|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Zasilacz impulsowy Flyback
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Zasilacze W artykule opisano zasilacz impulsowy sterowany przez wyspecjalizowany mikroukład. Urządzenie wykorzystuje standardowy transformator impulsowy z jednostek telewizyjnych. Wydawać by się mogło, że źródła zasilania (PS), które są integralnymi elementami absolutnie wszystkich urządzeń elektronicznych, powinny być najmniej podatne na gwałtowne zmiany – istnieją przecież od ponad pół wieku. Ale rozwój nowoczesnych rozwiązań obwodów nie omija tego najobszerniejszego obszaru elektroniki radiowej. Początkowo tradycyjne zasilacze bateryjne zostały zastąpione sieciowymi zasilaczami do lamp z filtrami LC, a następnie tranzystorowymi i zintegrowanymi regulatorami liniowymi. Walka o efektywność i poprawę wskaźników masy i wielkości przyczyniła się do opracowania i wdrożenia impulsowego IP (SMPS). Wraz z pół- i pełnomostkowymi SMPS szeroko stosowane są źródła flyback, ponieważ bez specjalnych środków niebezpieczeństwo wystąpienia prądu przelotowego w mostkowych SMPS (z powodu doprowadzenia napięcia otwarcia do jednego z ramion, gdy drugie ramię nie jest jeszcze całkowicie zamknięte ze względu na swoje właściwości bezwładnościowe) zawsze prowadziło do działania elementów przełączających w trybie zamykania i awarii drogich wysokonapięciowych tranzystorów wysokiego napięcia. Te specjalne środki znacznie skomplikowały mostek SMPS, dlatego SMPS flyback stał się bardziej rozpowszechniony w sprzęcie gospodarstwa domowego, w którym tranzystor przełączający w pierwszym cyklu zapewnia gromadzenie energii elektromagnetycznej w uzwojeniach i obwodzie magnetycznym transformatora akumulacyjnego, aw drugim - jego przeniesienie do obciążenia. Aby przekonać się o względnej złożoności takich zasilaczy, wystarczy spojrzeć na obwody modułu zasilającego MP-403 do telewizorów ZUSST, 4USTST lub kasety skanująco-zasilającej KRP-501 do telewizorów 5USTST. I tylko najnowsze osiągnięcia specjalistów Siemensa i krajowych producentów, którzy stworzyli mikroukład do sterowania flyback SMPS TDA4605 (krajowy analog KR1033EU5 - tak zwany kontroler PWM), znacznie uprościły zadanie opracowania wysoce niezawodnego i ekonomicznego SMPS dla radioamatorów. Choć podręcznik [1], zawierający informacje o kontrolerach PWM, nie jest wolny od błędów, to należy zauważyć, że ma on ogromną wartość dla projektanta i twórcy SMPS. W instrukcji [2] opisano działanie zasilacza SMPS w telewizorach 6. generacji z wykorzystaniem krajowego układu KR1033EU5, ale brak jest informacji referencyjnych (wartości napięć, przebiegów sygnału) charakteryzujących jego działanie. Niestety żadne z wymienionych źródeł nie podaje parametrów uzwojenia transformatora magazynowego. Niemniej jednak, korzystając z dostępnych charakterystyk referencyjnych, dla celów radioamatorskich zawsze istnieje możliwość dostosowania istniejących transformatorów impulsowych do stworzenia niezbędnego nowoczesnego SMPS. Materiały zawarte w opublikowanym artykule pomogą rozwiązać ten problem, mogą być również przydatne dla radioamatorów zajmujących się modernizacją i naprawą sprzętu wizyjnego krajowego i importowanego. Funkcje serwisowe wykonywane przez mikroukład są bardzo rozbudowane:
Funkcjonalny cel pinów mikroukładu podano w tabeli. jeden. Tabela 1
główne cechy
Wzmacniacz sterujący jest głównym elementem mikroukładu. Odbierając sygnał z dodatkowego uzwojenia transformatora i porównując go z wewnętrznym napięciem odniesienia, generuje impulsy przełączające o różnym czasie trwania, który jest określony wartościami prądu w obciążeniu i napięciem wyprostowanej sieci. Czas trwania impulsów jest zmieniany w taki sposób, aby utrzymać stałe napięcie na wyjściu SMPS. Głównym elementem SMPS jest transformator impulsowy do przechowywania, który w zasadzie może być dowolny. Szeroki zakres regulacji napięcia wyjściowego zapewniany przez mikroukład, a także duży zestaw uzwojeń wyjściowych transformatora, ułatwiają zadanie stworzenia IP o niezbędnych parametrach. Warto np. rozważyć zastosowanie transformatora impulsowego TPI-8-1, opisanego wcześniej na łamach magazynu Radio [3]. Schemat SMPS, stworzony na podstawie materiałów [1,2, 1] i dostosowany do zastosowania określonego transformatora, przedstawiono na rys. 4 (nie pokazano nieużywanych uzwojeń transformatora, początkowo nie było styków 10 i XNUMX).
Urządzenie zawiera filtr przeciwzakłóceniowy, który zapobiega przenikaniu zakłóceń o wysokiej częstotliwości do sieci zasilającej (L1, C1-C3); rezystor ograniczający prąd, który ogranicza prąd rozruchowy, gdy SMPS jest włączony (R1); napięcie sieciowe prostownika mostkowego (VD1); dzielnik napięcia w obwodzie sprzężenia zwrotnego wzmacniacza sterującego mikroukładu, który tworzy poziom stabilizacji napięcia wyjściowego SMPS (R2, R6, R7, VD2); filtr w obwodzie zasilania SMPS, który zmniejsza poziom tętnień napięcia wejściowego (C4); dzielnik napięcia do kontroli zmian napięcia sieciowego i wyłączania SMPS w przypadku niedopuszczalnych wahań (R3, R4); piłokształtny kształtownik napięcia do symulacji zmian prądu w uzwojeniach magazynujących transformatora impulsowego (R5, C5); kształtowanie impulsów w obwodzie sygnału sprzężenia zwrotnego (VD3, C6); kondensator całkujący w obwodzie sterującym dla „miękkiego” rozruchu SMPS (C7); kondensator filtrujący w obwodzie mocy mikroukładu (C8); rezystor ograniczający prąd w trybie rozruchu mikroukładu przed wejściem w tryb pracy (R8); prostownik napięcia, który zasila mikroukład z uzwojenia komunikacyjnego (II) transformatora w trybie pracy (VD4); obwód zasilania impulsów do sterowania tranzystorem przełączającym (R9-R11, VD5); obwód do ograniczania szczytowych skoków napięcia na drenie tranzystora (VD6, R12, C10); obwód tłumiący eliminujący drgania pasożytnicze (C11, R13); filtr przeciwzakłóceniowy w obwodzie do określania początku cyklu generowania impulsu przełączającego (przejście impulsu napięcia wyjściowego przez zero) oraz obwód sprzężenia zwrotnego wzmacniacza sterującego (R14, C9, R15, C12); prostownik i filtr napięcia wyjściowego (VD7, C13); rezystor ograniczający prąd w obwodzie napięcia wyjściowego (R16). Wyniki testów urządzenia z różnymi uzwojeniami wyjściowymi i wartościami znamionowymi zastosowanych elementów, pokazanych na schemacie, w celu uzyskania napięcia wyjściowego 12 V przy prądzie obciążenia 1,25 A przedstawiono w tabeli. 2. Tabela 2
Aby wybrać uzwojenie wyjściowe, skorzystaj z tabeli. 3, zawierającą parametry miedzianych drutów uzwojenia, które są najczęściej stosowane w transformatorach impulsowych. Uzwojenie III, przeznaczone na napięcie 24 V do „normalnego” użytkowania, zawiera 16 zwojów trzech połączonych równolegle przewodów PEVTL-0,35. Ich całkowity przekrój wynosi około 0,3 mm2i odpowiada przewodowi o średnicy 0,62 mm. Dla gęstości prądu 4,25 A/mm2, odpowiadającemu wzrostowi temperatury transformatora o 30°C, dopuszczalny prąd w uzwojeniu wynosi 1,28 A, co w pełni spełnia wymagania (za pomocą kalkulatora można łatwo kontynuować zakres przewodów w kierunku zwiększania i zmniejszania średnicy). Stosując uzwojenia V i VI (zaciski odpowiednio 14, 18 i 16, 20 [3]), łącząc je równolegle, można uzyskać prąd do 3,5 A na wyjściu SMPS. Tabela 3
Podobnie jak w module zasilacza MP-403 uzwojeniem zasobnika jest uzwojenie I (kołki 1, 19). Szczególną uwagę należy zwrócić na prawidłowe podłączenie (fazowanie) wyprowadzeń (zwykle na schematach początek uzwojenia jest zawsze oznaczony kropką). Numery pinów dodatkowego uzwojenia do komunikacji i zasilania mikroukładu pokazano na ryc. 1. Należy pamiętać, że prąd pracy w uzwojeniu komunikacyjnym zależy od całkowitej mocy obciążenia i niekoniecznie osiąga wartość maksymalną 1,5 A. Oceniając napięcie pracy uzwojeń należy pamiętać, że proporcjonalna zależność między liczbą zwojów a napięciem jest obserwowana tylko dla uzwojeń wtórnych i nie dotyczy uzwojenia pierwotnego, gdyż pracują one w różnych półcyklach (cyklach) napięcia impulsowego, a stosunek ich napięć roboczych będzie zależał od współczynnika wypełnienia impulsu przełączającego s. Równoważnikiem obciążenia podczas regulacji są trzy rezystory PEVT-25 połączone równolegle o rezystancji 30 omów każdy. Przed podaniem napięcia sieciowego konieczne jest włączenie amperomierza 1 A w przerwę między punktami A i B (rys. 0,5) Jest on tutaj wykorzystywany nie tylko jako przyrząd pomiarowy pokazujący reakcję urządzenia na zmianę wartości znamionowych elementów (wzrost poboru prądu będzie wskazywał na wzrost prądu obciążenia lub napięcia na uzwojeniach wtórnych), ale także jako wiarygodny wskaźnik stanu załączenia cicho pracującego ZSMP. Zapobiegnie to przypadkowemu porażeniu prądem podczas dokonywania regulacji. Przydatne jest również sprawdzenie przydatności tranzystora przełączającego poprzez złożenie najprostszego obwodu pomiarowego zgodnie z obwodem na ryc. 2 (pokazano tam również pinout tranzystorów polowych KP707V2, KP812B1 i ich zagranicznych odpowiedników IRFBC30, IRFBC40, BUZ90A, 2SK1221 itp.). Zwiększając napięcie na bramce tranzystora w krokach co 0,1 V upewniamy się, że począwszy od napięcia progowego (1...5 V, w zależności od typu i parametrów tranzystora) prąd w obwodzie drenu stopniowo wzrasta i po otwarciu osiąga 500 μA około 0,5 V. Lepiej jest stosować zasilacze z zabezpieczeniem prądowym ustawionym na 1 mA. Zapobiegnie to uszkodzeniu tranzystorów nawet w przypadku błędów połączenia z powodu ich nieznanego układu pinów.
Po wykonaniu tych czynności przygotowawczych rezystor strojenia R7 należy ustawić w pozycji środkowej i podłączyć do sieci SMPS. Podczas regulacji lepiej położyć urządzenie na blacie elementami w dół: wtedy płytka drukowana uchroni przed zranieniem podczas ewentualnego wybuchu kondensatorów tlenkowych w wyniku przepięcia spowodowanego nieprawidłowym podłączeniem uzwojeń. Jeżeli napięcie w uzwojeniach wtórnych jest niewystarczające, aby SMPS przeszedł w tryb pracy, słychać będzie charakterystyczne kliknięcia transformatora wraz z wysokim tonem („klik”), spowodowane okresowym włączaniem trybu rozruchu, gdy napięcie na kondensatorze C8 wzrasta do wartości progowej. W procesie tworzenia SMPS należy przede wszystkim sprawdzić wpływ położenia styku ruchomego rezystora strojenia R7 na parametry impulsów wyjściowych. Należy być bardzo ostrożnym przy doborze parametrów elementów obwodu tworzenia napięcia piłokształtnego (R5, C5), który określa maksymalny czas trwania stanu otwartego tranzystora przełączającego. Napięcie na kondensatorze C5 w mikroukładzie jest porównywane z napięciem na wejściu wzmacniacza sterującego, a impuls przełączający zatrzymuje się, gdy się zgadzają. Jeżeli elementy te zostaną dobrane nieprawidłowo, w momencie odłączenia SMPS od sieci spadek napięcia na wyjściu filtra sieciowego zostanie skompensowany przez wydłużenie czasu trwania impulsów przełączających oraz przekroczenie dopuszczalnej wartości prądu drenu tranzystora, co spowoduje jego uszkodzenie. W procesie zakładania, do podłączenia SMPS do sieci, należy zastosować niezawodne elementy przełączające (przełączniki dźwigniowe, przełączniki, a nie wtyczki i gniazda sieciowe), ponieważ wynikające z tego odbijanie styków może spowodować awarię tranzystora przełączającego. Po zakończeniu regulacji urządzenie musi pewnie wejść w tryb pracy, o czym świadczy cicha praca zasilacza impulsowego oraz wskazania amperomierza kontrolnego w zakresie 100…350 mA w zależności od obciążenia. Jeśli tak się nie stanie, oznacza to, że urządzenie ma wadliwe części lub błędy w instalacji. Po pierwszych kilkudziesięciu sekundach pracy SMPS należy odłączyć od sieci i skontrolować warunki termiczne tranzystora, transformatora, diod, następnie powtórzyć to samo po kilkudziesięciu minutach pracy. Jeśli nie ma przegrzania, należy wyregulować napięcie wyjściowe i sprawdzić kształt sygnałów zgodnie z Rys.3.
Analiza działania urządzenia wykazała, że \u8b\u9bprzy użyciu gotowego transformatora impulsowego lepiej pozostawić uzwojenie magazynujące bez zmian i wybrać uzwojenie komunikacyjne na napięcie 8 ... Może się okazać, że wybrany transformator nie zapewnia wymaganych parametrów SMPS, w wyniku czego konieczna będzie wymiana uzwojeń wtórnych. Sztywna technologia wytwarzania transformatorów impulsowych (rozmieszczenie uzwojeń w ściśle określonej kolejności, zachowanie szczelin między krawędzią uzwojenia a zewnętrzną stroną ramy, dobór średnicy drutu w zależności od prądu roboczego, rozłożenie niepełnej warstwy „rozładowanej” na całej szerokości uzwojenia w celu wytworzenia jednorodnego pola magnetycznego wewnątrz objętości roboczej transformatora) wymaga szczególnej staranności i dokładności montażu podczas produkcji. Ale demontaż transformatora sklejonego klejem epoksydowym jest praktycznie niemożliwy bez użycia sprzętu do frezowania (po przecięciu transformatora frezem konieczne będzie przywrócenie szczeliny roboczej na pręcie środkowym poprzez zmniejszenie go o grubość cięcia). Dlatego jedynym wyjściem w tej sytuacji jest wylutowanie elektrostatycznego (zakłóceniowego) ekranu z folii miedzianej, usunięcie zbędnych uzwojeń i nawinięcie na ich miejsce wymaganego uzwojenia metodą „wahadłową”, przy czym zamiast drutu o dużej średnicy korzystniejsze jest zastosowanie kilku równoległych przewodów o mniejszej średnicy o równoważnym przekroju całkowitym. W urządzeniu zastosowano części wolne od wad. Kondensatory C1 K73-17, C2, C3, C10, SP - K73-9, wszystkie na napięcie znamionowe 630 V, C4 - K50-32. Jeśli obciążenie SMPS przekracza 50 W, równolegle z kondensatorem C4, należy podłączyć inny taki sam lub użyć K50-35B o pojemności 220 mikrofaradów (lub 330 mikrofaradów) dla napięcia 350 V. Kondensator C6 - K53-30 lub inny. Kondensatory tlenkowe C8, C13 K50-35. Reszta to dowolne ceramiczne na napięcie znamionowe 63 ... 100 V. Wszystkie stałe rezystory to MLT, z wyjątkiem R16 C5-16MV. Rezystor trymera R7 - SPZ-386. Wymienimy mostek diodowy KTS405B, KTS405V lub oddzielne diody o dopuszczalnym napięciu wstecznym co najmniej 400 V i prądzie roboczym 1 A. Diody VD6 i VD7 to diody pulsacyjne o częstotliwości nominalnej co najmniej 35 kHz, pierwsza z nich na napięcie znamionowe co najmniej 600 V i prąd 1 A, druga - 100 V i 5 A (dla niskonapięciowego IP). Zamiast przemysłowego dławika filtra liniowego L1 stosuje się samodzielnie wykonany: pierścień ferrytowy 1500NM-2000NM o średnicy zewnętrznej około 20 mm z uzwojeniami nawiniętymi na nim w kilkudziesięciu zwojach dwóch przewodów MGTF-0,35. Wszystkie elementy SMPS zmontowane są na płytce drukowanej wykonanej z jednostronnej folii z włókna szklanego o grubości 1,5 mm (rys. 4). Po ustawieniu urządzenia w otworach A i B płytki wlutowuje się zworkę. Kondensator C4 mocuje się równolegle do płytki za pomocą drucianego zacisku zamontowanego we wnęce na końcu obudowy; końce zacisku są przylutowane do odpowiednich otworów. Aby zapewnić niezawodność styku elektrycznego, ujemny zacisk kondensatora jest podłączony do płytki za pomocą podkładki z płatkiem i nakrętką na gwintowanej części obudowy. Kondensator SI i rezystor R13 są połączone poprzez montaż powierzchniowy, drugi zacisk kondensatora z wlutowanym uchwytem montażowym jest podłączony bezpośrednio do metalowej płytki obudowy tranzystora, która jest montowana na radiatorze. To znacznie obniży poziom emitowanych zakłóceń. W tym samym celu SMPS umieszcza się w metalowej obudowie z otworami wentylacyjnymi do chłodzenia.
Urządzenie jest podłączone do sieci za pomocą elastycznego przewodu montażowego: przełącznik i bezpiecznik są wlutowane w szczelinę jednego przewodu z prądem wyzwalającym dwukrotnie większym od prądu roboczego zmierzonego przez amperomierz podczas regulacji (jak wspomniano wcześniej, będzie to zależeć od obciążenia). Uzwojenie wtórne jest połączone giętkimi izolowanymi przewodami, w zależności od wymaganej wartości napięcia na wyjściu SMPS. Tranzystor VT1 jest przesunięty na brzeg płytki dzięki czemu można go zamontować poprzez płytkę mikową bezpośrednio do metalowej obudowy urządzenia lub do radiatora o efektywnej powierzchni chłodzenia 100...200 cm2. Należy pamiętać, że SMPS jest galwanicznie podłączony do sieci: nieostrożne obchodzenie się z nim może spowodować porażenie prądem. Zgodnie z zasadami bezpieczeństwa elektrycznego na czas założenia IIP konieczne jest podłączenie do sieci poprzez transformator separacyjny o mocy co najmniej 300 W. literatura
Autorzy: W. Kosenko, S. Kosenko, W. Fiodorow, Woroneż
Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024 Klawiatura Primium Seneca
05.05.2024 Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024
▪ CIA w walce z globalnym ociepleniem ▪ Moduł przetwarzania obrazu z natywną siecią neuronową głębokiego uczenia
▪ część witryny internetowej elektryka. Wybór artykułu ▪ Artykuł kryminologiczny. Kołyska ▪ artykuł Czym jest teoria względności Einsteina? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł o odrze. Opieka zdrowotna ▪ artykuł Specjalne emalie. Proste przepisy i porady
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