Малогабаритне імпульсне джерело живлення 12 вольт 2 ампери. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення

 Коментарі до статті

Пропонований автогенераторний ІІП (імпульсне джерело живлення) має малі габарити та високий ККД. Його особливістю є те, що магнітопровід імпульсного трансформатора працює із заходом в область насичення. При проектуванні автогенераторних ІІП найчастіше потужний трансформатор використовують у лінійному режимі, а малопотужний перемикач - в режимі насичення магнітопроводу. Окремі обмотки цих трансформаторів з'єднують послідовно одна з одною та струмообмежуючим резистором - так утворюється ланцюг позитивного зворотного зв'язку (ПОС).

Недоліком такого рішення є підвищене виділення тепла у цьому резисторі. Прагнення зменшити потужність, що розсіюється цим резистором, у більшості випадків призводить до підвищення нагріву перемикальних транзисторів та зниження ККД. Невисокий ККД змушує розробників звертати увагу інші схемотехнічні рішення перетворювачів, наприклад, на автогенератори Ройера. Вони мають трансформатор з магнітопроводом, що насичується, а малопотужний перемикачний трансформатор і струмообмежувальний резистор в них відсутні.

Однак через перемикальні транзистори в моменти комутації протікає струм, амплітуда імпульсу якого може перевищувати в 3...20 разів середнє споживаного струму. Ця обставина не тільки диктує умову вибору транзисторів з великим запасом струму, але й проявляється в підвищеному їх нагріванні. ККД такого ІІП становить приблизно 50% при вихідній потужності до 30 Вт. ККД можна підвищити, включивши в емітерні ланцюги перемикальних транзисторів низькоомні резистори. Саме так і зроблено в ІІП, схема якого показана на рис. 1.

Рис. 1

На перший погляд, може здатися, що це призведе тільки до підвищеного виділення тепла на цих резисторах. Але завдяки цим резисторам виникає місцева негативна зворотний зв'язок (ООС) струмом, що обмежує струм колектора транзистора при його різкому збільшенні. Внаслідок цього амплітуда колекторного струму в моменти комутації транзисторів у кілька разів зменшується, збільшуючи ККД ІІП. У пропонованому ІІП нагрівання перемикальних транзисторів і трансформатора в порівнянні з варіантом, в якому ці резистори відсутні, зменшився приблизно в три рази, відповідно підвищилися його надійність та ККД.

Технічні характеристики

Напруга мережі, В	220 ± 20%
Вихідна напруга холостого ходу,	15
Вихідна напруга при максимальному навантаженні,	12
Максимальний струм навантаження, А	2
Частота перетворення в режимі холостого ходу, кГц	7,3
Частота перетворення при максимальному навантаженні, кГц	6,7
Струм холостого ходу ІІП, не більше, ма	19
Максимальна потужність, споживана навантаженням, Вт	24
Максимальний ККД (при максимальній вихідній потужності), %	84
Амплітуда пульсацій вихідної напруги, не більше, мВ	22
Габаритні розміри, мм	110x73x25

Мережева напруга надходить на ІІП через плавку вставку FU1, яка спільно з варистором RU1 захищає елементи ІІП від підвищеної напруги. Термістор RK1 обмежує імпульс струму під час заряджання конденсаторів С2-С4 у момент включення ИИП. Мережева напруга через перешкододавлюючий фільтр L1C1 надходить на діодний міст VD1, де випрямляється і потім згладжується конденсатором С2. Елементи С5, R3, VS1 утворюють ланцюг, який полегшує запуск перетворювача під час його включення.

Демпфують діоди VD2, VD3 обмежують до безпечного значення амплітуду імпульсів напруги на колекторах перемикальних транзисторів VT1, VT2. Тепловиділення у цих транзисторах виявилося невеликим, тому вони використані без тепловідводів. У найважчому режимі транзистори нагріваються до 50°С. Резистори R2, R4 утворюють ланцюг ООС струму, а ланцюги R5C6 і R6C7 призначені для форсованого перемикання транзисторів. Вихідна змінна напруга випрямляє діодний міст VD4-VD7, L2C8C9 - фільтр, що згладжує, причому дросель забезпечує індуктивну реакцію фільтра, що необхідно для надійного запуску перетворювача. Установка на виході випрямляча конденсаторів ємністю від 68 нф і більше призведе до неможливості запуску. Світлодіод HL1 показує наявність вихідної напруги. Усі деталі ІІП змонтовані на друкованій платі з однобічно фольгованого склотекстоліту, креслення якої показано на рис. 2.

Рис. 2

Для покращення охолодження транзисторів у платі під ними зроблено вентиляційні отвори. Дросель L1 та трансформатор Т1 кріплять гвинтами. Після того, як ці гвинти будуть вставлені в отвори плати, на них з боку деталей слід надіти відрізки поліхлорвінілової трубки. Потім встановлюють дросель, трансформатор і притискають до плати за допомогою пластмасових шайб. Транзистори кріплять гвинтами на металевих стійках, а потім припаюють до плати. Запобіжник FU1 являє собою два луджені штифти, запресовані в плату, між якими припаяна мідний дріт діаметром 0,03 мм. Зовні його закривають відрізком поліхлорвінілової трубки для захисту від механічних пошкоджень, а у разі спрацьовування для захисту компонентів ІІП від бризок розплавленого металу. Для плавки вставки FU2 на платі монтують металопластиковий тримач. Зовнішній вигляд зібраного та включеного до мережі ІІП показаний на рис. 3.

Рис. 3

Діністор КН102Д замінимо на DB3, DB4 або на будь-якій із серії КН102, діоди 1.5КЕ350СА замінні на 1.5КЕ300СА, 1.5КЕ400СА, 1.5КЕ440СА, діоди 2Д2999Б2999 - на КД 213А, КД213Б. Світлодіод YL-BB2997N2997M можна замінити будь-яким малогабаритним будь-якого кольору світіння з робочим струмом до 3 мА. Після проведення експериментів автор з'ясував, що транзистори КТ7А заміняються на КТ20А. При застосуванні транзисторів 812Т840А, КТ2Б, КТ704А нагрівання збільшувалося, але було в допустимих межах, однак вони мають інший корпус, що вимагатиме зміни топології друкованої плати. Термістор SCK-704NTC можна замінити на MZ809-P103RM, MZ92-R220RM, MZ92-P220RM, MZ92-R330RM, варистор VCR92 - JVR-330N391K, JVR-10N361K, JVR-14N 361 К, JVR- 20N361K, JVR-10N391K, JVR-14N391K.JVR-20N391K. Дросель L10 намотаний на магнітопроводі М431НМ типорозміру К14x431x20 і містить 431 витків складеного удвічі дроту МГТФ 1 або ПЕЛШО 2000.

Дросель L2 намотаний на магнітопроводі М2000НМ типорозміру К16x10x5, обмотка містить 24 витки дроту ПЕТВ або ПЕВ-2 діаметром 0,85 мм. Для трансформатора Т1 застосований магнітопровід М2000НМ-А К32х18х7 з фериту (виміряна автором магнітна проникність була 1885, а індукція глибокого насичення – 0,38 Тл). Допустимо застосувати магнітопроводи М2000НМ1, М2000НМ1-17, М2000НМ-39 типорозміру К32x20x6. Для намотки можна застосувати провід ПЕТВ, ПЕВ-2 або ПЕЛШО, обмотки I і III містять по 8 витків дроту діаметром 0,3 мм, обмотка II - 351 виток дроту діаметром 0,45 мм, обмотка IV - 33 витка дроту діаметром 0,85 мм.

Попередньо кромки магнітопроводу сточують і намотують два шари лакоткані або один шар матер'яної ізоляційної стрічки. Проводи всіх обмоток укладають щільно до магнітопроводу. Обмотки I і III намотують першими одночасно два проводи з проміжком 3...5 мм між проводами для виключення пробою. Потім обмотки просочують шелаком і намотують два шари лакотканини. Далі - один шар обмотки II, укладаючи провід "виток до витка". Між початком і кінцем цього шару має бути відстань 6...7 мм, провід закріплюють і просочують обмотку шелаком. Слідом прокладають шар лакоткані і так само намотують другий і третій шари обмотки II, після чого прокладають два шари лакоткані або ізоляційної стрічки. Останньою намотують обмотку IV, просочують її шелаком. Потім – два-три шари ізоляційної стрічки для захисту обмоток від механічних пошкоджень. При налагодженні слід пам'ятати, що елементи ІІП знаходяться під небезпечною для життя напругою мережі, тому всі заміни елементів при відключеному від мережі пристрої.

Перед першим включенням джерела до мережі слід перевірити монтаж і переконатися, що зібраний виріб відповідає схемі. Після цього виймають плавку вставку FU2 з тримача і включають ІІП мережу. Якщо після включення автогенерація не виникає, збільшують ємність конденсатора С5 до 1 мкФ або встановлюють резистор R3 опором 120 Ом. Якщо струм холостого ходу ІІП буде більше 40 мА (вимірюють між мережевим фільтром і діодною збіркою VD1), це означає, що індукція насичення магнітопроводу набагато менше 0,38 Тл. У цьому випадку необхідно пропорційно збільшити кількість витків у всіх обмотках Т1 трансформатора. Збільшувати кількість витків слід мінімум на 10...15 %, а за потреби і більше. При нормальній роботі ІІП трансформатор Т1 повинен видавати тихий свист.

На закінчення слід зазначити, що основою цього ІІП є трансформатор Т1, тому, якщо необхідно застосувати магнітопровід іншого типорозміру або отримати іншу потужність, слід провести перерахунок всіх елементів. Найпростіше це зробити на комп'ютері, використовуючи авторську програму Converter 4.0.0.0, moskatov.narod.ru/Converter.html

Автор: Є. Москатов, м. Таганрог Ростовської обл.; 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 Мозок здатний запам'ятовувати іноземні слова уві сні 19.06.2023 Нещодавні дослідження, проведені вченими Бернського університету, підтвердили цікаву нагоду мозку: здатність запам'ятовувати іноземні слова під час сну. Легенда про те, що сон може сприяти більш ефективному навчанню, отримала наукове підтвердження, хоча вчені залишаються скептично налаштованими щодо цього твердження. Тим не менш, є певні свідчення того, що мозок здатний обробляти та зберігати інформацію, отриману у певних фазах сну. Дослідники сфокусувалися на повільно-хвильовому сні, особливо на його першій фазі. У цей момент мозок проходить через короткі періоди активності та спадів, що триває близько 30 секунд. Команда вчених, на чолі з Флавіо Шмідігом, розробила алгоритм, який дозволяє передбачати точні моменти наступу наступного піку та спаду мозкових хвиль на основі даних електроенцефалографії. Цей алгоритм використовувався для проведення експериментів на 30 добровольцях, які спали у лабораторії та були носіями німецької мови. Під час експерименту добровольцям програвали короткі двоскладові слова. Одне слово звучало в них одне вухо німецькою мовою, а "переклад" цього слова, що є випадковим набором складів, що не існують в реальності, звучав в інше вухо. Такий підхід унеможливлював можливий вплив попереднього знайомства з іноземними мовами. Половина добровольців слухала ці слова під час піків активності мозку, а інша половина – у періоди спадів. Усього кожне слово програвалося чотири рази, а вибір слів охоплював три категорії: тварини, місця та інструменти. Через 12 години проводилася перевірка ефективності цього навчання. Добровольцям знову програвали "перекладене" слово та просили віднести його до однієї з трьох категорій. Очікується, що при випадковій відповіді ймовірність правильного вибору склала близько 33 відсотків, і саме такий результат продемонструвала група, яка слухала слова під час піків активності мозку. Друга група, яка слухала слова в періоди спадів, показала трохи вищий результат - 37 відсотків, що майже не відрізняється від випадкового вгадування. Однак при повторній перевірці через 24 години ця група продемонструвала найкращі результати, досягнувши 41 відсотка правильних відповідей. Статистичний аналіз підтвердив, що це результати неможливо знайти простим випадковим явищем. Дослідники дійшли висновку, що запам'ятовування справді відбувається, коли слова відтворюються під час коротких спадів мозкової активності у початковий період глибокого сну. Проте ефект цього запам'ятовування виявився помірним, та її значення у навчанні залишається відносно невеликим. Він швидше демонструє сам факт здатності мозку сприймати та зберігати нову інформацію під час сну, але малоймовірно, що це стане значною допомогою у освітньому процесі.

Інші цікаві новини:

▪ Створено кімнатну рослину, яка ефективніша за 30 очищувачів повітря

▪ Мурахи не люблять працювати

▪ DAP-04 - 4-x канальний перетворювач DALI в ШІМ

▪ Creative Live! Cam Optia

▪ Материнські плати ASRock Z390 Phantom Gaming

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Життя чудових фізиків. Добірка статей

▪ стаття Електродинаміка. Історія та суть наукового відкриття

▪ стаття Як швидко і як далеко здатні плавати кити? Детальна відповідь

▪ стаття Троянда каніна. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Високовольтний підсилювач для керування п'єзоелементами. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Потужний переривник змінного струму 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