Імпульсне джерело живлення на перехідному транзисторі. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення

 Коментарі до статті

Низькочастотні джерела живлення на силових трансформаторах через великі габарити і масу, а також низький ККД повсюдно витісняються імпульсними. Розробка потужних високочастотних транзисторів та імпульсних трансформаторів на феритових сердечниках дозволяє передавати енергію в навантаження на частотах, порівнянних із довжиною радіохвиль, і довести масогабаритні показники таких джерел до мінімальних величин.

Пропонований джерело призначене для живлення потужної апаратури та заряджання автомобільних акумуляторів. Джерело побудовано на базі однотактного перетворювача, до складу якого входять генератор, що задає, на одноперехідному транзисторі і блокінг-генератор на потужному біполярному транзисторі.

Принцип роботи джерела ґрунтується на 3-кратному перетворенні напруги.

Змінна напруга електромережі випрямляється (перетворюється на постійну високовольтну) і подається на ключовий перетворювач. Високочастотний ключ із трансформатором перетворює постійну напругу в імпульсну низьковольтну. Останнє випрямляється та подається на навантаження.

У зворотноходових перетворювачах (інверторах) в період замкнутого стану транзисторного ключа йде накопичення енергії в трансформаторі, а передача її в навантаження відбувається при розімкнутому ключі. У таких інверторах однополярне намагнічування трансформатора призводить до залишкової намагніченості феритового сердечника, і для її зменшення обов'язково необхідний немагнітний проміжок в магнітопроводі.

Енергія, запасена в трансформаторі за час комутуючого імпульсу, не завжди встигає розсіятися за час паузи, що може призвести до насичення трансформатора і втрати сердечником магнітних властивостей. Для усунення цього ефекту первинний ланцюг трансформатора шунтується діодом швидкодіючим з резистивним навантаженням.

Схема джерела наведено на рис.1.

(Натисніть для збільшення)

Комутаційні перешкоди в імпульсних джерелах живлення виникають через перемикаючий режим роботи потужних регулюючих елементів. Для захисту мережі та перетворювача від імпульсних перешкод встановлений мережевий фільтр на двообмотувальному дроселі Т2 з конденсаторами С7, С8, С10 для придушення несиметричних перешкод.

Обмеження зарядного струму конденсатора С4 фільтра виконано на позисторі Rt1, опір якого падає з підвищенням його температури. Імпульсні перешкоди перетворювача, що виникають у моменти перемикання ключового транзистора VT2 і трансформатора Т1, усуваються паралельними ланцюгами VD2-С5-R11 і C6-R13, перешкоди ланцюга навантаження пригнічуються дроселем L1. Тривалість пауз між імпульсами вихідного струму при цьому трохи збільшується, але не погіршує перетворення.

Формувач імпульсів запуску інвертора виконаний на перехідному транзисторі VT1. Напруга живлення VT1 стабілізована діодом VD1. Зарядна напруга на конденсаторі С1 періодично відкриває VT1 і створює на резисторі R4 послідовність імпульсів із частотою, що визначається номіналами R1, R2 та С1. Конденсатор З2 прискорює перехідний процес перемикання транзистора VT1.

При подачі живлення постійна напруга (випрямлена діодним мостом VD4) з конденсатора фільтра С4 через обмотку трансформатора 1 Т1 надходить на колектор транзистора VT2, на якому зібраний блокінг-генератор. Протікання колекторного струму через обмотку 1 Т1 супроводжується накопиченням енергії магнітному полі сердечника. Імпульсна напруга з резистора R4 відкриває транзистор VT2 на кілька мікросекунд, струм колектора VT2 в цей час зростає до 3...4 А. Після закінчення позитивного імпульсу струм колектора припиняється.

Припинення струму викликає появу в котушках трансформатора ЕРС самоіндукції, яка створює в обмотці 3 імпульсну напругу. Діод VD5 з конденсатором С9 випрямляють і фільтрують цю напругу, яка через дросель L1 подається на навантаження.

Імпульсна напруга з обмотки 2 Т1 через резистори R5, R9, R14 надходить на базу транзистора VT2 і схема переходить в режим автоколивань. Конденсатор С3 підтримує стійкість блокінг-генератора.

Стабілізація вихідної напруги виконується оптопарою VU1, що забезпечує гальванічну розв'язку високовольтних та вихідних низьковольтних ланцюгів. Підвищення напруги навантаження, наприклад, за рахунок збільшення її опору призводить до включення світлодіода оптопари VU1, фотодіод якої відкривається і шунтує сигнал з обмотки 2 Т2. Імпульсна напруга на базі VT2 знижується, відповідно, зменшується час його відкритого стану. Тривалість позитивних імпульсів на обмотці 3 Т1 також зменшується, що викликає зниження вихідної напруги (і зарядного струму акумулятора GB1). При зменшенні напруги навантаження описаний процес відбувається навпаки.

У разі струмового перевантаження транзистора VT2 збільшується імпульсна напруга на резисторі R12 ланцюга його еммітера. Тоді відкривається паралельний стабілізатор напруги DA1 та шунтує базову напругу VT2. Тим самим також зменшується тривалість його відкритого стану (до зриву автоколивань). Величина струму відсічення транзистора VT2 коригується резистором R10. Після усунення навантаження відбувається повторний запуск блокінг-генератора від формувача імпульсів на VT1.

Вибір високочастотного трансформатора залежить від потужності навантаження. Потужність трансформатора безпосередньо залежить від частоти автогенератора та марки фериту. При збільшенні частоти 10 разів потужність трансформатора збільшується майже 4 разу. Зважаючи на складність самостійного виготовлення імпульсного трансформатора у пристрої використаний трансформатор від застарілого монітора. Підійдуть трансформатори та від телевізорів. Для орієнтування наводимо зразкові дані трансформатора Т1. Сердечник - Б26М1000 із зазором у центральному стрижні. Обмотка містить 1 56 витків дроту ПЕВ-2 0,51 мм, обмотка 2-4 витка 0,18 мм, обмотка 3 -14 витків джгутом з 3-х проводів 0,31 мм.

Пристрій зібрано на друкованій платі розміром 115x65 мм (рис.2).

Перемички розташовані з боку радіокомпонентів. Радіатор ключового транзистора VT2 використано від процесора комп'ютера. Для кращого охолодження можна застосувати вентилятор від комп'ютерного блока живлення, підключивши його до джерела виходу через резистор опором 33...56 Ом. Типи елементів, що використовуються, наведені в табл.1, можлива заміна транзисторів перетворювача - в табл.2.

(Натисніть для збільшення)

Налагодження зібраної схеми починають із ретельної перевірки плати. У розрив мережного дроту включають лампочку 220 В будь-якої потужності, замість навантаження - автомобільну лампочку (12, 20 свічок). При несправних деталях та помилках у монтажі мережна лампочка горить яскравим світлом, а автомобільна не горить. Якщо схема справна, мережна лампочка не горить або світиться слабким розжаренням, а автомобільна - яскраво. Яскравість лампочки у навантаженні (вихідна напруга) можна регулювати резистором R1. Поріг спрацьовування захисту від перевантаження струмом встановлюється резистором R10, стабілізація напруги (при максимальному навантаженні) регулюється резистором R5. Підбором R15 (при необхідності) коригується струм світлодіода оптопари VU1 в межах 5...6 мА.

За наявності осцилографа зручно спочатку перевірити роботу генератора на транзисторі VT1, подавши на інвертор напругу живлення 30...50 від лабораторного джерела. Частоту генератора можна змінити резистором R1 чи конденсатором С1.

При слабкому зворотному зв'язку (великий опір R5) або неправильному підключенні обмотки 2 Т1 блокінг-генератор VT2 може відключатися від короткочасного навантаження і повторно не запускатися.

Автори: В.Коновалов, А.Вантєєв, Творча лабораторія "Автоматика та телемеханіка", м.Іркутськ

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 Корови поділяються на оптимістів та песимістів 12.02.2018 Канадські зоологи дійшли висновку, що серед корів, як і серед людей, є оптимісти, і песимісти. На думку вчених, факт знань з індивідуальних особливостей тварин є важливим для того, щоб забезпечити їм найкращий догляд. Деякі тварини, відзначають автори дослідження, у різних стресових ситуаціях поводяться відмінно один від одного. Вчені вважають, що у разі враховуються характерні індивідуальні особливості кожного. Експерименти показують, що серед свиней та собак (також, як і вищезгаданих корів) можна зустріти песимістів та оптимістів. Перші, як правило, виражають постійну недовіру з будь-якого приводу, а другі ж, навпаки, максимально допитливі. Автори нової роботи вирішили встановити, як проявляються відповідні патерни у корів, якщо вони справді існують, то з якими рисами характеру їх слід пов'язувати. Щоб знайти серед корів оптимістів і песимістів, вчені повели експеримент за участю 22 телят. Спочатку кожну тварину поміщали у спеціальний загін, у стіні якого було п'ять вікон, розташованих на одній лінії. У лівому отворі знаходилася пляшка з молоком, а в правому порожня ємність і пристрій, що різко випускає повітря та відлякує телят. Всі тварини поводилися по-різному, проте їхня поведінка протягом трьох тижнів з початку експерименту залишалася незмінною, що наштовхнуло вчених на думку, що песимізм це суворо індивідуальна риса, а не результат тимчасових настроїв або емоцій.

Інші цікаві новини:

▪ Нове застосування дисків Blu-ray

▪ Білковий напівпровідник

▪ Ностальгія корисна для психіки

▪ Нові проекційні телевізори Toshiba

▪ Швидше за світло

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Електрику. ПУЕ. Добірка статей

▪ стаття Фільтри не за правилами. Мистецтво аудіо

▪ стаття З чого були зроблені штучні зуби Джорджа Вашингтона? Детальна відповідь

▪ стаття Пристрій для розбирання та забортовування шин. Особистий транспорт

▪ стаття Управління освітленням з ПДК. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Квіти з кульочка. Секрет фокусу

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