Mały zasilacz impulsowy 12 V 2 A. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Mały zasilacz impulsowy 12 V 2 ampery. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Zasilacze

Komentarze do artykułu

Proponowany samooscylacyjny zasilacz impulsowy (SMPS) charakteryzuje się małymi wymiarami i dużą wydajnością. Jego osobliwością jest to, że obwód magnetyczny transformatora impulsowego działa wchodząc w obszar nasycenia. Projektując samogenerujące SMPS, w większości przypadków stosuje się mocny transformator w trybie liniowym, a transformator przełączający małej mocy w trybie nasycenia obwodu magnetycznego. Poszczególne uzwojenia tych transformatorów są połączone szeregowo ze sobą i rezystorem ograniczającym prąd - tworzy to obwód dodatniego sprzężenia zwrotnego (POC).

Wadą tego rozwiązania jest zwiększone wydzielanie ciepła w tym rezystorze. Chęć zmniejszenia mocy wydzielanej przez ten rezystor w większości przypadków prowadzi do zwiększonego nagrzewania się tranzystorów przełączających i spadku wydajności. Niska wydajność zmusza programistów do zwrócenia uwagi na inne rozwiązania obwodów dla przetworników, na przykład samooscylatory Royera. Mają transformator z nasycającym się rdzeniem magnetycznym i nie mają transformatora przełączającego małej mocy ani rezystora ograniczającego prąd.

Jednakże w momentach przełączania przez tranzystory przełączające przepływa prąd, którego amplituda impulsu może przekraczać 3...20-krotność średniej wartości pobieranego prądu. Ta okoliczność nie tylko dyktuje warunek wyboru tranzystorów o dużej rezerwie prądowej, ale także objawia się ich zwiększonym nagrzewaniem. Sprawność takiego SMPS wynosi około 50% przy mocy wyjściowej do 30 W. Wydajność można zwiększyć, włączając rezystory o niskiej rezystancji do obwodów emiterów tranzystorów przełączających. Dokładnie to zrobiono w SMPS, którego schemat pokazano na ryc. 1.

Mały zasilacz impulsowy 12 V 2 A. Schemat IP
Rys.. 1

Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że doprowadzi to tylko do zwiększonego wytwarzania ciepła na tych rezystorach. Ale dzięki tym rezystorom istnieje lokalne ujemne sprzężenie zwrotne (NFE) na prądzie, które ogranicza prąd kolektora tranzystora, gdy gwałtownie wzrasta. W rezultacie amplituda prądu kolektora w momentach przełączania tranzystorów spada kilkukrotnie, zwiększając sprawność zasilacza impulsowego. W proponowanych zasilaczach impulsowych nagrzewanie się tranzystorów przełączających i transformatora, w porównaniu z wariantem, w którym te rezystory są nieobecne, zmniejszyło się około trzykrotnie, a jego niezawodność i sprawność odpowiednio wzrosła.

Технические характеристики
Napięcie sieciowe, V 220 ±20%
Napięcie wyjściowe bezczynności, V 15
Napięcie wyjściowe przy maksymalnym obciążeniu, V 12
Maksymalny prąd obciążenia, A 2
Częstotliwość konwersji w trybie bezczynności, kHz 7,3
Częstotliwość konwersji przy maksymalnym obciążeniu, kHz 6,7
Prąd bez obciążenia SMPS, nie więcej niż, mA 19
Maksymalna moc pobierana przez obciążenie, W 24
Maksymalna sprawność (przy maksymalnej mocy wyjściowej), % 84
Amplituda tętnień napięcia wyjściowego, nie więcej niż mV 22
Wymiary całkowite, mm 110x73x25

Napięcie sieciowe jest dostarczane do SMPS przez bezpiecznik topikowy FU1, który wraz z warystorem RU1 chroni elementy SMPS przed zwiększonym napięciem sieciowym. Termistor RK1 ogranicza impuls prądowy podczas ładowania kondensatorów C2-C4 w momencie włączenia zasilacza. Napięcie sieciowe przez filtr przeciwzakłóceniowy L1C1 jest doprowadzane do mostka diodowego VD1, gdzie jest prostowane, a następnie wygładzane przez kondensator C2. Elementy C5, R3, VS1 tworzą obwód ułatwiający uruchomienie konwertera po jego włączeniu.

Diody tłumiące VD2, VD3 ograniczają amplitudę impulsów napięciowych na kolektorach tranzystorów przełączających VT1, VT2 do bezpiecznej wartości. Rozpraszanie ciepła w tych tranzystorach okazało się niewielkie, więc zastosowano je bez radiatorów. W najcięższym trybie tranzystory nagrzewają się do 50°C. Rezystory R2, R4 tworzą obwód OOS dla prądu, a obwody R5C6 i R6C7 są przeznaczone do wymuszonego przełączania tranzystorów. Wyjściowe napięcie AC prostuje mostek diodowy VD4-VD7, L2C8C9 jest filtrem wygładzającym, a cewka indukcyjna zapewnia odpowiedź indukcyjną filtra, która jest niezbędna do niezawodnego rozruchu konwertera. Zainstalowanie kondensatorów o pojemności 68 nF lub większej na wyjściu prostownika uniemożliwi uruchomienie. Dioda HL1 sygnalizuje obecność napięcia wyjściowego. Wszystkie części SMPS są zamontowane na płytce drukowanej wykonanej z jednostronnej folii z włókna szklanego, której rysunek pokazano na ryc. 2.

Rys.. 2

Aby poprawić chłodzenie tranzystorów, w płytce pod nimi wykonano otwory wentylacyjne. Cewka L1 i transformator T1 są mocowane śrubami. Po włożeniu tych wkrętów do otworów w płycie, należy nałożyć na nie kawałki rurki PCV od strony części. Następnie montują dławik, transformator i dociskają je do płytki plastikowymi podkładkami. Tranzystory są przykręcane do metalowych podstawek, a następnie lutowane do płytki. Bezpiecznik FU1 składa się z dwóch cynowanych pinów wciśniętych w płytkę, pomiędzy którymi wlutowany jest drut miedziany o średnicy 0,03 mm. Na zewnątrz zamykany jest kawałkiem rurki PCV w celu ochrony przed uszkodzeniami mechanicznymi, a w przypadku pracy, ochrony elementów SMPS przed rozpryskami stopionego metalu. W przypadku wkładki topliwej FU2 na płytce montowany jest metalowo-plastikowy uchwyt. Wygląd zmontowanych i włączonych do sieci zasilaczy impulsowych pokazano na ryc. 3.

Rys.. 3

Dinistor KN102D można zastąpić DB3, DB4 lub dowolną serią KN102, diody 1.5KE350SA można zastąpić 1.5KE300SA, 1.5KE400SA, 1.5KE440SA, diody 2D2999B na KD2999A, KD213A-KD213V, KD2997 A, KD 2997B. Diodę YL-BB3N7M można zastąpić dowolną małogabarytową diodą LED dowolnego koloru o prądzie pracy do 20 mA. Po przeprowadzeniu eksperymentów autor stwierdził, że tranzystory KT812A można zastąpić tranzystorami KT840A. Przy zastosowaniu tranzystorów 2T704A, KT704B, KT809A nagrzewanie wzrosło, ale mieściło się w dopuszczalnych granicach, mają jednak inną obudowę, co będzie wymagało zmiany topologii płytki drukowanej. Termistor SCK-103NTC można zastąpić MZ92-P220RM, MZ92-R220RM, MZ92-P330RM, MZ92-R330RM, warystor VCR391 - JVR-10N361K, JVR-14N361K, JVR-20N361K, JVR-10N391 K, JVR-14N391 20 K , JVR - 391N10K, JVR-431N14K, JVR-431N20K.JVR-431N1K. Cewka indukcyjna L2000 jest nawinięta na rdzeń magnetyczny M10NM o standardowym rozmiarze K6x5x10 i zawiera 0,12 zwojów drutu MGTF 0,3 lub PELSHO XNUMX złożonych na pół.

Cewka L2 jest nawinięta na obwód magnetyczny M2000NM o rozmiarze K16x10x5, uzwojenie zawiera 24 zwoje drutu PETV lub PEV-2 o średnicy 0,85 mm. Dla transformatora T1 zastosowano obwód magnetyczny M2000NM-A K32x18x7 wykonany z ferrytu (przepuszczalność magnetyczna zmierzona przez autora wynosiła 1885, a indukcja nasycenia głębokiego 0,38 T). Dopuszcza się stosowanie rdzeni magnetycznych M2000NM1, M2000NM1-17, M2000NM-39 w rozmiarze K32x20x6. Do nawijania można użyć drutu PETV, PEV-2 lub PELSHO, uzwojenia I i III zawierają po 8 zwojów drutu o średnicy 0,3 mm, uzwojenie II - 351 zwojów drutu o średnicy 0,45 mm, uzwojenie IV - 33 zwoje drutu o średnicy 0,85 mm.

Wstępnie szlifowane są krawędzie rdzenia magnetycznego i nawijane są dwie warstwy lakierowanej tkaniny lub jedna warstwa tekstylnej taśmy izolacyjnej. Druty wszystkich uzwojeń są ściśle ułożone w obwodzie magnetycznym. Uzwojenia I i III są nawijane najpierw jednocześnie w dwóch drutach z odstępem 3 ... 5 mm między drutami, aby zapobiec awariom. Następnie uzwojenia są impregnowane szelakiem i nawijane są dwie warstwy lakierowanej tkaniny. Dalej - jedna warstwa uzwojenia II, układająca drut „cewka do cewki”. Pomiędzy początkiem a końcem tej warstwy powinna być odległość 6 ... 7 mm, drut jest zamocowany, a uzwojenie impregnowane szelakiem. Następnie nakłada się warstwę płótna lakierowanego i w ten sam sposób nawija się drugą i trzecią warstwę uzwojenia II, po czym układa się dwie warstwy płótna lakierowanego lub taśmy izolacyjnej. Uzwojenie IV jest nawijane jako ostatnie, impregnowane szelakiem. Następnie - dwie lub trzy warstwy taśmy izolacyjnej chroniącej uzwojenia przed uszkodzeniami mechanicznymi. Podczas konfiguracji należy pamiętać, że elementy SMPS znajdują się pod zagrażającym życiu napięciem sieciowym, dlatego wszelkie wymiany elementów przy urządzeniu odłączonym od sieci.

Przed pierwszym podłączeniem źródła do sieci należy sprawdzić instalację i upewnić się, że zmontowany produkt jest zgodny ze schematem. Następnie wkładka bezpiecznikowa FU2 jest wyjmowana z uchwytu, a zasilacz SMPS jest podłączony do sieci. Jeśli autogeneracja nie występuje po włączeniu, zwiększ pojemność kondensatora C5 do 1 μF lub zainstaluj rezystor R3 o rezystancji 120 omów. Jeśli prąd biegu jałowego zasilacza SMPS jest większy niż 40 mA (mierzony między filtrem sieciowym a zespołem diodowym VD1), oznacza to, że indukcja nasycenia obwodu magnetycznego jest znacznie mniejsza niż 0,38 T. W takim przypadku konieczne jest proporcjonalne zwiększenie liczby zwojów we wszystkich uzwojeniach transformatora T1. Liczbę zwojów należy zwiększyć o co najmniej 10 ... 15%, a jeśli to konieczne, więcej. Podczas normalnej pracy zasilacza transformator T1 powinien emitować cichy gwizdek.

Podsumowując należy zauważyć, że podstawą tego SMPS jest transformator T1, dlatego w przypadku konieczności zastosowania przewodnika magnetycznego o innej wielkości lub uzyskania innej mocy należy przeliczyć wszystkie elementy. Najłatwiej to zrobić na komputerze za pomocą autorskiego programu Converter 4.0.0.0, moskatov.narod.ru/ Converter.html

Autor: E. Moskatov, Taganrog, obwód rostowski; 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

Belgia zbuduje sztuczną wyspę energetyczną 08.03.2023

Belgia stworzy pierwszą na świecie sztuczną wyspę na Morzu Północnym.

Elia przedstawił szkic tego projektu. Powiedziała też, że wyspa będzie nosiła imię belgijskiej księżniczki Elżbiety. Będzie zlokalizowana 45 kilometrów od belgijskiego wybrzeża i będzie służyć jako łącznik między morskimi farmami wiatrowymi a lądową siecią wysokiego napięcia. Łączna moc turbin wiatrowych wyniesie 3,5 GW.

Budowa ma się rozpocząć na początku 2024 roku, a zakończyć w 2026 roku. Oczekuje się, że wyspa będzie pierwszym blokiem zintegrowanej europejskiej morskiej sieci energetycznej, która połączy różne węzły i kraje. Na przykład Belgia chce zbudować dodatkowe wspólne połączenia z Wielką Brytanią i Danią.

Umożliwi to krajowi dostęp do ogromnej ilości energii odnawialnej potrzebnej do zmniejszenia zależności przemysłu od paliw kopalnych w perspektywie krótkoterminowej.

W ostatnich latach zwrócono uwagę na koncepcję sztucznych wysp energetycznych jako potencjalnego rozwiązania dla zaspokojenia rosnącego zapotrzebowania na czystą energię. Wyspy te mogą zapewnić niezawodne źródło energii odnawialnej i pomóc zmniejszyć zależność od paliw kopalnych. Ponadto mogą służyć jako centrum magazynowania i dystrybucji energii.

"Jesteśmy dumni, że możemy wspierać ten projekt, dzięki któremu jako belgijskie konsorcjum możemy wspierać nasz kraj w osiąganiu celów klimatycznych. Połączone doświadczenie Jana De Nul i DEME jako specjalistów od pogłębiania, zbrojenia skał i energii morskiej jest absolutnym dodatkiem wartość ”, powiedziała Julie De Nul, dyrektor Grupy Jan De Nul.

Według konsorcjum Wyspa Księżniczki Elżbiety będzie pierwszą na świecie wyspą energetyczną stworzoną przez człowieka, która łączy w sobie zarówno prąd stały, jak i przemienny. Infrastruktura wysokiego napięcia na wyspie połączy kable eksportowe farm wiatrowych z obszaru Princess Elizabeth, a także posłuży jako hub dla przyszłych połączeń z Nautilusem w Wielkiej Brytanii i TritonLink w Danii.

Ogólnie rzecz biorąc, obiekty te ułatwią wymianę energii elektrycznej między krajami, a także będą połączone z gigantycznymi morskimi farmami wiatrowymi na Morzu Północnym, które następnie zapewnią Belgii duże ilości energii odnawialnej.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Samsung wypuścił pierwszy telefon komórkowy z dyskiem twardym

▪ Ciepło na prąd

▪ Ergonomiczne komponenty Samsung do oświetlenia LED

▪ Nowa forma materii – płynne szkło

▪ Prysznic z trójkątnych otworów

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Wzmacniacze niskich częstotliwości. Wybór artykułu

▪ Artykuł o truskawkach. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Kiedy zacząłeś układać zagadki i opowiadać dowcipy? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Cyclanter stopiform. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Wzmacniacz mocy push-pull 3H. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Transwerter FM 144/27 MHz. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

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