|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Mocny zasilacz, 220/32 V, 1000 W. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Zasilacze W ostatnich latach coraz częściej stosuje się konwersję napięcia o częstotliwości kilkudziesięciu kiloherców w celu zmniejszenia rozmiarów i masy zasilaczy sieciowych. Takie źródło zawiera prostownik napięcia sieciowego, filtr tętnień o podwójnej częstotliwości sieciowej, przetwornicę napięcia, transformator obniżający napięcie, prostownik i filtr tętnień o podwójnej częstotliwości konwersji. Przetwornicę zwykle wykonuje się według schematu falownika mostkowego lub półmostkowego, w którym tranzystory otwierają się i zamykają naprzemiennie po połowie okresu przełączania. Wadą takiego konwertera jest obecność prądu kolektora przelotowego w momentach zamykania tranzystorów. Z tego powodu przydzielana jest im duża chwilowa moc elektryczna, której dopuszczalna wartość ogranicza moc takich urządzeń. Dopuszczalna moc chwilowa tranzystorów krzemowych powszechnie stosowanych w przetwornicach napięcia, np. serii KT812, nie przekracza kilkuset watów. W pewnym stopniu ograniczenie to można usunąć stosując falownik mostkowy obciążony szeregowym obwodem rezonansowym. Tranzystory takiego urządzenia zamykają się przy braku prądów kolektora, maksymalne napięcie kolektora (w stosunku do emitera) i maksymalny prąd kolektora działają na tranzystor w różnym czasie, więc uwalniana na nim chwilowa moc elektryczna okazuje się niewielka . Możliwości falownika mostkowego z szeregowym obwodem rezonansowym ilustruje opisany poniżej zasilacz sieciowy. Jest przeznaczony do stosowania jako odpowiednik układu elektrycznego pojazdu o napięciu 27 V (obciążenie rezystancyjne lub indukcyjno-aktywne). Schemat ideowy urządzenia pokazano na rysunku. Jego głównymi elementami są filtr C1L1C2, który zapobiega przedostawaniu się zakłóceń z przetwornicy częstotliwości do sieci; prostownik napięcia sieciowego na diodach VD1-VD4 z filtrem C3-C5L2C6-C8; falownik mostkowy na tranzystorach VT1 - VT4 z obwodem rezonansowym L3C10C11, transformator obniżający napięcie 74, prostownik napięcia o zwiększonej częstotliwości na diodach VD13-VD18 z filtrem C12-C15L4C16C17; jednostka sterująca inwertera na mikroukładach DD1-DD4 i tranzystorach VT5, VT6 oraz dwa źródła zasilające ją: niestabilizowane (VD19) i stabilizowane (VD20 DA1). LED HL1 - wskaźnik włączenia urządzenia do sieci.
Jednostka sterująca falownika mostkowego składa się z generatora zegarowego wykonanego na pojedynczych wibratorach mikroukładu DD1, rozdzielacza impulsów na wyzwalaczu DD2.2 i elementów mikroukładu DD4, dwóch wzmacniaczy (DD3.3; VT5 i DD3.4, VT6) oraz urządzenie zabezpieczające przed przeciążeniem (VD21, DD2.1) z synchronizatorem (DD3.1, DD3.2). Dioda LED HL2 sygnalizuje działanie urządzenia zabezpieczającego. Po podłączeniu urządzenia do sieci przełącznik Q1 podaje napięcie do centrali sterującej, a na wyjściu wibratora pojedynczego DD1.2 pojawiają się dodatnie impulsy o czasie trwania 17 μs ze stałą częstotliwością powtarzania około 40 kHz . Wyzwalanie sygnałów logicznych 2.2 DD1 powstających na jego wyjściach bezpośrednich i odwrotnych, naprzemiennie „otwiera” elementy DD4.1, DD4.2. a impulsy podawane są na wejście jednego wzmacniacza (DD3.3, VT5), a następnie drugiego (DD3.4, VT6). W rezultacie impulsy o polaryzacji otwierającej są podawane do złącza emitera tranzystorów VT1, VT4, a następnie VT2, VT3. Jakiś czas po pojawieniu się impulsów generatora zegara (opóźnienie wynika z dość dużej stałej czasowej filtra C3-C5L2C6-C8) na kondensatorze C9 pojawia się płynnie rosnące napięcie wyprostowane, a falownik przetwarza je na napięcie przemienne o częstotliwości 20 kHz przyłożone do uzwojenia I transformatora T4. Napięcie pobierane z jego uzwojenia I jest prostowane przez diody VD13-VD18 i podawane przez filtr C12-C15L4C16C17 do obciążenia. Rezystor R13 zmniejsza napięcie wyjściowe nieobciążonego prostownika. Falownik można podzielić na cztery fazy. W pierwszym, trwającym 17 μs, tranzystory VT1, VT4 są otwarte, a przez nie ładowane są kondensatory C10, C11, uzwojenie pierwotne transformatora T4 i cewka indukcyjna L3. Prąd w tym obwodzie najpierw wzrasta od zera do wartości maksymalnej, a następnie w miarę ładowania kondensatorów maleje do zera. Kształt prądu przypomina półcykl sinusoidy. W drugiej fazie, trwającej 8 μs, do baz tranzystorów VT1, VT4 przykładane jest napięcie o polaryzacji zamykającej i zamykają się one. W trzeciej fazie (podobnie jak pierwsza, trwającej 17 μs) tranzystory VT2, VT3 otwierają się i prawie całe napięcie prostowane przez diody VD1-VD4 jest przykładane do każdego z zamkniętych tranzystorów VT1, VT4 (z obciążenie 1 Ohm - około 260 V). Prąd ładowania kondensatorów C10, C11 do maksymalnego napięcia o przeciwnej polaryzacji, podobnie jak w fazie pierwszej, przepływa przez obwód szeregowy utworzony przez kondensatory, cewkę indukcyjną L3 i uzwojenie pierwotne transformatora T4. Napięcie, do jakiego są ładowane, zależy od rezystancji obciążenia: im jest mniejsze, tym większe jest to napięcie (przy obciążeniu 1 om - około 200 V). W momencie, gdy prąd kolektora tranzystorów VT2, VT3 spadnie do zera, rozpoczyna się czwarta faza pracy falownika, trwająca podobnie jak druga 8 μs: do baz tranzystorów przykładane jest napięcie zamykające z uzwojeń transformatorów T2 i T5. Tranzystory VT1, VT4 przez cały ten czas pozostają zamknięte. Konieczna jest przerwa, aby tranzystory VT2, VT3 były całkowicie zamknięte, a po otwarciu tranzystorów VT1, VT4 nie było impulsu prądu przelotowego przez tranzystory sąsiednich ramion. Ze względu na to, że napięcie przełączające podawane jest na złącza emitera w okresach, gdy nie ma prądu kolektora, chwilowa moc elektryczna na złączu kolektora w najgorszym przypadku nie przekracza kilku watów. Blokada zabezpieczenia węzła przed przeciążeniem działa w następujący sposób. Po podaniu napięcia zasilania wyzwalacz DD2.7 zostaje ustawiony w stan pojedynczy (na wyjściu odwrotnym - napięcie logicznego 0), a na wyjściu elementu DD3.2 (pin 11) pojawia się napięcie logiczne 1 , stwarzając warunki do przejścia impulsów generatora zegarowego przez elementy DD4.1 i DD4.2. W tym stanie wyzwalacz pozostaje cały czas, a moc dostarczana do obciążenia jest mniejsza niż 1 kW. Po osiągnięciu granicy mocy amplituda pierwszego impulsu otrzymanego na wejściu zliczającym wyzwalacza DD2.1 z uzwojenia wtórnego przekładnika prądowego T3 przez mostek VD21 jest wystarczająca, aby wprowadzić wyzwalacz w stan zerowy (na wyjście odwrócone - napięcie logiczne 1). Zmiana niskiego poziomu logicznego na wysoki na górnym wejściu elementu DD3.2 zgodnie z obwodem prowadzi do tego, że wraz z nadejściem kolejnego impulsu zegarowego na jego wyjściu ustawiane jest napięcie logiczne 0, a przejście impulsów przez elementy DD4.1, DD4.2 zatrzymuje się. Dzięki wyzwalaczowi RS na elementach DD3.1, DD3.2, sygnał blokady pojawia się dopiero w momencie rozpoczęcia przerwy pomiędzy impulsami, co zapobiega uszkodzeniu tranzystorów falownika (załączenie przy obecności prądu kolektora doprowadziłoby do ich awaria na skutek nadmiernego wzrostu chwilowej mocy elektrycznej). Węzeł chroni tranzystory falownika w przypadku zwarcia obciążenia. Aby po zadziałaniu zabezpieczenia przywrócić zasilanie do stanu pierwotnego, należy je wyłączyć i ponownie włączyć przełącznikiem Q1. Gdy urządzenie jest wyłączone, kondensatory filtrujące C3 - C8 są rozładowywane przez rezystory R1 i R2. Jest to konieczne, aby podczas wzrostu amplitudy impulsów prądu bazowego tranzystorów VT1 - VT4 po ponownym włączeniu, gdy nie otwierają się całkowicie (tj. Nie wchodzą w tryb nasycenia), ich kolektory nie mają natychmiast duże napięcie, które może prowadzić do awarii. W obwodzie rezonansowym przetwornicy zastosowano kondensatory (C10, C11) K71-4 na napięcie znamionowe 250 V. Kondensatory filtrujące C12-C15 - K73-16 na napięcie znamionowe 63 V. Rezystor R13 - PEV-10. Pozostałe rezystory i kondensatory są dowolnego typu. Przełącznik Q1 - TV1-2. Do zasilania jednostki sterującej zastosowano ujednolicony transformator ТН13 127/220-50. Wszystkie pozostałe transformatory i dławiki urządzenia są wykonane samodzielnie. Dane uzwojenia pokazano w tabeli. Cewka indukcyjna L3 i oba uzwojenia transformatora T4 są nawinięte drutami skręconymi w wiązkę. Aby zmniejszyć indukcyjność rozproszenia tego transformatora, uzwojenie II jest nawinięte dwoma złożonymi razem wiązkami. Odczep uzyskuje się poprzez połączenie wyjścia początku jednego z półuzwojeń z wyjściem końca drugiego. Obwody magnetyczne wszystkich dławików są montowane ze szczeliną niemagnetyczną 0,5 mm. Jednostka sterująca falownika i jej źródło zasilania zamontowane są na płytce drukowanej wykonanej z folii z włókna szklanego o grubości 2 mm. Większość pozostałych części bloku osadzona jest przegubowo na trzech płytach o wymiarach 220x85 mm wykonanych z tekstolitu o grubości 3 mm: na jednej z nich zamocowane są diody VD1-VD4 oraz części filtrów C1L1C2 i C3-C5L2C6-C9, na drugiej - transformatory T2, T3, T5 i części falownika, na trzecim - cewka indukcyjna L3 i części filtra C12-C15L4C16C17. Tranzystory VT1 - VT4 montowane są na radiatorach duraluminiowych w postaci płytek o wymiarach 70x60x8 mm (o bokach 60x8 mm są mocowane do płytki drukowanej), diody VD1-VD4 - na radiatorach w kształcie litery U wygiętych z płyt aluminiowych o wymiarach 100x25x1,5 mm, diody VD13...VD18 i transformator T4 - na żebrowanym duraluminiowym radiatorze o powierzchni chłodzącej około 1000 cm2, zamocowanym w tylnej części obudowy urządzenia. Konfigurowanie urządzenia rozpoczyna się bez bezpiecznika FU1. Włączając zasilanie jednostki sterującej, za pomocą oscyloskopu upewniają się, że na złączach emitera tranzystorów VT1-VT4 występują impulsy o dodatniej polaryzacji o czasie trwania 17 μs z częstotliwością powtarzania około 20 kHz (oscylacja okres wynosi około 50 μs). Po podłączeniu dowolnego wyjścia uzwojenia wtórnego przekładnika prądowego 73 z dodatnim wyjściem zasilania mikroukładów jednostki sterującej, impulsy te powinny zniknąć. Następnie odłącza się wyjście cewki L3 od uzwojenia pierwotnego transformatora T4, wymienia się bezpiecznik FU1 i zamiast styków 7 i 8 wyłącznika mocy Q1 włącza się miliamperomierz. Prąd pobierany przez falownik bez obciążenia powinien być mniejszy niż 15mA. Po upewnieniu się, zaciski cewki indukcyjnej L3 i uzwojenie pierwotne transformatora T4 łączy się z dodatkowym rezystorem o rezystancji około 0,5 oma, zaciski sieciowe mostka prostowniczego VD1 - VD4 są lutowane z cewki indukcyjnej L1 i przykładane jest do nich napięcie przemienne 20 z regulowanego autotransformatora (na przykład LATR) .. .30 V. Do wyjścia bloku podłączony jest równoważnik obciążenia - rezystor o rezystancji 1 oma z mocą rozpraszania o mocy 700...800 W. Kontrolując kształt napięcia na dodatkowym rezystorze za pomocą oscyloskopu, wybiera się niemagnetyczną przerwę w obwodzie magnetycznym cewki indukcyjnej L3 tak, aby impulsy (zarówno o polaryzacji dodatniej, jak i ujemnej) na ekranie były jak najbardziej zbliżone do pół- fale sinusoidy. Ponadto, obserwując kształt impulsów, zwiększ napięcie na wejściu mostka VD1 - VD4 do 220 V. Moc wyjściowa przy równoważnym obciążeniu wzrasta do 650 ... 700 W, ale kształt impulsów powinien pozostać praktycznie niezmienione. Jeśli przy takiej mocy się zaostrzą, oznacza to nasycenie obwodu magnetycznego cewki indukcyjnej L3 lub transformatora T4 i należy go wymienić na bardziej masywny (o większym przekroju). Wreszcie, po wyłączeniu dodatkowego rezystora z obwodu, rezystor R18 dobiera się tak, aby zabezpieczenie przed przeciążeniem działało z mocą wyjściową 1 kW (uzyskuje się to poprzez zmniejszenie rezystancji obciążenia zastępczego). Podczas regulacji należy zachować środki ostrożności, ponieważ wiele obwodów zasilających, zwłaszcza tych monitorowanych za pomocą oscyloskopu, znajduje się pod wysokim napięciem. Do wyjścia urządzenia można bezpośrednio podłączyć obciążenie o mocy do 700 W, a moc przełączać za pomocą przełącznika. Przy większej mocy pożądane jest zapewnienie dodatkowego przełącznika w obwodzie obciążenia i najpierw podłączenie urządzenia do sieci, a następnie obciążenie do jego wyjścia Autor: S. Cwietajew
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Automatyczne czytniki paszportów biometrycznych ▪ Technologia FreeSync - we wszystkich monitorach Samsung Ultra HD ▪ Disney wypuszcza własne smartfony z Androidem ▪ Ekonomiczna i szybka drukarka ▪ Używanie wody do recyklingu baterii
▪ część opisów stanowisk na stronie internetowej. Wybór artykułu ▪ artykuł Ogrody Armidy. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Dlaczego niektórzy ludzie są leworęczni? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Fontanna wewnętrzna. Laboratorium naukowe dla dzieci ▪ artykuł Małe anteny: ograniczenia fizyczne. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Usuwanie farby z trawionej deski. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
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