Zasilacz impulsowy potężnego UMZCH

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Zasilacze

 Komentarze do artykułu

Zasilacze impulsowe są szeroko stosowane w nowoczesnym sprzęcie elektronicznym. Coraz częściej zaczęli z nich korzystać również radioamatorzy, o czym świadczy wzrost liczby publikacji w literaturze radiotechnicznej, w szczególności w czasopiśmie Radio. Jednak w większości przypadków opisano konstrukcje o stosunkowo niskim poborze mocy. Autor opublikowanego artykułu zwraca uwagę czytelników na zasilacz impulsowy o mocy 800 W. Różni się on od opisanych wcześniej zastosowaniem tranzystorów polowych oraz transformatora z uzwojeniem pierwotnym o średniej mocy wyjściowej w przetwornicy. Pierwszy zapewnia wyższą wydajność i zmniejszone zakłócenia wysokoczęstotliwościowe, a drugi - połowę prądu przepływającego przez kluczowe tranzystory i eliminuje potrzebę stosowania transformatora izolującego w ich obwodach bramkowych.

Wadą takiego rozwiązania układowego jest wysokie napięcie na połówkach uzwojenia pierwotnego, co wymaga zastosowania tranzystorów o odpowiednim dopuszczalnym napięciu. To prawda, że ​​\uXNUMXb\uXNUMXbw przeciwieństwie do konwertera mostkowego, w tym przypadku wystarczą dwa tranzystory zamiast czterech, co upraszcza konstrukcję i zwiększa wydajność urządzenia.

Zasilacze impulsowe (UPS) wykorzystują jedno- i dwusuwowe przetwornice wysokiej częstotliwości. Wydajność tego pierwszego jest niższa niż drugiego, dlatego nie zaleca się projektowania UPS-ów jednocyklowych o mocy większej niż 40 ... 60 W. Przetwornice przeciwsobne pozwalają uzyskać znacznie większą moc wyjściową przy wysokiej sprawności. Są one podzielone na kilka grup, charakteryzujących się sposobem wzbudzenia wyjściowych tranzystorów kluczowych i obwodem włączania ich w obwód uzwojenia pierwotnego transformatora przekształtnikowego. Jeśli mówimy o metodzie wzbudzenia, można wyróżnić dwie grupy: z samowzbudzeniem i wzbudzeniem zewnętrznym. Te pierwsze są mniej popularne ze względu na trudności w zakładaniu. Podczas projektowania mocnych (ponad 200 W) zasilaczy UPS złożoność ich produkcji nieracjonalnie wzrasta, więc są one mało przydatne dla takich zasilaczy. Przetwornice wzbudzane zewnętrznie dobrze nadają się do zastosowań UPS o dużej mocy i czasami wymagają niewielkiej konserwacji lub nie wymagają jej wcale.

Jeśli chodzi o podłączenie kluczowych tranzystorów do transformatora, istnieją trzy schematy: tak zwany półmostek (ryc. 1, a), mostek (ryc. 1, b) oraz z uzwojeniem pierwotnym z odczepem od środka ( Ryc. 1, c). Do tej pory najczęściej stosowany konwerter półmostkowy [1]. Wymaga dwóch tranzystorów o stosunkowo niskim napięciu Uke max. Jak widać z rys. 1, za. kondensatory C1 i C2 tworzą dzielnik napięcia, do którego podłączone jest uzwojenie pierwotne (I) transformatora T2. Podczas otwierania kluczowego tranzystora amplituda impulsu napięcia na uzwojeniu osiąga wartość Upit / 2 - Uke max.

Przetwornica mostkowa [2] jest podobna do przetwornicy półmostkowej, ale w niej kondensatory zastąpiono tranzystorami VT3 i VT4 (rys. 1.b), które parami otwierają się ukośnie. Przetwornica ta ma nieco wyższą sprawność ze względu na wzrost napięcia dostarczanego do uzwojenia pierwotnego transformatora, a tym samym spadek prądu przepływającego przez tranzystory VT1 - VT4. Amplituda napięcia na uzwojeniu pierwotnym transformatora w tym przypadku osiąga wartość Upit - 2Uke max.

Osobno wyróżnia się konwerter zgodnie ze schematem na ryc. 1. w. z najwyższą wydajnością. Osiąga się to poprzez zmniejszenie prądu uzwojenia pierwotnego i. w rezultacie zmniejszenie strat mocy w kluczowych tranzystorach, co jest niezwykle ważne dla mocnych zasilaczy UPS. Amplituda impulsów napięciowych w połowie uzwojenia pierwotnego wzrasta do wartości Upit - Uke max. Należy również zauważyć, że w przeciwieństwie do innych przetwornic (1,2) nie wymaga wejściowego transformatora izolującego.

W urządzeniu zgodnie ze schematem na ryc. 1. należy zastosować tranzystory o dużej wartości Uke max. Ponieważ koniec górnej (zgodnie ze schematem) połowy uzwojenia pierwotnego jest podłączony do początku dolnego, gdy prąd płynie w pierwszym z nich (VT1 jest otwarty), w drugim powstaje napięcie, które jest równe (w wartości bezwzględnej) amplitudzie napięcia na pierwszym, ale przeciwnym znaku względem Upit. Innymi słowy, napięcie na kolektorze zamkniętego tranzystora VT2 osiąga 2Upit. dlatego jego Uke max musi być większe niż 2 Upit. W proponowanym UPS zastosowano przetwornicę przeciwsobną z transformatorem, której uzwojenie pierwotne ma średnią moc wyjściową. Cechuje się wysoką wydajnością. niski poziom zmarszczek i słabo promieniuje zakłócenia do otaczającej przestrzeni. Autor wykorzystuje go do zasilania zasilanej dwukanałowo wersji UMZCH. opisane w [3]. Napięcie wejściowe UPS - 180...240 V. Znamionowe napięcie wyjściowe (przy napięciu wejściowym 220 V) - 2x50 V. Maksymalna moc obciążenia - 800 W. częstotliwość robocza przetwornika wynosi 90 kHz.

Schemat ideowy zasilacza UPS pokazano na ryc. 2. Jak widać jest to przetwornica z wymuszeniem zewnętrznym bez stabilizacji napięcia wyjściowego. Na wejściu urządzenia znajduje się filtr wysokiej częstotliwości C1L1C2, który zapobiega przedostawaniu się zakłóceń do sieci. Po jego przejściu napięcie sieciowe jest prostowane przez mostek diodowy VD1 - VD4. tętnienia są wygładzane przez kondensator C3. Do zasilania przetwornicy wysokiej częstotliwości stosuje się wyprostowane napięcie stałe (ok. 310 V).

(kliknij, aby powiększyć)

Urządzenie sterujące konwerterem jest wykonane na mikroukładach DD1-DD3. Zasilany jest z osobnego, stabilizowanego źródła, składającego się z transformatora obniżającego napięcie T1. prostownik VD5 i regulator napięcia na tranzystorach VT1, VT2 i dioda Zenera VD6. Na elementach DDI. 1. DD1.2 zmontował główny oscylator, który generuje impulsy o częstotliwości powtarzania około 360 kHz. Po tym następuje dzielnik częstotliwości przez 4, wykonany na wyzwalaczach układu DD2.

Za pomocą elementów DD3.1, DD3.2 tworzone są dodatkowe przerwy między impulsami. Pauza to nic innego jak stan logiczny 0 na wyjściach tych elementów, który pojawia się, gdy na wyjściach elementu DDI.1 pojawi się poziom 2 i wyzwala DD2.1 i DD2.2 (rys. 3). Niski poziom napięcia na wyjściu DD3.1 (DD3.2) blokuje DD1.3 (DD1.4) w stanie „zamkniętym” (na wyjściu - poziom logiczny 1).

Czas trwania przerwy jest równy 1/3 czasu trwania impulsu (ryc. 3, schematy napięć na pinach 1 DD3.1 i 13 DD3.2), co jest wystarczające do zamknięcia tranzystora przełączającego. Z wyjść elementów DD1.3 i DD1 ostatecznie wygenerowane impulsy są podawane do przełączników tranzystorowych (VT4, VT5), które poprzez rezystory R6, R10 sterują bramkami potężnych tranzystorów polowych VT11, VT9.

Impulsy z bezpośrednich i odwrotnych wyjść wyzwalacza DD2.2 są podawane na wejścia urządzenia wykonane na tranzystorach VT3. VT4. VT7. VT8. Otwieranie na przemian, VT3 i VT7. VT4 i VT8 stwarzają warunki do szybkiego rozładowania pojemności wejściowych kluczowych tranzystorów VT9, VT10. czyli ich szybkie zamknięcie. Ponadto, jak widać z rys. 3 (schematy napięć na pinach 12 i 13 DD2.2). VT7 i VT8 otwierają się natychmiast po zakończeniu impulsu, dlatego przy dowolnej mocy wyjściowej każdy z tranzystorów VT9, VT10 zawsze ma czas na bezpieczne zamknięcie, zanim drugi się otworzy. Gdyby ten warunek nie był spełniony, przez nie, a więc przez uzwojenie pierwotne transformatora T2, płynąłby prąd skrośny. co nie tylko zmniejsza niezawodność i wydajność zasilacza UPS. ale także powoduje skoki napięcia, których amplituda czasami przekracza napięcie zasilania przetwornicy.

Rezystory o stosunkowo dużej rezystancji R9 i R10 są zawarte w obwodzie bramki tranzystorów VT10 i VT11. Wraz z pojemnością bramek tworzą filtry niskiej częstotliwości, które zmniejszają poziom harmonicznych podczas otwierania kluczy. W tym samym celu wprowadzono elementy VD9-VD12. P16, R17, S12.S13

W obwodach podstawowych tranzystorów VT9. VT10 zawiera uzwojenie pierwotne transformatora T2. Prostowniki napięcia wyjściowego są wykonane zgodnie z obwodem mostkowym na diodach VD13 - VD20, co nieco zmniejsza wydajność urządzenia, ale znacznie (ponad pięć razy) zmniejsza poziom tętnienia na wyjściu UPS. Należy zauważyć, że kształt oscylacji, przy maksymalnym obciążeniu zbliżony do prostokąta, płynnie przechodzi w zbliżony do sinusoidy, gdy moc spada do 10...20 W. co ma pozytywny wpływ na poziom hałasu UMZCH przy niskim poziomie głośności.

Napięcie wyprostowane uzwojenia IV transformatora T2 służy do zasilania wentylatorów (patrz poniżej).

W urządzeniu zastosowano kondensatory K73-17 (C1.C2.C4). K50-17 (C3), MBM (C12. C13). K73-16 (C14-C21. C24. C25). K50-35 (C5-C7). KM (inne). Zamiast wskazanych na schemacie dopuszczalne jest stosowanie mikroukładów serii K176. K564. Diody D246 (VD1-VD4) są wymienne z dowolnymi innymi diodami przeznaczonymi na prąd stały co najmniej 5 A i napięcie wsteczne co najmniej 350 V (KD202K. KD202M. KD202R, KD206B. D247B). lub diodowy mostek prostowniczy o tych samych parametrach, diody KD2997A (VD13-VD20) - na KD2997B. KD2999B. dioda Zenera D810 (VD6) - na D814V. Jako VT1 możesz użyć dowolnych tranzystorów z serii KT817, KT819. jako VT2-VT4 i VT5, VT6 - odpowiednio dowolna seria KT315, KT503, KTZ102 i KT36K KT502. KT3107. zamiast VT9, VT10 - KP707V1, KP707E1. Tranzystory KT3102ZH (VT7. VT8) nie są zalecane do wymiany.

Transformator T1 - TS-10-1 lub dowolny inny o napięciu uzwojenia wtórnego 11 ... 13 V przy prądzie obciążenia co najmniej 150 mA. Cewka filtra sieciowego L1 jest uzwojona na pierścieniu ferrytowym (M2000NM1) o rozmiarze K31M8,5u7 z drutem PZV-1 1,0 (2x25 zwojów), transformator T2 jest uzwojony na trzech sklejonych ze sobą pierścieniach ferrytowych tej samej marki, ale o rozmiarze K45x28x12. Uzwojenie I zawiera 2x42 zwoje drutu PEV-2 1,0 (lekko uzwojone druty), uzwojenia II i III - po 7 zwojów (w pięciu drutach PEV-2 0,8), uzwojenie IV - 2 zwoje PEV-2 0.8. Pomiędzy uzwojeniami ułożone są trzy warstwy izolacji z taśmy PTFE. Obwody magnetyczne dławików L2, L3 to pręty ferrytowe (1500NMZ) o średnicy 6 i długości 25 mm (przycinacze z rdzeni pancerza B48). Uzwojenia zawierają 12 zwojów drutu PEV-1 1.5.

Tranzystory VT9. VT10 jest instalowany na radiatorach wentylatorów służących do chłodzenia mikroprocesorów Pentium (odpowiednie są również podobne węzły z procesorów 486). Diody VD13-VD20 zamocowano na radiatorach o powierzchni około 200 cm2. Aby schłodzić tranzystory stopnia wyjściowego UMZCH, na tylnej ścianie zainstalowany jest wentylator z zasilacza komputerowego lub innego o napięciu zasilania 12 V.

Instalując UPS należy dążyć do tego, aby wszystkie połączenia były jak najkrótsze, aw części zasilającej stosować przewód o jak największym przekroju. Pożądane jest osłonięcie UPS metalową osłoną i podłączenie go do zacisku 0 V wyjścia źródłowego, jak pokazano na rys. 4. Przewód wspólny zasilacza nie może być podłączony do ekranu. Ponieważ UPS nie jest wyposażony w urządzenie zabezpieczające przed zwarciem i przeciążeniem, w obwodzie zasilania UMZCH należy uwzględnić bezpieczniki 10 A.

Opisany UPS praktycznie nie wymaga regulacji. Ważne jest tylko prawidłowe fazowanie połówek uzwojenia pierwotnego transformatora T2. Jeśli części są w dobrym stanie i nie ma błędów w instalacji, urządzenie zaczyna działać natychmiast po podłączeniu do sieci. W razie potrzeby częstotliwość konwertera reguluje się, wybierając rezystor R3. Aby zwiększyć niezawodność UPS, pożądane jest, aby działał z UMZCH, który zapewnia dmuchanie przez wentylator.

literatura

1. Zhuchkov V., Zubov O., Radutny I. Zasilanie UMZCH. - Radio. 1987, nr 1. s. 35-37.
2. Cwietajew S. Potężny zasilacz. - Radio. 1990. Nr 9. s. 59-62.
3. Bragin G. Wzmacniacz mocy 34. - Radio. 1987. N9 4. s. 28-30.

Autor: D.Kolganov, Kaługa

Zobacz inne artykuły Sekcja Zasilacze.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

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 ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Niebezpieczeństwo leków przeciwdrgawkowych 14.07.2018 Leki przeciwdrgawkowe są coraz częściej stosowane w leczeniu bólu krzyża, ale nowe badanie Canadian Medical Association Journal pokazuje, że są one nieskuteczne i mogą mieć negatywne skutki. „Kliniczne przepisywanie leków przeciwdrgawkowych na ból pleców i szyi, w tym ból korzeniowy, ponieważ podstawowa opieka zdrowotna wzrosła o 10% w ciągu ostatnich 535 lat” – pisze dr Oliver Encke z University of Sydney i Nepean Sydney Medical School (Kingswood, Australia). , powołując się na dane z niedawnego badania najczęstszych recept lekarskich na ból pleców. Ból krzyża dotyka miliony ludzi i jest główną przyczyną niepełnosprawności. Zalecenia dotyczące praktyki klinicznej na ogół obejmują leczenie niefarmakologiczne i nieopioidowe leki przeciwbólowe, a nie silniejsze leki przeciwbólowe, takie jak leki przeciwdrgawkowe. Wyniki badania oparte są na danych z dziewięciu badań, ujawniających brak dowodów na skuteczność leków przeciwdrgawkowych i wskazujących na skutki uboczne niektórych z tych leków. „Wykazaliśmy, że konwencjonalne leki przeciwdrgawkowe są nieskuteczne w przewlekłym i korzeniowym bólu krzyża i wiążą się ze zwiększonym ryzykiem wystąpienia działań niepożądanych” – piszą autorzy. Wyniki te potwierdzają ostatnie zalecenia ze Stanów Zjednoczonych i Wielkiej Brytanii dotyczące ograniczenia stosowania leków przeciwdrgawkowych.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Zegary atomowe potwierdzają teorię względności

▪ Robot słuchowy Honda

▪ Spray magnetyczny tworzy roboty

▪ Nowa seria monitorów LCD SONY

▪ Międzykontynentalne podróże bakterii

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Dozymetry. Wybór artykułu

▪ artykuł Edgara Degasa. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Który język ma najdłuższe słowa? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł dereń biały. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Jak znaleźć meteoryty. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Regulator mocy na GRN-1-220, 400-2000 watów. 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