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:

Восприятие музыки зависит от цвета концертного зала 03.03.2026

Восприятие живой музыки традиционно связывают с слухом, однако на впечатления от концерта влияют и другие факторы, включая визуальное оформление и освещение. Вопрос о том, может ли цвет интерьера напрямую изменять то, как мы слышим звук, долго оставался открытым. Недавнее исследование ученых из Технического университета Берлина проливает свет на эту связь и демонстрирует, что визуальная среда способна влиять на субъективное восприятие музыки. Чтобы изучить эффект цвета, исследователи предложили участникам прослушать записи концерта в виртуальных залах, оформленных в красные, зеленые и синие оттенки. Цвета варьировались по яркости и насыщенности, что дало 12 различных вариантов оформления. Поскольку построить физические залы с таким разнообразием цветов было невозможно, использовалась технология виртуальной реальности. Звук воспроизводился через наушники с бинауральной технологией, адаптирующей звучание к движениям головы, что создавало ощущение реального присутствия в зале. Участ ...>>

Chrysalis: концепт межзвездного корабля для 400-летнего путешествия 03.03.2026

Межзвездные полеты остаются одной из самых амбициозных целей человечества. Международный научный проект Chrysalis предложил концепцию космического корабля, способного совершить 400-летнее путешествие с экипажем из 2400 человек. Победивший в конкурсе 2025 года дизайн демонстрирует не только инженерные решения, но и социальную архитектуру, рассчитанную на 16 поколений людей, живущих на борту. В основе концепции лежит вращательная конструкция длиной 58 километров. Такая масштабная система должна создать искусственную гравитацию, достаточную для нормального функционирования организма, без вызывающей дезориентацию центробежной нагрузки. Для стабилизации конструкции проект предусматривает несколько цилиндров, вращающихся в противоположных направлениях, что минимизирует колебания и вибрации. Сборка корабля планируется в точках Лагранжа - участках космоса, где можно минимизировать расход топлива. Движение корабля предполагается обеспечить прямым термоядерным двигателем на гелии-3 и дейте ...>>

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Случайная новость из Архива Плазмоган - новое оружие НАТО 30.07.2012 Ученые из Picatinny Arsenal продолжают работу над необычным видом оружия, использующим лазерно-индуцированный плазменный канал (LIPC). Суть заключается в использовании лазерного луча, который "срывает" электроны с молекул воздуха и создает плазменный токопроводящий шнур, уничтожающий технику и живую силу. Ведущий ученый проекта LIPC Джордж Фишер поделился скупыми подробностями этого секретного проекта: "Мы можем создать очень короткий лазерный импульс, обладающий огромной энергией. В 2-3 триллионные доли секунды можно уместить энергию, превышающую потребности целого города". Этот наносекундный электрический импульс (nsEP) может быть очень мощным оружием. Пентагон хочет с его помощью направлять в цель до 50 млрд. ватт оптической/электрической мощности. Это намного больше, чем любой существующий боевой лазер мощностью около 100-1000 кВт. Мощнейший nsEP будет способен мгновенно убить любое живое существо. Его воздействие на бронетехнику и укрепления еще предстоит изучить - здесь все зависит от мощности и продолжительности импульса. В настоящее время на пути создания LIPC военные ученые столкнулись с рядом серьезных технологических барьеров. Плазменный канал, который необходимо научиться удерживать стабильным хотя бы короткое время и направлять его при этом на цель, саморазрушается. К тому же существует опасность, что во время формирования канала и фокусирования луча на воздухе, энергия уничтожит оптическую систему лазера и поразит самих стреляющих. Необходимо снизить нагрузку на оптические системы и поддерживать ее на низком уровне до тех пор, пока не образуется плазменный канал и энергия не потечет к цели. Также есть и другие проблемы, в частности синхронизация лазера с высоким напряжением, создание емких источников питания и надежного полевого устройства, то есть непосредственно оружия. Не исключено, что ряд этих проблем будет решен на мощнейшем импульсном лазере NIF, который недавно поставил рекорд мощности лазерного импульса. Судя по всему, будущая плазмолазерная пушка будет довольно большой и поместится только на кораблях или грузовиках. Однако преимущества, которые она сулит на поле боя, с лихвой окупят габариты и огромное энергопотребление. Не исключено, что ряд этих проблем будет решен на мощнейшем импульсном лазере NIF, который недавно поставил рекорд мощности лазерного импульса.

Другие интересные новости:

▪ Транзистор из розы

▪ Фотодатчик HDSL-9000 для подсвета ЖК-индикаторов и клавиатур

▪ Из стволовых клеток выращены половые

▪ Датчики изображения OmniVision для смартфонов

▪ Пьезокерамика без свинца

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Бытовые электроприборы. Подборка статей

▪ статья Если хочешь мира, готовься к войне. Крылатое выражение

▪ статья Что такое 17-летняя саранча? Подробный ответ

▪ статья Медсестра про предвыездным медицинским осмотрам водителей. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Как определить волновое сопротивление высокочастотного коаксиального кабеля, если тип его неизвестен? Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Двустронняя линия связи. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026