|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ O prostych i wydajnych stabilizatorach napięcia. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Ochronniki przeciwprzepięciowe Niezależna produkcja wydajnych (i co najważniejsze prostych obwodów!) stabilizatorów napięcia (SV) i zasilaczy (PSU) jest bardzo ważna. Fabryczne mocne zasilacze (PS) mogą być trudne do kupienia, a ceny tych produktów są bardzo wysokie (od kilkudziesięciu do kilkuset dolarów w zależności od parametrów). Ponieważ producent nie robi zasilacza dla siebie, oszczędza na wszystkim, co się da. Specjaliści mogą wykonać dla Ciebie mocny zasilacz na zamówienie. Kupujący po zapoznaniu się z wypełnieniem zdaje sobie sprawę, że za projekt (pudełko) zapłacił 70...90% ceny zasilacza. Nowoczesne zasilacze impulsowe mogą być bardzo skomplikowane w konstrukcji obwodów, dlatego nawet doświadczony specjalista może mieć trudności z przywróceniem funkcjonalności zasilacza (a czasami naprawa jest niemożliwa). O wykonalności wyprodukowania mocnego zasilacza świadczy współczynnik niezawodności, na jaki może sobie pozwolić amator w postaci „nadmiernego zużycia” materiałów (miedź, żelazo itp.) i komponentów. Tutaj producent nie jest naszą konkurencją i nie będziemy się martwić o przegrzanie któregokolwiek elementu lub zespołu. Jeśli potrzebujesz mocnego zasilacza, który w wielu sytuacjach może zastąpić akumulator samochodowy, to często bardziej opłacalne i łatwiejsze jest zastosowanie zasilania ciągłego. Faktem jest, że flota potężnego sprzętu radioelektronicznego (OZE) stale się powiększa i jest unowocześniana. Tym samym samochodowe OZE są bardzo zróżnicowane i bardzo „żarłoczne” pod względem zużycia energii (systemy audio, transceivery, systemy bezpieczeństwa, konwertery). Na jeden przegląd, nie mówiąc już o naprawie OZE, trzeba dysponować bardzo mocnym zasilaczem (PS), zdolnym pracować z prądami obciążenia 20...30 A i większymi. Nawiasem mówiąc, amatorzy, którzy powtarzali BP [1, ryc. 7], byli zadowoleni z jego pracy. O tranzystorach. Aby zastosować w praktyce charakterystykę zasilacza [1], należy skorzystać z zaleceń przedstawionych w [2]. Fanów szczególnie zainteresowała kwestia wymiany wydajnych tranzystorów o strukturze pnp typu KT8102 na dostępne tranzystory o strukturze npn typu KT802, KT803, KT808, KT819. Niestety tranzystory KT8101, KT8102 są nadal niedostępne dla naszego buszu. Co więcej, wadliwe KT8101, KT8102 trafiają na odludzie, można je łatwo zidentyfikować za pomocą omomierza wskaźnikowego, ponieważ „dzwonią” we wszystkich kierunkach. Takie wadliwe produkty można zidentyfikować nawet bez miernika [3]. Używamy dowolnego prostownika 30 V i rezystora 30 kOhm (ryc. 1).
Dla działającego tranzystora amperomierz nic nie zarejestruje. Ale nawet nie wyrzuciłem złych tranzystorów przy Uke=5...10 V. Mogą pracować w obwodach kluczowych niskiego napięcia i jako analogi potężnych diod Zenera. Praktyka pokazuje, że tylko tranzystory o małym upływie prądu działają długo i bezawaryjnie. Swoją drogą uważam, że kiedyś tranzystory robiono „świadomie”. Trzy tranzystory KT803A są bardziej niezawodne niż jeden KT8101. Miałem okazję przetestować za pomocą urządzenia [3] wiele zagranicznych tranzystorów i nie mają oni pojęcia o takich wartościach upływu jak w naszych specyfikacjach technicznych. Wykonałem także przenośny miernik Uke.max [4] do testów na rynku radiowym, gdyż tranzystory trzeba dobierać według parametrów (a wady zakupowe są niedopuszczalne). W przypadku mniej rzadkich tranzystorów KT802, 803,808, 819 potrzebny jest margines rozpraszania mocy wynoszący około 50%, szczególnie gdy liczba tranzystorów wynosi 5-10 lub więcej. Każdy tranzystor musi zostać przetestowany i wybrany do pracy równoległej. Losowy zestaw tranzystorów w akumulatorze prowadzi do reakcji łańcuchowej awarii, gdy tylko SV jest dobrze obciążony pod względem mocy. Taki środek jak zwiększenie rezystancji emitera (o 100%) niestety nie dotyczy przypadkowych próbek o liczbie większej niż 5. Dopiero wstępna selekcja wszystkich tranzystorów według h21E i Uke.us znacznie zmniejszy wartości rezystancji emiterów i w ten sposób zmniejszyć bezużytecznie rozpraszaną przez nie moc. Zatem aby dobrać tranzystory do pracy równoległej należy zmierzyć h21E każdego tranzystora przy prądzie Ik = In.max/N, gdzie In.max to prąd maksymalny dla całej baterii CH; N to liczba tranzystorów połączonych równolegle. Nawiasem mówiąc, h21E dla całej baterii tranzystorów nie powinno przekraczać 100 (ale też być mniejsze niż 20). Dlatego tranzystory KT8101 i KT8102, posiadające h21E>200, są generalnie zawodne w obwodach liniowych dużej mocy. Ale to nie wszystko. Konieczne jest sprawdzenie tranzystorów pod kątem strat mocy, tj. włącz je do obciążenia odpowiadającego 50...70% mocy maksymalnej i „męcz” przez długi czas. Ponad 10-letnia praktyka pokazuje, że zabieg ten jest konieczny i wystarczający do długotrwałej i bezawaryjnej pracy baterii tranzystorów w mocnych średnich napięciach. Jednocześnie musimy pamiętać, że przegrzanie kryształu tranzystora to jego „śmierć”. Dlatego należy dokładnie sprawdzić moc, znając wymaganą powierzchnię radiatora i najlepiej temperaturę. Faktem jest, że wraz ze wzrostem temperatury maleje moc maksymalna, co jest równoznaczne ze zmniejszeniem potencjalnych możliwości zasilacza. Tą metodą zamontowano aż 20 (!) sztuk. tranzystory typu KT803, KT808, KT819 itp. Nawiasem mówiąc, jeśli każdy tranzystor akumulatorowy jest zainstalowany na własnym radiatorze, wówczas prawidłowy dobór tranzystorów można sprawdzić poprzez takie samo ogrzewanie radiatorów. Bardzo ważny jest dobór prawidłowego napięcia zasilania. Tranzystory nagrzewają się i ulegają awarii najczęściej przy minimalnym napięciu (zbliżającym się do trybu zwarciowego). Test przeprowadza się w następujący sposób: do wyjścia SN podłącza się oscyloskop, przez LATR podłącza się uzwojenie pierwotne transformatora mocy, a napięcie na wyjściu LATR zmniejsza się, aż na wyjściu SN pojawią się tętnienia. Prąd w obciążeniu SN powinien być maksymalny. Konieczne jest określenie marginesu wahań napięcia zasilania. W przypadku zastosowania stabilizatora napięcia sieciowego zadanie jest uproszczone. Autor zastosował tryb równoległy włączania starych, ale bardzo niezawodnych stabilizatorów ferrorezonansowych typu CH-315 do zasilania potężnych zasilaczy. Łącząc równolegle 2-3 takie stabilizatory, uzyskujemy moc 600...900 W [6]. Problem w tym, że gwałtowny wzrost napięcia w sieci prowadzi do wzrostu napięcia na wyjściu prostownika, a co za tym idzie do wzrostu spadku napięcia na tranzystorach, co może spowodować ich uszkodzenie na skutek przeciążenia termicznego. Jeśli zmniejszysz rezystancję rezystorów w emiterach do 0,1 oma, możesz częściowo wyrównać rozpiętość parametrów tranzystorów, włączając rezystory o rezystancji do 10 omów w obwodzie podstawowym tranzystorów. Włączenie tych rezystorów prawie zawsze gwarantuje eliminację samowzbudzenia SN. Samowzbudzenie jest prawdziwą plagą dla większości obwodów HF. W takim przypadku tranzystory w CH przepalają się natychmiast i przy mocy obciążenia znacznie mniejszej niż znamionowa. Mocne tranzystory (źródła ciepła) muszą być rozmieszczone w poprzek grzejnika z dala od siebie. Sama obudowa zasilacza pasuje bardzo dobrze. Wadą są długie przewody łączące obwód CH z mocnymi tranzystorami. Dlatego w pobliżu zacisku bazowego każdego mocnego tranzystora włącza się dławik (20...100 μH). Wykorzystując odcinki prętów ferrytowych z obwodów urządzeń RF, można takie dławiki wykonać samodzielnie, nawijając drut D0,5...0,6 mm w jednej warstwie, a następnie wypełniając go klejem epoksydowym. Obudowa zasilacza 30 A została wykonana z dwóch aluminiowych płytek w kształcie litery U o grubości 2...3 mm. W dolnej części obudowy umieszczono 4 (8) tranzystorów, a w górnej 6 (12). W nawiasie podano liczbę tranzystorów dla mocniejszej wersji 50 A. Dużą zaletą układu [1, rys. 7] jest to, że wszystkie obudowy tranzystorów są podłączone do wspólnego przewodu obwodu CH. Dlatego nie ma dużych trudności w mocowaniu i instalowaniu 10-20 tranzystorów. Sytuacja jest jeszcze prostsza w przypadku plastikowego KT819. Kosztują dosłownie grosze, ale zdarzają się wadliwe partie (nie wytrzymują nawet 30 W mocy). Wielu fanów goni za metalowymi KT819AM-GM, uważając je za lepsze od plastikowych. Jednak według danych referencyjnych dla tworzywa KT819A-G moc maksymalna maleje wraz z temperaturą o 0,6 W/°C, tj. co 10° „zjada” 6 W, a dla metalowych współczynnik ten wynosi 1 W/°C, czyli: przy 10° 10 W zostaje „zjadane”! Tutaj sprawdzają się „stare” tranzystory typu 2T803, które utrzymują swoje 60 W aż do 50°C. A co z KT8101 i KT8102? Literatura przedmiotu milczy na temat czynników termicznych, a gwarantowana moc maksymalna obowiązuje tylko dla temperatur poniżej 25°C. Ale grzejnik nagrzeje się o kilkadziesiąt stopni wyżej! Zatem najłatwiejszym i najtańszym sposobem jest zainstalowanie tranzystorów typu KT819B-G w mocnym SV z szybkością jednego tranzystora na każde 2...2,5 A prądu wyjściowego (tranzystory KT803 - na jeden tranzystor 3 A). Ponieważ trudno jest zgiąć arkusz materiału korpusu, korpus składa się z sześciu części. Ponieważ dolna część nagrzewa się bardziej, zainstalowano na niej mniej tranzystorów niż w górnej części. SN wykonane tą metodą doboru tranzystorów trzeba było naprawiać bardzo rzadko, być może z powodu zaniedbania właściciela zasilacza (lepiej nikomu nie wynajmować mocnych zasilaczy). Ponadto wyposażenie SV w zabezpieczenie termiczne nie zaszkodzi: radiator przegrzewa się i SV wyłącza się. Jeden ze sprawdzonych obwodów przekaźnika termicznego pokazano na ryc. 3.
Termistor R3 typu MMT-4. Jest to czujnik temperatury, więc montowany jest na radiatorze mocnych tranzystorów w miejscu, gdzie temperatura jest maksymalna. Należy zadbać o izolację elektryczną korpusu termistora R3 od radiatora, ponieważ jednym z jego terminali jest jego ciało. Jeżeli jednak obwód z rys. 3 zasilany jest z oddzielnego prostownika, wówczas nie ma potrzeby izolowania obudowy R3. Tranzystor KT829 można zastąpić KT972 lub wykonać analog tranzystora Darlingtona za pomocą tranzystorów KT315 i KT815 (817). Obwód nie jest krytyczny dla rodzaju termistora, który w temperaturze 25°C może mieć rezystancję od 1,5 do 4,7 kOhm. Lepiej jest zastosować rezystor wieloobrotowy jako R1 (ustawiają próg działania: im niższa jego rezystancja, tym wyższa temperatura wyłączenia). Układ ten można zamontować w dowolnym zasilaczu. Ważne jest, aby napięcie zasilania przekraczało 14...15 V (napięcie pracy przekaźnika wynosi 12 V). Generator prądu rys. 3 można wykonać według dowolnego znanego obwodu. Dobrze nadaje się generator prądu oparty na tranzystorze polowym. Jeśli wymagana jest zwiększona stabilność progu reakcji, wówczas jako VD2 stosuje się D818E, R3 zwiększa się do 10 kOhm, wybiera się R1 i R2. Prąd roboczy generatora prądu jest ustawiony na 11 mA. Temperaturę zadziałania zabezpieczenia termicznego ustawia się w zakresie 50...80°C, nie więcej. O diodach. Mocne diody, choć drogie, są łatwiejsze do zakupu niż mocne tranzystory. Na przykład D122-40 należy przyjmować zarówno w polaryzacji bezpośredniej (bez znaku X), jak i polaryzacji odwrotnej (ze znakiem X). Dzięki temu można zastosować dwa zamiast trzech radiatorów [5]. Odpowiednie są również „starożytne” B50, B200 itp. Można sobie poradzić z dwiema diodami i jednym radiatorem (ryc. 4). Obwód ten jest przeznaczony dla diod, których katody są połączone z korpusem.
Co by było, gdyby nie można było uzyskać diod o prądzie roboczym większym niż 30 A? Można sobie poradzić z 10-amperowymi, łącząc je zgodnie ze schematem na ryc. 5. Po prostu nie trzeba „wyciskać” maksymalnego prądu z diod (nie więcej niż 7,5 A). Zastosowano diody typu D242(A), D214(A), D215(A), D231(A), KD213A. Preferowane są diody z indeksem literowym A, ponieważ mają mniejsze straty ciepła. Nasze diody są bardziej niezawodne niż importowane, w nich maksymalny prąd można bezpiecznie zmniejszyć 1,5-krotnie, a nawet więcej.
Dioda KD213A jest bardzo wygodna. Ich katodą jest korpus, więc na jednym pasku można zamontować kilkanaście takich diod. Nie ma potrzeby stosowania uszczelek izolacyjnych i skomplikowanych kołnierzy stosowanych w przemysłowych systemach mocowania diod KD2997, KD2999. Te ostatnie diody mają prąd roboczy większy niż KD213 (KD2999 - 20 A, KD2997 - 30 A), więc dla nich rezystancja rezystora jest zmniejszona do 0,02 oma. W tym prostowniku doskonale sprawdzają się nowoczesne diody z barierą Schottky'ego. Wystarczy wybrać próbki z najmniejszym wyciekiem (można to zrobić nawet za pomocą omomierza tarczowego, ponieważ wyciek jest ogromny w porównaniu z diodami krzemowymi). Diody typu KD2998 są bardziej opłacalne w zastosowaniu w prostowniku mostkowym. Diody Schottky'ego nie wymagają rezystorów wyrównawczych, można je bezpiecznie łączyć równolegle (rys. 6).
O rezystorach. Ich liczba na wykresie na ryc. 5 może odstraszyć. Ale są łatwe do wykonania. Są to kawałki drutu emaliowanego D0,6 mm o długości 80...100 cm, nawinięte na dowolny trzpień. Taki rezystor może wytrzymać moc znacznie większą niż 5...10 W. Nie należy oszczędzać na grzejnikach. Każda dioda wymaga co najmniej 100 cm2 powierzchni promiennika, ponieważ przy temperaturach powyżej 75°C należy zmniejszyć maksymalny prąd średni. O kondensatorach filtrujących. Akumulatory 2000 μFCH 50 V są dobrze dopasowane, zarówno pod względem ceny, jak i niezawodności. Ich liczbę wybiera się ze stosunku 1000 μF na każdy 1 A prądu. Jeżeli SV będzie często pracował przy prądzie większym niż 20 A, należy zapewnić rezerwę pojemności opartą na stosunku 2000 μF na 1 A prądu. Kondensatory te najbardziej boją się temperatury i tętnienia, dlatego należy je umieścić w najzimniejszym miejscu zasilacza. Wielkość tętnień można zmniejszyć jedynie poprzez zwiększenie pojemności. O transformatorze. Stosowano różne opcje. Spójrzmy na najprostszy i najtańszy TS-270. Rdzeń magnetyczny tego transformatora sieciowego jest w stanie dostarczyć do obciążenia 500 W lub więcej. Sufit zależy od kilku czynników: średnicy pierwotnego drutu uzwojenia, jakości zespołu rdzenia i, co dziwne, od tego, jak „osadzone” jest żelazo. Ostatni czynnik można łatwo wykryć mierząc prąd jałowy (Iхх). Jeśli Iхх≤0,25 A, wówczas transformator jest normalny. Jeśli Iхх≤0,35 A, to taki transformator ciężko pracował przez wiele lat. Jeśli Iхх≤0,5 A, lepiej zastosować transformator o mocy mniejszej niż 270 W. Przy mocach do 300 W nie ma potrzeby przewijania uzwojenia pierwotnego. Ponieważ jednak w tym przypadku potrzebna jest moc około 600 W, zastosowano dwa transformatory TS-270. Uzwojenia pierwotne połączono równolegle, a uzwojenia wtórne szeregowo (na jednym - uzwojenie IIa, na drugim - IIb). Zazwyczaj w wersji 30-amperowej każde z uzwojeń jest nawinięte drutem podwójnym D1,8...2,2 mm lub potrójnym drutem D1,5 mm. Na podstawie powyższego schemat CO pokazano na ryc. 7.
Literatura:
Autor: A.G. Zyzyuk
Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024 Sterowanie obiektami za pomocą prądów powietrza
04.05.2024 Psy rasowe chorują nie częściej niż psy rasowe
03.05.2024
▪ Projektor krótkoogniskowy DuraCore ProScene ▪ Elektrownia Bluetti AC500 i B300S ▪ Naturalnie oświetlony monitor
▪ Sekcja telefoniczna witryny. Wybór artykułów ▪ Artykuł Jakim językiem posługują się delfiny? Szczegółowa odpowiedź ▪ Artykuł barmański. Opis pracy ▪ artykuł Zasada działania elektrowni słonecznych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Stara bateria i jej wtórne ładowanie. Doświadczenie chemiczne
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony