|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Імпульсний блок живлення потужного УМЗЛ
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення Імпульсні джерела живлення широко використовуються у сучасній радіоелектронній апаратурі. Частіше почали застосовувати їх і радіоаматори, про що свідчить зростання публікацій у радіотехнічній літературі, зокрема в журналі "Радіо". Однак у більшості випадків описуються відносно малопотужні конструкції. Автор статті, що публікується, пропонує увазі читачів імпульсний блок живлення потужністю 800 Вт. Від описаних раніше він відрізняється застосуванням у перетворювачі польових транзисторів та трансформатора з первинною обмоткою із середнім висновком. Перше забезпечує вищий ККД і знижений рівень високочастотних перешкод, а друге - вдвічі менший струм через ключові транзистори і виключає необхідність в трансформаторі, що розв'язує, в ланцюгах їх затворів. Недоліком такого схемного рішення є висока напруга на половинах первинної обмотки, що вимагає застосування транзисторів з відповідною допустимою напругою. Щоправда, на відміну мостового перетворювача, у разі досить двох транзисторів замість чотирьох, що спрощує конструкцію і підвищує ККД устройства. В імпульсних блоках живлення (ДБЖ) використовують одно- та двотактні високочастотні перетворювачі. ККД перших нижче, ніж других, тому однотактні ДБЖ потужністю понад 40...60 Вт конструювати недоцільно. Двотактні перетворювачі дозволяють отримувати значно більшу вихідну потужність при високому ККД. Вони діляться на кілька груп, що характеризуються способом збудження вихідних ключових транзисторів та схемою включення їх у ланцюг первинної обмотки трансформатора перетворювача. Якщо говорити про спосіб збудження, то можна виділити дві групи: із самозбудженням та зовнішнім збудженням. Перші користуються меншою популярністю через труднощі у налагодженні. При конструюванні потужних (понад 200 Вт) ДБЖ складність їх виготовлення невиправдано зростає, тому для таких джерел живлення вони малопридатні. Перетворювачі із зовнішнім збудженням добре підходять для створення ДБЖ підвищеної потужності і часом майже не потребують налагодження. Що стосується підключення ключових транзисторів до трансформатора, то розрізняють три схеми: так звану напівмостову (рис. 1, а), бруківку (рис. 1, б) і з первинною обмоткою, що має відвід від середини (рис. 1, в). На сьогоднішній день найбільшого поширення набув напівмостовий перетворювач [1]. Для нього необхідні два транзистори із відносно невисоким значенням напруги Uке max. Як видно із рис. 1, а. конденсатори С1 і С2 утворюють дільник напруги, якого підключена первинна (I) обмотка трансформатора Т2. При відкритті ключового транзистора амплітуда імпульсу напруги на обмотці досягає значення Uпіт/2 - Uке max.
Мостовий перетворювач [2] аналогічний напівмостовому, але в ньому конденсатори замінені транзисторами VT3 та VT4 (рис. 1. б), які відкриваються парами по діагоналі. Цей перетворювач має дещо вищий ККД за рахунок збільшення напруги, що подається на первинну обмотку трансформатора, а отже, зменшення струму, що протікає через транзистори VT1 - VT4. Амплітуда напруги на первинній обмотці трансформатора у разі досягає значення Uпит - 2Uкэ max. Окремо стоїть перетворювач за схемою на рис. 1. в. що відрізняється найбільшим ККД. Досягається це рахунок зменшення струму первинної обмотки и. як наслідок, зменшення розсіюваної потужності в ключових транзисторах, що надзвичайно важливо для потужних ДБЖ. Амплітуда напруги імпульсів половині первинної обмотки зростає до значення Uпит - Uкэ max. Слід також зазначити, що на відміну від інших перетворювачів (1,2) для нього не потрібний вхідний трансформатор, що розв'язує. У пристрої за схемою на рис. 1. необхідно використовувати транзистори з високим значенням Uке max. Оскільки кінець верхньої (за схемою) половини первинної обмотки з'єднаний з початком нижньої, при протіканні струму в першій з них (відкритий VT1) у другій створюється напруга, що дорівнює (за модулем) амплітуді напруги на першій, але протилежне за знаком щодо Uпит. Іншими словами, напруга на колекторі закритого транзистора VT2 досягає 2Uпіт. тому його Uке max має бути більше 2Uпіт. У запропонованому ДБЖ застосований двотактний перетворювач із трансформатором, первинна обмотка якого має середній висновок. Він має високий ККД. низький рівень пульсацій і слабко випромінює перешкоди у навколишній простір. Автор використовує його для живлення двоканального умощенного варіанта УМЗЧ. описаного у [3]. Вхідна напруга ДБЖ - 180...240 В. номінальна вихідна напруга (при вхідній 220 В) - 2х50 В. максимальна потужність навантаження - 800 Вт. робоча частота перетворювача – 90 кГц. Принципова схема ДБЖ зображена на рис. 2. Як видно, це перетворювач із зовнішнім збудженням без стабілізації вихідної напруги. На вході пристрою включений високочастотний фільтр C1L1C2, що запобігає попаданню перешкод у мережу. Пройшовши його, мережна напруга випрямляється діодним мостом VD1 – VD4. пульсації згладжуються конденсатором C3. Випрямлена постійна напруга (близько 310 В) використовується для живлення високочастотного перетворювача.
Пристрій управління перетворювачем виконано мікросхемах DD1-DD3. Живиться воно від окремого стабілізованого джерела, що складається з понижуючого трансформатора Т1. випрямляча VD5 та стабілізатора напруги на транзисторах VT1, VT2 та стабілітроні VD6. На елементах DDI. 1. DD1.2 зібраний генератор, що виробляє, що виробляє імпульси з частотою прямування близько 360 кГц. Далі слідує дільник частоти на 4, виконаний на тригерах мікросхеми DD2. За допомогою елементів DD3.1 DD3.2 створюються додаткові паузи між імпульсами. Паузою не що інше, як рівень логічного 0 на виходах цих елементів, що з'являється за наявності рівня 1 на виходах елемента DDI.2 і тригерів DD2.1 і DD2.2 (рис. 3). Напруга низького рівня на виході DD3.1 (DD3.2) блокує DD1.3 (DD1.4) у закритому стані (на виході - рівень логічної 1).
Тривалість паузи дорівнює 1/3 від тривалості імпульсу (рис. 3, епюри напруги на висновках 1 DD3.1 і 13 DD3.2), чого цілком достатньо для закривання ключового транзистора. З виходів елементів DD1.3 та DD1 .4 остаточно сформовані імпульси надходять на транзисторні ключі (VT5. VT6), які через резистори R10, R11 керують затворами потужних польових транзисторів VT9, VT10. Імпульси з прямого та інверсного виходів тригера DD2.2 надходять на входи пристрою, виконаного на транзисторах VT3. VT4. VT7. VT8. Відкриваючись по черзі, VT3 та VT7. VT4 та VT8 створюють умови для швидкої розрядки вхідних ємностей ключових транзисторів VT9, VT10. тобто їх швидкого закривання. Причому, як бачимо з рис. 3 (епюри напруги на висновках 12 і 13 DD2.2). VT7 і VT8 відкриваються відразу після закінчення імпульсу, тому за будь-якої вихідний потужності кожен із транзисторів VT9, VT10 завжди встигає надійно закритися до відкривання другого. Якби ця умова не виконувалася, через них, а отже через первинну обмотку трансформатора Т2 протікав би наскрізний струм. який не тільки зменшує надійність та ККД ДБЖ. а й створює сплески напруги, амплітуда яких часом перевищує напругу живлення перетворювача. У ланцюги затворів транзисторів VT9 і VT10 включені резистори відносно великого опору R10 і R11. Разом з ємністю затворів вони утворюють фільтри нижніх годин мл, що зменшують рівень гармонік при відкриванні ключів. З цією метою введені елементи VD9-VD12. П16, R17, С12. Стокові ланцюги транзисторів VT9. VT10 включена первинна обмотка трансформатора Т2. Випрямлячі вихідної напруги виконані за бруківкою на діодах VD13 - VD20, що дещо зменшує ККД пристрою, але значно (більш ніж у п'ять разів) знижує рівень пульсацій на виході ДБЖ. Важливо відзначити, що форма коливань майже прямокутна при максимальному навантаженні плавно переходить в близьку до синусоїдальної при зменшенні потужності до 10...20 Вт. що позитивно позначається лише на рівні шумів УМЗЧ за малої гучності. Випрямлену напругу обмотки IV трансформатора Т2 використовують для живлення вентиляторів (див. далі). У пристрої застосовані конденсатори К73-17 (С1. С2. С4). К50-17 (C3), МБМ (С12. С13). К73-16 (С14-С21. С24. С25). К50-35 (С5-С7). КМ (інші). Замість зазначених на схемі допустиме застосування мікросхем серій К176. К564. Діоди Д246 (VD1-VD4) замінні будь-які інші, розраховані на прямий струм не менше 5 А і зворотна напруга не менше 350 В (КД202К. КД202М. КД202Р, КД206Б. Д247Б). або діодний випрямний міст з такими ж параметрами, діоди КД2997А (VD13-VD20) – на КД2997Б. КД2999Б. стабілітрон Д810 (VD6) – на Д814В. Як VT1 можна використовувати будь-які транзистори серій КТ817, КТ819. як VT2-VT4 і VT5, VT6 - відповідно будь-які з серій КТ315, КТ503, КТЗ102 і КТ36К КТ502. КТ3107. на місці VT9, VT10 – КП707В1, КП707Е1. Транзистори КТ3102Ж (VT7. VT8) замінювати не рекомендується. Трансформатор Т1 - ТС-10-1 або будь-який інший з напругою вторинної обмотки 11... 13 при струмі навантаження не менше 150 мА. Котушку L1 мережевого фільтра намотують на феритовому (М2000НМ1) кільці типорозміру К31М8,5у7 проводом ПЗВ-1 1,0(2x25 витків), трансформатор Т2 - на трьох склеєних разом кільцях з фериту тієї ж марки, але типорозміру. Обмотка I містить 45x28 витка проводу ПЕВ-12 2 (намотують ледь проводи), обмотки II і III - по 42 витків (п'ять проводів ПЕВ-2 1,0), обмотка IV - 7 витка ПЕВ-2 0,8. Між обмотками прокладають три шари ізоляції із фторопластової стрічки. Магнітопроводи дроселів L2, L2 - феритові (0.8НМЗ) стрижні діаметром 2 і довжиною 3 мм (підстроювальники від броньових сердечників Б1500). Обмотки містять по 6 витків дроту ПЕВ-25 48. Транзистори VT9. VT10 встановлюють на тепловідведення з вентиляторами, що застосовуються для охолодження мікропроцесорів Pentium (підійдуть аналогічні вузли і від процесорів 486). Діоди VD13-VD20 закріплюють на тепловідведеннях з площею поверхні близько 200 см2. Для охолодження транзисторів вихідного каскаду УМЗЧ на задній стінці встановлюють вентилятор від комп'ютерного блоку живлення або будь-який інший з напругою живлення 12 Ст. При монтажі ДБЖ слід прагнути до того, щоб усі з'єднання були можливо коротшими, а в силовій частині використовувати провід якомога більшого перерізу. ДБЖ бажано укласти в металевий екран і з'єднати його з виведенням 0 Виходу джерела, як показано на рис. 4. Загальний провід силової частини з екраном не повинен з'єднуватися. Оскільки ДБЖ не оснащений пристроєм захисту від короткого замикання та перевантаження, в ланцюзі живлення УМЗЧ необхідно включити запобіжники на 10А.
Налагодження описаний ДБЖ практично не потребує. Важливо лише правильно сфазувати половину первинної обмотки трансформатора Т2. При справних деталях та відсутності помилок у монтажі блок починає працювати відразу після включення до мережі. Якщо необхідно, частоту перетворювача підлаштовують підбором резистора R3. Для підвищення надійності ДБЖ бажано експлуатувати його з УМЗЧ, в якому передбачено наскрізне продування вентилятором. література
Автор: Д.Колганов, м.Калуга
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Твердотільні накопичувачі M.2 512 ГБ від Transcend ▪ Беруши в ніс для охочих схуднути ▪ Мікрофлора кишечника впливає на наше здоров'я та настрій ▪ Вуличні ліхтарі Тайбея оснастять розумними світлодіодними лампами ▪ П'єзоелектричні MEMS-мікрофони для смартфонів
▪ Розділ сайту Будівельнику, домашньому майстру. Добірка статей ▪ стаття Біла ворона. Крилатий вислів ▪ стаття Як виходить засмага? Детальна відповідь ▪ стаття Куркума культурна Легенди, вирощування, способи застосування
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