|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Потужний блок живлення, 220/32 вольт 1000 Вт. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення Для зменшення габаритів та маси мережевих джерел живлення в останні роки все ширше використовують перетворення напруги на частоті кілька десятків кілогерців. Таке джерело містить випрямляч напруги мережі, фільтр пульсацій з подвоєною частотою мережі, перетворювач напруги, понижуючий трансформатор, випрямляч і фільтр пульсацій з подвоєною частотою перетворення. Перетворювач зазвичай виконують за схемою мостового або напівмостового інвертора, в якому транзистори відкриваються та закриваються по черзі через півперіоду комутації. Недолік такого перетворювача - наявність наскрізного колекторного струму в моменти закривання транзисторів. Через це на них виділяється велика миттєва електрична потужність, допустиме значення якої обмежує потужність подібних пристроїв. Допустима миттєва потужність кремнієвих транзисторів, наприклад, серії КТ812, що зазвичай застосовуються в перетворювачах напруги, не перевищує декількох сотень ват. Зняти це обмеження до певної міри дозволяє застосування мостового інвертора, навантаженого послідовним резонансним контуром. Транзистори такого пристрою закриваються за відсутності колекторних струмів, максимальна напруга на колекторі (стосовно емітера) і максимальний колекторний струм діють на транзистор у різний час, тому миттєва електрична потужність, що виділяється на ньому, виявляється невеликою. Можливості мостового інвертора з послідовним резонансним контуром ілюструє описаний нижче мережевий блок живлення. Він призначений для використання як еквівалент 27-вольтової бортової мережі автомобіля (при активному або індуктивно-активному навантаженні). Принципова схема пристрою зображено малюнку. Його основні вузли - фільтр C1L1C2, що запобігає проникненню в мережу перешкод від перетворювача частоти; випрямляч напруги на діодах VD1- VD4 з фільтром C3-C5L2C6- С8; мостовий інвертор на транзисторах VT1 - VT4 з резонансним контуром L3C10C11, понижуючий трансформатор 74, випрямляч напруги підвищеної частоти на діодах VD13-VD18 з фільтром C12-C15L4C16C17; вузол управління інвертором на мікросхемах DD1-DD4 і транзисторах VT5, VT6 і два джерела, що живлять його: нестабілізований (VD19) і стабілізований (VD20 DA1). Світлодіод HL1 – індикатор включення блоку в мережу.
Вузол управління мостовим інвертором складається з генератора тактових імпульсів, виконаного на одновібраторах мікросхеми DD1, розподільника імпульсів на тригері DD2.2 та елементах мікросхеми DD4, двох підсилювачів (DD3.3; VT5 і DD3.4, VT6) та пристрої захисту блоку від перевантаження VD21, DD2.1) із синхронізатором (DD3.1, DD3.2). Світлодіод HL2 сигналізує про спрацювання пристрою захисту. При включенні блоку в мережу тумблером Q1 подається напруга живлення на вузол управління, і інверсному виході одновібратора DD1.2 з'являються позитивні імпульси тривалістю 17 мкс з постійною частотою повторення близько 40 кГц. Тригер DD2.2 сигналами логічної 1, що виникають на його прямому та інверсному виходах, по черзі "відкриває" елементи DD4.1, DD4.2. і імпульси надходять на вхід одного підсилювача (DD3.3, VT5), то іншого (DD3.4, VT6). В результаті імпульси полярності, що відкриває, подаються на емітерний перехід то транзисторів VT1, VT4, то VT2, VT3. Через деякий час після появи імпульсів тактового генератора (затримка обумовлена досить великий постійної часу фільтра C3-C5L2C6-C8) на конденсаторі С9 виникає плавно наростаючу випрямлену напругу і інвертор перетворює його в змінну напругу частотою 20 кГц, прикладена до обм. Напруга, що знімається з обмотки I, випрямляється діодами VD4-VD13 і через фільтр С18-C12L15C4C16 надходить на навантаження. Резистор R17 знижує вихідну напругу ненавантаженого випрямляча. У роботі інвертора можна виділити чотири фази. У першій, тривалістю 17 мкс, відкриваються транзистори VT1, VT4 і конденсатори С10, С11 заряджаються через них, первинну обмотку трансформатора Т4 і дросель L3. Струм у цьому ланцюзі спочатку зростає від нуля до максимального значення, а потім, у міру заряджання конденсаторів, зменшується до нуля. Форма струму нагадує напівперіод синусоїди. У другій фазі, що триває 8 мкс, на бази транзисторів VT1, VT4 подається напруга полярності, що закриває, і вони закриваються. У третій фазі (як і першої, тривалістю 17 мкс) відкриваються транзистори VT2, VT3, а до кожного із закритих транзисторів VT1, VT4 прикладається практично все випрямлене діодами VD1-VD4 напруга (при навантаженні опором 1 Ом - близько 260). Струм перезаряджання конденсаторів С10, С11 до максимальної напруги протилежної полярності так само, як і в першій фазі, тече через послідовний контур, утворений конденсаторами, дроселем L3 і первинною обмоткою Т4 трансформатора. Напруга, до якого вони перезаряджаються, залежить від опору навантаження: чим вона менша, тим більше ця напруга (при навантаженні опором 1 Ом - приблизно 200 В). У момент, коли колекторний струм транзисторів VT2, VT3 зменшується до нуля, починається четверта фаза роботи інвертора, що триває, як і друга, 8 мкс: на бази транзисторів з обмоток трансформаторів Т2 і Т5 подається напруга, що закриває. Транзистори VT1, VT4 весь цей час залишаються закритими. Пауза необхідна для того, щоб транзистори VT2, VT3 повністю закрилися і при відкритті транзисторів VT1, VT4 не виникнув імпульс наскрізного струму через транзистори сусідніх плечей. Завдяки тому, що напруга, що комутує, надходить на емітерні переходи в моменти, коли колекторного струму немає, миттєва електрична потужність на колекторному переході в найгіршому випадку не перевищує декількох ват. Вузол захисту блоку від навантаження працює наступним чином. Після подачі напруги живлення тригер DD2.7 встановлюється одиничний стан (на інверсному виході - напруга логічного 0), і на виході елемента DD3.2 (висновок 11) з'являється напруга логічної 1, що створює умови для проходження імпульсів тактового генератора через елементи DD4.1 і DD4.2 У цьому стані тригер залишається весь час, поки потужність, що віддається в навантаження, менше 1 кВт. При досягненні граничної потужності амплітуда першого імпульсу, що надійшов на рахунковий вхід тригера DD2.1 з вторинної обмотки трансформатора струму Т3 через міст VD21, виявляється достатньою, щоб перевести тригер в нульовий стан (на інверсному виході - логічна напруга 1). Зміна низького логічного рівня високим на верхньому за схемою вході елемента DD3.2 призводить до того, що з приходом чергового тактового імпульсу на його виході встановлюється напруга логічного 0 і проходження імпульсів через елементи DD4.1, DD4.2 припиняється. Завдяки RS-тригеру на елементах DD3.1, DD3.2 сигнал заборони з'являється лише в момент початку паузи між імпульсами, що запобігає виходу транзисторів інвертора з ладу (закривання за наявності колекторного струму призвело б до виходу їх з ладу через надмірне збільшення мг електричної потужності). Вузол захищає транзистори інвертора та при короткому замиканні навантаження. Для повернення блока живлення у вихідний стан після спрацьовування захисту його потрібно вимкнути та знову включити тумблером Q1. При вимиканні блоку конденсатори фільтра С3 - С8 розряджаються через резистори R1 та R2. Це необхідно для того, щоб під час наростання амплітуди імпульсів базового струму транзисторів VT1 - VT4 після повторного включення, коли вони відкриваються не повністю (тобто не входять в режим насичення), на колекторах не виявилося відразу великої напруги, здатної призвести до виходу з ладу. У резонансному контурі перетворювача застосовані конденсатори (С10 С11) К71-4 на номінальну напругу 250 В. Конденсатори фільтра С12-С15 - К73-16 на номінальну напругу 63 В. Резистор R13 - ПЕВ-10. Інші резистори і конденсатори - будь-якого типу. Вимикач Q1 – ТВ1-2. У джерелі живлення вузла управління застосовано уніфікований трансформатор ТН13 127/220-50. Всі інші трансформатори та дроселі пристрої – саморобні. Намотувальні дані наведені у таблиці. Дросель L3 та обидві обмотки трансформатора Т4 намотані звитими в джгут проводами. Для зменшення індуктивності розсіювання цього трансформатора обмотка II намотана двома складеними разом джгутами. Відведення отримано з'єднанням виведення початку однієї з напівобмоток з виведенням кінця іншої. Магнітопроводи всіх дроселів зібрані з немагнітним проміжком 0,5 мм. Вузол управління інвертором та джерело його живлення змонтовані на друкованій платі із фольгованого склотекстоліту товщиною 2 мм. Більшість інших деталей блоку змонтовані навісним способом на трьох платах розмірами 220x85 мм з текстоліту товщиною 3 мм: на одній з них закріплені діоди VD1-VD4 та деталі фільтрів C1L1C2 та C3-C5L2C6-C9, на іншій - трансформатори T2, T3, T5 інвертора, на третій - дросель L3 та деталі фільтра C12-C15L4C16C17. Транзистори VT1 - VT4 встановлені на дюралюмінієвих тепловідведеннях у вигляді пластин розмірами 70x60x8 мм (сторонами 60x8мм вони прикріплені до монтажної плати), діоди VD1-VD4 - на П-подібних тепловідведеннях, зігнутих з алюмінієвих пластин розміром 100x25 VD1,5 і трансформатор Т13 - на ребристому дюралюмінієвому тепловідводі з площею поверхні, що охолоджує, близько 18 см4, закріпленому в задній частині корпусу блоку. Налагодження пристрою починають без запобіжника FU1. Включивши живлення вузла управління, за допомогою осцилографа переконуються в наявності на емітерних переходах транзисторів VT1-VT4 імпульсів позитивної полярності тривалістю 17 мкс із частотою повторення близько 20 кГц (період коливань – приблизно 50 мкс). При поєднанні будь-якого виведення вторинної обмотки трансформатора струму 73 з плюсовим виведенням джерела живлення мікросхем вузла управління ці імпульси повинні зникати. Потім відключають виведення дроселя L3 від первинної обмотки трансформатора Т4, встановлюють місце запобіжник FU1, а замість контактів 7 і 8 мережевого вимикача Q1 включають міліамперметр. Струм, що споживається інвертором без навантаження, повинен бути не більше 15 мА. Переконавшись у цьому, з'єднують висновки дроселя L3 і первинної обмотки трансформатора T4 додатковим резистором опором приблизно 0,5 Ом, відпаюють мережеві висновки випрямного моста VD1 - VD4 від дроселя L1 і подають на них від регульованого автотрансформатора (наприклад, ЛАТРа). .20 В. До виходу блоку підключають еквівалент навантаження - резистор опором 30 Ом із потужністю розсіювання 1...700 Вт. Контролюючи осцилографом форму напруги на додатковому резистори, підбирають немагнітний зазор в магнітопроводі дроселя L800 таким, щоб імпульси (як позитивної, так і негативної полярності) на екрані стали якомога більш схожими на напівхвилі синусоїди. Далі, спостерігаючи за формою імпульсів, підвищують напругу на вході мосту VD1 - VD4 до 220 В. Вихідна потужність на еквіваленті навантаження зростає при цьому до 650...700 Вт, проте форма імпульсів має залишитися практично незмінною. Якщо ж за такої потужності вони загострюються, це свідчить про насичення магнитопровода дроселя L3 чи трансформатора Т4 і його необхідно замінити масивнішим (з великим перетином). Нарешті, виключивши з кола додатковий резистор, підбирають резистор R18 таким чином, щоб вузол захисту від перевантаження спрацьовував при вихідній потужності 1 кВт (її отримують зменшенням еквівалентного опору навантаження). Під час налагодження слід дотримуватись правил техніки безпеки, оскільки багато ланцюгів блоку живлення, зокрема, що підлягають контролю осцилографом, знаходяться під високою напругою. Навантаження потужністю до 700 Вт можна з'єднувати безпосередньо з виходом блоку та комутувати живлення тумблером. При більшій потужності бажано передбачити додатковий вимикач у ланцюзі навантаження та спочатку підключати блок до мережі, а потім навантаження до його виходу Автор: С.Цвєтаєв
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ П-подібні фотоелектричні датчики серії BUP від Autonics ▪ Детектор підробленого алкоголю ▪ Buddy - розумний нашийник для собаки ▪ Молекули зупинені за нормальної температури абсолютного нуля ▪ Ностальгія корисна для психіки
▪ розділ сайту Кольорові установки. Добірка статей ▪ стаття Данте Аліг'єрі. Знамениті афоризми ▪ стаття Коли люди почали видобувати корисні копалини? Детальна відповідь ▪ стаття Табельник. Посадова інструкція ▪ стаття Термоконтроль для комп'ютера своїми руками Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Монета із купюри. Секрет фокусу
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