Обратноходовый каскадированный ИИП, 220/12,6 вольт 0,5 ампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

В предлагаемой вниманию читателей статье приводятся описание принципа действия и практическая схема ИИП на основе обратноходового каскадированного преобразователя напряжения. Отсутствие выбросов напряжения на стоке полевого переключательного транзистора дает возможность снизить требования к его максимально допустимому напряжению.

Сетевой импульсный источник питания, схема которого показана на рис. 1, относится к так называемым обратноходовым преобразователям, но схема его выходного каскада существенно отличается от "классической" обратноходовой. Можно заметить, что в стоковой цепи транзистора VT1 нет демпфирующей диодно-резистивно-конденсаторной цепи, для питания контроллера не требуется отдельной обмотки импульсного трансформатора, а взамен него применены два отдельных накопителя энергии - дроссель L2 и разделительный трансформатор Т1.

(нажмите для увеличения)

В выходном каскаде, упрощенная схема которого показана на рис. 2, процесс передачи энергии можно условно разделить на два этапа. На первом - энергия накапливается в магнитном поле дросселя L1 во время прямого хода и передается через открытый диод VD1 на конденсатор С1 в течение обратного хода. К окончанию обратного хода конденсатор С1 будет заряжен так. что его верхняя по схеме обкладка приобретет минусовый относительно нижней потенциал. На втором этапе во время следующего прямого хода заряженный конденсатор С1 через открытый транзистор VT1 и диод VD2 будет подключен к первичной обмотке трансформатора Т1 и станет разряжаться. В это время происходит накопление энергии в магнитном поле трансформатора Т1 и, наконец, во время следующего обратного хода энергия передается на выход через выпрямитель на диоде VD3 и c сглаживающем конденсаторе С2.

Теперь проанализируем работу ИИП (см. рис. 1) более детально. На диодах VD1-VD4 собран мостовой выпрямитель, конденсаторы С4, С5 сглаживают пульсации выпрямленного напряжения. Поскольку процессы накопления энергии, совмещены, через открытый транзистор VT1 протекает суммарный ток дросселя L2 и первичной обмотки трансформатора T1. Ток в L2 увеличивается линейно под действием выпрямленного напряжения, и скорость его нарастания определяется этим напряжением и индуктивностью дросселя. Линейно нарастает ток и в первичной обмотке Т1, а емкость конденсатора С9 выбрана такой, что за время прямого хода напряжение на нем изменяется незначительно. Эта составляющая тока транзистора имеет то же направление, что и ток дросселя, поскольку к верхнему по схеме выводу обмотки первичной обмотки трансформатора Т1 приложено напряжение минусовой полярности.

Когда ток через транзистор VT1 достигнет определенного значения, напряжение на резисторе R9, который выполняет функцию датчика тока, вызовет переключение управляющего контроллера DA1 и полевой транзистор закроется. Отметим как недостаток тот факт, что при одном уровне мощности с "классическим" обратноходовым преобразователем ток транзистора здесь больше. Достоинства устройства проявляются на этапе обратного хода - по мере закрывания полевого транзистора VT1 ток дросселя L2 за счет ЭДС самоиндукции заряжает конденсатор С9. Поскольку напряжение на этом конденсаторе не может измениться мгновенно, переходный процесс на стоке транзистора протекает плавно, выброс напряжения отсутствует, поэтому отпадает необходимость в применении демпфирующей диодно-резистивно-конденсаторной цепи, существенно снижающей КПД источника питания при малых значениях выходной мощности.

С началом обратного хода прекращается процесс накопления энергии в трансформаторе Т1, и напряжение на его первичной обмотке, которое во время прямого хода было минусовым, за счет самоиндукции станет плюсовым - откроются диод VD6, обеспечивая питающим напряжением контроллер DA1. и диод VD9. питая нагрузку. При подключении к сети напряжение питания контроллера первоначально поступает через цепь R6C8 и ограничивается стабилитроном VD5 на уровне 15 В. Резистор R10 ограничивает ток этого стабилитрона в установившемся режиме, а дроссель L1 дополнительно защищает цепи питания контроллера от выбросов напряжения. Частота преобразования задана элементами R4, С3 и составляет около 62 кГц. Выходное напряжение контролируется с помощью оптопары U1 и регулируется за счет изменения скважности управляющих импульсов, поступающих на затвор транзистора VT1.

ИИП обеспечивает выходное напряжение 12,6 В при токе до 0,5 А.

Нестабильность выходного напряжения не превышает ± 2,5%, а его пульсации на частоте преобразования не превышают 100 мВ КПД при выходной мощности 6 Вт составляет не менее 0,72. При отключении нагрузки ИИП работает в режиме перезапуска, при этом выходное напряжение не повышается. Минимальной нагрузкой, при которой он входит в режим стабилизации, может служить светодиод индикации. Потребляемый от сети ток в таком режиме снижается до единиц миллиампер.

Устройство было собрано на двух макетных печатных платах. На одной из них - контроллер DA1 с относящимися к нему элементами, на второй - остальное.

Платы соединены между собой проводами минимально возможной длины. На плате контроллера использованы резисторы и конденсаторы для поверхностного монтажа типоразмера 1206.

Конденсаторы С5, С9 - К73-17, С4, С11 - подходящие по размерам и рабочему напряжению оксидные конденсаторы. Дроссель L1 - ЕС24, резистор R9 составлен из двух соединенных параллельно, а R5 - двух соединенных последовательно. Транзистор IRF830 заменим на другой полевой переключательный с допустимым напряжением сток-исток 500 В, током 4,5 А и сопротивлением канала в открытом состоянии не более 1,5 Ом. Теплоотвода для транзистора не требуется. В устройстве применена микросхема UCC38C44D фирмы Texas Instruments. С небольшими изменениями в схеме можно использовать аналогичные контроллеры из других семейств, в том числе и UC3844A. Важно, чтобы максимальный коэффициент заполнения выходных импульсов был равен 50%.

Для изготовления дросселя L2 и трансформатора Т1 применен малогабаритный Ш-образный магнитопровод EFD15 фирмы Epcos, материал № 87, в комплекте со стандартным каркасом. индуктивность одного витка составляет 100 нГн. Дроссель L2 содержит 130 витков провода ПЭВ-2 0,2, уложенных в четыре слоя и имеет индуктивность 1,7 мГн. Можно также применить готовый дроссель с током насыщения 0,3...0,4 А, например, SDR1006-152KL фирмы Bourns. Трансформатор Т1 содержит две обмотки по 36 витков провода ПЭВ-2 0,35, изолированные друг от друга двумя слоями полиэстерной ленты. индуктивность каждой из обмоток - 0,12 мГн. Применение указанных магнитопроводов позволяет получить высоту смонтированного устройства около 10 мм.

Для трансформатора допустимо также применить кольцевой магнитопровод из материала МП-140 с внешним диаметром 18 мм, КПД уменьшится на 2...2,5%. В этом случае число витков следует увеличить до 50, а обмотки удобнее намотать вдвое сложенным проводом с высококачественной изоляцией, например, МС16-14 или МП37-12.

Изготовленный таким образом трансформатор имеет меньшую индуктивность рассеяния, а устройство работает с ним более стабильно.

Поскольку большинство элементов устройства находятся под напряжением сети, для налаживания и проверки желательно применить подходящий по мощности развязывающий трансформатор, подключив к выходу налаживаемого ИИП эквивалент нагрузки. Предварительно следует убедиться в исправности контроллера и его цепей, для чего, не подключая устройство к сети, временно подают между выводами питания контроллера постоянное напряжение 13...14 В. На затворе транзистора VT1 должны присутствовать импульсы - меандр с частотой преобразования.

Подбора элементов и налаживания устройство не требует. изменить выходное напряжение в небольших пределах можно подборкой резистора R11 (1,2 кОм). Подключив к выходу номинальную нагрузку, проверяют выходное напряжение и, не выключая ИИП, закорачивают его выход. Средний ток, потребляемый от сети, при этом должен снизиться, что свидетельствует о нормальной работе цепей защиты.

Автор: В. Сокол, д. Чашниково Солнечногорского р-на Московской обл.

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Защита смартфона при падении 14.12.2014 Не секрет, что одна из типичных причин поломки смартфона - удар при падении. Больше всего страдает экран в том случае, если устройство падает на твердый пол экраном вниз. Apple предлагает инновационный метод, который позволит решить эту проблему. Патент ? US 8,903,519, полученный компанией Apple 2 декабря в патентном бюро США, описывает новый метод защиты от значительных повреждений при падении. В том случае, если акселерометр или иной сенсор аналогичного назначения зафиксирует начало падения, информация о его скорости и ориентации корпуса мобильного устройства будет обработана процессором, который подаст управляющий сигнал на электромотор с движущейся частью, которая имеет смещенный центр тяжести (его конструкция аналогична вибромотору). Во время падения вращение электромотора позволяет изменить положение всего мобильного устройства на более безопасное. Например, смартфон может быть развернут так, чтобы падение пришлось не на поверхность экрана, а на заднюю крышку устройства. Для того чтобы система работала более эффективно, можно применять ультразвуковые сенсоры, гироскопы, или комбинацию микрофона и громкоговорителей для расчета скорости падения, дистанции до поверхности, а также времени до столкновения. Упоминается, кроме того, компас, GPS, радар и модуль камеры. Информация о падении может сохраняться в устройстве с целью анализа и использования при очередных падениях для обеспечения более эффективной работы защитной системы.

Другие интересные новости:

▪ Монитор IR3720 с технологией контроля мощности

▪ Нобелевская премия за синие светодиоды

▪ Сахар меняет химию мозга

▪ Электромобиль зарядится через антенну

▪ Фотоэлектрическое стекло в жилом доме

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Передача данных. Подборка статей

▪ статья Непротивление злу насилием. Крылатое выражение

▪ статья Что такое ураган? Подробный ответ

▪ статья Инженер по автоматизированным системам управления производством. Должностная инструкция

▪ статья Об антенне Пять восьмых лямбда. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Лабораторный импульсный блок питания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026