|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Перетворювач напруги живлення ЛДС потужністю 20-80 Вт. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Перетворювачі напруги, випрямлячі, інвертори Більшість схем перетворювачів напруги (ПН) призначені для живлення ЛДС потужністю трохи більше 30 Вт. Відомо, що ємність акумулятора не дозволяє тривалої експлуатації потужних споживачів енергії. Ось чому ми прагнемо застосовувати малопотужні ЛДС. А це якраз і невигідно щодо економічності! Як довели експериментальні дослідження, малогабаритні ЛДС не є високоефективними випромінювачами світла, якщо взяти співвідношення кількість світла/кількість споживаної енергії. У стаціонарних умовах вигідніше встановити великогабаритну ЛДС, ніж малогабаритну. У такий спосіб досягається підвищена світловіддача при однакових споживаних від акумулятора потужностях цими ЛДС. Йдеться, безумовно, про ПН із регулюванням яскравості світіння ЛДС. Я не маю на увазі якийсь конкретний тип чи фірму-виробника ЛДС та схему ПН. Ось лише один приклад. ПН, що експлуатувався з ЛДС потужністю 40 Вт в режимі "нічника", споживав від акумулятора 12 В струм 0,10,3 А. При цьому в кімнаті було настільки світло, що переносний ліхтарик, що споживає таку ж потужність (12 В; 0,1 -0,3 А), був у ролі "світлячка". Таким чином, якщо ми говоримо про економію енергії акумулятора при живленні ЛДС від ПН, слід відповідним чином подбати як про конструкцію ПН, так і тип ЛДС. ЛДС виробництва далекого зарубіжжя краще, ніж вітчизняні. Припустимо, ми вибрали лампу ЛДС фірми Філіпс потужністю 40 Вт. Вони не набагато дорожчі за вітчизняні, але помітно перевершують останні за характеристиками. Перше, яскравість "Філіпсу" більша, ніж у наших ЛДС. Друге, що дуже і дуже важливо при живленні ЛДС від ПН та акумулятора, це майже вдвічі менша напруга підпалу газу всередині балона. Маємо приблизно 600-700 В (у "Філіпсу") проти 1000-1200 В і навіть більше у ЛДУ-40. Не варто, мабуть, згадувати надійність, довговічність у порівнянні цих ламп. Схемотехніка майже всіх опублікованих ПОНЕДІЛОК "десь перетинається". Зупинимося на основних моментах ("підводних каменях") у ПН для ЛДС. Жодним чином не можна ігнорувати вимоги до силової імпульсної схемотехніки. Наприклад, не можна встановлювати "випадкові" трансформатори, низькочастотні транзистори, якщо йдеться про частоти понад 20 кГц. Монтаж – теж річ підступна. Особливо це стосується КМОП – серій мікросхем 176, 561 тощо. Просто мені доводилося спостерігати за роботою початківців, коли все щойно перераховане мало місце в ПОНЕДІЛОК для ЛДС у кількох примірниках! Дивним було те, що ЛДС таки працювали! Але "розгойдати" ЛДС потужністю 40 Вт, а тим більше 80 Вт, майже нереально. У ПН, схема якого наведена на рис.1, враховано багато необхідних вимог до такої техніки. Власне генератор прямокутних імпульсів зібраний на КМОП-мікросхемі DD1 типу К561ЛЕ5. Яскравість регулюється зміною шпаруватості імпульсів резистором R2. Частота генератора (елементи DD1.1 та DD1.2) залежить від ємності конденсатора С1 і, звичайно ж, від ємності монтажу та екземпляра мікросхеми. З виходу четвертого елемента (виведення 10) DD1 керуючий сигнал через резистор R5 надходить на затвор МОПпольового транзистора VT2 (КП901А). З початку останнього сигнал надходить на затвор потужного польового транзистора VT3 типу IR.Z34. Але на схемі рис.1 не показано жодної деталі. Це - резистор R8 опором 33051 Ом, який включений у розрив транзистора затвора VT3.
Багатьом хороші потужні "польовики", крім великих внутрішніх ємностей між електродами. У разі йдеться про ємності затвор-исток, що перевищує 1000 пФ. Щоб поліпшити ККД ПН, тобто зменшити потужність, що марно розсіюється на транзисторі VT3, необхідно швидко включати і вимикати цей транзистор. Це неможливо зробити без швидкого заряду та розряду вхідної ємності VT3. Про це багато сказано у професійній літературі і дуже мало у радіоаматорській. Людина вірить, що встановлення потужного польового транзистора з малим опором сток-исток (включений стан) вже вирішує проблему комутаційних втрат потужності. Але це не так! У цій конструкції передбачені спеціальні заходи щодо прискореного розряду вхідної ємності транзистора VT3. Для цього в схему ПН встановлені додаткові елементи: транзистор VT1, резистор R6 і конденсатор С6, що форсує. Суть цієї системи досить проста. Оскільки на виходах елементів DD1.3 і DD1.4 є завжди протифазні імпульси, то нескладно зрозуміти і алгоритм роботи схеми. Транзистор VT1 примусово розряджає вхідну ємність VT3, коли на виході елемента DD1.3 є лог. "1". При встановленні балка. "0" на виході DD1.3 транзистор VT1 прискорено закривається, для цього і встановлено "форсаж" у вигляді конденсатора С6. Можна сказати, що простіше було б зменшити опір резистора R7, наприклад, у 10-30 разів. Простіше, але не економічно і не ефективно, тому що на цьому резисторі розсіюватиметься (майже марно) частина потужності акумулятора. Про ефективність. Справа в тому, що завдяки елементам схеми VT1, R6 і С6 утворюється дуже своєрідний ланцюг авторегулювання практично найвигіднішого режиму роботи ПН. І це своєю чергою позначається стійкості роботи ПН при зміні яскравості ЛДС у дуже широких межах. Без зазначених елементів схема працює значно гірше. Заряд вхідної ємності VT3 забезпечується потужним польовим транзистором типу КП901А, що має порівняно малу вхідну ємність С3І (близько 100 пФ згідно з ТУ). Резистор R5 - антипаразитний, він запобігає роботі VT3 на КВ та УКХ діапазонах, що цілком реально для таких "швидких" транзисторів, як КП901А (fгр~400 МГц). Живлення мікросхеми - через RC-фільтр, оскільки ВЧ пульсації живлення здатні порушувати нормальний режим роботи генератора. Про деталі. Замість К561ЛЕ5 можна встановити К561ЛА7 замість транзистора КТ645А - КТ3142А. Не виключено застосування інших транзисторів як VT1, експерименти покажуть, що краще, а що гірше. Якщо лампа потужністю трохи більше 30 Вт, замість КП901А можна застосувати і КП902А. Транзистор кінцевий типу IR.Z34 можна замінити будь-яким аналогічним. Можна встановити навіть вітчизняні типу КП922А, але нагріватися їх корпуси будуть сильнішими. Тому кілька екземплярів встановлюють паралельно. Проблема - у підборі екземплярів з близькими значеннями порогової напруги Uпор. З наявних у мене 12 шт. КП922А Uпор. мало від 3,5 до 6,5! Так що вибір зрозумілий, а ціна у наших КП922А ще вища, ніж у таких транзисторів, як IR.640 (і це при тому, що параметри в останніх рази в два кращі за наші). IR.640 сюди теж не дуже підходить, причому тільки через підвищений опір сток-витік при включеному стані. Читачеві буде цікаво дізнатися, що спочатку як транзистор VT3 був встановлений... біполярний типу КТ8101А! Щоправда, у разі як транзистора VT1 було встановлено германієвий ГТ311Е. В іншому випадку висока напруга насичення Uке.нас не зможе розрядити вхідну ємність транзистора КТ8101А. Цілком можливо застосування і КТ827А. Але проблема розсіювання неосновних носіїв в основі вимагає негативної напруги під час вимкнення біполярного транзистора. Це можна здійснити, але схемотехніка ПН абсолютно видозмінюється. Резистор R2-СП-1 (А-1 ВТ-II) встановлений (впаяний) безпосередньо до друкованої плати ПН (рис.2). Тільки так можна вирішити проблему із різким зменшенням ємності монтажу.
Зверніть увагу на ємність конденсатора С1, вона дорівнює приблизно 15 пФ. Про імпульсний трансформатор Т1. Від цього трансформатора залежить дуже багато. Феритові кільця тут використовувати не можна. Тому, щоб "не розмінюватися на дрібниці", використаний феритовий сердечник від ТПІ (марка ТПІ не встановлена, так як сердечник купували окремо, тобто без котушок і обмоток). Ферріт Ш16Х Х20 М2000 НМ1-14. Цілком достатньо (з точки зору максимальної ефективності даної конструкції) наступне виконання імпульсного трансформатора Т1. Спочатку намотуємо 300 витків дроту ПЕВ-2 D0,6. Поверх намотуємо 12 витків дроту ПЕВ-2 D2,4, XNUMX мм. Між обмотками знаходиться шар ізольента. Про виготовлення каркасу. На дерев'яну оправку перетином 17х21 мм накручуємо 1-2 шари електрокартону (якщо його немає, то підійде будь-який картон достатньої міцності). Залишаємо запас на щічки каркасу. Робимо надрізи та "примірку" на феритовому стрижні. Новоявлений каркас повинен цілком вільно заходити на половинки феритового осердя. В іншому випадку очікується "сюрпризу" після намотування обмоток - він не зайде на своє місце. Я не раджу жодним чином застосовувати ферити, що були у вжитку. І для цього є принаймні дві серйозні причини. Ферріт може бути "сівшим", тобто не мати того, що мається на увазі в ТУ. Друге – не перегрівайте феритові вироби! Їхні параметри буквально зникають при нагріванні більше 100-200 ° С (дивлячись, яка марка фериту). Радіоаматори про це вперто мовчать. Лише у відповідній літературі розказано, що параметри феритів зберігаються до певних температур. Адже саме таким чином (нагрів!) любителі роз'єднують половинки "чашок" та інших виробів з фериту. Особисто мені доводилося "спотикатися" на таких феритових "штучках". Зазор між двома половинами магнітопроводу великим робити не слід. Оптимальне значення близько 0,1 мм. Тепер про монтаж конструкції загалом. Плата ПН розміщена поблизу транзистора VT3, останній - на тепловідводі з охолоджувальною поверхнею 300 см2. Резистор 33 Ом (R8) припаяний безпосередньо до виведення цього транзистора затвора. Це дуже важливо як наявність цього резистора, так і місце його розміщення. Ще важливіша довжина сполучних проводів ПН. Найкоротшим по довжині має бути провід, що з'єднує стік транзистора VT3 і трансформатора Т1 (гарячий відвід останнього). Аналогічні вимоги справедливі і для з'єднання "холодного" виведення I обмотки Т1 трансформатора з конденсатором С5 і платою ПН. Живлення від акумулятора подається спочатку на висновки конденсатора С5, а потім воно надходить на плату ПН. Згодом безпосередньо на висновках конденсатора був розташований неелектролітичний конденсатор 4,7 мкФ х 63 (К73-17). Конструктивно ПН розміщений в корпусі мережевого ферорезонансного стабілізатора типу СН-315, що відслужив свій термін. Тут розташований і мережевий блок живлення (БП). Погодьтеся, що мережевий БП - дуже зручна і необхідна річ, коли акумулятор розряджений або немає зовсім. Адже не секрет, що створити ПОНЕДІЛОК від мережі та ще й з регулюванням яскравості - справа куди складніша, ніж даний низьковольтний ПОНЕДІЛОК. А наша система може працювати тепер від акумулятора, так і від мережевого БП. Про мережеве БП. Не варто захоплюватися підвищенням напруги живлення. Стабілізатори безперервного впливу знижують ККД всієї системи загалом. Ключові стабілізатори зовсім інша річ. Але особисто мені "навороти" не до вподоби. Я задовольнився діодним містком КД213А, розміщеним на склотекстоліті (охолодження діодам потрібно мати і за лампи ЛДС 40 Вт!). Змінна напруга з ІІ обмотки ~14 В. Конденсатор фільтра випрямляча - К50-32А ємністю 22,000 мкФх40 В. Для лампи ЛДС 80 Вт .U1 застосовують на 10 А. Послідовно з .U1 включений амперметр на 10 А. оперативний контроль за роботою ПОНЕДІЛОК. Про мережевий трансформатор. Використано тороїдальний магнітопровід від того ж непридатного СН-315. Первинна обмотка містить 946 витків дроту ПЕЛШО 0,64; вторинна – 60 витків дроту ПЕВ-2 D1,8 мм. Розміри тороїдального магнітопроводу: зовнішній D92,5 мм, внутрішній D55 мм, висота 32 мм. Струм холостого ходу близько 10 мА (~220 В). Марка стала невідомою. Але, судячи з результатів, сталь якісна. Налагодження. Правильно зібрана, без помилок схема працює відразу. Але перше включення проводять від мережевого БП із обов'язковим обмеженням струму споживання. Найкраще використовувати електронний обмежувач струму. Замість конденсатора С1 тимчасово встановлюють тример - підстроювальний конденсатор (8...30 пФ). Резистором R1 підбирають діапазони зміни яскравості бажаних межах. Резистор R2 встановлюють положення, відповідне максимальної яскравості світіння ЛДС. Підбором ємності конденсатора досягають максимальної яскравості. Конденсатор С6 підбирають із умови найбільшої стійкості роботи ПН при зміні яскравості від максимальної до мінімальної. Одночасно слід стежити за нагріванням тепловідведення транзистора VT3. Чим більше він гріється, тим більша енергія акумулятора витрачається марно. Тут, можливо, доведеться повозитись з підбором ємності С1, С6. Якщо вирішили встановити біполярний транзистор VT3, то частоту ще доведеться знижувати, а площу радіатора збільшувати, оскільки нагрівання значно збільшиться. Важливу роль відіграє якість МОП-транзисторів, що використовуються. Жодних витоків по затвору не повинно бути зовсім. Транзистор VT1 також має бути не низькочастотним. До речі, замість Ш-феритів підходять ферити і від малих трансформаторів. Але застерігаю одразу про те, що було сказано вище. Схема працює майже з усіма (без баластів) ЛДС. Потрібно лише забезпечити обмеження за потужністю, а то, адже, ЛДС теж виходять з ладу при високих навантаженнях (частіше при пуску). Для пуску лампи на малій потужності передбачений кнопковий вимикач, контакти якого на час пуску замикають відповідні відводи резистора R2 (на схемі не показано). Автор: А.Г.Зизюк
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Електронна книга PocketBook Basic Lux 4 ▪ Переробка пластику на графен з виділенням чистого водню ▪ Платформа XR2 для пристроїв віртуальної та доповненої реальності ▪ Запрацювала найбільша у світі плавуча вітроелектростанція Hywind Tampen ▪ Знайдено причину аутоімунних захворювань
▪ розділ сайту Кольорові установки. Добірка статей ▪ стаття Без керма і без вітрил. Крилатий вислів ▪ стаття Чи можуть у людини від народження відсутні відбитки пальців? Детальна відповідь ▪ стаття Порядок відшкодування шкоди, заподіяної життю та здоров'ю громадян ▪ стаття Терморегулятор EBERLE Fre 525 22. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Трансіверна приставка до приймача Р-250. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page