|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Напівмостовий квазірезонансний блок живлення. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення Для поліпшення характеристик імпульсних блоків живлення, зібраних на основі мостових і напівмостових перетворювачів, зокрема зменшення ймовірності виникнення наскрізного струму та збільшення ККД, автори пропонують переводити подібні джерела в квазірезонансний режим роботи. У цій статті наведено практичний приклад такого блоку живлення. Часто для зменшення габаритів та маси джерела живлення (ІП) із мережевим трансформатором замінюють імпульсними перетворювачами напруги. Виграш від цього очевидний: менші маса та габарити, суттєво менша витрата міді для моточних виробів, високий ККД ІП. Однак у імпульсних ІП є й недоліки: погана електромагнітна сумісність, можливість появи наскрізного струму через транзистори в двотактних перетворювачах, необхідність введення ланцюгів захисту від перевантаження струмом, складність запуску на ємнісне навантаження без вживання спеціальних заходів щодо обмеження зарядного струму. Розглянемо з прикладу двухтактного полумостового автогенераторного перетворювача напруги [1], як у певною мірою можна виключити чи зменшити ці недоліки, змінивши режим роботи. Переведемо перетворювач у квазірезонансний режим роботи, ввівши резонансний контур [2]. Форма струму через первинну обмотку імпульсного трансформатора у разі показано на рис. 1.
На рис. 2 наведені форми напруги та струму для одного з комутувальних транзисторів. З малюнків видно, що перетворювач працює у квазірезонансному режимі – наскрізний струм у цьому випадку відсутній.
Напруга на основі комутувального транзистора зменшується і до закінчення імпульсу стає рівним нулю. Таким чином, перехід на квазірезонансний режим роботи повністю усуває динамічні втрати в комутувальних транзисторах і проблеми, пов'язані з електромагнітною сумісністю чутливих приладів з імпульсним ІП, оскільки спектр коливань, що генеруються, різко звужується. Напівмостовий перетворювач відрізняється від двотактного мостового меншим числом транзисторів, що використовуються; від двотактного із середнім висновком - удвічі меншою напругою на транзисторах. Автогенераторний перетворювач відрізняється від перетворювачів з генератором, що задає, перш за все, мінімальним числом елементів, максимально можливим ККД, а застосування допоміжного трансформатора, що насичується, гарантовано виключає можливість появи наскрізного струму. Схема напівмостового квазірезонансного ІП, позбавленого перерахованих недоліків, показано на рис. 3.
Основні технічні характеристики
ІП містить такі вузли: помехоподавляющий фільтр С1C2L1, який запобігає проникненню в мережу живлення високочастотних пульсацій, створюваних перетворювачем; мережевий випрямляч VD1 з конденсатором C3, що фільтрує; ланцюги захисту від перевантаження та замикань у навантаженні R1R2VD2K1U1VD3VD4R6R7C7. Ланцюг захисту споживає незначний струм, тому мало впливає на загальний ККД джерела, але при необхідності ККД можна дещо збільшити, замінивши стабілітрон VD2 більш високовольтним. Резистори R6 і R7 утворюють дільник напруги, необхідний включення випромінюючого діода тиристорного оптрона. Якщо ці постійні резистори замінити одним змінним, можна у досить широких межах регулювати поріг спрацьовування захисту. Якщо передбачається живити навантаження з великою ємністю (понад 5000 мкФ), для виключення помилкових спрацьовувань захисту слід збільшити ємність конденсатора С7, проте час очікування до включення джерела у цьому випадку зросте. Елементи R3, R4, С4, С5 утворюють дільник напруги. Резистори R3, R4 необхідні для розрядки конденсаторів фільтра C3 та дільника С4С5 після вимкнення блоку живлення. Конденсатор С6 та дросель L2 – резонансний ланцюг. Ланцюг, що запускає, такий самий, як і в пристрої, описаному в статті [1]. Вона складається з транзистора VT3, резисторів R10-R12 та конденсатора С10. Транзистор VT3 працює у лавинному режимі. Запускає імпульс відкриває транзистор VT2, забезпечуючи початкову асиметрію. Діоди VD5-VD8 - вихідний випрямляч з конденсаторами C8, C9, що фільтрують. Світлодіод HL1 показує наявність напруги на виході ІП. Автогенерація коливань відбувається в результаті дії позитивного зворотного зв'язку з III трансформатора обмотки Т1 на обмотку III трансформатора Т2 через струмообмежуючий резистор R9. При зменшенні його опору частота перетворення знижується, що веде до усунення максимуму ККД джерела у бік більшої потужності навантаження. У пристрої застосовані конденсатори К73-17 (C1, C2, C6, C9, С10), К73-11 (C4, C5), К50-32 (C3), К50-24 (C7, C8). Усі резистори – C2-23. Замість зазначених конденсаторів та резисторів можливе застосування інших компонентів, проте конденсатори слід вибирати з мінімальним тангенсом кута діелектричних втрат у робочому інтервалі частоти перетворення ІП. Діодний міст VD1 - будь-який з допустимим прямим струмом більше 1 А та допустимою зворотною напругою не менше 400 В, наприклад BR310. Не виключено і застосування дискретних діодів, наприклад, КД202Р, з'єднаних за мостовою схемою. У пристрої краще всього використовувати транзистор КТ315Г (VT3) - з ним ланцюг, що запускає, буде працювати відразу ж, транзистор КТ315Б доведеться підбирати, а транзистори КТ315А, КТ315В краще не застосовувати. Транзистори КТ826В (VT1, VT2) заміняються будь-якими із серій КТ826 або КТ812А, КТ812Б. Внаслідок малих втрат транзистори можна не встановлювати тепловідведення. Діоди вихідного випрямляча КД213А (VD5-VD8) можна замінити на КД213Б, КД213В або серій КД2997, КД2999. Їх слід встановити на тепловідведення з площею поверхні, що охолоджує, не менше 10 см2. В ІП застосовано електромагнітне реле постійного струму GBR10.1-11.24 з робочою напругою 24 В, здатне комутувати змінний струм 8 А в ланцюгах з напругою до 250 В. Його можна замінити будь-яким іншим з допустимим комутованим змінним струмом не менше 1 А в ланцюгах з напругою 250 В. Однак бажано застосувати реле з мінімальним струмом включення для підвищення ККД блоку живлення, оскільки чим менше струм спрацьовування, тим більший опір повинні мати резистори R1, R2 і менша потужність розсіюватиметься на них. Дроселі L1, L2 та трансформатор Т1 використані готові – від старої обчислювальної машини ЕС1060: L1 – І5, L2 – 4777026 або 009-01, Т1 – 052-02. Їх можна виготовити та самостійно. Дросель L1 намотують (одночасно дві обмотки) на кільцевому магнітопроводі К28х16х9 з фериту (наприклад, марок М2000НМ-А або М2000НМ1-17) або альсиферу. Його обмотки містять по 315 витків дроту ПЕВ-2 0,3. Резонансний дросель L2 намотують на кільцевому магнітопроводі К20х10х5 з фериту М2000НМ-А. Його обмотка містить 13 витків дроту ПЕВ-2 0,6. Трансформатор T1 намотують на кільцевому магнітопроводі К45х28х8 з фериту М2000НМ1-17. Обмотка I містить 200 витків дроту ПЕВ-2 0,6, обмотка II - 35 витків дроту ПЕВ-2 1, обмотка III - 5 витків дроту ПЕВ-2 0,6. Порядок намотування обмоток на магнітопровід довільний. Між обмотками необхідно прокласти шар ізоляції, наприклад, фторопластової стрічки. Крім того, трансформатор слід просочити, наприклад, парафін від свічок або церезином. Це не тільки підвищить електричну міцність ізоляції, а й зменшить гул, що створюється джерелом на холостому ході. Трансформатор T2 намотують на кільцевому магнітопроводі К20х10х5 з фериту М2000НМ-А. Обмотки I і II містять по сім витків дроту ПЕВ-2 0,3 (їх намотують одночасно в два дроти), а обмотка III - дев'ять витків дроту ПЕВ-2 0,3. Конструкція ІП може бути довільною, взаємне розташування елементів на платі не критично. Важливо лише забезпечити хороший приплив повітря до напівпровідникових приладів природною конвекцією або встановити ІП всередині пристрою поблизу вентилятора. Налагодження описаний ІП практично не потребує, хоча варто переконатися, що перетворювач працює в квазірезонансному режимі. Для цього до виходу блоку живлення підключають еквівалент навантаження – резистор потужністю 100 Вт та опором 36 Ом. Послідовно з конденсатором С6 включають додатковий резистор опором 0,1...1 Ом та потужністю 1...2 Вт. До додаткового резистори підключають щупи осцилографа: загальний - до середньої точки дільника напруги R3R4C4C5, сигнальний - до конденсатора С6. Необхідно переконатися, що осцилограф гальванічно не пов'язаний із мережею. Якщо пов'язаний, до мережі його слід підключити через розподільчий трансформатор з коефіцієнтом трансформації 1:1. У будь-якому випадку необхідно дотримуватись правил техніки безпеки. Подавши харчування на ІП, переконуються в наявності дзвоноподібних імпульсів струму з паузою на нулі. Якщо форма імпульсів відрізняється від показаної на рис. 1 необхідно підібрати число витків дроселя L2 до отримання резонансу. На додатковому резистори опором 0,1 Ом амплітуда імпульсів повинна бути близько 0,1 В. Тепер слід порівняти форму струму і напруги на комутуючому транзисторі VT2 з наведеними на рис. 2 графіками. Якщо вони близькі за формою, ІП працює у квазірезонансному режимі. Можна змінити поріг спрацьовування захисту. Для цього підбирають опір резистора R7 так, щоб захист спрацьовував при потрібному струмі навантаження. Якщо необхідно, щоб ІП вимикався при потужності навантаження менше 70 Вт, опір резистора R7 слід зменшити. Для обмеження струму зарядки конденсатора C3 у момент включення рекомендуємо в розрив будь-якого мережного дроту підключити резистор опором 5,6...10 Ом потужністю 2Вт. література
Автори: Є.Гайно, Є.Маскатов, м.Таганрог Ростовської обл.
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Графен зробить електроніку надшвидкою ▪ Фітнес-браслет Garmin vivosmart 5
▪ Розділ сайту Електродвигуни. Добірка статей ▪ стаття Так храм залишений - все храм, кумир повалений - все Бог! Крилатий вислів ▪ стаття Що таке мікроби? Детальна відповідь ▪ стаття Опунція. Легенди, вирощування, способи застосування ▪ стаття Геотермальні ресурси. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Сірник, що танцює. Секрет фокусу
Коментарі до статті: Володимир Схема дуже приваблива. Але є кілька питань: частота робоча змінюється від 12 кгц до 57 кгц при зміні навантаження. Отже і ККД теж схильний до зміни. При якому навантаженні максимальна частота і за якого мінімальна? Чи можна у схемі застосувати "наші" китайські радіодеталі? Транзистори, конденсатори та ферити. Індуктивність резонансної котушки не вказана, а добре було б. В іншому все зрозуміло і відповідає робочим схемам із резонансним навантаженням. Останнє питання: схема баласту лампи денного світла є резонансною чи резонансною квазі? Я трохи заплутався у визначеннях. [oops] [up]
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