Menu English Ukrainian Russia Laman Utama

Perpustakaan teknikal percuma untuk penggemar dan profesional Perpustakaan teknikal percuma


ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK
Perpustakaan percuma / Skim peranti radio-elektronik dan elektrik

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Perpustakaan teknikal percuma

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Power Supplies

Komen artikel Komen artikel

Masalah pertama yang dihadapi oleh kedua-dua amatur radio pemula dan berpengalaman apabila mereka bentuk sebarang peranti ialah masalah bekalan kuasa. Bab ini akan melihat pelbagai bekalan kuasa rangkaian (kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi).

Apabila memilih dan membangunkan sumber kuasa (selepas ini dirujuk sebagai PS), adalah perlu untuk mengambil kira beberapa faktor yang ditentukan oleh keadaan operasi, sifat beban, keperluan keselamatan, dsb.

Pertama sekali, sudah tentu, anda harus memberi perhatian kepada pematuhan parameter elektrik bekalan kuasa dengan keperluan peranti berkuasa, iaitu:

  • voltan bekalan
  • penggunaan terkini
  • tahap penstabilan voltan bekalan yang diperlukan
  • tahap riak voltan bekalan yang dibenarkan.

Ciri-ciri IP yang mempengaruhi prestasinya juga penting:

  • ketersediaan sistem perlindungan
  • berat dan dimensi.

Sebagai sebahagian daripada peralatan elektronik, bekalan kuasa sekunder mesti mematuhi dengan ketat keperluan tertentu, yang ditentukan oleh kedua-dua keperluan untuk peralatan itu sendiri secara keseluruhan, dan oleh syarat yang dikenakan ke atas bekalan kuasa dan operasinya sebagai sebahagian daripada peralatan ini. Mana-mana parameter IP yang melampaui keperluan yang boleh diterima memperkenalkan disonans ke dalam pengendalian peranti. Oleh itu, sebelum anda mula memasang IP untuk reka bentuk yang dicadangkan, analisa dengan teliti semua pilihan yang ada dan pilih IP yang paling sesuai untuk memenuhi semua keperluan dan keupayaan anda.

Terdapat empat jenis utama bekalan kuasa utama:

  • tanpa pengubah, dengan perintang pelindapkejutan atau kapasitor
  • linear, dibuat mengikut skema klasik: pengubah langkah turun - penerus - penapis - penstabil.
  • nadi sekunder: pengubah injak turun - penapis - penukar frekuensi tinggi 20-400 kHz.
  • denyutan voltan tinggi frekuensi tinggi: penapis - penerus ~220 V - denyutan frekuensi tinggi

penukar 20-400 kHz. Bekalan kuasa linear dicirikan oleh kesederhanaan dan kebolehpercayaan yang melampau, ketiadaan gangguan frekuensi tinggi. Tahap ketersediaan komponen yang tinggi dan kemudahan pembuatan menjadikannya paling menarik untuk pengulangan oleh pereka radio pemula. Di samping itu, dalam beberapa kes, pengiraan ekonomi semata-mata juga penting - penggunaan bekalan kuasa linear jelas wajar dalam peranti yang menggunakan sehingga 500 mA, yang memerlukan bekalan kuasa bersaiz agak kecil. Peranti sedemikian termasuk:

  • pengecas bateri;
  • bekalan kuasa untuk radio, nombor pemanggil, sistem penggera, dsb.

Perlu diingatkan bahawa beberapa reka bentuk yang tidak memerlukan pengasingan galvanik dari rangkaian perindustrian boleh dikuasakan melalui kapasitor atau perintang pelindapkejutan, manakala penggunaan semasa boleh mencapai ratusan mA.

Kecekapan dan rasional penggunaan bekalan kuasa linear dikurangkan dengan ketara pada arus penggunaan lebih daripada 1 A. Sebab untuk ini adalah fenomena berikut:

  • turun naik voltan sesalur menjejaskan pekali penstabilan;
  • pada input penstabil adalah perlu untuk menetapkan voltan, yang jelas akan lebih tinggi daripada minimum yang dibenarkan untuk sebarang turun naik voltan dalam rangkaian, dan ini bermakna apabila turun naik ini tinggi. adalah perlu untuk menetapkan voltan terlalu tinggi, yang seterusnya menjejaskan transistor pas (penurunan voltan yang tidak munasabah merentasi persimpangan, dan akibatnya - penjanaan haba tinggi);
  • penggunaan arus yang tinggi memerlukan penggunaan radiator besar pada pembetulan diod dan transistor kawalan, yang memburukkan keadaan terma dan dimensi keseluruhan peranti secara keseluruhan.

Penukar voltan nadi sekunder agak mudah untuk dikeluarkan dan dikendalikan; ia dibezakan dengan kemudahan pembuatan dan kos komponen yang rendah. Ia adalah wajar dari segi ekonomi dan teknologi untuk mereka bentuk bekalan kuasa berdasarkan litar penukar nadi sekunder untuk peranti dengan penggunaan semasa 1-5 A, untuk bekalan kuasa tanpa gangguan untuk pengawasan video dan sistem keselamatan, untuk penguat frekuensi rendah, stesen radio, pengecas.

Ciri pembezaan terbaik penukar sekunder berbanding penukar linear ialah ciri berat dan saiz penerus, penapis, penukar dan penstabil. Walau bagaimanapun, mereka dicirikan oleh tahap bunyi yang tinggi, jadi semasa reka bentuk adalah perlu untuk memberi perhatian kepada perisai dan penindasan komponen frekuensi tinggi dalam bas kuasa.

Baru-baru ini, bekalan kuasa nadi berdasarkan penukar frekuensi tinggi dengan input tanpa pengubah telah menjadi agak meluas. Peranti ini, dikuasakan oleh rangkaian perindustrian ~110V/220V, tidak mengandungi pengubah kuasa frekuensi rendah yang besar, dan penukaran voltan dilakukan oleh penukar frekuensi tinggi pada frekuensi 20-400 kHz. Bekalan kuasa sedemikian mempunyai susunan magnitud berat dan parameter saiz yang lebih baik berbanding dengan yang linear, dan kecekapannya boleh mencapai 90% atau lebih. SM dengan penukar frekuensi tinggi berdenyut dengan ketara meningkatkan banyak ciri peranti yang dikuasakan daripada sumber ini dan boleh digunakan dalam hampir mana-mana reka bentuk radio amatur. Walau bagaimanapun, mereka dibezakan oleh tahap kerumitan yang agak tinggi, tahap hingar yang tinggi dalam bas kuasa, kebolehpercayaan yang rendah, kos yang tinggi, dan ketiadaan beberapa komponen. Oleh itu, adalah perlu untuk mempunyai alasan yang sangat menarik untuk menggunakan bekalan kuasa berdenyut berdasarkan penukar frekuensi tinggi dalam peralatan amatur (dalam peranti industri ini dibenarkan dalam kebanyakan kes). Sebab sedemikian mungkin termasuk: kemungkinan turun naik voltan masukan dalam lingkungan ~100-300 V. keupayaan untuk mencipta bekalan kuasa dengan kuasa daripada puluhan watt kepada ratusan kilowatt untuk sebarang voltan keluaran, kemunculan penyelesaian berteknologi tinggi mampu milik berdasarkan IC dan komponen moden yang lain.

1. Bekalan kuasa dengan pengasingan galvanik daripada rangkaian menggunakan optocoupler

Bekalan kuasa mikro dengan pengasingan galvanik daripada rangkaian ~220 V boleh dibuat menggunakan optocoupler, menyambungkannya secara bersiri untuk meningkatkan voltan keluaran (Rajah 3.2-1.). Pemindahan tenaga dilakukan melalui fluks cahaya satu arah di dalam optocoupler (optocoupler mengandungi unsur pemancar dan penyerap cahaya), oleh itu, tiada sambungan galvanik dengan rangkaian berlaku.

Satu optocoupler menghasilkan 0,5-0,7 V untuk AOD101. AOD302 dan 4 V - untuk AOT102, AOT110 (aliran masuk 0,2 mA). Untuk memastikan nilai voltan dan arus yang diperlukan, optocoupler disambungkan secara bersiri atau selari. Ionistor, bateri atau kapasiti 100-1000 µF boleh digunakan sebagai elemen storan penimbal. LED dikuasakan melalui kapasitansi tidak lebih daripada 0.2 µF untuk mengelakkan kemusnahan. Perlu diingat bahawa kecekapan optocoupler berkurangan dari masa ke masa (kira-kira 25% lebih 15000 jam operasi).

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi
(klik untuk memperbesar)

2. Penstabil kuasa mikro dengan penggunaan yang rendah

Sesetengah reka bentuk radio amatur memerlukan penstabil kuasa mikro yang menggunakan amp mikro dalam mod penstabilan. Dalam Rajah. 3.2-4 menunjukkan gambarajah skematik penstabil sedemikian dengan penggunaan arus dalaman 10 μA dan arus penstabilan 100 mA.

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi

Untuk elemen yang ditunjukkan dalam rajah, voltan penstabilan ialah Uout = 3.4 V; untuk menukarnya, bukannya LED HL1, anda boleh menghidupkan diod KD522 secara bersiri (pada setiap satu, penurunan voltan ialah 0.7 V: pada transistor VT1, VT2 - 0,3 V). Voltan masukan penstabil ini (Uin) tidak lebih daripada 30 V. Transistor dengan keuntungan maksimum mesti digunakan.

3. Bekalan kuasa dengan kapasitor penyahgandingan

Dalam bekalan kuasa mikro dengan sambungan galvanik ke rangkaian perindustrian, yang dipanggil. kapasitor pemisah, yang tidak lebih daripada perintang shunt yang disambungkan secara bersiri ke litar kuasa. Adalah diketahui bahawa kapasitor yang dipasang dalam litar arus ulang-alik mempunyai rintangan yang bergantung pada frekuensi dan dipanggil reaktif. Kapasiti kapasitor gandingan (dengan andaian ia digunakan dalam rangkaian industri ~220 V, 50 Hz) boleh dikira menggunakan formula berikut:

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi

Contohnya: pengecas untuk bateri nikel-kadmium 12V dengan kapasiti 1 A/j boleh dikuasakan daripada sesalur kuasa melalui kapasitor penyahgandingan. Untuk bateri nikel-kadmium, arus pengecasan ialah 10% daripada nilai nominal, i.e. 100 mA dalam kes kami. Selanjutnya, dengan mengambil kira penurunan voltan merentasi penstabil adalah kira-kira 3-5 V, kami mendapati bahawa adalah perlu untuk menyediakan voltan ~18 V pada input pengecas pada arus operasi 100 mA. Menggantikan data ini, kami mendapat:

mengikut formula pertama:

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi

Oleh itu, kami memilih C = 1,5 μF dengan voltan operasi dua kali 500 V (kapasitor jenis boleh digunakan: MBM, MGBP, MBT).

Litar lengkap pengecas dengan kapasitor pengasingan ditunjukkan dalam Rajah. 3.2-2. Peranti ini sesuai untuk mengecas bateri dengan arus tidak lebih daripada 100 mA pada voltan cas tidak lebih daripada 15V. Perintang pemangkas R2 menetapkan nilai voltan cas yang diperlukan. R1 bertindak sebagai pengehad arus pada permulaan cas, dan voltan yang dihasilkan merentasinya dibekalkan kepada LED. Mengikut keamatan LED, anda boleh menilai sejauh mana bateri dinyahcas.

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi

Apabila mengendalikan sumber kuasa ini (dan sebarang bekalan kuasa lain tanpa pengasingan galvanik daripada rangkaian), anda mesti ingat langkah keselamatan. Peranti dan bateri yang sedang dicas sentiasa pada potensi sesalur. Dalam sesetengah kes, sekatan sedemikian menjadikan operasi normal peranti mustahil, jadi perlu memastikan pengasingan galvanik bekalan kuasa daripada rangkaian.

Sumber kuasa kuasa rendah dengan kapasitor pengasingan, tetapi dengan pengasingan galvanik dari rangkaian perindustrian, boleh dibuat berdasarkan pengubah peralihan atau geganti pemula magnet, dan voltan operasinya boleh lebih rendah daripada 220 V. Dalam Rajah. Rajah 3.2-3 menunjukkan gambar rajah skema bagi sumber kuasa sedemikian.

Kapasitansi kapasitor pemisah dikira dengan mengambil kira parameter pengubah (iaitu, mengetahui nisbah transformasi, mula-mula hitung voltan yang mesti disediakan pada input pengubah, dan kemudian, pastikan voltan tersebut dibenarkan untuk pengubah yang digunakan, hitung parameter kapasitor).

Kuasa yang dibekalkan oleh sumber kuasa sedemikian boleh menghidupkan loceng pintu, penerima atau pemain audio dengan mudah.

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi

4. Bekalan kuasa dengan kapasitor penyahgandingan

Dalam bekalan kuasa mikro dengan sambungan galvanik ke rangkaian perindustrian, yang dipanggil. kapasitor pemisah, yang tidak lebih daripada perintang shunt yang disambungkan secara bersiri ke litar kuasa. Adalah diketahui bahawa kapasitor yang dipasang dalam litar arus ulang-alik mempunyai rintangan yang bergantung pada frekuensi dan dipanggil reaktif. Kapasiti kapasitor gandingan (dengan andaian ia digunakan dalam rangkaian industri ~220 V, 50 Hz) boleh dikira menggunakan formula berikut:

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi

Contohnya: pengecas untuk bateri nikel-kadmium 12V dengan kapasiti 1 A/j boleh dikuasakan daripada sesalur kuasa melalui kapasitor penyahgandingan. Untuk bateri nikel-kadmium, arus pengecasan ialah 10% daripada nilai nominal, i.e. 100 mA dalam kes kami. Selanjutnya, dengan mengambil kira penurunan voltan merentasi penstabil adalah kira-kira 3-5 V, kami mendapati bahawa adalah perlu untuk menyediakan voltan ~18 V pada input pengecas pada arus operasi 100 mA. Menggantikan data ini, kami mendapat:

mengikut formula pertama:

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi

Oleh itu, kami memilih C = 1,5 μF dengan voltan operasi dua kali 500 V (kapasitor jenis boleh digunakan: MBM, MGBP, MBT).

Litar lengkap pengecas dengan kapasitor pengasingan ditunjukkan dalam Rajah. 3.2-2. Peranti ini sesuai untuk mengecas bateri dengan arus tidak lebih daripada 100 mA pada voltan cas tidak lebih daripada 15V. Perintang pemangkas R2 menetapkan nilai voltan cas yang diperlukan. R1 bertindak sebagai pengehad arus pada permulaan cas, dan voltan yang dihasilkan merentasinya dibekalkan kepada LED. Mengikut keamatan LED, anda boleh menilai sejauh mana bateri dinyahcas.

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi

Apabila mengendalikan sumber kuasa ini (dan sebarang bekalan kuasa lain tanpa pengasingan galvanik daripada rangkaian), anda mesti ingat langkah keselamatan. Peranti dan bateri yang sedang dicas sentiasa pada potensi sesalur. Dalam sesetengah kes, sekatan sedemikian menjadikan operasi normal peranti mustahil, jadi perlu memastikan pengasingan galvanik bekalan kuasa daripada rangkaian.

Sumber kuasa kuasa rendah dengan kapasitor pengasingan, tetapi dengan pengasingan galvanik dari rangkaian perindustrian, boleh dibuat berdasarkan pengubah peralihan atau geganti pemula magnet, dan voltan operasinya boleh lebih rendah daripada 220 V. Dalam Rajah. Rajah 3.2-3 menunjukkan gambar rajah skema bagi sumber kuasa sedemikian.

Kapasitansi kapasitor pemisah dikira dengan mengambil kira parameter pengubah (iaitu, mengetahui nisbah transformasi, mula-mula hitung voltan yang mesti disediakan pada input pengubah, dan kemudian, pastikan voltan tersebut dibenarkan untuk pengubah yang digunakan, hitung parameter kapasitor).

Kuasa yang dibekalkan oleh sumber kuasa sedemikian boleh menghidupkan loceng pintu, penerima atau pemain audio dengan mudah.

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi

5. Bekalan kuasa linear

Pada masa ini, bekalan kuasa linear tradisional semakin digantikan dengan pensuisan. Walau bagaimanapun, walaupun ini, ia terus menjadi penyelesaian yang sangat mudah dan praktikal dalam kebanyakan kes reka bentuk radio amatur (kadangkala dalam peranti industri). Terdapat beberapa sebab untuk ini: pertama, bekalan kuasa linear secara strukturnya agak mudah dan mudah untuk dikonfigurasikan, kedua, mereka tidak memerlukan penggunaan komponen voltan tinggi yang mahal dan, akhirnya, ia lebih dipercayai daripada menukar bekalan kuasa.

Bekalan kuasa linear biasa mengandungi: pengubah injak turun rangkaian, jambatan diod dengan penapis dan penstabil yang menukar voltan tidak stabil yang diterima daripada belitan sekunder pengubah melalui jambatan diod dan penapis kepada voltan keluaran yang stabil, dan ini voltan keluaran sentiasa lebih rendah daripada penstabil voltan masukan yang tidak stabil.

Kelemahan utama skim ini ialah kecekapan yang rendah dan keperluan untuk menyimpan kuasa dalam hampir semua elemen peranti (iaitu, ia memerlukan pemasangan komponen yang boleh menampung beban yang lebih besar daripada yang dijangkakan untuk bekalan kuasa secara keseluruhan, contohnya. , untuk bekalan kuasa dengan kuasa 10 W, pengubah dengan kuasa sekurang-kurangnya 15 W diperlukan dan lain-lain). Sebab untuk ini adalah prinsip di mana penstabil bekalan kuasa linear beroperasi. Ia terdiri daripada melesapkan sedikit kuasa pada elemen pengawal selia Ppac = Iload * (Uin - Uout). Daripada formula itu menunjukkan bahawa semakin besar perbezaan antara voltan masukan dan keluaran penstabil, lebih banyak kuasa mesti dilesapkan pada elemen pengawal selia. .

Sebaliknya, semakin tidak stabil voltan masukan penstabil, dan semakin banyak ia bergantung kepada perubahan dalam arus beban, semakin tinggi ia harus berkaitan dengan voltan keluaran. Oleh itu, adalah jelas bahawa penstabil bekalan kuasa linear beroperasi dalam julat yang agak sempit bagi voltan masukan yang dibenarkan, dan had ini semakin mengecil apabila keperluan yang ketat dikenakan ke atas kecekapan peranti. Tetapi tahap penstabilan dan penindasan bunyi impuls yang dicapai dalam bekalan kuasa linear jauh lebih unggul daripada skim lain. Mari kita lihat lebih dekat pada penstabil yang digunakan dalam bekalan kuasa linear.

Penstabil yang paling mudah (dipanggil parametrik) adalah berdasarkan penggunaan ciri voltan semasa beberapa peranti semikonduktor - terutamanya diod zener. Mereka dibezakan oleh impedans keluaran yang tinggi. tahap penstabilan yang rendah dan kecekapan yang rendah. Penstabil sedemikian digunakan hanya untuk beban kecil, biasanya sebagai elemen litar (contohnya, sebagai sumber voltan rujukan). Contoh penstabil parametrik dan formula untuk pengiraan ditunjukkan dalam Rajah. 3.3-1.

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi

Penstabil linear lulus siri mempunyai ciri-ciri berikut: voltan beban tidak bergantung pada voltan input dan arus beban, nilai arus beban yang tinggi dibenarkan, pekali penstabilan tinggi dan rintangan keluaran rendah disediakan. Gambar rajah blok penstabil linear biasa ditunjukkan dalam Rajah. 3.3-2. Prinsip asas di mana kerjanya adalah berdasarkan perbandingan voltan keluaran dengan beberapa stabil

voltan rujukan dan kawalan, berdasarkan hasil perbandingan ini, elemen kuasa utama penstabil (dalam rajah blok, transistor pas VT1 yang dipanggil, beroperasi dalam mod linear, tetapi ini juga boleh menjadi sekumpulan komponen) , di mana lebihan kuasa dilesapkan (lihat formula di atas).

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi

Dalam kebanyakan kes reka bentuk radio amatur, bekalan kuasa linear berdasarkan litar mikro penstabil linear siri K(KR)142 boleh digunakan sebagai bekalan kuasa untuk peranti. Mereka mempunyai parameter yang sangat baik, mempunyai litar perlindungan beban lampau terbina dalam, litar pampasan haba, dsb., mudah diakses dan mudah digunakan (kebanyakan penstabil dalam siri ini dilaksanakan sepenuhnya di dalam IC, yang (hanya mempunyai tiga pin). Walau bagaimanapun, apabila mereka bentuk kuasa linear membekalkan kuasa tinggi (25-100 W) memerlukan pendekatan yang lebih halus, iaitu: penggunaan transformer khas dengan teras berperisai (mempunyai faktor kecekapan yang lebih tinggi), penggunaan langsung hanya penstabil integral adalah mustahil kerana kuasa mereka yang tidak mencukupi, iaitu komponen kuasa tambahan diperlukan dan, sebagai akibatnya, litar tambahan perlindungan terhadap beban lampau, terlalu panas dan lebihan voltan. Bekalan kuasa sedemikian menghasilkan banyak haba, memerlukan pemasangan banyak komponen pada radiator besar dan, dengan itu, agak besar; untuk mencapai pekali penstabilan voltan keluaran yang tinggi, penyelesaian litar khas diperlukan.

6. Penstabil dengan arus beban sehingga 5A

Dalam Rajah. Rajah 3.3-3 menunjukkan litar asas untuk membina penstabil berkuasa yang memberikan arus beban sehingga 5 A, yang cukup untuk menggerakkan kebanyakan reka bentuk radio amatur. Litar ini dibuat menggunakan litar mikro penstabil siri KR142 dan transistor pas luaran.

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi

Pada penggunaan arus rendah, transistor VT1 ditutup dan hanya litar mikro penstabil berfungsi, tetapi dengan peningkatan penggunaan semasa, voltan yang diperuntukkan kepada R2 dan VD5 membuka transistor VT1, dan bahagian utama arus beban mula mengalir melalui persimpangannya. Perintang R1 berfungsi sebagai sensor arus beban lampau. Semakin besar rintangan R1, semakin rendah perlindungan semasa dicetuskan (transistor VT1 ditutup). Filter choke L 1 berfungsi untuk menekan riak AC pada beban maksimum.

Menggunakan rajah di atas, anda boleh memasang penstabil untuk voltan 5-15 V. Diod kuasa VD1-VD4 mesti dinilai untuk arus sekurang-kurangnya 10 A. Perintang R4 melaraskan voltan keluaran dengan tepat (nilai asas ditetapkan oleh jenis cip penstabil yang digunakan, siri KR142). Elemen kuasa dipasang pada radiator dengan keluasan sekurang-kurangnya 200 cm^2.

Sebagai contoh, mari kita mengira penstabil voltan dengan ciri-ciri berikut:

Uout - 12 V; Ineg - 3 A; Uin - 20 V.

Kami memilih penstabil voltan 12 V dalam siri KR142 - KR142EN8B. Kami memilih transistor pas yang mampu melesapkan kuasa beban maksimum Pras = Uin* Iload = 20 • 3 = 60 W (adalah dinasihatkan untuk memilih kuasa transistor 1.5-2 kali lebih besar) - KT818A biasa sesuai (Pras = 100 W , Ik maks = 15 A). Mana-mana diod kuasa yang sesuai untuk arus, contohnya, KD1D, boleh digunakan sebagai VD5-VD202.

7. Menukar bekalan kuasa

Tidak seperti bekalan kuasa linear tradisional, yang melibatkan pemadaman lebihan voltan tidak stabil pada elemen linear laluan, bekalan kuasa nadi menggunakan kaedah lain dan fenomena fizikal untuk menjana voltan yang stabil, iaitu: kesan pengumpulan tenaga dalam induktor, serta kemungkinan transformasi frekuensi tinggi dan penukaran tenaga terkumpul kepada tekanan malar. Terdapat tiga litar biasa untuk membina bekalan kuasa berdenyut (lihat Rajah 3.4-1): naik (voltan keluaran lebih tinggi daripada voltan input), injak turun (voltan keluaran lebih rendah daripada voltan masukan) dan penyongsangan (voltan keluaran mempunyai kekutuban bertentangan dengan input). Seperti yang dapat dilihat dari angka itu, mereka hanya berbeza dalam cara mereka menyambungkan induktansi; jika tidak, prinsip operasi tetap tidak berubah, iaitu.

Elemen utama (biasanya transistor bipolar atau MIS digunakan), beroperasi dengan kekerapan urutan 20-100 kHz, secara berkala menggunakan input penuh voltan tidak stabil kepada induktor untuk masa yang singkat (tidak lebih daripada 50% masa) . Arus nadi. mengalir melalui gegelung memastikan pengumpulan rizab tenaga dalam medan magnetnya sebanyak 1/2LI^2 pada setiap nadi. Tenaga yang disimpan dengan cara ini dari gegelung dipindahkan ke beban (sama ada secara langsung, menggunakan diod pembetulan, atau melalui penggulungan sekunder dengan pembetulan seterusnya), kapasitor penapis pelicinan output memastikan voltan dan arus keluaran yang berterusan. Penstabilan voltan keluaran dipastikan dengan pelarasan automatik lebar nadi atau kekerapan pada elemen utama (litar maklum balas direka untuk memantau voltan keluaran).

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi

Skim ini, walaupun agak rumit, boleh meningkatkan kecekapan keseluruhan peranti dengan ketara. Hakikatnya, dalam kes ini, sebagai tambahan kepada beban itu sendiri, tiada unsur kuasa dalam litar yang menghilangkan kuasa yang ketara. Transistor kekunci beroperasi dalam mod suis tepu (iaitu, penurunan voltan merentasinya adalah kecil) dan melesapkan kuasa hanya dalam selang masa yang agak singkat (masa nadi). Di samping itu, dengan meningkatkan kekerapan penukaran, adalah mungkin untuk meningkatkan kuasa dengan ketara dan meningkatkan ciri berat dan saiz.

Kelebihan teknologi penting bagi bekalan kuasa nadi ialah keupayaan untuk membina berdasarkan bekalan kuasa rangkaian bersaiz kecil dengan pengasingan galvanik daripada rangkaian untuk menggerakkan pelbagai jenis peralatan. Bekalan kuasa sedemikian dibina tanpa menggunakan pengubah kuasa frekuensi rendah yang besar menggunakan litar penukar frekuensi tinggi. Ini sebenarnya, litar bekalan kuasa pensuisan biasa dengan pengurangan voltan, di mana voltan sesalur yang diperbetulkan digunakan sebagai voltan masukan, dan pengubah frekuensi tinggi (bersaiz kecil dan dengan kecekapan tinggi) digunakan sebagai elemen penyimpanan, daripada penggulungan sekunder yang mana voltan stabil keluaran dikeluarkan (pengubah ini juga menyediakan pengasingan galvanik daripada rangkaian).

Kelemahan bekalan kuasa berdenyut termasuk: kehadiran tahap bunyi berdenyut yang tinggi pada output, kerumitan yang tinggi dan kebolehpercayaan yang rendah (terutama dalam pengeluaran kraftangan), keperluan untuk menggunakan komponen frekuensi tinggi voltan tinggi yang mahal, yang sekiranya berlaku. daripada kerosakan yang sedikit mudah gagal "beramai-ramai" (dengan Dalam kes ini, sebagai peraturan, kesan piroteknik yang mengagumkan boleh diperhatikan). Mereka yang suka menyelidiki bahagian dalam peranti dengan pemutar skru dan besi pematerian perlu berhati-hati apabila mereka bentuk bekalan kuasa pensuisan rangkaian, kerana banyak elemen litar sedemikian berada di bawah voltan tinggi.

8. Penstabil pensuisan kerumitan rendah yang berkesan

Pada asas elemen yang serupa dengan yang digunakan dalam penstabil linear yang diterangkan di atas (Rajah 3.3-3), adalah mungkin untuk membina penstabil voltan nadi. Dengan ciri yang sama, ia akan mempunyai dimensi yang jauh lebih kecil dan keadaan terma yang lebih baik. Gambarajah skematik penstabil sedemikian ditunjukkan dalam Rajah. 3.4-2. Penstabil dipasang mengikut litar pengurangan voltan standard (Rajah 3.4-1a).

Apabila pertama kali dihidupkan, apabila kapasitor C4 dinyahcas dan beban yang cukup kuat disambungkan ke output, arus mengalir melalui pengatur linear IC DA1. Penurunan voltan merentasi R1 yang disebabkan oleh arus ini membuka kunci transistor VT1, yang segera memasuki mod tepu, kerana reaktans induktif L1 adalah besar dan arus yang cukup besar mengalir melalui transistor. Penurunan voltan merentasi R5 membuka elemen utama utama - transistor VT2. semasa. meningkat dalam L1, mengecas C4, manakala melalui maklum balas pada R8 penstabil dan transistor kunci dikunci. Tenaga yang disimpan dalam gegelung kuasa beban. Apabila voltan pada C4 jatuh di bawah voltan penstabilan, DA1 dan transistor kunci terbuka. Kitaran diulang dengan frekuensi 20-30 kHz.

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi

Litar R3. R4, C2 akan menetapkan paras voltan keluaran. Ia boleh diselaraskan dengan lancar dalam had yang kecil, dari Uct DA1 hingga Uin. Walau bagaimanapun, jika Uout dinaikkan hampir dengan Uin, beberapa ketidakstabilan muncul pada beban maksimum dan peningkatan tahap riak. Untuk menyekat riak frekuensi tinggi, penapis L2, C5 disertakan pada output penstabil.

Skim ini agak mudah dan paling berkesan untuk tahap kerumitan ini. Semua elemen kuasa VT1, VT2, VD1, DA1 dilengkapi dengan radiator kecil. Voltan masukan mestilah tidak melebihi 30 V, iaitu maksimum untuk penstabil KR142EN8. Gunakan diod penerus untuk arus sekurang-kurangnya 3 A.

9. Peranti bekalan kuasa tidak terganggu berdasarkan penstabil pensuisan

Dalam Rajah. 3.4-3 kami mencadangkan untuk dipertimbangkan peranti untuk bekalan kuasa tidak terganggu sistem keselamatan dan pengawasan video berdasarkan penstabil nadi digabungkan dengan pengecas. Penstabil termasuk sistem perlindungan terhadap beban lampau, terlalu panas, lonjakan voltan keluaran dan litar pintas.

Penstabil mempunyai parameter berikut:

  • Voltan input, Uvx - 20-30 V:
  • Output voltan stabil, Uvyx-12V:
  • Arus beban berkadar, Muatan diberi nilai -5A;
  • Arus perjalanan sistem perlindungan beban lampau, Iprotect - 7A;.
  • Voltan operasi sistem perlindungan voltan lampau, perlindungan Uout - 13 V;
  • Arus pengecasan bateri maksimum, maksimum bateri Icharge - 0,7 A;
  • Tahap riak. Nadi naik - 100 mV
  • Suhu operasi sistem perlindungan terlalu panas, Tzasch - 120 C;
  • Menukar kelajuan kepada kuasa bateri, tswitch - 10ms (geganti RES-b RFO.452.112).

Prinsip pengendalian penstabil nadi dalam peranti yang diterangkan adalah sama seperti penstabil yang dibentangkan di atas.

Peranti ini ditambah dengan pengecas yang dibuat pada elemen DA2, R7, R8, R9, R10, VD2, C7. Penstabil voltan IC DA2 dengan pembahagi arus pada R7. R8 mengehadkan arus cas awal maksimum, pembahagi R9, R10 menetapkan voltan cas keluaran, diod VD2 melindungi bateri daripada nyahcas sendiri jika tiada voltan bekalan.

Perlindungan terlalu panas menggunakan termistor R16 sebagai penderia suhu. Apabila perlindungan dicetuskan, penggera bunyi, yang dipasang pada IC DD 1, dihidupkan dan, pada masa yang sama, beban diputuskan sambungan daripada penstabil, bertukar kepada kuasa daripada bateri. Termistor dipasang pada radiator transistor VT1. Pelarasan halus tahap tindak balas perlindungan suhu dijalankan oleh rintangan R18.

Sensor voltan dipasang pada pembahagi R13, R15. rintangan R15 menetapkan tahap tepat perlindungan voltan lampau (13 V). Jika voltan pada output penstabil melebihi (jika yang terakhir gagal), geganti S1 memutuskan beban daripada penstabil dan menyambungkannya ke bateri. Jika voltan bekalan dimatikan, geganti S1 masuk ke keadaan "lalai" - i.e. menyambungkan beban ke bateri.

Litar yang ditunjukkan di sini tidak mempunyai perlindungan litar pintas elektronik untuk bateri. Peranan ini dilakukan oleh fius dalam litar bekalan kuasa beban, direka untuk penggunaan arus maksimum.

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi
(klik untuk memperbesar)

10. Bekalan kuasa berdasarkan penukar nadi frekuensi tinggi

Selalunya, apabila mereka bentuk peranti, terdapat keperluan yang ketat untuk saiz sumber kuasa. Dalam kes ini, satu-satunya penyelesaian ialah menggunakan bekalan kuasa berdasarkan penukar nadi bervoltan tinggi dan frekuensi tinggi. yang disambungkan kepada rangkaian ~220 V tanpa menggunakan pengubah langkah turun frekuensi rendah yang besar dan boleh memberikan kuasa tinggi dengan saiz kecil dan pelesapan haba.

Gambar rajah blok penukar nadi biasa yang dikuasakan daripada rangkaian perindustrian ditunjukkan dalam Rajah 34-4.

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi

Penapis input direka untuk menghalang bunyi impuls daripada memasuki rangkaian. Suis kuasa membekalkan denyutan voltan tinggi kepada belitan utama pengubah frekuensi tinggi (litar satu dan dua lejang boleh digunakan). Kekerapan dan tempoh denyutan ditetapkan oleh penjana terkawal (kawalan lebar nadi biasanya digunakan, kurang kerap - kekerapan). Tidak seperti pengubah isyarat sinusoidal frekuensi rendah, bekalan kuasa berdenyut menggunakan peranti jalur lebar yang menyediakan pemindahan kuasa yang cekap pada isyarat dengan tepi pantas. Ini mengenakan keperluan penting pada jenis litar magnet yang digunakan dan reka bentuk pengubah.

Sebaliknya, dengan peningkatan kekerapan, dimensi pengubah yang diperlukan (sambil mengekalkan kuasa yang dihantar) berkurangan (bahan moden memungkinkan untuk membina pengubah berkuasa dengan kecekapan yang boleh diterima pada frekuensi sehingga 100-400 kHz). Ciri khas penerus keluaran ialah penggunaan diod Schottky berkelajuan tinggi dan bukannya diod kuasa konvensional, yang disebabkan oleh frekuensi tinggi voltan diperbetulkan. Penapis keluaran melancarkan riak voltan keluaran. Voltan maklum balas dibandingkan dengan voltan rujukan dan kemudian mengawal pengayun. Sila ambil perhatian kehadiran pengasingan galvanik dalam litar maklum balas, yang diperlukan jika kita ingin memastikan pengasingan voltan keluaran daripada rangkaian.

Dalam pembuatan IP sedemikian, keperluan serius timbul untuk komponen yang digunakan (yang meningkatkan kosnya berbanding dengan yang tradisional). Pertama, ini melibatkan voltan operasi diod penerus, kapasitor penapis dan transistor kekunci, yang tidak boleh kurang daripada 350 V untuk mengelakkan kerosakan. Kedua, transistor kunci frekuensi tinggi (frekuensi operasi 20-100 kHz) dan kapasitor seramik khas harus digunakan (elektrolit oksida konvensional akan menjadi terlalu panas pada frekuensi tinggi kerana kearuhannya yang tinggi). Dan ketiga, kekerapan tepu pengubah frekuensi tinggi, ditentukan oleh jenis teras magnet yang digunakan (sebagai peraturan, teras toroidal digunakan) mestilah jauh lebih tinggi daripada frekuensi operasi penukar.

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi
(klik untuk memperbesar)

Dalam Rajah. 3.4-5 menunjukkan gambarajah skematik bekalan kuasa klasik berdasarkan penukar frekuensi tinggi. Penapis, yang terdiri daripada kapasitor C1, C2, C3 dan tercekik L1, L2, berfungsi untuk melindungi rangkaian bekalan daripada gangguan frekuensi tinggi daripada penukar. Penjana dibina mengikut litar berayun sendiri dan digabungkan dengan peringkat utama. Transistor utama VT1 dan VT2 beroperasi dalam antifasa, membuka dan menutup secara bergilir-gilir. Memulakan penjana dan operasi yang boleh dipercayai dipastikan oleh transistor VT3, beroperasi dalam mod pecahan runtuhan salji. Apabila voltan pada C6 meningkat melalui R3, transistor terbuka dan kapasitor dilepaskan ke pangkalan VT2, memulakan penjana. Voltan maklum balas dikeluarkan daripada belitan tambahan (III) pengubah kuasa Tpl.

Transistor VT1. VT2 dipasang pada radiator plat sekurang-kurangnya 100 cm^2. Diod VD2-VD5 dengan penghalang Schottky diletakkan pada radiator kecil 5 cm^2.

Data pencekik dan transformer: L1-1. L2 dililit pada gelang ferit 2000NM K12x8x3 kepada dua wayar menggunakan wayar PELSHO 0,25: 20 pusingan. TP1 - pada dua cincin yang dilipat bersama, ferit 2000NN KZ 1x18.5x7; belitan 1 - 82 pusingan dengan wayar PEV-2 0,5: belitan II - 25+25 pusingan dengan wayar PEV-2 1,0: belitan III - 2 pusingan dengan wayar PEV-2 0.3. TP2 dililit pada gelang ferit 2000NN K10x6x5. semua belitan diperbuat daripada wayar PEV-2 0.3: belitan 1 - 10 pusingan: belitan II dan III - 6 pusingan setiap satu, kedua-dua belitan (II dan III) dililit supaya ia menduduki 50% kawasan pada gelang tanpa menyentuh atau bertindih antara satu sama lain, penggulungan I dililit sama rata di sekeliling keseluruhan cincin dan ditebat dengan lapisan fabrik bervarnis. Gegelung penapis penerus L3, L4 dililit pada ferit 2000NM K 12x8x3 dengan wayar PEV-2 1,0, bilangan lilitan - 30. KT1A boleh digunakan sebagai transistor kunci VT2, VT809. KT812, KT841.

Penarafan elemen dan data penggulungan pengubah diberikan untuk voltan keluaran 35 V. Dalam kes apabila nilai parameter operasi lain diperlukan, bilangan lilitan dalam penggulungan 2 Tr1 hendaklah ditukar dengan sewajarnya.

Litar yang diterangkan mempunyai kelemahan yang ketara kerana keinginan untuk mengurangkan bilangan komponen yang digunakan. Ini termasuk tahap penstabilan voltan keluaran yang rendah, operasi tidak stabil yang tidak boleh dipercayai dan arus keluaran yang rendah. Walau bagaimanapun, ia agak sesuai untuk membekalkan kuasa kepada reka bentuk yang paling mudah kuasa yang berbeza (jika komponen yang sesuai digunakan), seperti: kalkulator, nombor pemanggil, peranti pencahayaan, dsb.

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi
(klik untuk memperbesar)

Satu lagi litar bekalan kuasa berdasarkan penukar nadi frekuensi tinggi ditunjukkan dalam Rajah. 3.4-6. Perbezaan utama antara skema ini dan struktur standard yang ditunjukkan dalam Rajah. 3 .4-4 ialah ketiadaan litar suap balik. Dalam hal ini, kestabilan voltan pada belitan keluaran pengubah HF Tr2 adalah agak rendah dan penggunaan penstabil sekunder diperlukan (litar menggunakan penstabil bersepadu sejagat berdasarkan IC siri KR142).

11. Menukar penstabil dengan transistor MIS kunci dengan bacaan semasa

Pengecilan dan peningkatan kecekapan dalam pembangunan dan pembinaan bekalan kuasa pensuisan difasilitasi oleh penggunaan penyongsang semikonduktor kelas baharu - transistor MOS, serta: diod berkuasa tinggi dengan pemulihan terbalik yang cepat, diod Schottky, kelajuan ultra tinggi diod, transistor kesan medan dengan pintu bertebat, litar bersepadu untuk mengawal elemen utama. Semua elemen ini tersedia di pasaran domestik dan boleh digunakan dalam reka bentuk bekalan kuasa yang sangat cekap, penukar, sistem pencucuhan untuk enjin pembakaran dalaman (ICE), dan sistem permulaan untuk lampu pendarfluor (LDL). Kelas peranti kuasa yang dipanggil HEXSense - transistor MOS dengan penderiaan semasa - mungkin juga sangat menarik minat pembangun. Ia adalah elemen pensuisan yang sesuai untuk bekalan kuasa pensuisan sedia untuk dikawal. Keupayaan untuk membaca arus transistor suis boleh digunakan dalam menukar bekalan kuasa untuk memberikan maklum balas semasa yang diperlukan oleh pengawal modulasi lebar nadi. Ini mencapai penyederhanaan reka bentuk sumber kuasa - pengecualian perintang dan pengubah semasa daripadanya.

Dalam Rajah. Rajah 3.4-7 menunjukkan gambar rajah bekalan kuasa pensuisan 230 W. Ciri prestasi utamanya adalah seperti berikut:

  • Voltan masukan: -110V 60Hz:
  • Voltan keluaran: 48 V DC:
  • Arus beban: 4.8 A:
  • Kekerapan penukaran: 110 kHz:
  • Kecekapan pada beban penuh: 78%;
  • Kecekapan pada 1/3 beban: 83%.

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi
(klik untuk memperbesar)

Litar ini dibina berdasarkan modulator lebar nadi (PWM) dengan penukar frekuensi tinggi pada output. Prinsip operasi adalah seperti berikut.

Isyarat kawalan untuk transistor kunci datang daripada output 6 pengawal PWM DA1, kitaran tugas dihadkan kepada 50% oleh perintang R4, R4 dan C3 adalah elemen pemasaan penjana. Bekalan kuasa untuk DA1 disediakan oleh rantai VD5, C5, C6, R6. Perintang R6 direka untuk membekalkan voltan semasa permulaan penjana; seterusnya, maklum balas voltan melalui L1, VD5 diaktifkan. Maklum balas ini diperoleh daripada penggulungan tambahan pencekik keluaran, yang beroperasi dalam mod terbalik. Sebagai tambahan kepada penjana kuasa, voltan maklum balas melalui rantai VD4, Cl, Rl, R2 dibekalkan kepada input maklum balas voltan DA1 (pin 2). Melalui R3 dan C2 pampasan disediakan, yang menjamin kestabilan gelung maklum balas.

Elemen utama VT2 ialah transistor MOS penderia semasa IRC830 daripada Penerus Antarabangsa. Isyarat bacaan semasa dibekalkan dari VT2 ke pin 3 DA1. Paras voltan pada pin bacaan semasa ditetapkan oleh perintang R7 dan adalah berkadar dengan arus longkang, C9 menyekat lonjakan di tepi hadapan nadi arus longkang, yang boleh menyebabkan operasi pramatang pengawal. VT1 dan R5 digunakan untuk menetapkan undang-undang kawalan yang diperlukan. Perhatikan bahawa arus deria dikembalikan kepada kristal pada pin sumber. Ini dilakukan untuk tujuan ini. untuk mengelakkan ralat bacaan semasa yang mungkin berlaku akibat penurunan voltan merentasi rintangan pin sumber parasit.

Berdasarkan litar ini, adalah mungkin untuk membina penstabil nadi dengan parameter keluaran lain.

12. Peranti pelepasan gas moden

Kira-kira 25% daripada tenaga elektrik dunia digunakan oleh pencahayaan buatan, menjadikan kawasan ini sangat menarik untuk usaha meningkatkan kecekapan tenaga dan mengurangkan penggunaan tenaga.

Pada masa ini, sumber cahaya ekonomi yang paling biasa ialah lampu pelepasan gas, yang semakin digunakan dan bukannya lampu pijar konvensional. Prinsip operasi lampu sedemikian adalah cahaya pendarfluor gas yang terkandung di dalam lampu apabila arus mengalir melaluinya (pecahan voltan tinggi), yang dipastikan dengan menggunakan voltan tinggi pada elektrod lampu. Lampu pelepasan gas boleh dibahagikan kepada dua jenis, yang pertama ialah lampu intensiti tinggi, antaranya yang paling biasa ialah: lampu merkuri, lampu natrium tekanan tinggi dan lampu halida logam, jenis kedua ialah lampu pendarfluor tekanan rendah.

Lampu tekanan rendah digunakan untuk pencahayaan dalam kebanyakan kes kehidupan seharian - di bangunan pentadbiran, pejabat, bangunan kediaman: mereka dibezakan oleh cahaya putih yang kaya. dekat dengan siang hari (oleh itu namanya - "lampu pendarfluor"). Lampu tekanan tinggi digunakan untuk pencahayaan luaran - dalam lampu jalan, lampu limpah, dll.

Walaupun lampu pijar konvensional ialah beban rintangan yang berterusan apabila dihidupkan, semua lampu HID mempunyai ciri impedans negatif. yang memerlukan penstabilan semasa. Di samping itu, adalah perlu untuk mengambil kira perkara seperti: mod operasi resonans, perlindungan sekiranya berlaku kegagalan lampu; pencucuhan voltan tinggi, kawalan bas kuasa khas. Mod utama yang mesti dipatuhi oleh lampu pendarfluor sepanjang hayat perkhidmatannya ialah mod semasa (sebaik-baiknya, penstabilan kuasa diperlukan sepanjang keseluruhan tempoh operasi lampu). Sebagai peraturan, lampu dikuasakan oleh voltan berselang-seli untuk menyamakan haus elektrod (jika dikuasakan oleh voltan malar, hayat perkhidmatan adalah 50% lebih pendek).

13. Balast magnetik dan elektronik

Untuk mengawal lampu pelepasan gas, apa yang dipanggil balast magnetik (lihat rajah dalam Rajah 3.5-1), bagaimanapun, disebabkan oleh ketidakcekapan dan kebolehpercayaannya, litar kawalan elektronik baru-baru ini menjadi semakin meluas - balast elektronik, yang boleh meningkatkan kecekapan dan hayat perkhidmatan sistem pencahayaan dengan ketara, menjadikan cahaya lebih sekata dan natural untuk mata.

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi

Litar asas balast elektronik dengan resonans siri ditunjukkan dalam Rajah. 3.5-2. Menggunakan balast elektronik, anda boleh mengawal lampu apa-apa kuasa; sebarang peranti tambahan boleh dibina ke dalam litar (contohnya, geganti foto yang menghidupkan lampu pada waktu senja dan mematikannya pada waktu subuh).

14. Litar kawalan untuk lampu pendarfluor dengan kuasa sehingga 40W

Untuk mengawal lampu pendarfluor (FLL) dengan kuasa sehingga 40 W, litar ditunjukkan dalam Rajah. 3.5-3.

Voltan bekalan ~220 V dibekalkan kepada input L1 dan L2. Voltan DC yang diperbetulkan oleh diod VD1 -VD4 adalah kira-kira 320 V. Kapasitor C1 dan C2 berfungsi sebagai penapis input kapasitif. Ia juga mungkin untuk menggunakan rangkaian ~110V, dalam kes ini kuasa dibekalkan kepada input L1 (L2) dan N. dan diod VD1. VD3 (VD2, VD4) dengan kapasitor C1 dan C2 berfungsi sebagai pengganda voltan separuh gelombang.

DA1 (IR2151) ialah litar kawalan transistor MOS dengan pengayun dalaman yang beroperasi terus dari bas kuasa melalui R1. Penstabil dalaman membetulkan voltan bekalan pada 15 V. Pintu terhalang apabila voltan bekalan turun di bawah 9 V.

Pada voltan bas DC nominal 230 V, nadi gelombang persegi output mempunyai voltan berkesan 160 V, dan frekuensi ditetapkan dengan memilih R2 dan C4 untuk mendekati frekuensi resonan lampu. Lampu beroperasi dalam litar resonan sirinya, yang terdiri daripada induktor siri L1 dan kapasitor shunt C6, yang selari dengan termistor pekali suhu positif.

Termistor (mentol neon juga boleh digunakan untuk tujuan ini) mempunyai rintangan yang rendah apabila sejuk dan rintangan yang sangat tinggi apabila panas, apabila ia panas disebabkan oleh arus yang mengalir melaluinya. Tujuan termistor adalah untuk memastikan peningkatan voltan yang lancar merentasi elektrod lampu apabila dihidupkan. Dalam kes di mana lampu sentiasa dihidupkan atau dihidupkan/dimatikan sangat jarang, termistor boleh ditanggalkan. Dalam kes ini, lampu menyala serta-merta, yang boleh menyebabkan haus pantas.

15. Litar kawalan kecil untuk lampu pendarfluor sehingga 26W

Rajah litar berikut ditunjukkan dalam Rajah. 3.5-4, membolehkan anda mengawal lampu pendarfluor (FLL), sambil mempunyai dimensi kecil, kerana ia tidak menggunakan penyongsang kuasa (IC IR51H420 menggabungkan suis IC IR2151 dan MIS dalam satu perumah). Kuasa lampu maksimum dalam kes ini tidak boleh melebihi 26 W, yang cukup untuk menerangi satu tempat kerja.

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi
(klik untuk memperbesar)

16. Penukar Boost dan pengganda voltan

Biasanya, jika reka bentuk mempunyai kuasa utama, transformer digunakan untuk mendapatkan semua voltan bekalan. Penukar rangsangan dan pengganda voltan digunakan apabila perlu untuk mendapatkan voltan yang lebih tinggi daripada voltan bekalan dalam peranti boleh pakai yang dikuasakan oleh bateri atau bateri boleh dicas semula. Penukar kuasa rendah (sehingga 100-200 mW) boleh dipasang menggunakan elemen diskret tanpa menggunakan pengubah; penukar kuasa tinggi memerlukan pengubah. Untuk mendapatkan dua atau tiga kali ganda voltan, anda boleh menggunakan apa yang dipanggil. pengganda voltan (lihat Bab 2).

17. Pengganda voltan tanpa transformer untuk peranti kecil

Dalam Rajah. 3.6-1 menunjukkan gambar rajah penukar voltan 9 V -> 18 V untuk peranti yang menggunakan tidak lebih daripada 100 mA pada voltan bekalan 18 V. Penukar disertakan dalam litar siren praktikal untuk keselamatan dan sistem penggera.

Penjana kawalan dibuat mengikut reka bentuk standard. Pada output D 1.2, denyutan segi empat tepat dijana dengan frekuensi 1 Hz. Denyutan dibekalkan kepada penjana terkawal Dl.3, D1.4 dan rantai R3, R2, C2, yang menjejaskan kedalaman modulasi. R4, R5, C3, C4 dipilih mengikut frekuensi resonan pemancar seramik piezo B 1 dalam julat 1,5-3 kHz. Untuk meningkatkan amplitud pada piezocrystal, pengganda dimasukkan ke dalam litar. Isyarat daripada output DD1.4 pergi ke pasangan pelengkap VT5, VT6 dan kemudian ke pengganda VD3, VD4, C5, Sat. Voltan pada C6 dengan arus beban 50 mA dan bekalan kuasa utama 9 V adalah kira-kira 16 V. Kuasa pengganda boleh ditingkatkan sedikit dengan menggunakan kapasitor dengan penarafan yang lebih tinggi. Litar boleh dikuasakan dengan voltan 6-15 V (15 V ialah maksimum untuk IC siri 561), dalam kes bekalan 15 V, voltan pada output pengganda akan menjadi ns kurang daripada 25 V pada beban 80 mA.

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi
 (klik untuk memperbesar)


Dalam reka bentuk ini, amplitud pada kristal unsur piezoelektrik akan menjadi empat kali ganda, memandangkan ia dihidupkan dalam antifasa berbanding lengan transistor VT1, VT3. Plat seramik yang dibangunkan khas dengan salutan dua sisi, yang dipanggil trimorph dengan diameter kristal 32 mm, digunakan sebagai pemancar.

18. Penukar berkuasa untuk menghidupkan peralatan elektrik rumah

Dalam Rajah. Rajah 3.6-2 menunjukkan gambarajah skema penukar berkuasa untuk menjana kuasa peralatan elektrik rumah (TV, gerudi, pam elektrik, dll.) daripada bateri kereta. Penukar menyediakan voltan keluaran 220 V, 50 Hz untuk beban sehingga 100 W. Pada beban maksimum, arus yang digunakan daripada bateri tidak melebihi 10 A.

Bilangan bahagian dalam peranti dikekalkan pada tahap minimum. Cip DD1.1 mengandungi pengayun induk dengan frekuensi 100 Hz. Pelarasan halus frekuensi (yang penting untuk operasi normal peralatan) dilakukan oleh perintang R1 dan R2. Pembahagian frekuensi dengan 2 dan kawalan transistor disediakan oleh separuh kedua litar mikro - D1.2. Transistor VT1, VT2 disertakan untuk memastikan operasi normal output DD1.2 pada arus beban maksimum. Transistor output VT3, VT4 dipasang pada radiator dengan keluasan sekurang-kurangnya 350 cm^2.

Untuk melicinkan bahagian hadapan segi empat tepat, kapasitor C3 direka bentuk, yang, bersama-sama dengan penggulungan keluaran dan beban, membentuk sistem resonans. Kapasitinya sangat bergantung pada sifat beban. Transformer TP1 dibuat pada teras magnet jenama ShLM atau PLM dengan kuasa keseluruhan 100 W. Belitan I dan II masing-masing mengandungi 17 lilitan wayar PEV-2 2,0mm, belitan III mengandungi 750 lilitan wayar PEV-2 0,7mm.

Litar ini sangat mudah untuk ditukar kepada penukar voltan frekuensi tinggi (frekuensi penukaran ~25 kHz). Untuk melakukan ini, cukup untuk menaikkan frekuensi pengayun induk pada D1.1 kepada -50 kHz, menukar kapasitansi C1 dan C2 sebanyak 180 pF, dan menggantikan TP1 dengan pengubah frekuensi tinggi. Kuasa penukar bergantung pada beban transistor keluaran; arus maksimum yang boleh mereka berikan tidak boleh melebihi 8A dalam lengan. Untuk meningkatkan arus, bilangan lilitan transformer dalam belitan 1 dan 8 dikurangkan kepada 10-25. Jambatan diod dan penapis laluan tinggi dipasang pada output penukar; komponen yang digunakan di dalamnya mesti memastikan operasi normal pada frekuensi XNUMX kHz.

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi
(klik untuk memperbesar)

19. Perlindungan voltan lebih

Dalam rangkaian perindustrian dan isi rumah, lonjakan voltan yang tidak dijangka sering boleh direkodkan, dan voltan dalam rangkaian boleh melebihi voltan nominal sebanyak 20-40%. Lemparan sedemikian boleh dibahagikan kepada dua kelas:

1. Jangka pendek - peningkatan amplitud dalam beberapa tempoh.

2. Jangka panjang - peningkatan voltan selama beberapa saat atau minit.

Yang pertama boleh dikaitkan lebih cenderung kepada bunyi impuls, yang dikaitkan dengan pensuisan beberapa beban kuat pada talian (mesin kimpalan, motor, elemen pemanasan). Mereka sudah pasti mempunyai kesan ke atas perkakas rumah dan, terutamanya, pada elemen sensitif bekalan kuasa untuk televisyen dan pusat audio. yang sering bertugas sepanjang masa.

20. Peranti perlindungan hingar impuls rangkaian

Peranti yang melindungi daripada bunyi impuls ditunjukkan dalam Rajah. 3.7-1. Litar ini terdiri daripada nod berikut:

  • bekalan kuasa - VD1-VD4, R6, R7, VD5, VD7, Cl, C2;
  • pembanding sensor - Rl, R2, R3, R4, R5, HL1, VD8, DA1, R8, R9;
  • tetapkan semula pemacu dengan kelewatan mematikan - VD9, R10, DD1.1, DD1.2, VD10, R11, C3;
  • penjana nadi frekuensi tinggi 25 kHz untuk mengawal triac-DD 1.3, DD1.4, R 12, R 13, C4, C5, R14, TP1, VS1.
  • buzzer (pilihan) - R14, R15, C6, C7, HA1, DD2.

Bekalan kuasa menghasilkan dua voltan: +24 V - untuk kuasa pengubah nadi, +5 V - untuk kuasa IC peranti.

Bekalan kuasa: kuasa mikro, kuasa sederhana, kuasa tinggi
(klik untuk memperbesar)

Unit kawalan voltan dipasang pada Rl, R2, R3. Dari pembahagi, voltan dibekalkan kepada input pembanding. Tahap pencetus voltan lampau ditetapkan oleh perintang R2 (kedudukan gelangsar dipilih supaya pembanding berada di ambang pencetus pada input 245 V). Apabila input pembanding melebihi nilai amplitud yang ditentukan, ia bertukar dan denyutan segi empat tepat dengan frekuensi 25 Hz muncul pada output.

Dalam keadaan awal, output D1.2 dikekalkan pada tahap logik yang tinggi, membolehkan operasi penjana kawalan triac (untuk mengekalkannya dalam keadaan terbuka). Transistor VT1 mengawal pengubah nadi. membentuk denyutan voltan yang kuat terbuka. Frekuensi penjana dipilih menjadi 25 kHz untuk membuka kunci suis kuasa dengan cepat pada saat peralihan melalui "sifar" (jika frekuensi kawalan tidak mencukupi, ia mungkin berlaku apabila lonjakan voltan tinggi muncul semasa menghidupkan dan bentuk isyarat sinusoidal diherotkan, sistem tidak akan mempunyai masa untuk bertindak balas dan isyarat yang herot akan dihantar ke beban).

Litar pembezaan pada elemen D1.1 dan D1.2 melarang operasi penjana apabila tahap rendah tiba dari output pembanding (apabila voltan ambang dalam rangkaian meningkat) dan, dengan kelewatan 9 s, membolehkan penjana untuk dimulakan apabila voltan jatuh ke nilai ambang 240 V.

Pengubah nadi TP1 dililit pada dawai matnito saiz standard K20x10x7,5 daripada gred ferit 2000NN dan mengandungi: belitan I - 100 lilitan, belitan II - 40 lilitan wayar PELSHO-0,22. Penggulungan diasingkan dari cincin dengan lapisan kain varnis dan diletakkan pada sisi bertentangan cincin.

Apabila kuasa beban lebih daripada 300 W, triac mesti dipasang pada radiator.

Penerbitan: cxem.net

Lihat artikel lain bahagian Power Supplies.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan 15.04.2024

Dalam dunia teknologi moden di mana jarak menjadi semakin biasa, mengekalkan hubungan dan rasa dekat adalah penting. Perkembangan terkini dalam kulit tiruan oleh saintis Jerman dari Universiti Saarland mewakili era baharu dalam interaksi maya. Penyelidik Jerman dari Universiti Saarland telah membangunkan filem ultra nipis yang boleh menghantar sensasi sentuhan dari jauh. Teknologi canggih ini menyediakan peluang baharu untuk komunikasi maya, terutamanya bagi mereka yang mendapati diri mereka jauh daripada orang tersayang. Filem ultra-nipis yang dibangunkan oleh penyelidik, hanya 50 mikrometer tebal, boleh disepadukan ke dalam tekstil dan dipakai seperti kulit kedua. Filem ini bertindak sebagai penderia yang mengenali isyarat sentuhan daripada ibu atau ayah, dan sebagai penggerak yang menghantar pergerakan ini kepada bayi. Ibu bapa yang menyentuh fabrik mengaktifkan penderia yang bertindak balas terhadap tekanan dan mengubah bentuk filem ultra-nipis. ini ...>>

Petgugu Global kotoran kucing 15.04.2024

Menjaga haiwan peliharaan selalunya boleh menjadi satu cabaran, terutamanya dalam hal menjaga kebersihan rumah anda. Penyelesaian menarik baharu daripada pemula Global Petgugu telah dipersembahkan, yang akan menjadikan kehidupan lebih mudah bagi pemilik kucing dan membantu mereka memastikan rumah mereka bersih dan kemas dengan sempurna. Startup Petgugu Global telah melancarkan tandas kucing unik yang boleh menyiram najis secara automatik, memastikan rumah anda bersih dan segar. Peranti inovatif ini dilengkapi dengan pelbagai sensor pintar yang memantau aktiviti tandas haiwan kesayangan anda dan diaktifkan untuk membersihkan secara automatik selepas digunakan. Peranti ini bersambung ke sistem pembetung dan memastikan penyingkiran sisa yang cekap tanpa memerlukan campur tangan daripada pemilik. Selain itu, tandas mempunyai kapasiti storan boleh siram yang besar, menjadikannya sesuai untuk isi rumah berbilang kucing. Mangkuk sampah kucing Petgugu direka bentuk untuk digunakan dengan sampah larut air dan menawarkan pelbagai jenis tambahan ...>>

Daya tarikan lelaki penyayang 14.04.2024

Stereotaip bahawa wanita lebih suka "budak jahat" telah lama tersebar luas. Walau bagaimanapun, penyelidikan baru-baru ini yang dijalankan oleh saintis British dari Universiti Monash menawarkan perspektif baru mengenai isu ini. Mereka melihat bagaimana wanita bertindak balas terhadap tanggungjawab emosi lelaki dan kesanggupan untuk membantu orang lain. Penemuan kajian itu boleh mengubah pemahaman kita tentang perkara yang menjadikan lelaki menarik kepada wanita. Kajian yang dijalankan oleh saintis dari Universiti Monash membawa kepada penemuan baharu tentang daya tarikan lelaki kepada wanita. Dalam eksperimen itu, wanita ditunjukkan gambar lelaki dengan cerita ringkas tentang tingkah laku mereka dalam pelbagai situasi, termasuk reaksi mereka terhadap pertemuan dengan gelandangan. Sebahagian daripada lelaki itu tidak mengendahkan gelandangan itu, manakala yang lain membantunya, seperti membelikan dia makanan. Kajian mendapati lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan lebih menarik perhatian wanita berbanding lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan. ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Penggunaan terbaik skrin fleksibel 22.08.2013

Pengguna telah lama menunggu paparan fleksibel dalam peranti mudah alih. Kemungkinan besar tidak tahu mengapa, tetapi hakikat kebaharuan jelas menarik ramai. Sekurang-kurangnya secara teori. Samsung, sebagai salah satu syarikat utama yang membangunkan skrin sedemikian, telah menunjukkan pelbagai prototaip selama beberapa tahun berturut-turut, perlahan-lahan dengan pelaksanaan praktikal. Tidak seperti Samsung, LG baru-baru ini berkata bahawa ia berfungsi dengan baik dan telefon pintar pertama dengan paparan fleksibel akan memasuki pasaran tahun ini.

Anehnya, ternyata satu teknologi tidak mencukupi. Masih perlu memikirkan cara menggunakannya. Nampaknya, Samsung mempunyai masalah dengan ini. Untuk menyelesaikannya, syarikat itu menghasilkan jalan keluar yang sangat mudah - persaingan. Pengilang menjemput semua orang yang berminat untuk menawarkan konsep mereka menggunakan teknologi ini, boleh dikatakan, untuk menghasilkan peranti menggunakan paparan fleksibel dengan pepenjuru 1 hingga 20 inci. Lebih tepat lagi, anda perlu membentangkan bukan sahaja idea, tetapi keseluruhan rancangan perniagaan. Selain itu, anda perlu mengira secara kasar berapa kos peranti siap dan berapa banyak keuntungan yang boleh dibawa kepada syarikat. Malah, anda perlu melakukan kebanyakan kerja yang biasanya dilakukan oleh lebih daripada satu pasukan (pembangun, pemasar, dan sebagainya). Permohonan akan diterima sehingga 6 Oktober.

Menariknya, dengan jumlah kerja yang begitu besar, dana hadiah terhad kepada $10, $000 dan $5000 untuk tempat pertama, kedua dan ketiga, masing-masing. Sudah tentu, pada masa yang sama, pencipta secara automatik memindahkan semua hak untuk pelaksanaan konsep kepada Samsung, yang, dengan idea yang benar-benar bagus, mungkin memperoleh lebih daripada satu puluhan juta dolar pada masa hadapan terima kasih kepada orang ini.

Berita menarik lain:

▪ Kanta sentuh dengan kawalan gula dalam darah

▪ Hubungan antara kelaparan dan rasa ingin tahu

▪ Perlanggaran lubang hitam

▪ Pengecasan kenderaan elektrik tanpa wayar 40 kilowatt

▪ Bateri baharu untuk Tesla diumumkan

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

 

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Pemindahan data. Pemilihan artikel

▪ artikel Asas Algebra. Sejarah dan intipati penemuan saintifik

▪ artikel Corak yang manakah membolehkan cuckoo mendapat lebih banyak makanan daripada ibu bapa angkat? Jawapan terperinci

▪ artikel Penyelidik. Deskripsi kerja

▪ artikel Pengawal kelajuan kipas. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ artikel Penstabil voltan voltan rendah. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Имя:


E-mel (pilihan):


Komen:





Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024