Импульсный источник питания с полумостовым преобразователем. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

Данная схема импульсного источника питания с полумостовым преобразователем с регулируемым выходным напряжением без стабилизации используется для питания паяльной станции. Построение и наладка этого источника питания не вызывают затруднений, что является главным его достоинством. Узел управления выполнен на микросхеме КР1156ЕУ2, которая представляет собой высокочастотный. ШИМ-контроллер, оптимизированный для построения двухтактных высокочастотных импульсных источников питания.

Схема устройства приведена на рис. 5.23. Напряжение сети поступает на фильтр C1, L1, C2, выпрямляется диодным мостом VD1 и через токоограничительный резистор R6 заряжает конденсаторы. СП и С12, образующие одно плечо моста. Другое плечо образовано транзисторами VT1, VT2 В диагональ моста включена первичная обмотка трансформатора Т2. Полевые транзисторы VT1, VT2 поочередно открываются импульсами с выхода микросхемы DA1, причем VT2 управляется непосредственно от микросхемы, а VT1 - через трансформатор Т1, служащий для гальванической развязки. В цепи затворов включены резисторы R8 и R9, которые совместно с емкостями затворов образуют. НЧ фильтры, снижающие помехи при переключении.

Микросхема. ШИМ-контроллера КР1156ЕУ2 имеет два выходных каскада (выводы 11, 14), рассчитанные на значительный выходной ток (как втекающий, так и вытекающий): постоянный - 0,5 А, импульсный - до 2 А. Управляется микросхема внутренним генератором, частота которого задается подключением резистора к выводу 5 и конденсатора к выводу 6 (R5, С7 на рис. 5.23). Частота преобразователя в данном случае выбрана равной 50 кГц.

(нажмите для увеличения)

Для широтно-импульсной модуляции выходных сигналов служит устройство, состоящее из триггеров и усилителя сигнала ошибки. С помощью усилителя сигнала ошибки можно осуществить стабилизацию выходного напряжения за счет сравнения части выходного напряжения с опорным, подключив соответствующим образом отрицательную обратную связь на вход усилителя. Однако в данной конструкции эта возможность не используется, поэтому соединения сделаны следующим образом. На неинвертирующий вход микросхемы (вывод 2) подано напряжение +5,1 В с источника опорного напряжения (вывод 16). На вывод 7 подано пилообразное напряжение с вывода 6. Инвертирующий вход усилителя (вывод 1) соединен с общим проводом через резистор R4.

При таком включении усилитель сигнала ошибки установлен на максимальную длительность выходных импульсов. Для управления длительностью импульсов использована другая возможность контроллера - узел "мягкого запуска" с выводом 8. Если на этот вывод подать изменяющееся приблизительно от 2,25 до 4,5 В напряжение, то длительность выходных импульсов будет регулироваться в пределах 0...100% от максимальной. Максимальная длительность импульсов составляет, соответственно, 80% от длительности полупериода.

Ток по выводу 8 очень мал (порядка 10 мкА); подключением конденсатора к этому выводу (можно осуществить так называемый "мягкий запуск", когда работа преобразователя начинается с минимальной длительности импульсов, и постепенно, за счет заряда конденсатора, увеличивается до стационарного значения. В данном устройстве длительность импульсов, а значит, и выходное напряжение, регулируется переменным резистором R2. Резистор включен в цепочку делителя R1.R3, подключенную к опорному напряжению +5,1 В.

Назначение вывода 9 микросхемы - защита по току. Если ток через транзистор VT2 превысит 1 А, то напряжение на выводе 9 будет более 1 В и выходы микросхемы переключатся в состояние "выключено" до окончания текущего цикла. Напряжение питания микросхемы поступает на вывод 15. Отдельные выводы силового питания (вывод 13) и общего провода (вывод 12) позволяют, при необходимости, развязать по питанию мощный выходной каскад, являющийся источником помех, от остальной части преобразователя.

Напряжение питания на микросхему поступает с выпрямителя на диодах VD12, VD13 и конденсаторе С10. При включении устройства в сеть это напряжение отсутствует, поэтому необходимо решить проблему первоначального пуска. Для этого используется следующая особенность микросхемы. Если напряжение питания микросхем меньше 9 В, контроллер находится в выключенном состоянии, сигналы на выходах. А и. В отсутствуют, микросхема потребляет ток порядка 1 мА и не шунтирует конденсатор С6, который заряжается через резистор R7.

При достижении напряжения приблизительно 9,8 В микросхема включается. Преобразователь запускается, на обмотке III трансформатора появляется напряжение, которое выпрямляется и обеспечивает питание микросхемы во время работы (около 15 В в данном устройстве). Вывод 15 микросхемы имеет гистерезис около 0,8 В, поэтому выключится микросхема только при снижении напряжения питания ниже 9 В, в результате кратковременное снижение напряжения на выводе 15 при запуске микросхемы не приводит к ее выключению.

Как уже говорилось, форма сигнала на выходах А и В (выводы 11 и 14, соответственно) представляет собой попеременно появляющиеся импульсы с максимальной длительностью 80% от полупериода, поэтому между закрыванием одного транзистора и открыванием другого есть достаточно большой интервал. В результате момент, когда оба транзистора открыты, исключен, и сквозные токи отсутствуют.

Выходное напряжение с обмотки II выпрямляется диодами VD14...VD17 и через дроссель L2 поступает на конденсатор С13 и далее на выход преобразователя. Назначение дросселя L2 - выделение из выпрямленной последовательности прямоугольных импульсов постоянной составляющей. В паузах между импульсами выпрямленного напряжения все диоды выпрямителя оказываются открытыми, и через них энергия, накопленная в дросселе, поступает в нагрузку.

В блоке применены детали импортного и отечественного производства: VD1 - диодный мост W06M с обратным напряжением 600 В и максимальным током 1,5 А; СП, С12 - по два параллельно соединенных конденсатора 47 мкФ 160 В фирмы Jamicon; VD14...VD17 - импортные диоды SF22 с обратным напряжением 100 В и максимальным током 2 А; время восстановления 35 нс. Следует отметить, что от быстродействия этих диодов сильно зависит КПД и уровень помех устройства.

Трансформатор Т1 намотан на кольце К10х6х4,5 из феррита М2000НМ1, число витков обмоток I - 50, II - 40, диаметр провода 0,15 мм, трансформатор Т2 намотан на кольце К31х18,5х7 из феррита М1000НМ1, обмотка I содержит 160 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,3 мм, II - 40 витков такого же провода диаметром 0,6 мм, III - 2x15 витков провода диаметром 0,15 мм. Дроссель L2 намотан на кольце К20х10х5 из феррита М2000НМ1 с зазором в кольце 1,5 мм; число витков - ПО, провод диаметром 0,5 мм. Зазор выполнен ножовкой по металлу или "болгаркой" алмазным кругом, в зазор для прочности вклеена прокладка из текстолита.

Транзисторы установлены на небольшие радиаторы. VD7, VD8 - по два последовательно соединенных стабилитрона на суммарное напряжение стабилизации 18 В. Остальные детали - типовые для импульсных источников.

При налаживании устройства к выводам 15 и 10 микросхемы DA1 подключается внешний источник питания +12 В и проверяется наличие сигналов на выходах А и В, их форму и изменение длительности импульсов при регулировании резистором R2. При необходимости подбираются резисторы R1 и R3 на необходимый диапазон регулирования.

Далее вместо 220 В подключается напряжение порядка 30...40 В, не отключая источник +12 В, и проверяется сигнал в точке соединения транзисторов, а также формирование напряжений на выходе устройства и на конденсаторе С10. Напряжения должны быть пропорционально уменьшенными по сравнению со стационарным режимом.

После этого убирается источник +12 В и устройство можно включить в сеть 220 В. В последнюю очередь уточняется число витков обмоток I и III трансформатора Т2: III - для обеспечения питания + 15 В, а также обмотки II - на необходимое максимальное напряжение источника.

Автор: Семьян А.П.

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Растения сигнализируют об опасности вулканической активности 17.06.2025

Извержения вулканов - одни из самых разрушительных природных явлений, и своевременное их предсказание является важной задачей для защиты жизни и имущества людей. Современные технологии позволяют отслеживать сейсмическую активность, тепловые аномалии и газовые выбросы, однако ученые из разных стран продолжают искать новые, более ранние признаки приближающейся опасности. Недавнее исследование команды под руководством вулканолога Николь Гвинн продемонстрировало необычный способ раннего обнаружения вулканической активности с помощью изменений в растительности вокруг вулкана Этна - одного из самых активных вулканов Европы. В ходе двухлетних наблюдений ученые выявили 16 случаев, когда увеличение содержания углекислого газа (CO2) в воздухе или почве совпадало с ростом показателя NDVI - нормализованного индекса растительности, отражающего интенсивность фотосинтеза и здоровье зеленых насаждений. Этот индекс широко используется для оценки густоты и жизнеспособности растительного покрова на сп ...>>

Магнит без использования полезных ископаемых 17.06.2025

Технологии все больше зависят от редких и дорогих материалов, добыча которых сопряжена с экологическими и геополитическими рисками. В связи с этим поиск альтернативных решений становится одной из важнейших задач науки и промышленности. Недавно американские ученые во главе с исследователем китайского происхождения Цзянь-Пин Ванг разработали магнит, изготовленный исключительно из железа и азота, который не содержит традиционных редкоземельных элементов. Это открытие может кардинально изменить подход к производству магнитных материалов и значительно снизить зависимость от нестабильных международных поставок. В отличие от широко используемых сегодня магнитов, содержащих редкие полезные ископаемые, такие как самарий и диспрозий, новый магнит отличается более простой и экологичной составной частью. По словам ученых, магнит, созданный из железа и азота, обладает силой магнитного поля, которая превосходит многие известные материалы на рынке. Это делает его перспективной заменой для постоянн ...>>

Скука полезна творческим людям 16.06.2025

Когда информационный поток непрерывно заполняет наше сознание, умение сделать паузу становится особенно важным. Именно в моменты кажущейся скуки мозг получает возможность перезагрузиться и активировать скрытые ресурсы, стимулирующие творческое мышление и саморефлексию. Ученые из Университета Саншайн-Кост в Австралии провели исследование, которое подтверждает, что короткие периоды скуки могут быть полезны для творческих людей и не только. Скука возникает в тот момент, когда способность человека удерживать внимание начинает снижаться, и активируется так называемая сеть пассивного режима мозга. Эта система отвечает за внутренние мысли и саморефлексию, в то время как активность исполнительной сети, которая обычно помогает сосредоточиться, заметно снижается. Таким образом, скука становится не просто неприятным ощущением, а своего рода переключателем, дающим мозгу возможность отдохнуть от постоянной концентрации. Современный ритм жизни сопровождается постоянной стимуляцией симпатическо ...>>

Случайная новость из Архива Цветной язык 24.09.2017 Человеческий глаз может различать огромное число цветов, чего не скажешь о человеческом языке. В некоторых языках есть всего три "цветных" слова: черный, белый и красный, в других число цветовых категорий может превышать десяток, но все равно их меньше, чем реальных цветов. Исследователи из Массачусетского технологического института обнаружили своеобразную закономерность в распределении языковых категорий для разных цветовых оттенков: оказывается, теплые цвета, вроде желтого, оранжевого и красного, обозначены в самых разных языках большим числом слов, чем холодные цвета, вроде синего и зеленого. Ученые сравнили, как описывают цвета те, кто говорит на английском, испанском и на языке южноамериканских индейцев чимане. В языке чимане меньше "цветных" слов, чем в испанском и английском, и поэтому когда им показывали цветовой тест с 80 разными цветами, у индейцев в отношении некоторых оттенков начинались трудности. Разумеется, насчет черного, белого и красного никаких разногласий не было, но когда дело доходило до желтого, зеленого или синего, разные люди описывали их по-разному - иными словами, в языке чимане не было единого способа, чтобы рассказать об этих цветах. Однако, когда исследователи сравнили результаты чимане с результатами, получившимися с англоговорящими и испаноговорящими людьми, то оказалось, что, как было сказано выше, и те, и другие, и третьи лучше всего описывают теплые оттенки. И хотя чимане было труднее, чем североамериканцам или испаноговорящим боливийцам, описать желтый цвет, у всех у них желтый вызывал меньше проблем, чем зеленый с синим. Тогда исследователи использовали масштабную языковую базу данных, в которой хранились результаты цветовых тестов с носителями 110 языков мира - и везде закономерность была та же: для теплых цветов везде находились более точные слова. Это, в свою очередь, значит, что для теплых цветов в любом языке мира можно найти больше разных слов, чем для холодных. Такой всеобщий языковой перекос в пользу теплых оттенков проявляется в фотографиях. Ученые проанализировали 20 000 фото и пришли к выводу, что фон чаще всего занят "холодными" пикселями, тогда как то, что находится на переднем плане, снято в более теплых цветах. На переднем плане обычно находится то, что привлекает наше внимание, то, что хотим показать и о чем хотим поговорить, и теплый цвет - один из способов отличить один объект от другого.

Другие интересные новости:

▪ Инновационная флэш-память 4D NAND

▪ Мыши и лечение заикания

▪ Бесполезное расходование электроэнергии электронными устройствами

▪ Химический коктейль морских черепах

▪ В США уже готовятся к эпохе 6G

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Охрана и безопасность. Подборка статей

▪ статья Снимаем свадьбу. Искусство видео

▪ статья Какой закон распределения цифр позволяет проверять на достоверность финансовые данные? Подробный ответ

▪ статья Слив-налив вязких нефтепродуктов. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Пробник для проверки годности операционных усилителей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Доработка сетевого зарядного устройства. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025