24 | 10 | 2020
Главное меню
Смотри
Статистика
Пользователи : 1
Статьи : 4024
Просмотры материалов : 11677447

Коллеги
Посетители
Рейтинг@Mail.ru
Советую
Online
  • [Bot]
  • [Yandex]
Сейчас на сайте:
  • 14 гостей
  • 2 роботов
Новые пользователи:
  • Administrator
Всего пользователей: 1
RSS
Подписка на новости
Последние новости
Двуполярность напругу від однієї обмотки трансформатора PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
13.12.2011 19:04

Найбільш важливі переваги описаного стабілізатора в порівнянні з ферорезонансний - малі нелінійні спотворення вихідного напруги і майже повна відсутність магнітного поля, негативно впливає на роботу кольорових телевізорів. Повне опис монтажу та налаштування стабілізатора, а так же малюнок друкованої плати пристрою наводяться в [59].

Два напруги від однієї обмотки трансформатора

Іноді буває необхідно у вже наявному блоці живлення отримати подвійну напругу. Якщо випрямляч виконаний по однополуперіодної схемою або трансформатор має вторинну обмотку з відведенням від середини, то рішення поставленої задачі не викликає у радіоаматора труднощів. А якщо випрямляч зібраний за мостовою схемою? Як отримати подвійну напругу в цьому випадку, показано на малюнку. Позитивна напівхвиля напруги через діод V5 заряджає конденсатор С2, а негативна - конденсатор СЗ через діод V1, загальний провід і конденсатор С2. В результаті напруга на конденсаторі СЗ буде дорівнює подвоєному випрямленої напруги.

При виборі діодів потрібно врахувати, що через діод V1 буде текти струм навантаження як основного випрямляча, так і додаткового.

Двуполярность напругу від однієї обмотки трансформатора

Як бути, якщо наявний однополярний випрямляч необхідно доповнити випрямлячем протилежної полярності, а перемотування мережевого трансформатора небажана? Вихід із цього становища запропонували англійські радіоаматори (див. малюнок): додатковий випрямляч (міст V2 і згладжує конденсатор С4) підключений до вторинної обмотці трансформатора через додаткові розділові конденсатори С1 і С2.

Спрощений розрахунок трансформаторів живлення

Щоб перші радіолюбительські конструкції забезпечити постійною напругою, потрібен малопотужний блок живлення, що працює від мережі змінного струму. Але готовий блок не завжди вдається знайти в магазині, тому часто доводиться думати про саморобної конструкції. Щоб полегшити це завдання, і були розроблені найпростіші методи розрахунку, які дозволять підібрати потрібні деталі для блоку живлення залежно від висунутих до нього вимог. Схема передбачуваного блоку живлення, що забезпечує потрібне вихідна напруга постійного струму, наведена нижче. В ньому використаний трансформатор живлення, що включається первинною обмоткою (I) в освітлювальну розетку і знижує напругу (воно знімається з обмотки II) до заданого значення, двухполуперіодний випрямляч на діодах VD1-VD4 і конденсатор С1, згладжує пульсації випрямленої напруги. Отримане в результаті майже постійна напруга (пульсації його при підключенні навантаження все ж таки будуть) знімають з вихідних гнізд XS1 і XS2. Розрахунок блоку живлення починають з випрямляча. Задача розрахунку - правильно вибрати випрямні діоди та конденсатор фільтра, а також визначити необхідну змінну напругу, що знімається для випрямлення з вторинною (II) обмотки мережевого трансформатора.

Вихідними даними для розрахунку випрямляча служать необхідну напругу на навантаженні (11н) і споживаний максимальний струм (1н). Порядок розрахунку наступний: Спочатку визначають змінну напругу U II, яка повинна бути на вторинній обмотці трансформатора:

U II = Вин,

де ин - постійна напруга на навантаженні, вольт; В-коефіцієнт, що залежить від струму навантаження, який визначають за таблицею 1.

Таблиця 1

коефіцієнт

Ток

навантаження, А

0,1

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

В

0,8

1

1,2

1,4

1,5

1,7

З

2,4

2,2

2

1,9

1,8

1,8

По струму навантаження визначають максимальний струм, що протікає через кожний діод випрямного моста:

I д = 0,5 С I н,

де I д - струм через діод, ампер; I н - максимальний струм навантаження, А; С - коефіцієнт, що залежить від струму навантаження і визначається з таблиці 1.

Далі підраховують зворотне напруга, що буде докладено до кожного діода випрямляча:

U обр = 1,5 I н

де U обр - зворотна напруга, В; U н - напруга на навантаженні, В.

Тепер треба вибрати діоди, у яких значення випрямленого струму і допустимої зворотної напруги дорівнюють або перевищують отримані розрахункові Вами розрахункові значення. На закінчення можна визначити ємність конденсатора фільтра:

Сф = 3200 I н / I НКП

де Сф - ємність конденсатора фільтра, мкФ; I н-максимальний струм навантаження. А: U н - напруга на навантаженні, В: Кп - коефіцієнт пульсацій випрямленої напруги (відношення амплітудного значення змінної складової частотою 100 Гц на виході випрямляча до середнього значення випрямленої напруги).

Коефіцієнт пульсацій вибирають самостійно в залежності від передбачуваного навантаження, що допускає живлення постійним струмом цілком певної «чистоти». Приміром, для харчування малогабаритних транзисторних радіоприймачів і магнітофонів коефіцієнт пульсацій випрямленої напруги може досягати 10-3 ... 10 -2, підсилювачів радіо і проміжної частоти - 10-4____10-3 попередніх каскадів підсилювачів звукової частоти і мікрофонних підсилювачів - 10-5 ... 10-4. Надалі, коли Ви будете робити подібні випрямлячі з подальшою стабілізацією випрямленої напруги транзисторним стабілізатором, розрахункову ємність фільтруючого конденсатора можна буде зменшити в 5 ... 10 разів.

Наступний етап - це розрахунок трансформатора живлення.

Дані на нього у вас вже є - необхідну напругу на вторинній обмотці (U 2) і максимальний струм навантаження (I m). Тут теж існує певна послідовність розрахунку. Спочатку визначають максимальне значення струму, що протікає через вторинну обмотку:

де I-струм через обмотку II трансформатора, А; Iн-максимальний струм навантаження, А.

Далі визначають потужність, споживану випрямлячем від вторинної обмотки трансформатора:

Р2 = U2 І2,

де Р2 - максимальна потужність, споживана від вторинної обмотки, Вт; U2 - напруга на вторинній обмотці. В; I2 - максимальний струм через вторинну обмотку, А.

Потім підраховують потужність трансформатора:

Ртр -1,25 P2

де Ртр-потужність трансформатора, Вт; Р2 - максимальна потужність, споживана від вторинної обмотки трансформатора, Вт. Якщо виготовляють трансформатор з кількома вторинними обмотками, то спочатку підраховують максимальну потужність, споживану від кожної вторинної обмотки, потім їх сумарну потужність, а потім і потужність самого трансформатора.

Тепер можна підрахувати струм, що протікає через первинну обмотку:

І1 = Ртр/U1

де I1, - струм через обмотку 1, А; Ртр - підрахована потужність трансформатора, Вт: U1 - напруга на первинній обмотці трансформатора (мережеве напруга),

Після цього розраховують необхідну площу перерізу сердечника магнітопроводу:

S = 1,3 Ртр

де S - переріз сердечника магнітопроводу, см2; Ртр - потужність трансформатора, Вт.

Визначають число витків первинної (мережевий) обмотки:

W1 = 50U1 / S,

де W1 - число витків обмотки; U2 - напруга на первинній обмотці В; S - переріз сердечника магнітопроводу, см2.

Підраховують число витків вторинної обмотки:

W2 = 55U2 / S.

Де W2 - число витків вторинної обмотки; U2 - напруга на вторинній обмотці. В; S - переріз магнітопровода, см2.

На закінчення визначають діаметр проводу обмоток:

d = 0,02 I

де (d - діаметр проводу, мм; I - струм через обмотку, мА. Іноді діаметр проводу зручніше вибрати за таблицею 2.

За отриманими даними можна підбирати відповідне залізо та дріт і виготовляти трансформатор. Правда, не зайве спочатку прикинути, розміститься чи весь провід на каркасі майбутнього трансформатора при даних Ш - подібних пластинах:

- Адже однотипні (по ширині середньої частини) пластини мають неоднакову площа вікна. Для приблизної оцінки досить підраховану раніше потужність трансформатора Ртр помножити на 50 і порівняти отриманий результат (це необхідна площа вікна в мм2) з виміряної площею вікна наявних пластин. При виборі сердечника магнітопроводу слід дотримуватися і ще одного правила

- Відношення ширини середньої частини сердечника до товщини набору (відношення сторін сердечника) повинно бути в межах 1 ... 2 .. Повністю методика розрахунку описується в [60].

Простий імпульсний блок живлення на 15 Вт

Даний джерело може застосовуватися для живлення будь-якого навантаження потужністю до 15 ... 20 Вт і має менші габарити, ніж аналогічний, але із знижуючим трансформатором, що працюють на частоті 50 Гц.

Джерело живлення виконується за схемою однотактного імпульсного високочастотного перетворювача. На транзисторі зібраний автогенератор, що працює на частоті 20 ... 40 кГц (залежить від настройки). Частота налаштовується ємністю С5. Елементи VD5, VD6 і С6 утворюють ланцюг запуску

автогенератора. У вторинній ланцюга після мостового випрямляча стоїть звичайний лінійний стабілізатор на мікросхемі, що дозволяє мати на виході фіксоване напруга, незалежно від зміни на вході мережевої напруги (187 ... 242 В). Імпульсний трансформатор виконується на феритовому сердечнику М2500НМС або М2000НМ9 типорозміру LU5X5. Намотування зроблена проводом ПЕЛ-2. Обмотка 1-2 містить 600 витків дроту діаметром 0,1 мм, 3-4 - 44 витка діаметром 0,25 мм, 5-6 - 10 витків того ж дроту, що і первинна обмотка.

У разі необхідності вторинних обмоток може бути кілька (на схемі показана лише одна), а для роботи автогенератора необхідно дотримуватись полярності підключення фази обмотки 5-6 відповідно до схеми. Налаштування перетворювача полягає в отриманні стійкого порушення автогенератора при зміні вхідної напруги від 187 до 242 В. Елементи, що вимагають підбору, відмічені зірочкою "*". Резистор R2 може мати номінал 150 ... 300 кОм, а конденсатор С5 - 6800 ... 15000 пФ. Для зменшення габаритів перетворювача в разі меншої знімається у вторинному ланцюзі потужності номінали електролітичних фільтруючих конденсаторів (СЗ, С7 і С8) можна зменшити. Детально джерело живлення описаний в [61].

І мпульсний джерело живлення на 40 Вт

Електрична схема однотактного імпульсного перетворювача наведена на малюнку. Він працює на частоті приблизно 50 кГц.

У момент включення живлення конденсатори СЗ ... С5 заряджаються через резистор R2. При цьому короткочасний імпульс напруги з цього резистора через діод VD5 і резистор R4 надходить на конденсатор С6 і заряджає його. Стабілітрон VD6 обмежує рівень напруги для живлення мікросхеми величиною 5,6 В. Це забезпечує початковий запуск схеми та харчування автогенератора. Надалі необхідне напругу живлення для схеми знімається з вторинної обмотки (2) трансформатора Т2.

На елементах мікросхеми D1.1 ... D1.3 зібраний задає генератор імпульсів, з яких на конденсаторі С9 утворюється Пікоподібне напруга. Компаратор D2 буде порівнювати напруга пилки з рівнем напруги на вході 2. У початковому стані компаратор відкрито і через резистор R12 і базу транзистора VT3 протікає струм. У цьому випадку VT3, а значить і VT2, будуть відкриті. Як тільки напруга з обмотки 2 трансформатора Т2 перевищить встановлений резистором R7 поріг, компаратор закриється, що обмежить тривалість імпульсу у первинній обмотці трансформатора. Таким чином забезпечується стабілізація вихідної напруги при зміні мережевого на вході. Коефіцієнт стабілізації перетворювача залежить від нахилу пилки на конденсаторі С9. Транзистор VT1 забезпечує захист джерела живлення від перевантаження по струму. При його відкриванні спрацьовує блокування роботи компаратора (при лог. "О" на вході D2 / 6). Сигнал блокування періодично подається також з виходу генератора. Це виключає знаходження компаратора у відкритому стані тривалий час. У разі спрацювання захисту, щоб повернути схему в робочий стан (запустити), буде потрібно на деякий час відключити джерело живлення від мережі (конденсатори СЗ ... С5 розрядяться через резистор R1). У схемі застосовано деталі: резистори R1 - МЛТ, R2 - С5-5 на 1 Вт, підлаштування 57-типу СП5-1 БВА-0, 25 Вт, конденсатори С1, С2іС10-типу К42У-2, СЗ ... С5 - К50 -29 на 450 В, С6, С7 типу К50-35, С8, С9, С11 ... С13-К10-17, С14, С15-К10-17. Транзистор VT2 можна замінити на КТ839А. Дросель фільтра Т1 виконується на двох з'єднаних разом феритових тороідальний сердечниках М2000НМ1 типорозміру К20х10х7, 5 мм. Обидві обмотки містять по 40 витків дроту ПЕЛ-2 діаметром 0,33 мм (перед намотуванням гострі краї сердечника необхідно закруглити надфілем) Для виготовлення трансформатора Т2 взяті ферритові (М2000НМ1) чашки типорозміру БЗ0. У центральній частині магнітопровід повинен мати зазор приблизно 0,2 ... 0,6 мм (щоб не намагнічується трансформатор при роботі). Обмотки містять: 1 - 120 витків, 2 - 7 витків дроту ПЕЛ-2 діаметром 0,15 мм, 3 - 8 витків

дроту діаметром 3x0, 33 мм (намотується трьома проводами одночасно), 4 - 19 витків 0,5 мм. Транзистор VT2 встановлюється на радіатор, а вся конструкція закривається сітчастим екраном (для теплоотвода від Т2 і VT2). Екран дозволяє знизити рівень випромінювань і перешкод при роботі джерела. Перед включенням трансформатора Т2 необхідно переконатися в працездатності схеми формування імпульсів на виході D2 / 1. Для цього можна тимчасово подати живлення 9 В на конденсатор С7 від зовнішнього джерела. При правильній фазування підключення обмоток у трансформатора Т2 настройка схеми полягає в установці резистором R7 необхідної величини напруги у вторинній обмотці та перевірки запуску схеми при мінімальному напрузі 180 В. Повний опис пристрою наводиться в [61].

Імпульсний перетворювач з 12В на 220 В 50 Гц

Іноді, при відсутності мережевої проводки, виникає необхідність живити побутові електроприлади від бортової мережі автомобіля. У літературі описано чимало найпростіших перетворювачів з 12 на 220 В, але які працюють на підвищеній частоті живлячої напруги. Для освітлювальної лампи або електронною вудки це ще припустимо, але не всі побутові прилади, розраховані на частоту мережі 50 Гц, можуть працювати на більш високій частоті. Крім того, жодна з опублікованих схем не має захисту від перевантаження на виході.

До даного перетворювача можуть підключатися будь-які побутові прилади потужністю до 100 Вт (при використанні більш потужного трансформатора її можна збільшити). Запропонована схема перетворювача працює на частоті 50Гц і має захист від перевантаження по струму. Крім того, даний перетворювач дає на виході форму сигналу, більш наближену до синусоїді, що знижує рівень високочастотних гармонік (перешкод). Пристрій зібрано на спеціально призначеної для імпульсних джерел живлення мікросхемі 1114ЕУ4 (імпортний аналог TL494CN або TL494LN). Це дозволяє зменшити число застосовуваних деталей і зробити схему досить простий. Усередині мікросхеми є автогенератор зі схемою для отримання

вихідних імпульсів з широтно-імпульсною модуляцією, а також ряд додаткових вузлів, що забезпечують її розширені можливості. Вихідні ключі мікросхеми розраховані на струм не більше 200мА, і, щоб керувати більшою потужністю, вихідні імпульси надходять на базу ключових транзисторів VT1, VT2. Діод VD1 запобігає пошкодження схеми при помилковій полярності підключення живлення (перегорить тільки вхідний запобіжник FU1). Захист по струму на 1А встановлюється резистором R10. Це дозволяє запобігти пошкодження перетворювача у разі перевантаження або короткого замикання по виходу, тому що схема починає знижувати вихідну напругу, переходячи в режим стабілізації струму. Перетворювач не має зворотного зв'язку по вихідній напрузі, оскільки досвід практичної експлуатації показує, що воно ледь змінюються при зміні потужності підключеного навантаження і не виходить за рамки допустимого діапазону 190 ... 240 В. Налагодження пристрою починається при відключеному трансформаторі з установки частоти задаючого генератор 100Гц за допомогою времязадающей ланцюга з резистора R1 і конденсатора С4. Так як мікросхема має двотактний вихід, вихідна частота дорівнює половині частоти автогенератора (50 Гц на виходах DA1 / 8 і DA1/11). Резистором R7 налаштовується форма вихідних імпульсів мікросхеми відповідно до діаграмою, наведеною на малюнку. Після цього підключається трансформатор, і при напрузі живлення схеми від 12-вольтового джерела резистором R7 виставляється номінальна напруга у вторинному ланцюзі 220 В (вимірювати стрілочним вимірювальним приладом). Це робиться при підключеній навантаженні потужністю 25 ... 60 Вт. Ланцюг з резистора R12 і конденсатора С9 може вимагати підбору номіналів, для того щоб прибрати викиди в трансформаторі

по фронтах сигналу в момент перехідних процесів при комутації струму. Перетворювач споживає на холостому ходу не більше 1А, а з навантаженням - струм збільшується пропорційно потужності. Транзистори встановлюються на радіатор з площею поверхні не менше 300 кв. см. Трансформатор Т1 доведеться виготовити самостійно. Використано магнітопровід типу ПЛМ27х40-73 або аналогічний. Обмотки 1 і 2 містять по 14 витків дроту ПЕЛ-2 діаметром 2 мм; обмотка 3 містить 700 витків дроту діаметром 0,5 мм. Обмотки 1 і 2 мають бути симетричними - це умова легко виконується при їх одночасної намотуванні (відразу двома проводами). Запобіжник на 10 А можна зробити з мідного дроту діаметром 0,25 мм. Повний опис монтажу та налаштування пристрою наведено в [61].

Захист радіоапаратури від підвищення напруги в мережі

Більша частина сучасної радіоапаратури має імпульсні джерела живлення, які в разі перевантаження виходять з ладу. Постійно контролювати мережеве напруга незручно, та й не ефективно. Адже перевантаження при працюючій радіоапаратурі може відбутися в будь-який момент часу. Запропонований пристрій дозволяє запобігти пошкодження електроприладів і радіоапаратури від підвищеної напруги.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Обновлено 13.12.2011 19:12
 
Для тебя
Читай
Товарищи
Друзья