|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Prostownik synchroniczny. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Przetwornice napięcia, prostowniki, falowniki Spadek napięcia na diodach prostowniczych nie pozwala na zwiększenie jego sprawności powyżej pewnej granicy. Bocznikując lub zastępując każdą diodę kluczem elektronicznym, można przekroczyć ten limit. Jednak ze względu na złożoność elektronicznej jednostki sterującej kluczem prostowniki synchroniczne znalazły zastosowanie tylko w profesjonalnych urządzeniach zasilających. W proponowanym artykule opisano prostą konstrukcję prostownika synchronicznego, możliwego do powtórzenia w warunkach radioamatorskich. Jednym z najważniejszych zadań stojących przed projektantami nowoczesnych zasilaczy jest osiągnięcie wysokiej sprawności. Zazwyczaj prostowniki są wykonane na diodach krzemowych lub diodach Schottky'ego, rzadziej na diodach germanowych. Typowy spadek napięcia na diodach krzemowych wynosi 1 V, na diodach germanowych i Schottky'ego - około 0,5 V. Znacznie mniejsze straty energii w prostownikach synchronicznych na tranzystorach polowych o dużej mocy, w których diody zastąpiono tranzystorami polowymi. Rezystancja otwartego kanału nowoczesnych tranzystorów polowych jest zredukowana do kilku miliomów. Umożliwia to zmniejszenie spadku napięcia i odpowiednio rozpraszania ciepła o rząd wielkości. Ale zastosowanie tranzystorów polowych w prostownikach ma wiele cech. Pierwszym z nich jest obecność wewnętrznej diody w tranzystorze polowym. Jeśli do tranzystora polowego zostanie przyłożone napięcie o odwrotnej polaryzacji, wewnętrzna dioda otworzy się. Przy synchronicznym zasilaniu bramki tranzystora względem źródła napięcia polaryzacji otwarcia o wystarczającej wartości, kanał tranzystora polowego otwiera się, połączony równolegle z tą diodą. Ponieważ rezystancja kanału otwartego tranzystora polowego jest znacznie mniejsza niż rezystancja otwartej diody, prawie cały prąd przepływa przez kanał. Inną cechą tranzystora polowego jest opóźnienie włączenia i wyłączenia spowodowane obecnością pojemności bramka-źródło i bramka-dren. Te pojemności są silnie zależne od napięcia. Są duże przy niskim napięciu i zmniejszają się, gdy jest zwiększane. Aby zapewnić otwarcie tranzystora, konieczne jest naładowanie pojemności wejściowej do 10 ... 12 V. Procesowi temu przeszkadza efekt Millera, który zwiększa równoważną pojemność wejściową. Więcej szczegółów na temat cech kluczowych tranzystorów polowych o dużej mocy można znaleźć w książce B. Yu Semenova „Energoelektronika: od prostych do złożonych” (M .: „SOLON-Press”, 2005).
na ryc. 1 przedstawia schemat pełnookresowego prostownika synchronicznego przeznaczonego do prostowania napięcia prostokątnego i sinusoidalnego. Prostownik jest podłączony do uzwojenia wtórnego transformatora za pomocą odczepu od środka. Kołki 1 i 3 - do początku i końca uzwojenia w dowolnej kolejności, kołek 2 - do wyjścia uzwojenia. Do prostowania stosuje się tranzystory VT1 i VT2 z wewnętrznymi diodami. Kondensator C1 - wygładzanie. Węzeł do tworzenia impulsów sterujących przykładanych do bramek tranzystorów jest montowany na mikroukładach DA1, DA2, DD1, DA4, diodach VD1, VD2 i rezystorach R1-R6. Ten węzeł otrzymuje napięcie zasilania 10 V z regulatora napięcia na chipie DA3. Jeśli impulsy sterujące nie są dostarczane do bramek tranzystorów, na przykład, jeśli układ kształtowania impulsów jest wyłączony, prostownik działa jak normalny (asynchroniczny) prostownik na wewnętrznych diodach tranzystorów. Zasada generowania impulsu sterującego na bramce tranzystora: napięcie impulsu powinno otworzyć kanał tranzystora, gdy napięcie na katodzie diody wewnętrznej jest mniejsze niż napięcie na jej anodzie, która jest podłączona do wspólnego przewodu - minus wyjście Napięcie. Oznacza to, że gdy napięcie na katodzie ma biegunowość ujemną, do bramki tranzystora należy przyłożyć napięcie otwarcia o biegunowości dodatniej względem jego źródła. Przez resztę czasu napięcie między bramką a źródłem musi wynosić zero, aby tranzystor był wyłączony. Bardzo ważne jest, aby impulsy otwierające nie nachodziły na siebie w czasie, aby oba tranzystory nie były otwarte w tym samym czasie. Jednostka kształtująca impuls działa w ten sposób. Napięcie na drenach tranzystorów jest monitorowane przez komparatory DA1 i DA2. Na chipie DD1 montowany jest węzeł, który wyklucza nakładanie się impulsów otwierających. Falowniki na chipie DA4 dostarczają do 1,5A prądu wyjściowego, który szybko ładuje pojemność wejściową tranzystorów pomimo interferencji efektu Millera. Niech dodatnia półfala napięcia działa na dren tranzystora VT1. Napięcie +0,7 V z diody VD1 jest przykładane do wejścia odwracającego komparatora DA1 względem jego wejścia nieodwracającego, w wyniku czego na wyjściu DA1 pojawia się wysoki poziom. Prowadzi to do wysokiego poziomu napięcia na pinie 2 sterownika DA4, a zatem jego wyjście będzie miało niski poziom napięcia. Tranzystor VT1 jest zamknięty. Niech ujemna półfala napięcia działa na dren VT1, otwierając jego wewnętrzną diodę. Na wejściu nieodwracającym komparatora DA1 napięcie jest większe niż na wejściu odwracającym, w wyniku czego na wyjściu komparatora pojawi się niskie napięcie. Spowoduje to, że pin 2 sterownika DA4 przejdzie w stan niski, a wyjście stanie w stan wysoki. Tranzystor VT1 otwiera i bocznikuje swoją wewnętrzną diodę, co powoduje zmniejszenie strat energii prostowania. Tranzystor VT2 jest sterowany w podobny sposób. Na chipie DD1 wykonana jest jednostka sterująca do prawidłowego działania prostownika. Zawiera cztery elementy logiczne „wyłączne LUB”. Faktem jest, że w momencie, gdy napięcie sinusoidalne przechodzi przez zero, wyjścia komparatorów DA1 i DA2 będą jednocześnie miały niskie poziomy napięcia. Gdyby te wyjścia były podłączone do wejść układu DA4, doprowadziłoby to do jednoczesnego otwarcia obu tranzystorów VT1 i VT2, co jest niedopuszczalne ze względu na przepływający przez nie prąd. Dlatego między wyjściami komparatorów DA1 i DA2 a wejściami układu DA4 zawarty jest węzeł na układzie DD1. Przyjrzyjmy się jego pracy. Niech wyjścia obu komparatorów mają niskie poziomy napięć. Ta kombinacja sygnałów wejściowych na wejściu elementu DD1. 1 odpowiada niskiemu poziomowi napięcia na jego wyjściu. Na elemencie DD 1.2 wykonany jest falownik, dla którego napięcie zasilania (poziom wysoki) podawane jest na pin 13. Zatem pin 6 elementu DD1.3 i pin 9 elementu DD1.4 mają wysoki poziom napięcia i będą również pracować jako falowniki. W rezultacie oba wejścia sterownika DA4 mają wysoki poziom napięcia, bramki obu tranzystorów VT1 i VT2 mają niski poziom, więc są zamknięte. Nie będzie przez nie przepływać prąd. W przypadku sygnałów przeciwfazowych na wyjściach komparatorów i odpowiednio na wejściach DD1.1, na pinie 3 DD1.1 będzie działać wysoki poziom napięcia. Po inwersji w elemencie logicznym DD1.2, niski poziom napięcia przekształca elementy logiczne DD1.3 i DD1.4 w przekaźniki sygnału. Dlatego sygnały z wyjść komparatorów DA1 i DA2 przejdą bez zmian na wyjścia sterownika DA1. Jeden z tranzystorów będzie otwarty, drugi zamknięty. Stabilizowane napięcie zasilania 10 V jest generowane przez mikroukład L4810CV (DA3), który posiada zabezpieczenie przed przeciążeniem prądu wyjściowego 1,5 A oraz jednostkę automatycznego wyłączania, gdy temperatura wzrośnie powyżej maksymalnej dopuszczalnej wartości. Układ ten utrzymuje tryb stabilizacji napięcia, gdy różnica napięć między wejściem a wyjściem spadnie do 0,5 V. Zasilany jest napięciem wyjściowym prostownika.
Prostownik synchroniczny jest zmontowany na płytce drukowanej wykonanej z włókna szklanego o grubości 1,5 mm foliowanego z jednej strony, jego rysunek pokazano na ryc. 2. Wszystkie części są na nim zainstalowane, z wyjątkiem kondensatora wygładzającego C1. Jeśli tranzystory VT1 i VT2 są bardzo gorące, są instalowane na radiatorach. Na planszy przewidziano miejsce do ich umieszczenia. Autor wykorzystuje prostownik synchroniczny do prostowania napięcia z uzwojenia wtórnego transformatora elektronicznego Feron ET105. Uzwojenie wtórne nawinięte jest w nim dwoma drutami, co ułatwiło zadanie wykonania odczepu od jego środka. Aby zmniejszyć tętnienia napięcia przy dwukrotnie większej częstotliwości sieci, na wyjściu mostka prostowniczego wewnątrz transformatora elektronicznego instaluje się wygładzający kondensator tlenkowy o pojemności 10 μF i napięciu znamionowym 400 V. Częstotliwość napięcia wyjściowego transformatora wynosi około 45 kHz. Transformatory te mają minimalne ograniczenie mocy, które należy wziąć pod uwagę, aby zapewnić niezawodne działanie. Prostownik synchroniczny pozwala temu elektronicznemu transformatorowi uzyskać napięcie wyjściowe 12 V przy prądzie obciążenia 9 A. Kondensator wygładzający C1 o pojemności wskazanej na schemacie służy do prostowania napięcia o częstotliwości 45 kHz. Oczywiście prostownik synchroniczny można również wykorzystać do prostowania napięcia o częstotliwości 50 Hz, obliczając pojemność kondensatora wygładzającego w taki sam sposób, jak w przypadku konwencjonalnego (asynchronicznego) prostownika pełnookresowego. Autor: W. Kałasznik
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Modem radiowy oparty na CC1310 ▪ Mikrokontrolery Microchip PIC18F-Q41 ▪ MSP430FR6989 - nowy mikrokontroler do samodzielnych mierników ▪ Chip łączący USB Type-C i PD 2.0
▪ sekcja strony Builder, mistrz domu. Wybór artykułu ▪ artykuł Cienkie piosenki do słowika w szponach kota. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Czy istnieje zwierzęcy wampir? Szczegółowa odpowiedź ▪ Artykuł Ammi jest świetny. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Fotoprzekaźnik odporny na zakłócenia. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Poprawa działania przetwornicy napięcia. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Komentarze do artykułu: Alexander Czy mogę zastosować inne tranzystory? Te mają diody. Będzie dobrze co lub k.z.
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