|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Stabilizator prądu SHI
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Projektant radioamatorów Urządzenie omówione w tym artykule dostarcza stabilny prąd do obciążenia (wartość średnia). Jego prąd wyjściowy to impulsy o stałej amplitudzie i zmiennym cyklu pracy. Takie urządzenia, zdaniem autorów, mogą znaleźć zastosowanie np. do ładowania akumulatorów oraz w elektrochemii. Obecnie stabilizatory impulsów, ze względu na wysoką wydajność oraz optymalne wskaźniki masy i wielkości, zastępują liniowe urządzenia sterujące. Jednym ze skutecznych sposobów regulacji napięcia i mocy przy obciążeniu jest sterowanie szerokością impulsu (PW), gdy częstotliwość impulsów pozostaje niezmieniona, ale ich cykl pracy się zmienia. W ten sposób regulowane jest napięcie wyjściowe w większości zasilaczy impulsowych, w tym w najnowocześniejszych odbiornikach telewizyjnych i innych urządzeniach. Niemniej jednak istnieją urządzenia, w których konieczna jest stabilizacja nie napięcia, ale prądu w obciążeniu - żarników (grzałek) w kineskopach i oprawach oświetleniowych, podczas sterowania procesami galwanizacji i elektrolizy oraz do ładowania akumulatorów samochodowych. Opisany stabilizator prądu SHI może być wykorzystany do rozwiązania powyższych problemów.
Główne parametry techniczne
Zasada działania takiego stabilizatora, którego schemat funkcjonalny pokazano na ryc. 1 jest niezwykle prosty. Generator prądu stałego G1 jest podłączony do obciążenia Rl poprzez element pomiarowy E1 i przełącznik S1. Komutator jest sterowany przez układ kształtowania szerokości impulsu E2. Sygnał włączenia kształtownika (a co za tym idzie przełącznika) jest generowany przez generator impulsów G2. Po osiągnięciu wymaganej wartości prądu wyjściowego sygnał z elementu pomiarowego E1 przez wzmacniacz A1 działa na kształtownik E2, który wyłącza przełącznik. Generator G2 kontroluje częstotliwość impulsów, a kształtownik E2 kontroluje ich cykl pracy. W ten sposób, zmieniając cykl pracy impulsów przełączających, można dostosować średnią wartość prądu wyjściowego w obwodzie obciążenia. Jak widać z rys. 1, stabilizator prądu SHI składa się tylko z pięciu elementów. Ale potrzeba niektórych funkcji serwisowych (zabezpieczenie przed zwarciem w obwodzie obciążenia, wskazanie trybów pracy i awaryjnych) nieco komplikuje urządzenie (ryc. 2).
Szum impulsowy napięcia wejściowego jest wygładzany przez kondensator filtrujący C1. Ponieważ napięcie wejściowe przekracza dopuszczalne zasilanie mikroukładu DD1, rezystor R22 i dioda Zenera VD1 tworzą wymagane napięcie, które jest dodatkowo filtrowane przez kondensatory C2 i C3. Generator tranzystorów jednozłączowych VT1 generuje wykładnicze impulsy z częstotliwością powtarzania około 200 Hz (ryc. 3, schemat 1). Częstotliwość impulsów można regulować, wybierając rezystor R1, kondensator C4, a także zmieniając rezystancję rezystora R2. Tranzystory VT2, VT3 tworzą bardziej strome wzrosty i spadki tych impulsów i doprowadzają ich amplitudę do napięcia zasilania mikroukładu (ryc. 3, schemat 2) w celu sterowania wyzwalaczem (wejścia S1 i R1 mikroukładu DD1). Ponieważ po włączeniu napięcia zasilającego impuls opóźniony na krótki czas przez obwód C5L1, podany na wejścia S1, S3, S4 przerzutników, ustawia stan wysoki na ich wyjściach 1, 3, 4, tranzystor VT7 jest zamknięty, a otwarty tranzystor VT8 przez rezystor R20 łączy się z minusem wtórnego tranzystora podstawowego zasilania VT9. Prąd z zasilacza zaczyna przepływać przez obwód: rezystor pomiarowy R11, tranzystor VT9, obciążenie. Po naładowaniu kondensatora C4 pierwszy impuls z generatora na wejściu S1 nie zmieni stanu wyzwalacza (S1-R1), wysoki poziom pozostaje na wyjściu 1 mikroukładu. Prąd obciążenia powoduje spadek napięcia na rezystorze pomiarowym R11, który jest przykładany przez rezystory R12, R13 do złącza emiterowego tranzystora VT6 bocznikowanego przez kondensator C5. Kształt napięcia u podstawy pokazano na rys. 3, schemat 3. W początkowej chwili kondensator jest rozładowany, a tranzystor VT5 jest zamknięty. Jakiś czas po rozpoczęciu ładowania napięcie na złączu emiterowym tranzystora VT5 osiąga poziom jego otwarcia. Kondensator C6 jest rozładowany. Na rezystorze R9, aw konsekwencji na wejściu R1 mikroukładu DD1, powstaje impuls napięcia (ryc. 3, schemat 4). Na wyjściu 1 ustawiony jest niski poziom, tranzystor VT7 otwiera i zamyka złącze emiterowe tranzystora VT9. Prąd przepływający przez obciążenie zatrzymuje się. Wraz z nadejściem następnego impulsu z generatora na tranzystorze VT1 proces się powtarza. Rezystor dostrajający R13 zmienia moment otwarcia tranzystora VT5, a zatem reguluje średnią wartość prądu obciążenia, którego kształt impulsu pokazano na ryc. 3, wykres 5. Ponieważ wybrana wartość amplitudy prądu wyjściowego wynosi 6 A, to dla prądu pulsującego o współczynniku wypełnienia 2 jego wartość średnią należy ustawić na 3 A. Bieżąca stabilizacja odbywa się w następujący sposób. Wraz ze spadkiem rezystancji obciążenia wzrasta prąd wyjściowy. Spowoduje to wzrost spadku napięcia na rezystorze pomiarowym R11, co doprowadzi do wcześniejszego otwarcia tranzystora VT5 i skrócenia czasu trwania impulsów prądu wyjściowego. W rezultacie średnia wartość prądu obciążenia pozostanie stała, równa 3 A. Podobnie stabilizacja następuje przy wzroście prądu wyjściowego spowodowanym wzrostem napięcia zasilania na wejściu urządzenia. Wraz ze spadkiem wartości amplitudy prądu obciążenia, z powodu spadku napięcia zasilania lub wzrostu rezystancji obciążenia, współczynnik wypełnienia impulsów prądu maleje, a jego średnia wartość pozostaje taka sama. Funkcję ochrony stabilizatora przed zwarciami w obciążeniu pełni węzeł na tranzystorze VT4. W przypadku wzrostu prądu wyjściowego do 20 A spadek napięcia na rezystorze R11 staje się wystarczający do włączenia diody Zenera VD2. Otwarty tranzystor VT4 tworzy impuls napięciowy na rezystorze R14, przyłożony do wejść R3, R4 mikroukładu DD1. Kondensator C7, rezystor bocznikowy R14, tłumi szum impulsowy w obwodzie ochronnym. Niski poziom pojawia się na wyjściu 3 mikroukładów. Poprzednio otwarty tranzystor VT8 zamyka się, wykluczając przepływ prądu podstawowego tranzystora VT9. Kolejne impulsy na wejściu S1 mikroukładu ustalają wysoki poziom na jego wyjściu 1 i stan zamknięty tranzystora VT7, więc tranzystor VT9 pozostaje zamknięty. Prąd w obciążeniu zatrzymuje się i staje się możliwy dopiero po wyłączeniu i ponownym włączeniu stabilizatora. Ponieważ wejścia mikroukładu S3, S4 i R3, R4 są połączone parami, na jego wyjściach 3 i 4 sygnały pojedyncze i zerowe pojawiają się synchronicznie. Stan otwarty tranzystora VT8 odpowiada wysokiemu poziomowi na wyjściu 4; Dioda HL1 jest wyłączona. Po zadziałaniu zabezpieczenia przez obwód HL1, R18 płynie prąd, a dioda LED sygnalizuje stan awaryjny. Tranzystor VT6 służy do wskazania trybu pracy: prąd przepływa przez jego obwód kolektora - połączony szeregowo rezystor ograniczający prąd R21 i diodę LED HL2, której blask wskazuje przepływ prądu obciążenia. Stabilizator prądu wykorzystuje stałe rezystory MLT; rezystory strojenia R2 i R13 - SP3-38b. Rezystor R11 może być drutem domowej roboty lub wykonanym fabrycznie o mocy co najmniej 4 watów. Kondensator C2 - K50-35, reszta - ceramiczny K10-17-1b, można je zastąpić KM, KLS itp. Induktor L1 - wysokiej częstotliwości - DM-0,2 o indukcyjności od 60 do 200 μH. Dioda Zenera VD1 - dowolna o napięciu stabilizującym 12...14 V. Wskazane jest wybranie diody HL1 o czerwonym kolorze świecenia: AL307A, AL307AM, AL307B, AL307BM lub serii AL102, a diody HL2 - zielonej lub żółty: AL307V-AL307E. Zamiast chipa K561TP2 możesz zainstalować K564TP2, jeśli wstępnie uformujesz jego wnioski za pomocą pincety. Tranzystor jednozłączowy - KT117 z dowolnym indeksem literowym; w skrajnych przypadkach można go zastąpić dobrze znanym analogiem dwóch tranzystorów krzemowych małej mocy o różnych strukturach. Tranzystory KT208A i KT312V są wymienne z urządzeniami odpowiednio serii KT361, KT3107 i KT315, KT3102, z dowolnym indeksem literowym. Dzięki wzmocnieniu wybór tranzystorów nie jest wymagany. Potężny tranzystor kompozytowy KT825 może być również z dowolnym indeksem, ale jeśli jest ich kilka, po pomiarach wskazane jest wybranie kolektora-emitera o najniższym napięciu nasycenia przy prądzie kolektora 3 ... 6 A. Wszystkie elementy, za wyjątkiem tranzystora KT825, zmontowano na płytce drukowanej wykonanej z jednostronnie foliowanej włókna szklanego o grubości 1...1,5 mm i wymiarach 80x45 mm. Tranzystor KT825 jest zamontowany na radiatorze o powierzchni chłodzącej około 200 cm2. Do skonfigurowania urządzenia potrzebne będzie mocne laboratoryjne źródło zasilania o dopuszczalnym prądzie co najmniej 10 A, na przykład B5-21. Załóżmy, że przy prądzie w obciążeniu I = 6 A napięcie na nim osiąga 15 V lub więcej, w zależności od temperatury otaczającego powietrza (roztworu) i stężenia roztworu. Z prawa Ohma łatwo jest obliczyć rezystancję równoważnego obciążenia R \u2,5d U / I \u90d 25 Ohm. Moc rezystora P = I (U = 10 W. Warunek ten spełniają cztery połączone równolegle rezystory PEVT-2 o rezystancji 100 omów. Aby uniknąć uszkodzenia elementów urządzenia przez duży prąd, regulację należy przeprowadzić w dwóch etapy Na pierwszym podłączony jest równoważnik obciążenia - rezystancja rezystora MLT-150 11 omów, prąd obciążenia w tym przypadku wyniesie około 1 mA. Aby wytworzyć spadek napięcia o około 6,8 V na rezystorze pomiarowym R0,25, jego opór należy wybrać równy XNUMX oma, moc - XNUMX wata. Po połączeniu wyliczonych elementów (R11=6,8 Ohm, Rn=100 Ohm) rozpoczyna się pierwszy etap regulacji. Włącz zasilanie i zmierz napięcie na diodzie Zenera VD1, które powinno wynosić 12 ... 14 V. Za pomocą oscyloskopu kontroluj impulsy oparte na tranzystorze VT2, w razie potrzeby dostosuj okres ich powtarzania T = 2 ms z rezystorem R5. W przypadku braku wzmocnionych impulsów na kolektorach tranzystorów VT2 i VT3, będziesz musiał wybrać rezystor R5. Następnie kontrolowane są impulsy na kolektorze tranzystora VT5, a interwał regulacji jest określany przez rezystor R13. Oscyloskop sprawdza obecność i kształt impulsów prądowych na obciążeniu sztucznym: rezystor R13 ustawia kształt impulsów „meandrowych”, podczas gdy dioda HL2 „Praca” powinna się zaświecić. Zmiana napięcia z zasilacza powinna doprowadzić do odpowiedniej zmiany współczynnika wypełnienia impulsów. Przez krótki czas równoważnik obciążenia jest bocznikowany rezystorem 18 Ohm (takie obciążenie wytwarza prąd w obwodzie wyjściowym 0,6 A i odpowiedni spadek napięcia na rezystorze pomiarowym 4 V, który jest równy spadkowi napięcia na rezystor R11 o rezystancji 0,2 oma przy prądzie 20 A). Impulsy na obciążeniu powinny zniknąć, a dioda HL1 „Emergency” zaświeci się. Po wyłączeniu i ponownym włączeniu zasilania należy przywrócić normalną pracę urządzenia. Jeśli zabezpieczenie przed zwarciem nie działa, konieczne jest wybranie diody Zenera VD2 i rezystora R10. To kończy pierwszy etap rozwoju. W drugim etapie instalowany jest rezystor R11 z rezystorem wskazanym na ryc. 2 i podłącz równoważne obciążenie o rezystancji 2,5 oma. Rezystor R20 jest tymczasowo przełączany z kolektora tranzystora VT8 na jego emiter. Po włączeniu zasilania mierzony jest spadek napięcia na rezystorze R11, obciążenie, sekcja emiter-kolektor tranzystora VT9. Powinno to być odpowiednio 1,2, 15 i 1,5 ... 2,5 V. Zmieniając napięcie na wyjściu zasilacza w momencie przejścia tranzystora VT9 w tryb nasycenia, określa się minimalne wymagane napięcie zasilania urządzenia. Zasilacz (dla zwiększenia wydajności pożądane jest zastosowanie impulsowego), którym ma pracować stabilizator SHI, należy dostosować do tego napięcia, a następnie podłączyć zamiast laboratoryjnego: spadek napięcia na wymienione elementy powinny pozostać takie same. Jego rozbieżność wskazuje na niewystarczającą moc zasilacza impulsowego. Jeśli moc bloku jest wystarczająca, przywracane jest połączenie rezystora R20, zamiast równoważnego obciążenia podłączane jest rzeczywiste obciążenie i amperomierz 5 A. Prąd obciążenia ustawia się na 13 A za pomocą rezystora R3, po czym amperomierz można wyłączyć. Urządzenie jest gotowe do użycia. Autorzy: W.Żukow, W.Kosenko, S.Kosenko, Woroneż
Hałas drogowy opóźnia rozwój piskląt
06.05.2024 Bezprzewodowy głośnik Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024
▪ Protetyczne oko z noktowizorem ▪ Pszczoła ▪ Lusterko wsteczne z systemem Android
▪ sekcja serwisu Baterie, ładowarki. Wybór artykułów ▪ Artykuł Grona gniewu. Popularne wyrażenie ▪ Jakie zwierzę jest najbardziej podobne do człowieka? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Pętla żylna. Wskazówki podróżnicze ▪ artykuł Obrotomierz cyfrowy. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Skup się na niesparowanej mapie. Sekret ostrości
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