Prostownik do dużych prądów o małych stratach. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Zasilacze

 Komentarze do artykułu

Opisywany nietypowy prostownik AC przeznaczony jest do stosowania tam, gdzie wymagane są niskie napięcia regulowane przy stosunkowo dużych prądach i małych stratach. Przykładem zastosowania jest zasilanie elementów Peltiera stosowanych w układach chłodzenia, gdzie dodatkowo konieczna jest regulacja temperatury. Kąpiele galwaniczne i lutownice niskonapięciowe to inne przykłady zastosowań podobnego prostownika.

Przy uzyskiwaniu niskich napięć zasilających w prostownikach pojawia się problem spadku napięcia na diodach półprzewodnikowych prostownika, ze względu na materiał półprzewodnikowy zastosowany w diodach (0,6...0,9 V w diodach krzemowych), który ma większy wpływ, im niższy wyprostowane napięcie. Występuje problem odprowadzania ciepła przy dużych prądach obciążenia. Gdy konieczne jest również dostosowanie napięcia wyjściowego, uciekają się do zastosowania szeregowego stabilizatora napięcia, którego spadek napięcia na złączu tranzystora regulacyjnego wynosi, oprócz spadku na diodach prostowniczych, jeszcze kilka woltów, co prowadzi do bezużytecznego rozpraszania mocy, natomiast sprawność urządzenia nie przekracza 50%. Na rysunku (Bild 1) przedstawiono układ prostownika zaczerpnięty ze zbioru patentów NRD [1], który może znacznie zmniejszyć straty mocy.

Rys.. 1.

To przede wszystkim prostownik pełnookresowy z punktem środkowym, który jest charakterystyczny i znany jako prostownik mający dwie diody i odczep od środka uzwojenia transformatora. Tutaj diody prostownicze są zastąpione złączami emiter-kolektor tranzystorów regulacyjnych (VT1 i VT2). Daje to przewagę nad diodami, ponieważ spadek napięcia na złączach emiter-kolektor dla nowoczesnych tranzystorów planarnych dużej mocy wynosi tylko 0,1 ... Ponadto, stosując tranzystory jako elementy sterowane, możliwe staje się dostosowanie wyprostowanego napięcia wyjściowego, a mianowicie poprzez obcięcie fazy.

Rys.. 2

Podczas dodatniego półcyklu prąd przepływa przez VD1, styki przełączające S (S - pierwszy po prawej, zgodnie ze schematem, pozycja), rezystor R i dioda VD4 w obwodzie baza-emiter VT2. Jednocześnie sterowany jest VT2, w wyniku czego otwiera się dolna gałąź prostownika, a kondensator C jest ładowany. Podczas ujemnego półcyklu tranzystor VT1 jest sterowany przez diodę VD2, S, R i VD3, która otwiera górną gałąź prostownika. Ponieważ mówimy o prostowniku pełnookresowym, w którym resztkowy spadek napięcia na złączach emiter-kolektor tranzystorów jest bardzo mały, moc rozpraszana na tranzystorach jest również niewielka, równa spadkowi napięcia na emiterze-kolektorze złącza pomnożona przez prąd płynący w tym obwodzie. Jeśli moc rozpraszania jest niska, radiator może być również mały, a jeśli biegun ujemny prostownika można również podłączyć do metalowej obudowy zasilanego urządzenia, to tranzystory sterujące można przykręcić przewodami kolektora bezpośrednio do obudowy bez uszczelek izolacyjnych.

Rozważmy teraz możliwość regulacji napięcia wyjściowego prostownika za pomocą łańcucha diod VD5 ... VDn, przełączanych przełącznikiem S, który odcina fazę (Bild 2). Tranzystory w tym przypadku zaczynają przewodzić nie natychmiast od początku odpowiedniego półokresu napięcia przemiennego, ale po pewnym czasie, gdy chwilowa wartość amplitudy napięcia w półokresie przekroczy sumę napięć stałych włączonych diod. Odpowiednio, im krótszy czas otwarcia tranzystorów, tym mniejsze napięcie może być ładowane przez kondensator filtrujący C. Oczywiście efekt późniejszego otwarcia i wcześniejszego zamknięcia tranzystorów zależy od bezpośredniego spadku napięcia na diodach VD1 ... VD4 i napięcie otwarcia tranzystorów VT1 i VT2. Tutaj najlepiej zastosować diody germanowe ze względu na mały spadek napięcia przewodzenia na nich, na przykład diody 0,1 A lub 1 A z serii GY. Diody z barierą Schottky'ego okazują się tu nowocześniejsze, ale wyniki uzyskiwane z nimi nie są lepsze, a gorsze niż ze starymi dobrymi diodami germanowymi, tym bardziej, że nie każdy może jeszcze dostać diody Schottky'ego.

Szczególną uwagę należy zwrócić na maksymalne dopuszczalne napięcie wsteczne złączy baza-emiter VT1 i VT2. Jeśli to napięcie zostanie przekroczone, prąd z odpowiedniego zewnętrznego końca uzwojenia wtórnego transformatora przepłynie przez zablokowane złącze emiter-baza (jako prąd stabilizujący (lub „prąd przebicia lawinowego”) w diodzie Zenera) i od tam przez złącze baza-kolektor zawarte w kierunku przepływu prądu do przodu, - bezpośrednio do wyjścia prostownika. W tym przypadku oczywiście nie może być mowy o jakiejkolwiek regulacji przez tranzystory i są one uszkodzone. Wartość szczytowa napięcia na dowolnej połowie uzwojenia wtórnego nie może przekraczać dopuszczalnego napięcia wstecznego złącza emiter-baza (Ueff * 3 2), które musi mieścić się w zakresie 6 ... 9 V.

Zaleca się pomiar dopuszczalnego napięcia wstecznego złączy baza-emiter przed zainstalowaniem tranzystorów w obwodzie (i prawdopodobnie, ponieważ obwód jest symetryczny, wybierz parę tranzystorów o tych samych parametrach). Sposób pomiaru tego napięcia jest prosty: należy włączyć złącze baza-emiter w przeciwnym kierunku (blokując przepływ prądu stałego) przez rezystor i zmierzyć napięcie na złączu w taki sam sposób jak napięcie stabilizacji wyznaczona na konwencjonalnej diodzie Zenera. Zwiększamy napięcie dostarczane do rezystora połączonego szeregowo (na przykład o rezystancji 1 kΩ) i złącza baza-emiter („plus” do emitera, jeśli jest to tranzystor npn), na woltomierzu połączonym równolegle z złącza obserwujemy wartość maksymalnego napięcia wstecznego, gdy przestaje ono zauważalnie rosnąć wraz ze wzrostem napięcia zasilania. Ta ostatnia okoliczność (raczej niskie dopuszczalne napięcie zwrotne złącza baza-emiter) ogranicza maksymalne napięcie wyjściowe napędzanego obwodu prostownika do 5 woltów. Wartość rezystancji R = 200 omów wybrano jako kompromis dla napięcia wyjściowego do 5 V przy prądach obciążenia 1 ... 2 A: jej zbyt mała wartość prowadzi do nadmiernych strat w samym rezystorze (nieekonomiczne), natomiast duży nie, dla którego straty również rosną (teraz na tranzystorach regulacyjnych).

Tranzystory powinny mieć jak największe napięcie wsteczne baza-emiter i możliwie największe wzmocnienie prądowe. Jeśli używane są tranzystory pnp (na przykład KT818), wszystkie diody i kondensator z filtrem tlenkowym powinny zostać „odwrócone”, a polaryzacja napięcia wyjściowego ulegnie zmianie.

Możesz pójść dalej i zamiast dyskretnej regulacji napięcia wyjściowego zastosować płynne, ustawiając zamiast diod VD5 ... VDn i przełącznika S taką samą przewodność jak VT1 / VT2 (kolektor do punktu połączenia diod VD1 i VD2, emiter do rezystora R) i potencjometr, którego wyjście silnika należy podłączyć do podstawy dodatkowego tranzystora, a skrajne wnioski do kolektora i emitera tego tranzystora. Możliwe są również inne inkluzje o opadającej charakterystyce (analog dinistora). Dla eksperymentatora istnieje duże pole działania.

literatura

1. Patent DDR-WP HO2 313189.7
2. mgr inż. M. Franke
3. FUNKAMATEUR 1988, nr 11, s. 554.

Tłumaczenie: Viktor Besedin (UA9LAQ) ua9laq@mail.ru, Tiumeń; Publikacja: cxem.net

Zobacz inne artykuły Sekcja Zasilacze.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Klawiatura Primium Seneca 05.05.2024

Klawiatury są integralną częścią naszej codziennej pracy przy komputerze. Jednak jednym z głównych problemów, z jakimi borykają się użytkownicy, jest hałas, szczególnie w przypadku modeli premium. Ale dzięki nowej klawiaturze Seneca firmy Norbauer & Co może się to zmienić. Seneca to nie tylko klawiatura, to wynik pięciu lat prac rozwojowych nad stworzeniem idealnego urządzenia. Każdy aspekt tej klawiatury, od właściwości akustycznych po właściwości mechaniczne, został starannie przemyślany i wyważony. Jedną z kluczowych cech Seneki są ciche stabilizatory, które rozwiązują problem hałasu typowy dla wielu klawiatur. Ponadto klawiatura obsługuje różne szerokości klawiszy, dzięki czemu jest wygodna dla każdego użytkownika. Chociaż Seneca nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, jej premiera zaplanowana jest na późne lato. Seneca firmy Norbauer & Co reprezentuje nowe standardy w projektowaniu klawiatur. Jej ... >>

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Wyświetlacz brajlowski 07.02.2005 Niemieccy inżynierowie stworzyli wyświetlacz dla niewidomych z metalu z pamięcią kształtu. Aby, powiedzmy, programista, nawet który stracił wzrok z powodu niezliczonych godzin spędzonych przed monitorem, nadal zachwycał społeczeństwo owocami swojej pracy twórczej, a także umożliwiał wszystkim niewidomym korzystanie z technologii informatycznych inżynierowie projektują wyświetlacze dla niewidomych. Opierają się na tym samym alfabecie Braille'a, który jest używany w książkach - zestaw wypukłych kropek; są wyczuwalne palcami i czytają tekst. Nowe rozwiązanie problemu zaproponowali niemieccy naukowcy z ośrodka „CAESAR” (Centrum Zaawansowanych Europejskich Badań i Badań), kierowanego przez dr Bernharda Winzka. Zaproponowany przez nich wyświetlacz opiera się na cienkich warstwach kilku stopów z pamięcią kształtu osadzonych na podłożu krzemowym. Pod wpływem prądu metal nagrzewa się, wygina i popycha plastikowy kołek. To osoba pracująca za takim wyświetlaczem to czuje. Kolejny sygnał elektryczny przywraca szpilkę do pierwotnej pozycji. Wyświetlacz okazał się bardzo oszczędny: prąd, a nawet wtedy w postaci krótkich impulsów, potrzebuje tylko w momencie obrazu danej litery.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ MAX77950 Uniwersalny bezprzewodowy odbiornik zasilania

▪ Alternatywna rzeczywistość dla harcerzy

▪ Pieniądze z mikroczipem

▪ Podróżuj szybciej z telefonem komórkowym

▪ Miniaturowy silnik spalinowy

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja strony Energia elektryczna dla początkujących. Wybór artykułu

▪ artykuł Roberta Musila. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Który imiennik Nietzschego zmarł dokładnie 100 lat po jego śmierci? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł Kanthala. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Technologia ogniw fotowoltaicznych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Dźwięk w samochodzie: schematy i poprawność ich wyboru. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024