Penukar voltan nadi. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Penukar voltan, penerus, penyongsang

 Komen artikel

Mitos, cerita dongeng, lagenda dan roti bakar tentang pengubah nadi

Terdapat banyak mitos di seluruh dunia tentang pengubah kuasa frekuensi tinggi dan tercekik. Mari kita cuba membongkar mereka. Malangnya, bahagian buku teks dan manual yang paling tidak boleh diartikan berkaitan dengan komponen magnetik, yang merumitkan objek dan fenomena harian yang umumnya mudah. Ya, terdapat banyak pembolehubah yang tidak diketahui, ya, terdapat banyak kehalusan yang perlu diketahui, tetapi teorinya senyap tentangnya, dan kesusasteraan popular terletak, menawarkan formula empirikal untuk masalah khusus sebagai penyelesaian untuk semua keadaan. Sebagai contoh.

Mitos satu. Lebih besar peratusan kawasan tetingkap teras yang diisi dengan tembaga - idealnya 100% - lebih baik. salah. Dalam kebanyakan reka bentuk, pengisian 100%, berbanding katakan 75% (bilangan lilitan yang sama, keratan rentas wayar yang berbeza) akan membawa kepada kerugian yang lebih besar pada HF. Anda tidak boleh memindahkan kaedah pengiraan secara buta daripada 50 Hz kepada 500 kHz.

Mitos kedua. Dalam pengubah optimum, kerugian dalam rintangan belitan dan kerugian dalam teras bertepatan. salah. Selalunya satu angka kerugian berbeza dengan yang lain dengan 1-2 urutan magnitud. Jadi apa - ini sama sekali bukan kriteria utama untuk pereka. Pendekatan ini juga merupakan warisan "lima puluh Hertz" - inilah cara keseimbangan suhu dipastikan dalam pengubah rangkaian besar-besaran. Tetapi keseluruhan penggulungan kami adalah satu atau dua lapisan, dan keadaan pemindahan haba adalah lebih mudah.

Mitos ketiga. Kearuhan kebocoran hendaklah 1% daripada kearuhan magnetisasi. salah. Ia sepatutnya serendah mungkin tanpa menjejaskan parameter penting lain dengan ketara. Jika anda boleh membawanya kepada 0.1% - hebat. Dan kadang-kadang anda perlu berhenti pada 10%.

Mitos keempat. Kearuhan kebocoran adalah fungsi kebolehtelapan teras. salah. Kearuhan kebocoran belitan boleh dikatakan tidak bergantung pada sama ada terdapat teras pada pusingan atau tidak. Lebih tepat lagi, keseluruhan perbezaan adalah dalam 10% (dan ini dengan mu beberapa ribu!). Anda boleh menyemak.

Mitos kelima. Ketumpatan arus optimum dalam belitan ialah 2A setiap sq.mm. Atau 4A. Atau 8A. Dan anjing itu bersamanya. Ketumpatan semasa tidak penting. Apa yang penting ialah pelesapan haba dalam wayar, dan keupayaan, atau ketidakupayaan, struktur secara keseluruhan untuk memastikan keseimbangan haba pada suhu yang boleh diterima. Bergantung pada kecekapan penyejukan (dari sinaran ke dalam vakum kepada penyejukan dalam fasa pendidihan), ketumpatan arus yang dibenarkan berubah sebanyak dua urutan magnitud. Ridley telah membina transformer selama 20 tahun, tetapi kami masih belum mengetahui "ketumpatan arus optimum" - yang penting bagi kami ialah suhu pengubah.

Mitos Enam. Dalam pengubah optimum, kerugian dalam primer dan sekunder adalah sama. salah. Dan jika mereka tidak sama, lalu bagaimana? Perkara utama ialah tiada satu pun daripada mereka terlalu panas.

Mitos ketujuh. Jika diameter wayar kurang daripada kedalaman kesan kulit, maka tiada kerugian yang ketara pada RF. Kenyataan yang sangat berbahaya. Dalam belitan berbilang lapisan, walaupun dengan wayar yang sangat nipis, akan ada kerugian.

Lapan Mitos. Kekerapan resonan litar pengubah jika tiada beban harus jauh melebihi kekerapan penukaran. salah. Dia tidak kisah. Dalam transformer yang ideal, induktansi cenderung kepada infiniti, oleh itu frekuensi resonans pada rehat cenderung kepada sifar... jadi apa? Dan hakikat bahawa resonans adalah penting bukan untuk litar terbuka, tetapi untuk litar pintas dalam litar sekunder. Resonans ini hendaklah sekurang-kurangnya dua urutan magnitud lebih tinggi daripada frekuensi pembawa.

Pengukuran impedans pengubah

Pilihan sambungan peranti

Dalam konfigurasi ini, penganalisis memaparkan impedans pengubah dari 10Hz hingga 15MHz, untuk litar pintas beban dan keadaan terbuka beban. Untuk pengubah nadi dengan belitan pendek, adalah perlu untuk memastikan litar pintas di sepanjang laluan terpendek dengan kerugian yang minimum. Lagipun, separuh cincin penutup, walaupun dengan diameter beberapa sentimeter, sudah mempunyai kearuhan yang setanding dengan kearuhan kebocoran primer. Kearuhan kebocoran bergantung pada kekerapan! Sebagai pemberat Rsense R=0.1..1 Ohm. Ukur rintangan ohmik belitan hanya dengan jambatan rintangan rendah atau ohmmeter dengan penjana arus. Selepas beberapa siri pengukuran, anda boleh menentukan:

Kearuhan pengmagnetan - Rintangan belitan - Kearuhan kebocoran - Faktor frekuensi dan kualiti resonans pada litar pintas dan litar terbuka - Kemuatan belitan (sehingga 3 pF setiap pusingan).

Mengenai kawalan semasa

Had arus kitaran, dilaksanakan dengan betul, membolehkan anda mencipta bekalan voltan yang tidak boleh dihancurkan. Untuk melakukan ini, sensor semasa mesti pantas (kelewatan beberapa nanosaat), dan dimuatkan terus ke input kawalan IC pengawal.

Pencetusan perlindungan palsu terhadap letupan parasit dihalang oleh penapis laluan rendah RC. Di sinilah anda perlu membuat keputusan tentang kompromi imuniti kelajuan-bunyi, supaya penapisan berlebihan tidak terlepas arus lebihan sebenar.

Pengawal yang melumpuhkan perlindungan di pinggir utama nadi juga bukan ubat penawar. 100 ns kelewatan (atau lebih) semasa perlindungan buta juga boleh membunuh muatan. Oleh itu, mungkin dinasihatkan untuk mengehadkan kelajuan pensuisan transistor secara paksa (yang juga mengurangkan tahap gangguan dan sinaran ke dalam sensor semasa dan ke angkasa).

Bagaimana untuk menguji perlindungan semasa?

Litar pintas keluaran PN - selepas penerus dan penapis keluaran. Malangnya, sekiranya berlaku litar pintas dalam penerus itu sendiri, tiada perlindungan semasa akan membantu transistor anda.

Sambungkan probe ke sensor semasa. Meningkatkan voltan bekalan secara beransur-ansur sehingga pengawal mula menjana pembawa. Anda harus melihat puncak sempit pada osiloskop - litar perlindungan harus segera mematikan transistor terbuka. Amplitud nadi mesti sepadan dengan ambang perlindungan. Meningkatkan voltan bekalan ke maksimum. Tempoh nadi harus sempit. Amplitud mungkin meningkat (disebabkan oleh kelewatan dalam penyebaran maklum balas semasa), tetapi tidak ketara. Dan jika ia berkembang mengikut kadar voltan input - hentikan, OS anda terlalu perlahan.

Kemudian - ini adalah asas - kitaran pengukuran harus diulang pada suhu udara minimum dan maksimum

Ini penting: parameter ferit di mana pengubah semasa dililitkan boleh berubah-ubah dengan suhu yang tidak kelihatan.

Mengenai snubber

Snubber (snubber - damper) - Litar RC selari dengan belitan - untuk memecut deringan HF. Deringan mesti ditekan, jika tidak, kegagalan, gangguan yang berlebihan dan ketidakstabilan penukar mungkin berlaku. Lazimnya, shunt RC memadai untuk menyenyapkan belitan yang tidak dikawal jika frekuensi deringan melebihi pembawa dengan kira-kira dua susunan magnitud atau lebih tinggi. Dan jika tidak, maka kita perlu mencari penyelesaian, kerana sebahagian besar pembawa dan harmonik terdekatnya akan jatuh ke dalam jalur laluan shunt.

Pertama. Tentukan kekerapan ayunan parasit. Sebagai permulaan, jalankan litar pada arus beban yang rendah. Probe osiloskop - agar tidak membuat perubahan pada litar - mesti mempunyai kapasitans intrinsik minimum. Jika tidak, cuba gerakkan probe ke litar deringan tanpa membuat sentuhan elektrik. Sila ambil perhatian bahawa frekuensi deringan terapung dengan voltan litar utama.

Kedua. Kira litar RLC setara untuk faktor kekerapan dan kualiti ayunan. Di bahagian utama, kearuhan kebocoran diketahui (mesti diketahui!). Di bahagian kedua, kapasitansi diod diketahui.

Impedans ciri Z = 2 * Pi * f * L (untuk L yang diketahui), Z = 1 / (2 * Pi * f * C) untuk C yang diketahui

Ketiga. Sebagai permulaan, mari kita cuba hanya R-shunt, R=Z. Mari kita hitung kehilangan haba pada shunt. Jika ia tidak senonoh tinggi, kami menambah pautan dengan kapasiti C = 1 / (Pi * f * R). Meningkatkan kapasitansi tidak berguna - kerugian meningkat, penindasan deringan tidak bertambah baik (kapasiti HF sepenuhnya konduktif).

Keempat. Mari kita mengira semula kuasa kehilangan dengan R: P = 2* C * V * F tanpa pengeringan ialah kehilangan hanya pembawa tanpa pelepasan haba semasa deringan. Mari kita semak dalam litar sebenar. Anggaran pertama - sebagai peraturan - segera sesuai untuk kebanyakan kes.

Mengenai cip pengawal

Peletakan komponen dan penghalaan berhampiran IC adalah sangat penting! Ini diulang dalam setiap lembaran data, tetapi tidak salah untuk mengulanginya lagi.

Pertama sekali, kapasiti tetapan frekuensi penjana. Letakkannya di bahagian paling bawah IP. Bukan lima milimeter, tetapi lebih dekat, lebih baik. Jika tidak, fenomena yang tidak dapat dijelaskan adalah mungkin - contohnya, litar yang direka untuk 100 kHz akan menjana pada megahertz, ikan duyung akan muncul dari Yauza, dsb. Lebih-lebih lagi, ia mungkin tidak muncul pada prototaip, tetapi pada papan pengeluaran ia akan muncul dalam semua kemuliaannya.

Kedua, kapasitansi dalam litar kuasa juga harus dipateri sedekat mungkin dengan kaki IC.

Output gergaji penjana (di mana ia boleh diakses dari luar) tidak suka dimuatkan (seperti saya). Oleh itu, apabila memilih isyarat daripada output ini, berhati-hati - walaupun beban 100 kOhm boleh mengubah bentuk gergaji. Adalah lebih baik untuk menjana gergaji secara selari, tanpa menyambung ke litar utama penjana.

IC 3842, 3843 membolehkan anda menetapkan jeda antara denyutan daripada 5% hingga 30% daripada tempoh tersebut. 3844, 3845 - sehingga 70%. Jika anda perlu memanjangkan jeda, anda boleh mengatasi sekatan ini dengan menukar pemasaan R, C. Kemudian tambah satu lagi perintang dari pin RTCT kepada positif kuasa - ini akan mempercepatkan pengecasan dan memperlahankan pelepasan, memanjangkan masa jeda yang tersedia.

IC UC3825 - masa jeda minimum (mutlak, dalam milisaat) ditetapkan secara tegar oleh kapasitans Ct, lihat dokumentasi. Tetapi ia juga boleh dilakukan seperti yang diterangkan di atas - dengan menyambungkan perintang ke Ct. Cuma masa ini akan terapung sepanjang masa dengan voltan bekalan.

Pemacu keluaran IC tidak menyukai beban induktif - seperti pengubah pengasingan - yang mengakibatkan lantunan isyarat di pintu pagar. Lebih-lebih lagi, jika ia tidak nyata di makmal, maka dalam kehidupan sebenar ia pasti akan muncul pada saat yang paling tidak sesuai. Lagipun, parameter pengubah terapung... Oleh itu, adalah disyorkan untuk melindungi pintu pagar dengan diod, dan selari dengan utama transduser - dengan perintang.

Pengawal generasi pertama, terutamanya yang lebih lama, boleh menjadi sangat tidak stabil dari segi voltan rujukan (anda boleh hidup dengan ini) dan dari segi parameter pemasaan, sehingga urutan pencetus yang salah dan hanyutan frekuensi pembawa yang berlebihan (bergantung pada kestabilan tahap rujukan). Jika anda mahu, gunakan IP sama ada dari tahun keluaran baru-baru ini, atau dengan akhiran yang menunjukkan pilihan "diperbaiki". Itu. TL594 dan bukan TL494, dsb.

Sebagai contoh, ciri tidak berdokumen Bryansk IC KR1156EU2 (analog 3825) - dengan bekalan kuasa 12V, pendawaian yang betul, dengan tahap perencatan pada input ILIM, output 14 berada pada tahap rendah (normal) dan pendek, kira-kira 11 ns puncak muncul pada output 100 - bahagian hadapan "undercut" amplitud pembawa sehingga 9V. Di suatu tempat pencetus tidak berfungsi sebagaimana mestinya. Tetapi sisa ini cukup untuk membuka pengatup dan (bagaimana jika) mematikan litar.

Mengenai kekerapan pemotongan gelung OS

Mengenai mengukur keuntungan PN dengan gelung maklum balas tertutup - yang terbaik adalah mengukurnya seperti yang diterangkan dalam bahagian seterusnya, menggunakan penganalisis spektrum (penjana tidak mencukupi).

Untuk PN hadapan dan flyback apabila dikawal oleh voltan, kekerapan potong hendaklah tidak lebih daripada satu perempat daripada frekuensi sifar fungsi pemindahan pada separuh kanan satah kompleks. Jika pemenuhan syarat ini tidak membenarkan output distabilkan dengan pasti, maka ia adalah perlu untuk membuat semula penapis output.

Untuk semua PN - kekerapan potong tidak boleh melebihi 1/8 daripada kekerapan pembawa.

Peningkatan dalam kekerapan potong dihadkan oleh bunyi yang tidak dapat dielakkan, deringan dan fenomena parasit lain dalam PN pada tahap kira-kira 15 kHz. Jika atas sebab tertentu anda perlu memahaminya, komplikasi litar tidak dapat dielakkan - memperkenalkan penguat ralat luaran berkelajuan tinggi dalam gelung OS.

Perkara yang paling penting ialah kekerapan pemotongan OS bukanlah pengakhiran itu sendiri. Apa yang penting ialah impedans keluaran melebihi julat frekuensi yang diperlukan oleh beban, penindasan ketidakstabilan voltan input, dan penindasan bunyi input.

Pengukuran gelung OS

Pastikan untuk mengukur kelakuan gelung OS sebelum meletakkan peranti beroperasi.

Peranti, yang dibincangkan di bawah, memperkenalkan sumber voltan (penjana sapu) ke dalam litar terbuka OS (mata 1-2). Kemudian spektrum isyarat direkodkan pada mana-mana dua titik litar dan tindak balas frekuensi nisbah spektrum ini dipaparkan. Nisbah spektrum keluaran kepada spektrum input ialah ciri pemindahan (dalam amplitud). Anda boleh meniru peranti dengan cekap menggunakan penjana dengan output pengubah dan penstabilan voltan pada belitan sekunder, dan osiloskop.

Mengukur parameter gelung menggunakan penganalisis spektrum AR102V - PN dengan pengasingan optocoupler

Titik sambungan untuk probe saluran A dan B membolehkan anda mengukur pelbagai fungsi pemindahan