Простой автогенераторный ИИП мощностью 1,5 кВт для УМЗЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

Разработка предлагаемого ИИП велась на основе прототипа, описанного в статье Е. Гайно и Е. Москатова "Мощный импульсный источник питания" в "Радио", 2004, №9, с. 31, 32. Предварительно была поставлена цель повышения выходной мощности в три раза при условии сохранения принципа действия и низкой стоимости изделия благодаря использованию широко распространенных компонентов. именно поэтому предпочтение было отдано управлению переключательными транзисторами с помощью насыщающегося трансформатора.

В устройстве применены резисторы в цепи положительной ОС вместо использования драйверной микросхемы с многочисленными компонентами "обвязки". Кроме того, базовый ток биполярных переключательных транзисторов во много раз превышает максимально допустимый выходной ток современных драйверных микросхем, таких как IR2110, IR2113 и аналогичных. Это требует для согласования микросхемы с транзисторами введения умощняющей согласующей ступени и вспомогательного источника для ее питания, что сводит на нет такое достоинство предлагаемого ИИП, как малое число компонентов. Вместо дешевых и распространенных биполярных транзисторов можно было бы применить мощные MOSFET или IGBT, но тогда исчезло бы другое достоинство - низкая стоимость компонентов.

Частота преобразования прототипа при отсутствии нагрузки - всего 9 кГц, поэтому его импульсный трансформатор тяжел и издает неприятный свист. Предлагаемый ИИП не имеет такого недостатка, поскольку его минимальная частота преобразования - 30 кГц.

Схема предлагаемого ИИП показана на рисунке. Основа ИИП - автогенераторный мостовой преобразователь напряжения с ненасыщающимся мощным трансформатором Т1 и насыщающимся маломощным трансформатором Т2, использование подобных преобразователей - хорошо известное и широко распространенное решение, его применяют в "электронных трансформаторах", балластах энергосберегающих ламп и других приборах, однако эти устройства меньшей мощности по сравнению с предлагаемым.

Основные технические характеристики:

• напряжение питающей сети, В.....176...253;
• номинальное выходное напряжение, В.....2x80;
• максимальная мощность нагрузки, кВт.....1,5;
• наибольший КПД устройства, %.....94;
• частота преобразования при отсутствии нагрузки, кГц.....30;
• масса, кг.....4,7.

В связи с тем что УМЗЧ имеет собственную защиту по току, нет необходимости этой функции у ИИП. Частота преобразования непостоянна - она тем выше, чем больше мощность нагрузки. Термисторы RK1 и RK2 ограничивают пусковой ток зарядки оксидного конденсатора С21 при включении в сеть.

Для обесточивания устройства в случае аварии предназначен выключатель-автомат SF1. Газовый разрядник F1 защищает устройство от перегрузок по напряжению питающей сети. На конденсаторах. С10, С17 и двухобмоточном дросселе L2 собран П-образный фильтр, препятствующий проникновению высокочастотных помех из ИИП в сеть.

Диодный мост VD8 выпрямляет переменное напряжение сети, а конденсатор С21 его сглаживает, конденсатор С22 шунтирует выход выпрямителя по высокой частоте.

На резисторах R1, R2, R7, конденсаторе С3 и динисторе VD7 собран релаксационный генератор, который вырабатывает импульсы, необходимые для запуска генератора после включения питания, а также восстановления условий для возникновения генерации после ее срыва.

Резисторы R8-R15 ограничивают базовый ток переключательных транзисторов VT1-VT8, конденсаторы С6-С9, С11-С14 ускоряют их переключение. Диоды VD5, VD6, VD9, VD10 демпфируют выбросы напряжения переходных процессов. Резисторы R3- R6, R18-R21 в эмиттерных цепях транзисторов выравнивают протекающий через них ток. Конденсатор С20 устраняет подмагничивание магнитопровода ненасыщающегося трансформатора Т1 постоянным током.

Через резисторы R16, R17 образована цепь положительной обратной связи с выхода преобразователя (с обмотки III трансформатора Т1) на его вход (обмотку V трансформатора Т2). От сопротивления этих резисторов, числа витков обмоток, габаритов и магнитных свойств материала магнитопровода насыщающегося трансформатора Т2 зависит частота преобразования, которую можно вычислить по формуле:

где F - частота преобразования, кГц; U - амплитуда импульсов напряжения на обмотке V трансформатора Т2, В; Внас - индукция насыщения переключательного трансформатора Т2, Тл; q - скважность импульсов; Sc - площадь сечения магнитопровода трансформатора Т2, см2; W - число витков обмотки V трансформатора Т2; К - коэффициент заполнения магнитопровода трансформатора Т2, для феррита почти достигающий единицы.

Диодный мост VD1-VD4 выпрямляет импульсное напряжение обмотки I трансформатора Т1. Конденсаторы С1, С2, С4, С5, С15, С16, С18, С19 и двухобмоточный дроссель L1 сглаживают высокочастотные и низкочастотные пульсации выходного напряжения.

Предохранители FU1 и FU2 обеспечивают защиту от медленного увеличения тока нагрузки сверх допустимого предела. Светодиод HL1 - индикатор рабочего состояния устройства, резистор R22 - токоограничительный.

Конструкция ИИП - произвольная, взаимное расположение компонентов некритично, хотя желательно, чтобы каждый из диодов VD5, VD6, VD9, VD10 был размещен возможно ближе к своей паре транзисторов VT1VT3, VT2VT4, VT5VT7, VT6VT8. источник собран навесным монтажом.

Выключатель-автомат А-0701НМ (SF1) производства Sang. Мао Enterprise Co., Ltd., на ток размыкания 15 А и номинальное напряжение 250 В, можно заменить на А-0702А, а-0702Х, A-0710W, CBLS2A15, М115-В120.

Термисторы SCK-2R515 (RK1 и RK2) можно заменить на MS32 5R020, MS32 7R015 или аналогичные NTC-термисторы с максимальным допустимым током не менее 15 А и номинальным сопротивлением от 5 до 10 Ом при температуре 25°С.

Клавишный выключатель питания TR26-21C-11D1 (SA1) заменим на SWR74 или на выключатель с подсветкой MK-521A/N. Газовый разрядник 2027-35-С (F1) можно заменить на B88069-X2380-S102, B88069-X370-S102, В88069-Х410, FS04X-1JOS или FS04X-1JMG.

Вместо 30ЕТН06 (VD1 - VD4) подойдут диоды 80E8U04, DSEI30-06A, HFA25TB60, RHRG3060. Каждый диод закреплен на отдельном теплоотводе с площадью охлаждающей поверхности 90 см2.

Диоды HER1608G (VD5, VD6, VD9, VD10) заменимы на 15ЕТН06, 15ETX06S, HFA25TB60, DSEI12-06A, FES16JT, а диодный мост. КВРС2510 (его необходимо снабдить теплоотводом с полезной площадью не менее 50 см2) - любым из GBU25M. BR2510, BR2510W, КВРС3510 или МВ4010.

Динистор VD7 - любой из КН102А - КН102В и 2Н102А - 2Н102В; последние три предпочтительнее для эксплуатации ИИП при повышенной температуре. Также подойдут импортные динисторы DB-3 или D8-4 с напряжением включения 32 и 40 В соответственно Переключательные биполярные транзисторы VT1-VT8 установлены каждый на теплоотводе с площадью охлаждающей поверхности 140 см2. Вместо КТ812А можно использовать восемь однотипных транзисторов 2Т812А, КТ812Б или КТ840А.

Конденсаторы С1-С3, С15, С16, С22 - полиэтилентерефталатные MER или MEF, a C20 составлен из восьми параллельно соединенных конденсаторов MER по 1 мкФ с номинальным напряжением 630 В. Конденсаторы С6-С9, С11-С14 - керамические. КМ5Б-Н90, К10-17А-Н50 К10-17Б-Н50. Конденсаторы. СЮ и С17 - В32923-А2474М, рассчитанные на подключение в сеть переменного тока. их допустимо заменить конденсаторами 881131-С 1105-М, В81131-С1474-М, В81141-С1684-М. В81141-С1334-М или аналогичными. Оксидные конденсаторы С4, С5, С18, С19, С21 - алюминиевые К50-6 К50-35 или аналогичные.

Все постоянные резисторы, используемые в источнике питания - непроволочные, например, МЛТ, ОМЛТ, С2-23, С2-33. Резисторы R1, R2 и R22 должны иметь номинальную мощность рассеяния 2 Вт. Резисторы R3-R6, R18-R21 - импортные керамические серии CRL, их также можно составить из нескольких параллельно соединенных резисторов до получения необходимых сопротивления и мощности рассеяния.

Импульсный трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе типоразмера Ш20х28 из феррита. М2000НМ-9, соответствующего техническим условиям ОЖО.707.140ТУ. Также допустимо использовать феррит М2000НМ1-17. Обмотка I этого трансформатора содержит 2 секции по 8 витков жгута из четырех сложенных вместе проводов ПЭТВ-2 0,5. Обмотка II содержит 28 витков из двух сложенных вместе проводов ПЭТВ-2 0,5, а обмотка III - один виток провода ПЭВ-2 0,5. Все обмотки надлежит надежно изолировать одну от другой фторопластовой, майларовой или лакотканевой лентой.

Трансформатор Т2 намотан на кольцевом ферритовом магнитопроводе типоразмера К6хЗхЗ от автогенераторного электронного балласта энергосберегающей лампы.

Каждая из обмоток I-IV содержит четыре витка провода ПЭВ-2 0,25, а обмотка V - девять витков провода ПЭВ-2 0,5.

Дроссель L1 - самодельный. Он выполнен на магнитопроводе кольцевой формы, составленном из двух одинаковых частей типоразмера. КП35х26х7, из альсифера марки. ТЧ-60. Обмотки I и II намотаны в два провода ПЭВ-2 2 до заполнения окна. Вместо ПЭВ-2 можно применить провод ПЭТВ. Дроссель L2 - готовый B82726-S2163-N30, который, согласно паспорту, допускает ток обмоток 16 А при максимальном напряжении между ними 250 В.

Индуктивность каждой обмотки - 2,2 мГн.

Плавкие предохранители FU1 и FU2 - Н630РТ-15А Н630-15А или аналогичные. Светодиод HL1 - любой, желательно зеленого цвета свечения.

Собранный из исправных деталей ИИП должен заработать сразу после включения. Если автогекерация отсутствует, нужно проверить фазировку обмоток трансформатора Т2 и, возможно, поменять местами подключение выводов его обмотки V либо обмотки III трансформатора Т1. Если частота преобразования без нагрузки существенно отличается от 30 кГц, это указывает на неподходящий материал или дефект магнитопровода трансформатора Т2, такой, например, как скрытая трещина. В этом случае магнитопровод необходимо заменить.

Автор: Д. Бутов, с. Курба Ярославской обл.

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Образование влияет на продолжительность жизни 14.02.2022 Основываясь на данных эксперимента, охватившего 31 европейское государство, ученые из Венского университета экономики и бизнеса пришли к выводу, что в странах, где у населения нет равного доступа к высшему образованию, представители социальных групп, не имеющих возможности его получить, живут меньше тех, у кого такая возможность имеется. Данное исследование подтвердило заключение, сделанное в 2016 году ученым Айзеком Сассоном. Он выяснил, что окончившие высшие учебные заведения американцы переживали своих менее образованных сограждан в среднем на 10 лет. Причем внутри этой группы различие в достигнутых сроках жизни наблюдались самые незначительные. Если говорить более точно, то из материалов, опубликованным им на сайте Лондонской школы экономики и политических наук (LSE) следует, что для образованных женщин превышение обычных показателей по срокам жизни отмечено на уровне 9,3, а для мужчин - на уровне 11,9 лет.

Другие интересные новости:

▪ Сверхлегкая куртка с подогревом

▪ Печень не подвержена старению

▪ MAX22192 - 8-канальный драйвер дискретных входов с гальванической изоляцией

▪ Loon от Google - система глобального доступа в Интернет

▪ Первый советский метеоспутник через 43 года после запуска сошел с орбиты

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Медицина. Подборка статей

▪ статья Электрокультиватор. Чертеж, описание

▪ статья Как защищает свои глаза рыба Macropinna microstoma? Подробный ответ

▪ статья Укладка снаряжения. Советы туристу

▪ статья Приставка для измерения частотных характеристик. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Релейный стабилизатор напряжения, 15-22/5 вольт 10 ампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026