ІМПУЛЬСНІ ДЖЕРЕЛА ХАРЧУВАННЯ

Відомо, що джерела електроживлення є невід'ємною частиною радіотехнічних пристроїв, до яких пред'являється цілий ряд вимог; вони являють собою комплекс елементів, приладів і апаратів, які б виробляли електричну енергію і перетворюють її до виду, необхідному для забезпечення необхідних умов роботи радіопристроїв.
Джерела живлення поділяються на дві групи: джерела первинного і вторинного харчування: Первинні джерела - це пристрої, що перетворюють різні види енергії в електричну (електромашинні генератори, електрохімічні джерела струму, фотоелектричні і термоемісійні перетворювачі та ін.).
Вторинні пристрої харчування - це перетворювачі одного виду електричної енергії в інший. До них відносяться: перетворювачі змінної напруги в постійне (випрямляч); перетворювачі величини змінної напруги (трансформатори); перетворювачі постійної напруги в змінну (інвертори).
На частку джерел електроживлення в даний час припадає від 30 до 70% загальної маси і об'єму апаратури РЕА. Тому проблема створення мініатюрного, легкого і надійного пристрою електроживлення з хорошими техніко-економічними показниками є важливою і актуальною. Дана робота присвячена розробці вторинного джерела електроживлення (ІВЕ) з мінімальними масогабаритними і високими технічними характеристиками.
Обов'язковою умовою проектування джерел вторинного електроживлення є чітке знання пропонованих до них вимог. Ці вимоги дуже різноманітні і визначаються особливостями експлуатації тих комплексів РЕА, які живляться від заданого ІВЕ. Основними вимогами є: до конструкції - надійність, ремонтопридатність, габаритно-масові обмеження, теплові режими; до техніко-економічними характеристиками - вартість і технологічність виготовлення.
Основні напрямки поліпшення масогабаритних і техніко-економічних показників ВП: використання новітніх електротехнічних матеріалів; застосування елементної бази з використанням інтегрально-гібридної технології; підвищення частоти перетворення електричної енергії; пошуки нових ефективних схемотехнічних рішень. Для вибору схеми ІВЕ був проведений аналіз ефективності використання імпульсних джерел живлення (ПІП) в порівнянні з силовими ІП, виконаними за традиційною технологією.
Головні недоліки силових ІП - це високі масогабаритні характеристики, а також значний вплив на інші пристрої РЕА сильного магнітного поля силових трансформаторів. Проблемою ПІП є створення ними високочастотних перешкод, і, як наслідок цього - електромагнітна несумісність з деякими типами РЕА. Аналіз показав, що найбільш повно вимогам, що пред'являються відповідають ПІП, що підтверджується їх широким використанням в РЕА.
В роботі розглянуто ПІП потужністю 800 Вт, який відрізняється від інших ПІП застосуванням в перетворювачі польових транзисторів і трансформатора з первинної обмоткою, що має середній висновок. Польові транзистори забезпечують більш високий ККД і знижений рівень високочастотних перешкод, а трансформатор із середнім виводом - удвічі менший струм через ключові транзистори і виключає необхідність в розв'язуючи трансформатори в ланцюгах їх затворів.
На базі обраної принципової електричної схеми була розроблена конструкція і був виготовлений дослідний зразок Інституту історії партії. Вся конструкція представлена ​​у вигляді модуля, встановленого в алюмінієвий корпус. Після первинних випробувань було виявлено ряд недоліків: відчутний нагрів радіаторів ключових транзисторів, складність відведення тепла від потужних вітчизняних резисторів і великі габарити.

Конструкція була доопрацьована: змінена конструкція плати управління з використанням компонентів поверхневого монтажу на двосторонній платі, її перпендикулярна установка на основній платі; застосування радіатора з вбудованим вентилятором від комп'ютера; все теплонапружених елементи схеми були спеціально розташовані з одного боку корпусу вздовж напрямку продувки основного вентилятора для найбільшого ефективного охолодження. В результаті доопрацювання габарити ІПП зменшилися в три рази і виявлення в ході первинних випробувань недоліки були виключені. Доопрацьований зразок має наступні характеристики: напруга живлення Uпит = ~ 180-240 В, частота fраб = 90 кГц, що віддається потужність Рп = 800 Вт, ккд = 85%, маса = 2,1 кг, габаритні розміри 145Х145Х80 мм.
Дана робота присвячена конструкції імпульсного джерела живлення, призначеного для живлення підсилювача потужності звукової частоти, що входить до складу домашньої звуковідтворювальної системи високої потужності. Створення домашньої звуковідтворювальної системи було розпочато з вибору схемного рішення УМЗЧ. Для цього був проведений аналіз схемного рішення звуковідтворювальних пристроїв. Вибір був зупинений на схемі УМЗЧ високої вірності.
Даний підсилювач має дуже високі характеристики, містить в своєму складі пристрої захисту від перевантаження і коротких замикань, пристрої підтримки нульового потенціалу постійної напруги на виході і пристрій компенсації опору проводів, що з'єднують підсилювач з акустикою. Незважаючи на те, що схема УМЗЧ опублікована вже давно, радіоаматори і донині повторюють його конструкцію, посилання на яку є практично в будь-якій літературі, що стосується складання пристроїв для високоякісного відтворення музики. На основі даної статті було прийнято рішення зібрати двоканальний УМЗЧ, сумарна споживана потужність якого склала 800 Вт. Тому наступним етапом складання УМЗЧ стала розробка і складання конструкції джерела живлення, що забезпечує потужність на виході не менше 800 Вт, малі габарити і масу надійність в роботі і захист від перевантаження і коротких замикань.
Джерела живлення будуються в основному за двома схемами: традиційної класичної та за схемою імпульсних перетворювачів напруги. Тому було прийнято рішення зібрати і доопрацювати конструкцію імпульсного джерела живлення.
Дослідження джерел вторинного електроживлення. Джерела електроживлення поділяються на дві групи: джерела первинного і вторинного електроживлення.
Первинні джерела - це пристрої, що перетворюють різні види енергії в електричну (електромашинні генератори, електрохімічні джерела струму, фотоелектричні і термоемісійні перетворювачі та ін.).
Вторинні пристрої харчування - це перетворювачі одного виду електричної енергії в інший. До них відносяться:

• * Перетворювачі змінної напруги в постійне (випрямлячі);
• * Перетворювачі величини змінної напруги (трансформатори);
• * Перетворювачі постійної напруги в змінну (інвертори).

Джерела вторинного електроживлення будуються в основному за двома схемами: традиційної класичної та за схемою імпульсних перетворювачів напруги. Головний недолік силових ІП, виконаних за традиційною класичною схемою, в їх великих масогабаритних характеристиках, а також значним впливом на інші пристрої РЕА сильного магнітного поля силових трансформаторів. Проблемою ПІП є створення ними високочастотних перешкод, і як наслідок цього - електромагнітна несумісність з деякими типами РЕА. Аналіз показав, що найбільш повно вимогам, що пред'являються відповідають ПІП, що підтверджується їх широким використанням в РЕА.
Трансформатори імпульсних джерел живлення відрізняються, від традиційних наступним: - харчуванням напругою прямокутної форми; ускладненою формою обмоток (висновки середньої точки) і роботою на підвищених частотах (до декількох десятків кГц). Крім того, параметри трансформатора істотно впливають на режим роботи напівпровідникових приладів і характеристики перетворювача. Так, індуктивність намагнічування трансформатора збільшує час перемикання транзисторів; індуктивність розсіювання (при швидко мінливому струмі) є причиною виникнення перенапруг на транзисторах, що може привести до їх пробою; струм холостого ходу зменшує к. п. д. перетворювача і погіршує тепловий режим транзисторів. Зазначені особливості враховуються при розрахунку і проектуванні трансформаторів ПІП.
У даній роботі розглядається імпульсний блок живлення потужністю 800 Вт. Від описаних раніше він відрізняється застосуванням в перетворювачі польових транзисторів і трансформатора з первинної обмоткою із середнім висновком. Перше забезпечує більш високий ККД і знижений рівень високочастотних перешкод, а друге - удвічі менший струм через ключові транзистори і виключає необхідність в розв'язуючи трансформатори в ланцюгах їх затворів.
Недолік такого схемного рішення - висока напруга на половинах первинної обмотки, що вимагає застосування транзисторів з відповідним допустимою напругою. Правда, на відміну від мостового перетворювача, в даному випадку достатньо двох транзисторів замість чотирьох, що спрощує конструкцію і підвищує ККД пристрою.
В імпульсних блоках живлення (ІБП) використовують одно- і двотактні високочастотні перетворювачі. ККД перших нижче, ніж друге, тому однотактний ДБЖ потужністю понад 40 ... 60 Вт конструювати недоцільно. Двотактні перетворювачі дозволяють отримувати значно більшу вихідну потужність при високому ККД. Вони діляться на кілька груп, що характеризуються способом збудження вихідних ключових транзисторів і схемою включення їх в ланцюг первинної обмотки трансформатора перетворювача. Якщо говорити про спосіб збудження, то можна виділити дві групи: з самозбудженням і зовнішнім збудженням.

Перші користуються меншою популярністю через труднощі в налагодженні. При конструюванні потужних (понад 200 Вт) ДБЖ складність їх виготовлення невиправдано зростає, тому для таких джерел живлення вони малопридатні. Перетворювачі з зовнішнім збудженням добре підходять для створення ДБЖ підвищеної потужності і часом майже не вимагають налагодження. Що стосується підключення ключових транзисторів до трансформатора, то тут розрізняють три схеми: так звану полумостового (рис.1, а), бруківку (рис. 1, б). На сьогоднішній день найбільшого поширення набув полумостовой перетворювач.

Для нього необхідні два транзистора з відносно невисоким значенням напруги Uкеmax. Як видно з мал.1а, конденсатори С1 і С2 утворюють дільник напруги, до якого підключена первинна (I) обмотка трансформатора Т2. При відкриванні ключового транзистора амплітуда імпульсу напруги на обмотці досягає значення Uпит / 2 - Uке нac. Мостовий перетворювач аналогічний полумостового, але в ньому конденсатори замінені транзисторами VT3 і VT4 (рис. 1б), які відкриваються парами по діагоналі. Цей перетворювач має дещо вищий ККД за рахунок збільшення напруги, що подається на первинну обмотку трансформатора, а отже, зменшення струму, що протікає через транзистори VT1-VT4. Амплітуда напруги на первинній обмотці трансформатора в цьому випадку досягає значення Uпит - 2Uке нас.
Особливо варто відзначити перетворювач за схемою рис.1в, що відрізняється найбільшим ККД. Досягається це за рахунок зменшення струму первинної обмотки і, як наслідок, зменшення потужності, що розсіюється в ключових транзисторах, що надзвичайно важливо для потужних ДБЖ. Амплітуда напруги імпульсів в половині первинної обмотки зростає до значення Uпит - Uке нас.
Слід також зазначити, що на відміну від інших перетворювачів для нього не потрібен вхідний розв'язують трансформатор. У пристрої за схемою на рис.1в необхідно використовувати транзистори з високим значенням Uке mах. Оскільки кінець верхньої (за схемою) половини первинної обмотки з'єднаний з початком нижньої, при протіканні струму в першій з них (відкритий VT1) у другій створюється напруга, рівне (по модулю) амплітудою напруги на першій, але протилежне за знаком щодо Uпит. Іншими словами, напруга на колекторі закритого транзистора VT2 досягає 2Uпіт. тому його Uке mах має бути більше 2Uпіт. У пропонованому ДБЖ застосований двотактний перетворювач з трансформатором, первинна обмотка якого має середній висновок. Він має високий ККД, низький рівень пульсації і слабо випромінює перешкоди в навколишній простір.

СХЕМА ПІП

Поділіться корисними схемами

МАТРИЦІ ЖК МОНИТОРОВ

Вся правда про ЖК-матрицях. Основні типи РК-дисплеїв. Рідкі кристали (РК) - речовина желейного виду з молекул витягнутої форми з властивостями і рідини і кристалів. Головне властивість РК - зміна орієнтації молекул під дією електричного струму.

Будь-яке просте зарядний пристрій, наприклад для для автомобільних акумуляторів, можна значно вдосконалити якщо доповнити цією приставкою - автоматом, що включає його при зниженні напруги на акумуляторної батареї до мінімуму і відключає після зарядки.

Саморобні ВИСОКОВОЛЬТНИЙ ГЕНЕРАТОР

Провів безліч експериментів і виявив багато цікавих речей: Один провід заземлений на батарею, другий підключений до звичайної лампочки. Усередині іонізується аргон, яким вона заповнена, створюючи красиві ефекти. Також її можна брати руками - іонізація ще сильніше.