрібна інша напруга, то вихідну напругу перетворювача можна змінити, змінивши кількість витків обмоток IV і V трансформатора Т1. При цьому слід на увазі, що на один виток вторинної обмотки припадає близько 7 Ст.

За матеріалами журналу Радіоаматор; Публікація: cxem.net

Дивіться інші статті розділу Блоки живлення.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Мініатюрні мікросхеми логіки single-gate 21.04.2003 Компанія TOSHIBA ELECTRONIC COMPONENT оголосила про початок серійного випуску найменших у світі мікросхем логіки single-gate. Нові LMOS-вироби ідеально підходять для використання в кишенькових комп'ютерах, мобільних телефонах та інших приладах, в яких масогабарити та споживана потужність є одним із найважливіших параметрів. Серія мікросхем TC7SHxx випускається у корпусі розмірами 1x1x0,48 мм. Мікросхеми працюють з напругою живлення від 2 до 5,5 і мають час затримки 3,7 нс.

Інші цікаві новини:

▪ Бездротовий DVD-привід для смартфонів

▪ Бойовий модульний лазер пройшов випробування

▪ Pretec б'є рекорди

▪ 60-дюймові LCD-телевізори від Foxconn та Sharp

▪ Зовнішні відеокарти для ноутбуків із інтерфейсом Thunderbolt 3

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Радіоаматорські розрахунки. Добірка статей

▪ стаття Про користь фантомів. Мистецтво аудіо

▪ стаття Як їжаки вплинули на форму стаканчиків для морозива в Макдоналдсі? Детальна відповідь

▪ стаття Гломерулонефрит. Медична допомога

▪ стаття Заземлювальні пристрої. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Надрегенеративний приймач на 144 МГц. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024