Импульсный источник питания мощностью 500 Вт для автомобильного усилителя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

Рассматриваемый в статье импульсный источник питания обладает высоким КПД и большой выходной мощностью при малом числе используемых дешевых и распространенных радиокомпонентов. Двулолярный выход аппарата обладает гальванической развязкой от питающей сети. Принципиальная схема источника питания приведена на рисунке:

(нажмите для увеличения)

Основные технические характеристики

• Переменное напряжение питающей сети, В ............ 220 +10% -20%
• Постоянное выходное напряжение, В ..................... 75 + 75
• Максимальная выходная мощность, Вт ................... 750
• Частота автогенерации, кГц ................................... 8
• Максимальный КПД устройства, % .......................... 92

Прототипом аппарата выступает устройство, описанное в статье [1]. Платой за предельную простоту являются отсутствие стабилизации выходного напряжения и защиты от перегрузки по току, а также довольно низкая частота преобразования, лежащая в слышимом человеческим ухом диапазоне частот. Из-за указанных недостатков наш источник питания рекомендовано использовать для специфических применений вне жилых помещений, например, в гараже.

Мощность, которую импульсный источник питания способен отдать в нагрузку, приближенно равна одной лошадиной силе. В Беларуси, Российской Федерации и других станах Европы лошадиной силой называют такую мощность, которая позволяет в течение 1 секунды поднять тело массой 75 кг на 1 метр. Такая лошадиная сила, называемая метрической, составляет строго 735,49875 Вт. В США считают, что лошадиной силе соответствует мощность в 745,6999 Вт. А под электрической лошадиной силой подразумевают мощность в 746 Вт. Из-за неоднозначного определения лошадиной силы этот термин не часто используют.

Назначение и возможные замены компонентов

Выключатель питания SA1 можно применить клавишного типа марки В127В (250 В, 8 А), В127А (250 В, 16 А) или В1024, SWR74 (250 В, 16 А). В авторском варианте был использован выключатель с подсветкой. Термистор RK1 снижает амплитуду импульса тока, потребляемого конденсаторами С5, С6, С9 и СЮ во время их заряда при включении источника питания в сеть. Марка NTC-термистора - B57364-S 100-М (7,5 А, 10 Ом). Предохранитель FU1 защищает питающую сеть от перегрузки в случае отказа компонентов аппарата. Марка плавкой вставки - ВП2Б-1 В, ВПЗБ-1В, ВПЗТ-2Ш, или ВПБ6-40. Варистор RU1 защищает входные компоненты источника питания от перенапряжений. Марка варистора - CNR10D431, CNR14D431, CNR20D431, CNR10D471, CNR14D471, CNR20D471, TVR10431, TVR14431, TVR20431, TVR10471, TVR14471, TVR20471 или S14K275. Конденсатор С2 и двухобмоточ-ный дроссель L1 образуют Г-образный сетевой фильтр, препятствующий проникновению высокочастотных помех от импульсного преобразователя в питающую сеть.

Сдвоенный дроссель L1 был выбран марки B82725-A2602-N1 производства фирмы "Epcos". Этот дроссель обладает индуктивностью 2x3,9 мГн и рассчитан на работу при напряжении 250 В на переменном токе силой до 6 А. В качестве замены можно применить аналогичный дроссель марки B82725-A2103-N1 этой же фирмы-изготовителя, обладающий индуктивностью 2x1,8 мГн и допускающий протекание тока силой до 10 А при переменном напряжении 250 В. Двухобмоточный дроссель L1 можно изготовить самостоятельно. Для этого на два сложенных вместе полукруглых магнитопровода из МО-пермаллоя МП250 или МП160 типоразмером КП36х25х7,5 укладывают обмоточные провода марки ПЭЛШО диаметром 0,98 мм до заполнения окна сердечника. Перед укладкой обмоток магнитопровод покрывают слоем изоляции, например, лакоткани или тефлона. Так поступают и при изготовлении импульсных трансформаторов TV1 и TV2. Важно следить, чтобы обмоточный провод не продавил и не прорезал слой изоляции. Обмотки размещают одновременно в два провода.

Конденсатор С2, предназначенный для работы при переменном напряжении до 300 В, можно взять марок В32923-А2474-М или В81131-С1474-М производства фирмы "Epcos". Постоянные резисторы R2, R3 и биполярные транзисторы VT1, VT2 образуют аналог динистора. Вместо аналога динистора можно использовать динистор марки КН102А или DB3 фирмы "ST Microelectronics". Конденсатор С1 в момент заряда при включении устройства потребляет ток, который, протекая по обмотке I согласующего трансформатора TV1, создает начальный сигнал управления ключевыми транзисторами. Конденсатор С1, а также конденсаторы C3...С6, можно взять марки К73-17. Силу тока заряда конденсатора С1 ограничивает постоянный резистор R1.

Диодная сборка VD1 и конденсаторы С5, С6, С9 и СЮ представляют сетевой выпрямитель с емкостным фильтром, который образует делитель напряжения. Постоянные резисторы R11 и R12 снимают заряды с конденсаторов С5, С9 и С6, СЮ соответственно. Электролитические конденсаторы С7...С10 можно использовать марки К50-35 или аналогичной. Диодную сборку VD1 допустимо поменять на приборы СР1008, КВРС1008, KBU10К, BR1010, PBU1007, KBU10M, KBU1010, RS1007nnn КВРС1510.

Согласующий трансформатор TV1 выполнен на одном тороидальном магнитопроводе типоразмером К20х10х5 из феррита М2000НМ-17. Все три обмотки, которые укладывают на магнитопровод одновременно, содержат по 8 витков провода ПЭЛШО диаметром 0,5 мм.

Постоянные резисторы R4 и R5 ограничивают токи баз биполярных транзисторов VT3, VT5 и VT4, VT6 соответственно.

Мощные биполярные транзисторы VT3.. .VT6 служат переключательными компонентами преобразователя. Транзисторы марки 2Т812А можно поменять на КТ812А, КТ840А или, что хуже, на КТ828А. Транзисторы VT3...VT6 следует установить на четыре независимых охладителя с полезной площадью каждого около 140 см2. Постоянные резисторы R6...R9 выравнивают токи эмиттеров биполярных транзисторов VT3...VT6 и служат элементами цепей местных обратных связей, которые ускоряют переключение транзисторов. Без данных резисторов ключевые транзисторы выйдут из строя из-за перегрузки потоку. Резисторы R6...R9 должны обладать как можно меньшей паразитной индуктивностью, так как в противном случае ключевые транзисторы будут выведены из строя.

Каждый из указанных выравнивающих резисторов допустимо составить из десяти включенных параллельно постоянных резисторов МЛТ сопротивлением 1 Ом и мощностью 0,25 Вт. Диоды VD2...VD5 марки HER508 -демпфирующие. Их можно поменять на диоды 8ETX06S, BYC10-600, HFA04TB60, HFA08TB60 или аналогичные. Ограничивающий ток постоянный резистор R10, обмотка I трансформатора TV1 и обмотка I трансформатора TV2 образуют цепь положительной обратной связи, благодаря которой в преобразователе поддерживается автогенерация. Резистор R10 можно составить из пяти резисторов мощностью по 2 Вт, которые включают параллельно.

Импульсный трансформатор TV2 выполнен на четырех сложенных вместе кольцевых магнитопроводах типоразмером К45х28х8 из феррита М2000НМ-А или М2000НМ-17. Обмотка I состоит из 10 витков провода диаметром 0,5 мм, обмотка II -из 103 витков диаметром 1,00 мм, и обмотка III - из 51 + 51 витка диаметром 1,6 мм. Допустимо использовать обмоточные провода с эмалевой изоляцией марок ПЭТ-200-1, ПЭТ-200-2, ПЭТД-180, ПЭТВ-1, ПЭТВ-2, ПЭЭ1-130-МЭК, ПЭЭ2-130-МЭК, ПЭЭИ1-200, ПЭЭИ2-200 или ПЭФ-155. Межобмоточную и покровную изоляции осуществляют лентами из лакоткани. Диоды VD6...VD9 выпрямляют импульсное напряжение, возникающее на обмотке III трансформатора TV2, а сглаживающие конденсаторы C3, С4, С7 и С8 фильтруют его от переменной составляющей. Указанные диоды могут быть взяты марок 15ЕТН06, 15ETX06S или DSEI12-06A. Диоды следует монтировать на четыре раздельных охладителя с полной площадью поверхности каждого примерно по 50 см2.

Настройка

Перед включением устройства в сеть помните, что часть компонентов находится под опасным для жизни напряжением. Соблюдайте правила техники безопасности.

Обычно источник питания, если собран из исправных деталей и точно по схеме, в настройке не нуждается и начинает работать сразу, без налаживания. Однако если автогенерация не возникла, следует попробовать поменять фазировку включения обмотки I трансформатора TV2. Частоту преобразования можно попробовать увеличить примерно до 25 кГц, если использовать в качестве магнитопровода согласующего трансформатора TV1 тороидальный сердечник меньшего диаметра, выполненный из феррита с высокой магнитной проницаемостью (не менее 2000...3000). От этого, к сожалению, возрастут потери в ключевых транзисторах VT3...VT6, и КПД источника питания станет меньше. Это произойдет из-за того, что импульсы на обмотках II и III согласующего трансформатора TV1 станут обладать более пологими фронтами.

Литература

1. Гайно Е., Москатов Е. Мощный импульсный источник питания. - Радио, №9, 2004, с. 31,32.

Автор: Е.Москатов, г.Таганрог, moskatov.narod.ru

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Аккумуляторы смартфонов помогут в прогнозе погоды 19.08.2013 Погода оказывает сильное влияние на работу транспортных служб и общественную жизнь, а потому точность метеорологических прогнозов имеет подчас весьма существенное значение. Но, несмотря на использование наземных станций наблюдения, спутников и сложных аналитических систем, полностью полагаться даже на краткосрочные прогнозы пока не удаётся. Разработчики из Лондона желают улучшить ситуацию с помощью сведений от миллионов датчиков, предохраняющих батареи смартфонов от перегрева. В настоящее время приложение OpenSignal для iPhone и Android использует данные с пользовательских смартфонов для оценки качества работы сотовых вышек и зоны покрытия Wi-Fi по всему миру, а также предоставляет данные о потреблённом трафике. Сейчас базу данных OpenSignal пополняют 700 тысяч активных пользователей, однако идентификационные данные приложение не передаёт. Соучредитель и технический директор лондонской компании OpenSignal Джеймс Робинсон (James Robinson) решил сравнить данные о температуре воздуха в Лондоне с изменением температуры батарей смартфонов и выявил взаимосвязь. Он сообщил в Американский геофизический союз об открытом им способе, облегчающем сбор сведений о погоде, и обратился за помощью к специалистам в метеорологии и компьютерах для разработки надёжного метода определения температуры на улице на основе сведений о нагреве телефонных аккумуляторов. Перед разработчиками стоит задача создать систему точной и своевременной обработки данных. Необходимо было устранить влияние множества побочных факторов, обусловленных нахождением устройств вне открытого воздуха, и привести к соответствию температурные отклонения, вызванные конструкцией аппаратов и интенсивностью их использования. В настоящее время погрешность доведена до 1,5°C, но разработчики отмечают, что она сократится с увеличением числа пользователей. "Конечной целью является предоставление краткосрочных локальных прогнозов, что до сих пор было невозможно для метеорологии", - прокомментировал Джеймс Робинсон. Тогда как современные системы мониторинга полагаются на стационарные станции, получающие сведения в конкретной точке, OpenSignal может существенно улучшить предсказание погоды благодаря дополнительным сведениям от сотен тысяч мобильных устройств, скорректированным с помощью метеорологических станций. Примечательно, что многие смартфоны оборудованы также датчиками влажности и давления, предоставляя дополнительную метеорологическую информацию.

Другие интересные новости:

▪ Велосипеды AMD

▪ Главный научный прорыв 2018 года

▪ Центр стыда

▪ Столкновение черных дыр

▪ Интернет ухудшает жизнь и докторов, и пациентов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Передача данных. Подборка статей

▪ статья Ход конем. Крылатое выражение

▪ статья Как долговечны атомы? Подробный ответ

▪ статья Ежевика кустистая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Шестидиапазонная штыревая антенна. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Подключение к видеоприставке четырех джойстиков. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026