22 | 09 | 2020
Главное меню
Смотри
Статистика
Пользователи : 1
Статьи : 4024
Просмотры материалов : 11542985

Коллеги
Посетители
Рейтинг@Mail.ru
Советую
Online
  • [Bot]
  • [Mail.Ru]
  • [Yandex]
Сейчас на сайте:
  • 63 гостей
  • 3 роботов
Новые пользователи:
  • Administrator
Всего пользователей: 1
RSS
Подписка на новости
Последние новости
Економічний імпульсний блок живлення PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
11.12.2011 14:31

запасена енергія через діод VD1 віддається в навантаження. Незважаючи на простоту, стабілізатор має досить високим ККД. Так, при вхідному напрузі 24 В, вихідному-15В і струмі навантаження 1 А виміряне значення ККД дорівнювало 84%. Дросель L1 намотаний на кільці К26Х 16х12 з фериту з магнітною проникністю 100 проводом діаметром 0,63 мм і містить 100 витків. Індуктивність дроселя при струмі підмагнічування 1А близько 1мГн. Характеристики стабілізатора багато в чому визначаються параметрами транзистора VT2 і діода VD1, швидкодія яких має бути максимально можливим. У стабілізаторі можна застосувати транзистори КТ825Г (VT2), КТ313Б. КТ3107Б (VT1), КТ315Б, (VT3), діод КД213 (VD1) і стабілітрон КС168А (VD2).

Економічний імпульсний блок живлення

Зменшення маси і габаритів і підвищення економічності джерел живлення є однією з актуальних задач при конструюванні сучасної радіоелектронної апаратури. Найбільш просто це завдання вирішується заміною традиційного випрямляча (з мережевим трансформатором і ємнісним фільтром) високочастотним перетворювачем з наступним випрямленням високочастотного напруги. Такі джерела живлення, завдяки тому, що перетворення напруги відбувається на відносно високій частоті (10 ... 40кГц), мають трансформатори і всю конструкцію значно менших розмірів і звідси більш високу питому потужність, що доходить до 200 ... 400 Вт/дм3, що в кілька разів більше, ніж у традиційних блоків живлення. Принципова схема такого джерела живлення зображена на малюнку. На виході блоку отримують двуполярное напруга 2х27 В при струмі навантаження до 0,6 А, Амплітуда пульсацій вихідної напруги при максимальному струмі навантаження не перевищує 30 мВ.

Випрямляч мережевої напруги зібраний на діодах V1 - V4. Перетворювач випрямленої напруги виконаний на транзисторах V6, V7 і трансформаторах Т1 і Т2, а випрямляч напруги підвищеної частоти - на діодах V8-V11. Робоча частота перетворювача напруги 22 кГц. Конденсатори С1 і С'2 необхідні для захисту мережі живлення від перешкод, що виникають при роботі перетворювача. Резистори R1 і R2 спільно з конденсаторами СЗС4 є первинним фільтром і одночасно дільником напруги для перетворювача. Ланцюжок V5, R3, С5. R5 служить для полегшення запуску генератора перетворювача. Фільтром випрямленої високочастотного напруги служать конденсатори С6, С7. Використання двох трансформаторів в перетворювачі напруги дозволило збільшити його ККД. У звичайних перетворювачах з одним трансформатором останній працює в режимі насичення. У перетворювачі з двома трансформаторами вихідний трансформатор працює в лінійному режимі при значно менших індукція, ніж в однотрансформаторний перетворювачі. Це дозволяє зменшити втрати в сердечнику, а отже, підвищити ККД перетворювача. Насищаються трансформатор Т2 розрахований тільки на потужність, споживану базовими ланцюгами транзисторів V6 і V7 і тому має невеликі розміри. У перетворювачах з одним трансформатором в момент перемикання транзисторів з'являється значний викид колекторного струму. У перетворювачі з двома трансформаторами цей викид практично відсутня, що значно знижує так звані динамічні втрати і підвищує загальний ККД перетворювача.

Наявність зв'язку між трансформаторами через обмотки III призводить до того, що в потрібний момент трансформатор Т2 входить в режим насичення. Це необхідно для того, щоб виконувалися умови роботи перетворювача, про які було сказано вище. Трансформатор Т2 є комутуючим елементом, включеним в базові ланцюга транзисторів V6 і V7. При насиченні трансформатора Т2 його намагнічує струм швидко зростає, внаслідок чого зростає падіння напруги на резисторі R4 і зменшується напруга на обмотці III, а отже, і на обмотках I і II, що призводить до зменшення струму бази і виходу відкритого транзистора в активну область і переключенню транзисторів. Частота перемикання визначається часом перемагнічування сердечника насичує трансформатора Т2. Дроселі ДР1 і Др2 забезпечують затримку відкриття одного транзистора до тих пір, поки інший повністю не закриється. Це необхідно для усунення наскрізних струмів і зменшення втрат при перемиканні транзисторів.

Дані трансформаторів і дроселів поміщені в таблиці. Правильно зібраний блок живлення налагодження не вимагає.

Позначення

Обмотка

Число витків

Провід

Сердечник

1

160

ПЕВ-2

Кільце

Т1

2

29 +29

0,33

200НМ1

3

5

ПЕВ-2

32X16X8

0,57

ПЕВ-2

0,33

1

8

ПЕЛШО

Два кільця

Т2

2

8

0,25

10X6X2

3

10

ПЕЛШО

0,25

ПЕЛШО

0,25

Виток до витка

ПЕВ-2

Резистор

L1

-

ДО

0,27

НД 0,5

заповнення

Виток до витка

ПЕВ-2

Резистор

L2

-

До

0,27

НД 0,5

заповнення

Детальний опис блоку харчування наводиться в [37].

Імпульсний блок живлення УНЧ

Для живлення потужного підсилювача НЧ був розроблений цей імпульсний блок живлення, номінальна потужність якого в навантаженні при напрузі мережі 220 В не менше 200 Вт Схема випрямляча напруги наведена на першому малюнку в статті, а на другому - схема перетворювача і випрямлячів вихідної напруги. Джерело живлення не стабілізований, оскільки вихідний каскад УМЗЧ виконаний за схемою двотактної і не критичний до напруги харчування. Для обмеження пускового струму в блоці живлення передбачений режим ступеневої підвищення потужності до номінальної. З цією метою в нього введені обмежує резистор R2 і тріністор VD6. У початковий момент часу тріністор VD6 закритий, струм зарядки конденсатора С6 обмежується резистором R2 і перетворювач запускається при зниженій напрузі. Після цього з обмотки lV трансформатора ТЗ на діод VD7 надходить керуючу напругу, яка відкриває тріністор. Він шунтує резистор R2, і перетворювач виходить на номінальний режим роботи. Діод VD5 захищає тріністор VD6. Ланцюг Rl, С2, що обмежує швидкість наростання напруги на аноді тріністора VD6, виключає його мимовільне включення. Елементи L1 L2, СЗ, С4 утворюють фільтр, який пригнічує імпульсні перешкоди, створювані генератором блоку живлення.

Перетворювач являє собою двотактний полумостовой автогенератор, що запускається релаксаційним генератором на транзисторах VT1, VT2

Основні параметри перетворювача:

Номінальна потужність в навантаженні, не менш ................ 200 Вт

Вихідна напруга кожного з випрямлячів

при номінальній потужності, не менше .................................. З0В

Вихідна напруга холостого ходу кожного

з випрямлячів, не більше ............................................. ...... 40В

Коефіцієнт корисної дії (при Р, = 200 Вт),

Проте ................................................ ................................... 80%

Частота роботи перетворювача .............................. 25 ... 35 кГц

Намотувальні дані трансформаторів Т1-ТЗ наведено в таблиці. Рекомендований порядок намотування обмоток трансформатора ТЗ наступний: обмотка 1, що екранує, обмотки V - XII, що екранує, обмотки II, III, IV. Вторинні обмотки V - XII намотують одночасно в чотири дроти. Трансформатор Т4 виконаний на магнітопроводі LU6X6 з фериту 2000НМС, кожна з його обмоток містить по 40 витків дроту ПЕВ-2 0,41. Всі дроселі типу ДМ. Плата перетворювача поміщена в перфорований кожух. За його межами, на виході кожного каналу джерела живлення 30 В, встановлені) електролітичні конденсатори типу 150 -16 ємністю 1000 мкФ.

Трансфор

Магніто

Марка і

Число

витків

і

номер

обмотки

матора

провід

і діаметр проводу

I

II

III

IV

V - XII

Т1

110х6х3 3000НМС

ПЕВ - 2 0.56

4

4

9

2

Т2

110х6х3 2000 НМ-А

ПЕВ - 2 0,56

4

2

Т3

П130х16

ПЕВ - 2

48

48

6

6

19 (ПЕВ-2

0,56)

3000НМС

0,9

Детальний опис і методика налагодження пристрою наведено в [38].

Імпульсний стабілізатор напруги з високим ККД

Основне призначення цього стабілізатора - електроживлення переносної і бортовий радіоелектронної апаратури, виконаної на мікросхемах ТТЛ.

Основні технічні характеристики:

Вихідна напруга, В .............................................. ............. 5

Максимальний струм навантаження, А ............................................. . 2

Вхідна напруга, В. ............................................. ........ 7 ... 40

ККД,% ............................................... ............................... 71 ... 78

Принципова електрична схема стабілізатора зображена на малюнку. Основою пристрою є інтегральна мікросхема К142ЕП1, до складу якої входять основні вузли й елементи ключового стабілізатора напруги. На одні з входів вузла порівняння (висновок 13) надходить напруга близько 1,8 В від зразкового джерела (висновок 4). На інший вхід вузла порівняння (висновок 12) надходить частина вихідної напруги з дільника R7R8. Резистором R7 встановлюють вихідна напруга (його можна регулювати в межах 3 ... 9 В). Сформовані мікросхемою імпульси управління з виведення 11 надходять на внутрішній узгоджувальний вузол (висновок 4), з навантаження якого посилені імпульси управління через резистор R3 надходять на вхід потужного ключового елемента, зібраного на транзисторах V2, V3. Конденсатор СЗ покращує передачу коротких фронтів керуючих імпульсів. Потужні імпульси струму, сформовані ключовим елементом, надходять на дросель L2. Після закривання ключового транзистора V3 струм самоіндукції дроселя L2 протікає через дросель L3, навантаження і діод V4. Параметри діода V4 і дроселя L2 сильно впливають на ККД стабілізатора. Діод V4 повинен бути високочастотним і потужним, а дросель - мати можливо оолиную добротність і інтервалі робочих частот, а також зберігати індуктивність в умовах протікання через обмотку значного намагнічує струму. Для живлення вузлів керування мікросхеми А1 призначений допоміжне джерело, що складається з внутрішнього параметричного стабілізатора (його вихідна напруга знімається з виведення 6 мікросхеми) і підсилювача струму на транзисторі V1. Напруга живлення вузлів керування (надходить на висновок 10) дорівнює приблизно 5 В. Для зменшення проникнення імпульсних перешкод в живильну мережу і ланцюг навантаження, служать фільтри, включені на вході і виході стабілізатора.

Дросель L2 намотаний на феритових (броньовий магнітопроводі типорозміру c22 2000НМ, зазор - 0,2 мм. Обмотка містить 20 витків дроту ПЕВ-2 0.25 намотаних у п'ять проводів. Всі п'ять обмоток з'єднані паралельно. Дроселі L1 і L3 можуть бути будь-якими індуктивністю не менше 30 мкг, здатними без зміни індуктивності пропускати струм до 2А. Їх можна намотати на відрізках довжиною близько 20 мм феритового стрижня діаметром 8мм від магнітної антени. Число витків 8 ... 15; провід ПЕВ-2 перетином 0.8 ... 1.2 мм2. Транзистор КТ907А можна замінити будь-яким потужним високочастотним кремнієвим п - р - п транзистором. Замість діода, КД213А можна використовувати будь-який з цієї серії. Для забезпечення стійкості та надійної роботи стабілізатора слід звернути увагу на раціональний монтаж вхідних ланцюгів мікросхеми, а саме: висновок 12 треба з'єднати найкоротшим шляхом з дільником R7R8, який у свою чергу повинен бути безпосередньо підключений до конденсатора С6. Перед монтажем деталей на плату необхідно переконатися в їх справності. Рисунок друкованої плати та опис наведено в [39].

Стабілізатор напруги на компараторі

Основні технічні характеристики:

Вихідна напруга, В .............................................. ............... 5

Струм навантаження, А .............................................. ................................ 2

Напруга пульсацій, мВ .............................................. .......... 50

Коефіцієнт стабілізації ................................................ .... 100

Частота перемикання, кГц .............................................. .......... 25

Стабілізатор напруги працює таким чином. Пікоподібне зразкове напруга компаратор порівнює з частиною вихідної напруги, що знімається з дільника R8R9. Поки вихідна напруга більше зразкового, ключовий транзистор закритий. Як тільки Пікоподібне напруга перевищить вихідна, сигнал компаратора відкриє цей транзистор. Чим менше напруга на виході стабілізатора, тим довше транзистор буде відкритий. Після спаду пилоподібного напруги транзистор закривається і ланцюг дросель L2 - навантаження замикається через що відкрився в цей момент потужний діод VD3. Як тільки ключовий транзистор відкриється, одразу ж закриється діод VD3. Вхідний фільтр послаблює проникнення імпульсних перешкод в живильну електромережу, вихідний - в навантаження.

У стабілізаторі можна використовувати компаратор К554САЗА, К554САЗБ або К521САЗ (але у нього цоколевка інша). Транзистор КТ908А можна замінити будь-яким іншим потужним високочастотним кремнієвим п-р-п транзистором або потужним низькочастотним з серій КТ805, КТ808, КТ819. Але при використанні низькочастотного транзистора теплові втрати в ньому збільшаться (при струмі не більше 1А вихідний транзистор може працювати без тепловідводу). Транзистор VT3 - будь-який з серії КТ814. Діод КД213А можна замінити будь-яким іншим цієї серії або використовувати замість нього колекторний перехід потужного високочастотного транзистора. Дроселі L1 і L3 намотані на відрізках стрижня діаметром 8 і довжиною 20 мм з фериту 600НН і містять по 10 витків мідного ізольованого дроту перетином 1,2 мм. Магнітопровід дроселя L2 - броньовий Б26 з фериту 2000НМ; між його чашками роблять прокладку товщиною 0,2 мм з немагнітного матеріалу. Обмотка, що містить 20 витків, виконана джгутом з п'яти провідників ПЕВ-2 0,25. Перевірку пристрою починають з вимірювання напруги на стабілітрони VD1, VD2. До емітера одноперехідного транзистора підключають осцилограф і, приєднуючи паралельно конденсатору С2 інші конденсатори різної ємності, по зміні частоти переконуються в працездатності генератора пилоподібного напруги. Потім до пристрою підключають еквівалент навантаження і резистором R4 встановлюють необхідне вихідна напруга. Далі осцилограф підключають до діода VD3 і спостерігають прямокутні імпульси. Форму імпульсів можна поліпшити підбором резистора R6 і зазору в броньовий магнітопроводі дроселя L2. Опис цього пристрою наведено в [40].

Імпульсний стабілізатор напруги

Цей стабілізатор відрізняється від подібних йому схемної простотою і високими значеннями коефіцієнтів стабілізації та корисної дії. У ньому застосована широко поширена мікросхема К155ЛАЗ. Стабілізатор складається з наступних функціональних вузлів: вузла запуску (R3, VD1, VT1, VD3), джерела зразкового напруги та пристрої порівняння (DD1.1, R1), підсилювача постійного струму (VT2, DD1.2, VT5), транзисторного ключа (VT3 , VT4), індуктивного нагромаджувача енергії з комутуючим діодом (VD2, L2) і фільтрів - вхідного (L1, С1, С2) і вихідного (С4, С5, L3, С6). Після включення живлення вступає в роботу вузол запуску, що представляє собою параметричний стабілізатор напруги з емітерний повторювачем. На емітер транзистора VT1 з'являється напруга близько 4В. Оскільки напруга на виході стабілізатора поки відсутня, діод VD3 закривається. У результаті включаються джерело зразкового напруги і підсилювач постійного струму.

Транзисторний ключ поки закритий. Так як напруга живлення елемента DD1.1 менше 5В, то на його виході встановлюється високий логічний рівень, на виході підсилювача постійного струму формується крутий фронт комутуючого імпульсу. Цей фронт швидко (протягом приблизно 30 нс) відкриває електронний ключ, який починає пропускати струм в індуктивний накопичувач енергії. Струм через ключ і напруга на конденсаторі С4 будуть збільшуватися плавно. Як тільки це напруга перевищить напругу на стабілітрон VD1, діод VD3 відкриється, а транзистор VT1 закриється. Відбудеться відключення вузла запуску, і в подальшій роботі він не братиме участі. З цього моменту в стабілізаторі включається ланцюг негативного зворотного зв'язку, і він переходить в робочий стан. Напруга на конденсаторі С4 продовжує збільшуватися до моменту, коли на виході елемента DD1.1 рівень 1 зміниться на 0. Підсилювач постійного струму формує спад комутуючого імпульсу, який за час близько 200 нс закриває електронний ключ. До цього моменту в дроселі L2 накопичувалася електромагнітна енергія. Частина енергії, що пройшла через електронний ключ, надходить в навантаження. Далі напруга самоіндукції дроселя L2 відкриває діод VD2. і енергія, накопичена в цьому дроселі, починає перетікати в навантаження. Для того, щоб зменшити амплітуду небезпечного для мікросхеми DD1 кидка напруги, ємність конденсатора С4 обрана досить великий, тоді як зазвичай вона не перевищує декількох десятків або сотень мікрофарад. Після вичерпання запасу енергії в дроселі L2 струм в навантаження буде надходити з конденсатора С4. Через деякий час напруга на ньому зменшиться до значення, коли на виході підсилювача постійного струму буде сформований фронт чергового комутуючого імпульсу і знову відкриється електронний ключ - почнеться новий цикл роботи стабілізатора.

Основні технічні характеристики:

Номінальна вихідна напруга, В .......................... 5

Вихідна напруга, В .............................................. .. 8 ... 60

ККД ................................................. ............................ 0,69 ... 0,72

Коефіцієнт стабілізації, не менше ........................... 500

Амплітуда пульсацій вихідної напруги, мВ ,........... 5

Вихідний опір, 0м, не більше ....................... 0,02

Максимальний струм навантаження, А. ............................................ . 2

Частота перемикання, кГц ....................................... 1,3 ... 48

Температурна нестабільність, мВ / "С, близько ................ 12

Питома габаритна потужність, Вт / дм 3 ........................ 40

Всі котушки індуктивності однакові і намотані в броньових магнітопроводах Б20 з фериту 2000НМ з зазором між чашками близько 0,2 мм. Обмотки містять по 20 витків джгута з чотирьох проводів ПЕВ-2 0,41. Можна застосувати і кільцеві ферритові магнітопроводи, але обов'язково з зазором. Якщо акуратний зазор отримати не вдалося і кільце розкололося на кілька частин, то необхідний зазор (близько 0,2 мм) можна створити і в цьому випадку. Для цього на склеювані поверхні наносять кілька шарів клею, наприклад «Суперцемент», до повного висихання, а потім осколки склеюють в кільце. Число витків і провід некритичні і в цьому випадку. У стабілізаторі використані конденсатори К52-2 або інші, але обов'язково танталові чи ніобієві (при заміні на К50-6 знижується ККД); К50-6 (С4 і С6): решта - КМ-5 або КМ-6. Конденсатор С2 складений з трьох паралельно

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


 

Обновлено 13.12.2011 19:15
 
Для тебя
Читай
Товарищи
Друзья