Мережевий імпульсний джерело живлення, 50 Вт. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення

 Коментарі до статті

Основне призначення описуваного пристрою - живлення персонального комп'ютера. Але не тільки. Воно придатне харчування багатьох інших радіоаматорських розробок підвищеної потужності, наприклад, УМЗЧ.

Принцип дії пропонованого блоку живлення (рис. 1) такий самий, як і у блоків живлення кольорових телевізорів третього покоління. Він також працює в режимі, близькому до режиму переривчастих струмів і, отже, є коливальним пристроєм. Але є й принципова відмінність: у ньому застосована "емітерна комутація" потужного перемикального транзистора, що дозволяє користуватися ним у ширшому частотному діапазоні і, крім того, знижується ймовірність виходу з експлуатації високовольтного транзистора.

Проведені експерименти підтвердили, що транзистор КТ839А з перемикаючим транзистором КТ972А в його ланцюгу емітерного добре працює навіть на частоті 120 кГц. Інша перевага блоку живлення - можливість застосування його в широкому діапазоні вихідного струму.

(Натисніть для збільшення)

Пристрій є однотактним перетворювачем напруги зі зворотним включенням випрямного діода. Вихідна напруга каналів блоку стабілізується зміною тривалості відкритого стану транзисторів електронного комутатора.

Основні вузли блоку джерела живлення: випрямляч напруги з фільтром, однотактний перетворювач з вихідними фільтрами, широтно-імпульсний регулятор, підсилювач неузгодженості та допоміжний імпульсний стабілізатор.

Мережева напруга проходить через помеходавний фільтр, утворений дроселями L1, L2 і конденсаторами С1, С2, випрямляється діодним мостом VD1...VD4 і через резистор R1 випрямлену напругу надходить на конденсатор, що згладжує С7. Конденсатори С3 ... С6 послаблюють проникнення в мережу перешкод, а резистор R1 обмежує кидок вхідного струму в момент включення блоку живлення. Перетворювач запускається приблизно через 0,1 після підключення блоку до мережі, що дещо полегшує роботу випрямляча.

Основні компоненти перетворювача - імпульсний трансформатор Т1, потужний високовольтний комутатор на транзисторах КТ839А (VT1) та КТ972А (VT2), випрямлячі та вихідні фільтри. Транзистор КТ839А (з великою максимально допустимою напругою колектор-емітер) відкривається та закривається замиканням та розмиканням його емітерного ланцюга швидкодіючим транзистором КТ972А, що запобігає виникненню вторинного пробою та зменшує тривалість перемикання емітерного транзистора. Саме це дозволяє змінювати вихідну напругу в широкому інтервалі без переробки імпульсного трансформатора.

Резистори R11 і R12, загальний опір яких 0,5 Ом, є датчиком струму перетворювача. Коли транзистор VT1 закривається, струм колектора через діод VD6, стабілітрон VD5 і конденсатор С8 замикається на мінусовий висновок випрямного мосту VD1 - VD4.

Діоди VD13-VD15 - випрямлячі імпульсної напруги вторинних обмоток 3, 4 та 5 трансформатора Т1. Пульсації вихідних напруг випрямлячів згладжують конденсатори С13-С18 та LC-фільтри L5C21, L6C22.

Резистор R15, підключений до виходу каналу +5 В, запобігає надмірному підвищенню напруги на ньому при завантаженні каналу +12 В. Завдяки цьому резистори напруга на виході каналу +5 В без навантаження не перевищує 6 В, безпечного для мікросхем комп'ютера, при струмі навантаження каналу +12 до 2,5 А. Напруга каналу -12В стабілізується мікросхемним стабілізатором DA2.

Підсилювач неузгодженості підключений до виходу каналу +12 В. Джерелом зразкової напруги є вихід стабілізатора DA2. Транзистор VT4 посилює сигнал помилки. Навантаження транзистора служить світлодіод оптрона U1, а діод VD17 захищає його емітерний перехід. При напрузі на виході каналу +12 більш 12 В світлодіод оптрона включається і тим самим збільшує струм, поточний через фототранзистор оптрона.

Відкритий стан транзистора коммутатора VT1 визначається тривалістю зарядки конденсатора С11 (приблизно від 4 до +1 В) струмом фототранзистора оптрона. Чим більше значення струму фототранзистора опторону, тим швидше заряджається конденсатор. З 11 і менше часу транзистор VT1 знаходиться у відкритому стані.

Після підключення блоку живлення до мережі починає заряджатися конденсатор С8 (через резистор R2 і діод VD6). Коли напруга на ньому досягає 4,5, струм, що протікає через резистор R6, стабілітрон VD12, емітерний перехід транзистора VT2, резистори R11, R12, а також через резистори R6, R5, емітерний перехід транзистора VT1, транзистор VT2, транзистор VT11 переводить комутують транзистори в активний режим роботи. Сигнал позитивного зворотного зв'язку між обмотками I і II трансформатора Т12 через діод VD1, конденсатор С7 і резистори R10, R5 швидко відкриває транзистори комутують. Починається накопичення енергії магнітного поля в магнітопроводі трансформатора Т7. Через деякий проміжок часу транзистор VT1 відкривається та закриває транзистор VT3, а отже, і транзистор VT2. При цьому транзистор VT1 підсумовує напруги, що надходять на його базу з датчика струму R3, R11 та конденсатора С12.

У момент запуску або у разі перевантаження перетворювача, коли падіння напруги на резисторах R11, R12 перевищує 1, транзистор VT3 відкривається струмом, що протікає через резистор R10 і діод VD11, завдяки чому пристрій витримує короткочасні перевантаження. При замиканні будь-якого з каналів на загальний провідник блок живлення автоматично переходить у режим обмеження потужності, не виходячи з ладу. У нормальному режимі функціонування перетворювача момент закриття комутувальних транзисторів визначається тривалістю зарядки конденсатора С11.

Після закривання потужних транзисторів полярність напруги на обмотках імпульсного трансформатора змінюється на протилежну, і при цьому діоди VD13...VD15 виявляються включеними в прямому напрямку і заряджають випрямленим струмом конденсатори LC-фільтрів. Коли значення цього струму виявиться близьким до нуля, у коливальному контурі, утвореному обмоткою/трансформатором Т1, його паразитною ємністю та конденсатором С9, виникають електричні коливання. Перше з них відкриває потужні транзистори комутатора - і описаний процес повторюється.

Поки транзистори VT1 ​​і VT2 закриті, напруга на нижньому за схемою виведення обмотки II трансформатора щодо виведення мінусового конденсатора С7 негативно і через резистор R8 і діод VD8 надійно утримує транзистор VT2 в закритому стані. Мінімальна напруга на базі цього транзистора визначається напругою стабілізації стабілітрона VD12 та напругою на діоді VD10. Через ланцюг R8VD9 заряджається і конденсатор С11 А так як катоди діодів VD8 і VD9 об'єднані, то і напруга на конденсаторі С12 не може бути меншою, ніж на базі транзистора VT2 (тобто близько -4).

Напруга на виході каналу +12 стабілізується методом широтно-імпульсного регулювання. Це одночасно стабілізує напругу каналу +5 В.

Однак так як імпульсний трансформатор, діоди та деякі інші елементи пристрою не є ідеальними, стабільність напруги на виході цього каналу невисока. Тому і застосований допоміжний імпульсний стабілізатор, який виконує дві функції: забезпечує каналу +5 частину струму навантаження для підвищення стабільності напруги на ньому і навантажує канал +12 В, якщо він не навантажений.

До складу допоміжного стабілізатора входять мікросхемний стабілізатор DA1, дроселі L3, L4, конденсатор С19, діод VD16, резистор R14 У ньому мікросхема DA1 служить електронним перемикачем, джерелом зразкової напруги та підсилювачем сигналу неузгодженості. Дросель L4 та діод VD16 – необхідні атрибути імпульсного стабілізатора. Порушення мікросхеми DA1 забезпечують дросель L3 та конденсатор С19, а резистор R14, що знижує добротність контуру L3C19, запобігає виникненню високочастотних коливань.

Всі елементи блока живлення змонтовані на друкованій платі розмірами 205x105 мм (мал. 2) із однобічно фольгованого склотекстоліту товщиною 1 мм.

Основні параметри резисторів та конденсаторів позначені на принциповій схемі пристрою. Транзистор КТ839А (VT1) можна замінити на КТ838А, КТ872А, КТ846А, КТ81148 а КТ972А - на КТ972Б. Замість транзисторів КТ645Б (VT3) і КТ342БМ (VT4) можуть працювати аналогічні транзистори з коефіцієнтом передачі струму бази не менше 50. Оптрон АОТ101АС (U1) замінимо на АОТ101БС, АОТ127А або АОТ128А.

Діоди КД212А(У06, VD7) можна замінити на КД226 або КД411 з будь-яким буквеним індексом, а КД2999В (VD13, VD14) - іншими, з близькими характеристиками, наприклад, серій КД2995, КД2997, КД2999, КД213. Замість діодів VD1-VD4 випрямного моста підійдуть КД226Г або у крайньому випадку - серії КД243 на зворотну напругу не менше ніж 400 В.

Через стабілітрон Д814Б (VD5) тече значний струм, що слід враховувати при його заміні - допустимий йому струм повинен бути не менше 40 мА. Значні струми течуть через конденсатори С16-С18, тому бажано, щоб вони були серій К50-29, К50-24. Номінальна напруга конденсаторів С1-С6 (КД-2, К78-2, К73-16 і т. д.) повинна бути не менше 400 В, вони повинні допускати роботу зі змінною складовою не менше 350 на частоті 50 Гц. Конденсатор С9 - К78-2 на номінальну напругу 1600 В. Інші деталі не є критичними до заміни.

Транзистор VT1 встановлюють тепловідведення з площею поверхні близько 200 см2, діоди VD13 і VD14 - на тепловідведення площею 45 і 35 см відповідно, а стабілізатор DA2 - на тепловідведення площею 70 см2.

Трансформатор Т1 виконаний на магнітопроводі. Ш 12x15 із фериту 2000НМ, з немагнітним зазором 0,5 мм. Обмотка I містить 160 витків дроту ПЕВ-2 0,47, складеного вдвічі. Обмотка II - 4 витка такого ж дроту, але складеного втричі. Для поліпшення магнітного зв'язку обмотки III і IV виконані мідною стрічкою завтовшки 0,2, шириною 27 мм і містять по 3 витки. Мідну стрічку можна замінити дротом ПЕВ-1 0,8, складеним утричі. Обмотка V містить 8 витків дроту ПЕВ-1 0,4, складеного вчетверо.

Дроселі L1 і L2 намотані на загальному магнітопроводі типорозміру К20х10x5 з фериту 2000НМ і містять по 35 витків дроту ПЕВ-1 0,4 кожен. Магнітопроводами дроселів L5 і L6 є відрізки стрижня з фериту М400НН діаметром 8 і довжиною 20 мм; кожен із них містить по 15 витків. Дросель L4, виконаний у броньовому магнітопроводі БЗО з фериту 2000НМ (з немагнітним зазором 0,5 мм), містить 35 витків дроту ПЕВ-1 0,8.

Безпомилково змонтований блок живлення, як правило, починає працювати без попереднього налагодження. Але, в порядку страховки, перше підключення до мережі бажано зробити через лампу розжарювання потужністю 15...25 Вт, розраховану на напругу 220 В. Як тільки перетворювач запуститься, змінним резистором R18 треба встановити на виході каналу +12 відповідну напругу.

Якщо вимоги до напруги живлення каналу +5 В більш жорсткі (або необхідний більший вихідний струм), підсилювач неузгодженості слід підключити до виходу каналу +5 В. Для цього верхні за схемою висновки резисторів R16 і R17 треба підключити до вихідного провідника каналу +5 В, наприклад, до плюсового виведення конденсатора С17, а також зменшити опір резистора R16 до 300 Ом, а резистора R17 - до 1,5 кОм. Стабілізатор DA1, дроселі L3 та L4, резистор R14, конденсатор С19 та діод VD16 при цьому виключаються. Однак після такої переробки напруга на виході каналу +12 зі збільшенням струму каналу +5 буде збільшуватися, тому напруга цього каналу доведеться додатково стабілізувати (наприклад, використовуючи мікросхему КР142ЕН8Б).

Небажане підвищення напруги на виході каналу +5 можна запобігти, підключивши паралельно конденсатору С17 другий світлодіод оптрона U1 через стабілітрон КС156А і резистор опором 180...200 Ом. При цьому висновки 6 та 7, а також висновки 5 та 8 оптрона повинні бути об'єднані. Це не тільки захистить блок живлення від перевищення вихідної напруги, але й підвищить надійність його роботи, тому що в цьому випадку ланцюг зворотного зв'язку виявиться дубльованим.

Описаний пристрій застосовується для живлення багатьох інших радіоаматорських конструкцій, наприклад підсилювачів потужності ЗЧ. Потрібно лише, враховуючи особливості конкретного радіотехнічного пристрою, перебудувати вторинну частину блоку живлення, а зміна в 1,5 рази вихідної напруги досягається регулюванням рівня сигналу зворотного зв'язку обмотки трансформатора Т1. Конкретний приклад. Для живлення підсилювача потужності на базі мікросхеми К174УН19 необхідне джерело двополярної напруги ±15 В. У такому разі вторинну частину описаного блоку живлення можна зібрати за схемою, наведеною на рис. 3.

Обмотки III і IV трансформатора Т1 містять по 7 витків мідної стрічки товщиною 0,1 та шириною 27 мм або дроту ПЕВ-1 0,8, складеного втричі. Намотування обох обмоток виконують одночасно. Висновки 6 та 7, а також 5 та 8 оптрона U1 повинні бути об'єднані.

література

1. Полікарпов А. Г., Сергієнко Є. Ф. Однотактні перетворювачі напруги в пристроях електроживлення РЕА. - М: Радіо і зв'язок, 1989.
2. Сергєєв Б. С. Схемотехніка функціональних вузлів джерел вторинного електроживлення. - М: Радіо та зв'язок, 1992

Автор: Д.Безик

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 Крихітні пристрої доставлять ліки в організм людини 18.02.2019 Розроблено менш лякаючу альтернативу уколу: проковтування пристрою розміром з таблетку, що доставляє ліки в шлунок. Пристрій призначений для інсуліну. Однак подібні капсули, що проковтуються, можуть також замінити шкірні ін'єкції антитіл для лікування раку, гормонів та інших фармацевтичних препаратів. Кожен пристрій, що ковтається розміром з горошину і має форму жолудя з легкою поліефірною "гайкою" і кришкою з нержавіючої сталі. Форма призначена для того, щоб пристрій міг перебувати на дні шлунка. Там воно встромляє кінчик голки, що складається майже повністю з інсуліну, на кілька міліметрів у слизову оболонку, що вистилає шлунок. Як тільки кінчик голки інсуліну розчиняється, пристрій проходить через іншу систему травлення. Завдяки невеликій кількості гострих больових рецепторів у шлунку крихітна ін'єкція "навряд чи викличе якийсь дискомфорт", - каже співавтор дослідження Джованні Траверсо - гастроентеролог та біомедичний інженер у Бригамі та Жіночій лікарні у Бостоні та Массачусетському технологічному інституті. В експериментах на свинях пристрої, що проковтуються, доставляли таку ж кількість інсуліну в кровотік, що і ін'єкції. Через тиждень після лікування дослідники не виявили жодних ознак ушкодження тканин шлунка тварин. "Дизайн пристрою добре продуманий", - каже Жан-Крістоф Леру - дослідник ліків та доставки ліків у ETH Zurich, який не бере участі в роботі. Але він задається питанням, чи можуть проявитися відкладені в часі наслідки повторюваних внутрішніх уколів у шлунок у пацієнтів, які повинні вводити собі ліки протягом усього життя, наприклад, у хворих на діабет. Дослідники планують у майбутній роботі визначити, чи існують якісь хронічні ефекти.

Інші цікаві новини:

▪ Сибірська тундра під загрозою знищення

▪ Очищувач-генератор

▪ Аксесуар Sony Ericsson LiveView

▪ Квантова телепортація по міському оптоволокну

▪ Швидкісний дистанційний радар-металодетектор

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Культурні та дикі рослини. Добірка статей

▪ стаття Грунт. Наслідок забруднення ґрунту. Основи безпечної життєдіяльності

▪ стаття Скільки людей побувало на поверхні Місяця? Детальна відповідь

▪ стаття Орієнтування у часі. Поради туристу

▪ стаття Світло вимикається автоматично. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Сигарета в носі. 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