Wydajny zasilacz stabilizowany impulsowo. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Zasilacze

 Komentarze do artykułu

W artykule, na który zwrócono uwagę czytelników, opisano potężne źródło impulsowe do zasilania różnych urządzeń elektronicznych. Montowany jest przy użyciu półmostkowego obwodu falownika sterowanego przez sterownik TL494 PHI.

Pojawienie się potężnych tranzystorów polowych wysokiego napięcia było warunkiem wstępnym rozwoju sieciowych zasilaczy wysokiej częstotliwości ze sterowaniem szerokością impulsu (PW) [1,2]. Główną zaletą takich źródeł w porównaniu z tradycyjnymi źródłami liniowymi jest uzyskanie większej mocy przy obciążeniu przy mniejszych gabarytach i co za tym idzie większa sprawność [3].

Obwód proponowanego zasilacza impulsowego pokazano na ryc. 1. Podstawą urządzenia jest przetwornica zmontowana w układzie półmostkowym. Zasilacz posiada pełną izolację galwaniczną pomiędzy obwodami wejściowymi i wyjściowymi wysokiego napięcia. Jednostka sterująca zbudowana jest w oparciu o sterownik TL494 PHI.

(kliknij, aby powiększyć)

Główne dane techniczne zasilacza

• Napięcie wyjściowe, V ...... 28
• Maksymalny prąd obciążenia, A ...... 10
• Znamionowa częstotliwość konwersji, kHz......100

Transoptor tranzystorowy U2 zapewnia izolację galwaniczną w obwodzie ujemnego napięcia sprzężenia zwrotnego. Spadek napięcia na rezystorze R7 wynosi około 2,5 V. Rezystancję tego rezystora oblicza się poprzez ustawienie prądu przez dzielnik rezystancyjny R6R7. Rezystancję rezystora R6 oblicza się ze wzoru

gdzie Uoutx jest napięciem wyjściowym źródła zasilania; I1 - prąd przez dzielnik rezystancyjny R6R7.

Rezystancja rezystora R9 określa prąd płynący przez diodę emitującą transoptor U2.1, a także minimalny prąd roboczy stabilizatora DA1. Przy wybranym prądzie w tym obwodzie I2 (wartość prądu musi mieścić się w dopuszczalnych granicach dla stabilizatora DA1) rezystancję rezystora R9 oblicza się ze wzoru

gdzie UF jest spadkiem napięcia na diodzie nadawczej transoptora U2.1.

Układ DA5 stabilizuje napięcie 8 V do zasilania dzielnika, składającego się z fototranzystora transoptorowego U2.2 i rezystora R17. Napięcie ze środka dzielnika podawane jest na wejście nieodwracające pierwszego wzmacniacza sygnału błędu sterownika DA6 PHI.

Napięcie do zasilania jednostki sterującej i sterowników (chip DA7) tranzystorów polowych zapewnia źródło pomocnicze na transformatorze sieciowym T2 oraz analogowe stabilizatory napięcia DA2 i DA3.

Zabezpieczenie prądowe jest montowane na komparatorze DA4 i wyzwalaczu DD1.1. Funkcję czujnika prądu pełni rezystor R5, zawarty w przekątnej półmostka. Na nieodwracające wejście komparatora DA4 podawane jest napięcie trójkątne z kondensatora (C26) obwodu zadawania częstotliwości generatora zegara kontrolera PHI (ryc. 2). Na wyjściu komparatora generowane są impulsy zegarowe, które docierają na wejście C wyzwalacza DD1.1.

(kliknij, aby powiększyć)

Jeżeli spadek napięcia na rezystorze R5 osiągnie 1,1 V, diody emitujące włączają się i otwiera się fototranzystor transoptora U1. Wejście S wyzwalacza DD1.1 otrzyma niski poziom. Bezpośrednie wyjście wyzwalacza DD1.1, a co za tym idzie, nieodwracające wejście drugiego wzmacniacza sygnału błędu sterownika PHI DA6 zostanie ustawione na wysoki poziom. W takim przypadku oba tranzystory VT1 i VT2 zostaną zamknięte.

Do sterowania wydajnymi przełączającymi tranzystorami polowymi stosuje się specjalistyczny mikroukład - dwukanałowy sterownik DA7. Na ryc. Rysunek 3 przedstawia wewnętrzną strukturę jednego kanału. Numery pinów drugiego kanału podano w nawiasach. Każdy kanał zawiera transoptor i wzmacniacz o dużej mocy wyjściowej. Takie mikroukłady są szeroko stosowane do sterowania zarówno silnikami asynchronicznymi, jak i silnikami prądu stałego.

Parametry sterownika umożliwiają bezpośrednie sterowanie tranzystorami polowymi z izolowaną bramką, przełączającymi prąd do 50 A przy napięciu nie większym niż 1200 V.

Główne parametry układu HCPL315J

• Maksymalny szczytowy prąd wyjściowy, A......0,6
• Maksymalne napięcie wyjściowe, V......1
• Maksymalny pobór prądu, mA......5
• Przedział napięcia zasilania, V......15...30
• Zakres temperatur pracy, °С......-40...+100

Rezystancję rezystorów R3 i R4 w obwodach bramki tranzystorów przełączających oblicza się ze wzoru

gdzie UC2o (C22) to napięcie zasilania sterownika (napięcie na kondensatorze C20 lub C22); UL - napięcie wyjściowe sterownika; lL - maksymalny szczytowy prąd wyjściowy.

Przekątna półmostka obejmuje uzwojenie pierwotne transformatora T1 i cewkę indukcyjną L2 (indukcyjność cewki może uwzględniać indukcyjność rozproszenia transformatora) [4]. Transformator wykonany jest na rdzeniu magnetycznym E-E o standardowym rozmiarze F-43515 firmy Magnetics Inc. Uzwojenie pierwotne zawiera 38 zwojów drutu #19AWG, a uzwojenie wtórne zawiera 5+5 zwojów drutu #12AWG. Cewka indukcyjna L2 jest nawinięta na rdzeń magnetyczny F-41808EC firmy Magnetics Inc. Uzwojenie cewki L2 składa się z 8 zwojów drutu #19AWG.

Cewka indukcyjna L3 wykonana jest na toroidalnym rdzeniu magnetycznym MPP 55930A2 firmy Magnetics Inc. Uzwojenie cewki indukcyjnej L3 zawiera 20 zwojów drutu #12AWG. Dławik filtra wejściowego L1 to E3993 firmy Coilcraft, jego indukcyjność wynosi 900 μH.

Po włączeniu tranzystora VT1 (lub VT2) liniowo rosnący prąd zaczyna płynąć przez uzwojenie pierwotne transformatora T1 podczas impulsu sterującego t1 (ryc. 4). Kiedy tranzystor VT1 (lub VT2) zamyka się, z powodu energii zgromadzonej w uzwojeniu pierwotnym transformatora i cewce indukcyjnej L2, liniowo malejący prąd w obwodzie nadal płynie w tym samym kierunku przez czas t2. Zamyka się przez diodę VD7, jeśli tranzystor VT1 się wyłączy (lub przez diodę VD6, jeśli tranzystor VT2 się wyłączy).

Nie uwzględniając strat mocy czynnej w obwodzie uzwojenia pierwotnego transformatora, zapisujemy równania dla przedziałów czasowych t1 i t2:

gdzie E0 = Upit/2 - połowa napięcia zasilania; U'0 - napięcie wyjściowe źródła, zredukowane do uzwojenia pierwotnego transformatora; L1 to całkowita indukcyjność uzwojenia pierwotnego transformatora T1 i cewki indukcyjnej L2.

Stąd otrzymujemy wyrażenia na czas t1 i t2 (patrz rys. 4):

gdzie lm jest maksymalnym prądem uzwojenia pierwotnego transformatora.

Czas przepływu prądu przez uzwojenie pierwotne transformatora w jednym kierunku tn = t1 +t2 można wyrazić następująco:

Jeśli to zaakceptujemy

wtedy aktualny czas przepływu wynosi

Z tej równości otrzymujemy równanie na zewnętrzną charakterystykę źródła zasilania. Na przykład dla cyklu pracy impulsów sterujących

musi być

skąd

Jeśli wyznaczymy

wtedy równanie charakterystyki zewnętrznej zasilacza ma postać

Zewnętrzną charakterystykę zasilacza pokazano na rys. 5. Napięcie wyjściowe źródła zależy od rezystancji rezystora R17 – im mniejsza rezystancja, tym niższe napięcie wyjściowe. Prąd zadziałania zabezpieczenia jest określony przez rezystancję czujnika - rezystor R5.

literatura

1. Podręcznik projektanta Hexfet, tom. I. - Opublikowane przez International Rectifier, 1993.
2. Carmelo L. Nowy obwód sterujący dla urządzeń IGBT. - Transakcja IEEE dotycząca elektroniki mocy, tom. 10, nr 3, maj 1995, s. 373-378.
3. Brown M. Praktyczny projekt zasilacza impulsowego. - San Diego, 1990.
4. Ivensky G. Zmniejszanie strat IGBT w przetwornikach rezonansowych serii ZCS. - IEEE Transakcje dotyczące elektroniki przemysłowej, tom. 46, nr 1, luty 1999.

Autorzy: R.Karov, S.Ivanov, Sofia, Bułgaria

Zobacz inne artykuły Sekcja Zasilacze.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Zagrożenie śmieciami kosmicznymi dla ziemskiego pola magnetycznego 01.05.2024

Coraz częściej słyszymy o wzroście ilości śmieci kosmicznych otaczających naszą planetę. Jednak do tego problemu przyczyniają się nie tylko aktywne satelity i statki kosmiczne, ale także pozostałości po starych misjach. Rosnąca liczba satelitów wystrzeliwanych przez firmy takie jak SpaceX stwarza nie tylko szanse dla rozwoju Internetu, ale także poważne zagrożenia dla bezpieczeństwa kosmicznego. Eksperci zwracają obecnie uwagę na potencjalne konsekwencje dla ziemskiego pola magnetycznego. Dr Jonathan McDowell z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics podkreśla, że ​​firmy szybko wdrażają konstelacje satelitów, a liczba satelitów może wzrosnąć do 100 000 w następnej dekadzie. Szybki rozwój tych kosmicznych armad satelitów może prowadzić do skażenia środowiska plazmowego Ziemi niebezpiecznymi śmieciami i zagrożenia dla stabilności magnetosfery. Metalowe odłamki ze zużytych rakiet mogą zakłócać jonosferę i magnetosferę. Oba te systemy odgrywają kluczową rolę w ochronie i utrzymaniu atmosfery ... >>

Zestalanie substancji sypkich 30.04.2024

W świecie nauki istnieje wiele tajemnic, a jedną z nich jest dziwne zachowanie materiałów sypkich. Mogą zachowywać się jak ciało stałe, ale nagle zamieniają się w płynącą ciecz. Zjawisko to przyciągnęło uwagę wielu badaczy i być może w końcu jesteśmy coraz bliżej rozwiązania tej zagadki. Wyobraź sobie piasek w klepsydrze. Zwykle przepływa swobodnie, ale w niektórych przypadkach jego cząsteczki zaczynają się zatykać, zamieniając się z cieczy w ciało stałe. To przejście ma ważne implikacje dla wielu dziedzin, od produkcji leków po budownictwo. Naukowcy z USA podjęli próbę opisania tego zjawiska i zbliżenia się do jego zrozumienia. W badaniu naukowcy przeprowadzili symulacje w laboratorium, wykorzystując dane z worków z kulkami polistyrenowymi. Odkryli, że wibracje w tych zbiorach mają określone częstotliwości, co oznacza, że ​​tylko określone rodzaje wibracji mogą przemieszczać się przez materiał. Otrzymane ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Komputery dla niewidomych 02.11.2001 Izraelska firma „Virtach” rozpoczęła produkcję myszy komputerowej, która umożliwia korzystanie z komputera osobom niewidomym. Z tyłu myszki znajdują się trzy panele z wystającymi ruchomymi prętami, które przekładają tekst z ekranu monitora na podniesiony Braille. Ponadto mysz może powiedzieć syntetycznym głosem, gdzie znajduje się kursor na ekranie, na jaki obiekt wskazuje. System pozwala niewidomym nie tylko czytać z ekranu, ale także angażować się w grafikę komputerową, a nawet grać w gry komputerowe. A japońska agencja kosmiczna opracowała monitor z 3072 wysuwanymi pinami, który pozwala postrzegać obrazy za pomocą dotyku. To prawda, że ​​​​wyraźność obrazu jest stukrotnie zmniejszona w porównaniu z konwencjonalnym monitorem.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Big Data dla piłkarzy

▪ Klawisz telefonu

▪ W atmosferze Ziemi jest coraz mniej tlenu

▪ Skamieniały gigantyczny królik

▪ Pranie chemiczne może być niebezpieczne

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Iluzje wizualne. Wybór artykułów

▪ artykuł Widziałem niewolniczą Rosję. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Dlaczego sum ma wąsy? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł Granat pospolity. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Syrena dla modelu. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Precyzyjnie skompensowana regulacja głośności z głęboką korekcją. 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