Tápegység - egyszerű, állítható, impulzus.

A korszerű áramkörök kialakítása és a mikroszerkezetek gyártói könnyebbé tették a tervező életét - például áramellátás létrehozásakor. Mutassuk meg ezt az L4960-as mikroáramkörben, a gyári dokumentáció szerint egy 5.1 V ... 40V kimeneti feszültséggel rendelkező, állítható tápegységet lehet kialakítani, 2,5 A terhelési árammal, beépített áram- és túlmelegedés elleni védelemmel, akár 90% -os hatékonysággal. - 15 watt, HEPTAWATT csomag, konverziós frekvencia 50,50 kHz.

Az ábra a bekötési rajzot mutatja, főleg az ajánlottnak.
Magyarázza el az alkalmazott elemek célját és jellemzőit. A legalább 80 wattos transzformátor, a 36 V-os kimeneti feszültség és a 3 amperes áram. A C1, C5 és C6 kondenzátorok hagyományos elektrolitikusak. A C2 kondenzátor „lágy” áramkört biztosít, és legfeljebb 2 mikroszálas lehet. A C3 és C4 kondenzátorok beállítják a beépített oszcillátor, típusú film működési frekvenciáját és frekvencia-kompenzációját. A Schottky D1-es diódája, 100 kHz-es frekvenciájú és legalább 3 A-es árammal. Az R1, R2, R4 ellenállások a szokásos 0,25 W teljesítményűek, R3-vezeték, ellenállás 0,1 Ohm 1% teljesítmény 1 W, az áramlásmérő shuntja ( Szeretném felhívni a figyelmet a kiemelkedő szerzőre és olvasókra, hogy az amperek és a feszültségmérők modern mérőfejei nem igényelnek külső sunnert, mert vannak belső shuntjaik. Kb. Cat.), ha nem szükséges az áram mérése, cserélje ki a jumperet. A P1 ellenállás többnyomású, a kimeneti feszültség zökkenőmentes beállítására szolgál; a durva és a finom feszültség beállításához két egymást követõ helyettesíthetõ.

Fojtószelep paraméterek L1-induktivitás 150.300 mikrogént. 150 μH-os induktivitással a maximális kimeneti áram 2 A, 300 μH-3 induktivitással. Az áramkör prototípusozása során különböző induktivitású különböző fojtótekercseket vizsgáltunk különböző magokon, különböző vezetékekkel. A legjobb eredményeket az 1 mm átmérőjű huzalú ferritgyűrűnél kaptuk. Sajnos a fojtók mindegyike gyári seb volt, ismeretlen mágneses permeabilitással és fordulatokkal. Csak a tekercsek induktivitását és komplex ellenállását lehetett mérni. A mikrovezeték akár 15 wattos teljesítményt is képes eloszlatni, ezért egy állítható stabilizátor esetében szükséges egy legalább egy 200kv.sm területű megfelelő radiátorra felszerelni. Javasolt radiátor és VD1 egyenirányító híd biztosítása. Az L2 és a C6 opcionális elemek, amelyek a kapcsolási feszültség túlfeszültségének megszüntetésére szolgálnak.

A kapott stabilizátor jellemzői:
  kimeneti feszültség 5 ... 32 V;
  a maximális áram 2,5 amper, túlterhelés esetén a kimeneti feszültség csökken, az öngyógyulás akkor következik be, amikor a terhelés 20,30% -kal nő;
  nagyfrekvenciás ripple kimeneti feszültség kisebb, mint 10 mV, és kisebb, mint a kimeneti feszültség változása, amikor a bemeneti feszültség változik.

A stabilizátort egy korábbi, 15x14x8,5 cm méretű számítógépes tápegységből állítják össze, digitális indikátorként K572pv5 alapú kész modult használtunk, melyben a "digitális kijelző" fejezetben leírt modul használható. A használt rajz

Az impulzus tápforrások - a hagyományosakkal ellentétben - ugyanolyan kimeneti teljesítményű, erőteljes leállítási transzformátorral vannak ellátva, kisebb méretekkel, kisebb súlyokkal és nem mindig, hanem általában nagyobb hatékonysággal. Az állítható kimeneti feszültségű tápegységek rendszerint 50 Hz-es váltakozó áramú hálózati frekvenciateljesítményű, egyenáramú kimeneti feszültségű lineáris vagy impulzusszabályozóval működnek.

Állítható kapcsoló tápegység

A szabályozható kimeneti feszültségű kapcsoló tápegységek, amelyek hálózati feszültség-átalakítója magas frekvenciájú, nem terjednek el széles körben a megnövekedett komplexitásuk miatt. Nem szükséges egy ilyen áramforrást tiszta lapról készíteni, hogy jelentősen leegyszerűsítsük és felgyorsítsuk az összeszerelést, készenléti kapcsoló tápegységet alkalmazhat egy rögzített kimeneti feszültségre, amely egy egyszerű felülvizsgálat után beállíthatóvá válik, akár 0,5 A terhelésig is.

A honlapon vázlatos diagram látható, amelyet az áramköri lapon készítettek. Ennek a teljesítményegységnek a nagyfeszültségű része úgy néz ki - az átalakító csomópont a népszerű nagyfeszültségű nagy teljesítményű MJE13003 tranzisztorra van szerelve, a Q1 túlterhelésvédő csomópont a Q4 tranzisztorra van szerelve. Továbbá a Q4 részt vesz a kimeneti feszültség stabilizációs sémájában. E tápegység megkülönböztető jellemzője egy másik túlterhelésvédő csomópont jelenléte, amelyet Q2, R8, R9-en hajtottak végre.

Amikor a terhelésáram 0,5 ... 0,6 A-ra nő, a PSU kimenetéhez csatlakoztatva, az R8 ellenállás kivezetésein lévő feszültség eléri a 0,5 ... 0,6 V-ot, a Q2-es tranzisztor megnyílik, az U1 LED-en keresztüli áram növekszik, az optocsatoló fototranzisztora megnyílik ami a Q4 nagyobb nyílásához vezet, amely részben a Q1 emitter csomópontot rázza, a kimeneti tápfeszültség csökken. Amikor a terhelési áram csökken, a tápegység kimeneti feszültsége növekszik, az áram a ZD1 Zener diódán keresztül nő, ami az U1 LED-en keresztül az áram növekedéséhez is vezet. Zöld Crystal Dual LED

Az 1. ábrán Az 1. ábra egy impulzusos tápegység diagramját mutatja a töltések közül, amelyet CT1B-nek jelölünk. Ennek a tápegységnek a kimeneti stabilizált feszültsége körülbelül 6,2 V a LED1 áramnál, amely a kimeneti feszültség jelenlétében ragyog. A vörös kristály teljes fényben ragyog, amikor a PSU terhelés kimenetéhez kapcsolódik. A ZD2 Zener dióda megvédi a csatlakoztatott terhelést a túlfeszültségtől, amikor a feszültség átalakító meghibásodik.

Amikor a Q2 tranzisztor védelmi csomópontja lekapcsolódik, a PSU kimeneti áramát a 220 V hálózati feszültségen a Q4 csomóponton és az R10-es áramérzékelőnél a körülbelül 1 A-ra korlátozzuk. Annak érdekében, hogy ez az impulzusos energiaforrás képes legyen a kimeneti feszültség szabályozására, azt az 1. ábrán bemutatott séma szerint véglegesítettük. 2. A korszerűsített PSU 3,3 ... 9 V kimeneti feszültségre van tervezve 0,5 A terhelési áramerősséggel. A kiegészítő telepítésű elemek számozása folytatja a PSU gyártója által telepített elemek számozását.

Áramellátás

A tápegység bemeneténél egy további C10R3L4C11 RC szűrőt telepítettek, amely csökkenti a zajszintet mind az áramellátó hálózatról, mind pedig egy működő impulzus-feszültség-átalakítóból behatolva az áramellátó hálózatba. Az R16 ellenállás korlátozza az áramellátás indítási áramát, valamint biztonsági funkciókat hajt végre. A bekapcsoláskori indítóáramot az L3, L4 fojtók tekercsének ellenállása is korlátozza. A C1 kondenzátort 2,2 mikroszárnyas kapacitással telepítettük 1 mikrofrofád helyett, és az NW forrasztó helyett 4 mikrométeres kapacitással rendelkező kondenzátort alkalmaztak 1 mikrofarad helyett.

Az R10 ellenállás 3,3 ohm helyett 3,9 ohmra van állítva. Ez csökkentette a túlterhelésvédelem túláramát 1 A helyett 0,8 A-ra. A C7 kondenzátort eltávolítjuk. A C8 kondenzátor telepítése 1000 mikroszámú kapacitással van felszerelve, 220 mikropadar helyett. A C9 kondenzátor a 220 uF helyett 470 uF-re van beállítva. Ezzel párhuzamosan a két kondenzátort egy SMD kerámia kondenzátorra forrasztjuk, melynek kapacitása mindegyik 10 db. A D8 dióda helyett egy erősebb FR203 dióda van telepítve az FR103 helyett. Mivel a III tekercs feszültségének amplitúdó amplitúdója meghaladja az 50 V-ot, úgy döntöttek, hogy a Schottky diódát D8 helyett nem telepítik.

Az R8 ellenállás 1 Ohm helyett 0,5 Ohm-ra van állítva. ZD1 és ZD2 Zener diódák eltávolítása.
  A PSU kimeneti feszültségét egy R20 változó ellenállás szabályozza. Ezt az ellenállást a reosztatikus bekapcsolásnál használják, így a mozgó érintkező áramkörének megszakadása esetén a tápegység kimeneténél van egy minimális feszültség. Minél alacsonyabb az R20 csúszka, annál nagyobb a PSU kimeneti feszültsége. Az R19 és C13 kiküszöböli az állítható stabilitó mikrokémia mikroszkópjának öngerjesztését.

A csatlakoztatott terhelés aktuális kijelzési csomópontja frissült. Az SS9015 típusú szilícium-RPR tranzisztor helyett a germanium MP25B telepítve van, és a kapcsolási sémája megváltozik. Ez a Q5 csomópont nem igényel külön áramlásérzékelőt, amelynek szerepét korábban a D3 szilikon dióda hajtotta végre. Az új rendszerben az R8 ellenállás egy szenzor Q2 és germanium Q5 áramérzékelője. 5 V-os kimeneti feszültségnél a LED vörös kristályának fénye jól észrevehető, ha a csatlakoztatott terhelési áram körülbelül 60 mA.

A 0,35 A terhelési áramnál a vörös kristály fénye teljesen átfedi a LED zöld kristályának fényét, míg a 0,45 A áramnál a LED vörös kristályának fényereje eléri a maximális értékét. A tápegység kimenetére egy L5C15 LC-szűrő van felszerelve. A feszültség és a zaj amplitúdója a BP 20 ... 40 mV kimeneténél. Az R13 ellenállás 1 kΩ helyett 560 ohm helyett, és R1 680 ohm helyett 470 ohm. A borító utolsó oldala a tábla előtti és utáni fényképeket mutatja. A KIA431 chipet olyan helyre telepítik, ahol a LED-et korábban forrasztották.

Egy ilyen chip helyett az TO92-es három terminálos tokban készült TL431, AZ431, LM431-et használhatja. A hibás MJE13003 tranzisztor helyett az MJE13005-öt használhatja. A nagyfeszültségű tranzisztorhoz kb. 8 cm-es négyzethosszúságú hűtőbordát kell csatlakoztatni, ami nagyban növeli az eszköz megbízhatóságát. A hűtőbordát vékony csillámtömítéssel és egy PVC csővel vagy hüvelyzel megbízhatóan elektromosan kell elkülöníteni a Q1 kollektortól, különben hatékony sugárzó antennává válik.

A BC847 tranzisztor helyett a 2SC1815, 2SC945, BC548, SS9014, KT315, KT3102, KT645, KT6111 sorozat bármelyikének megfelelő. A 2SA733 tranzisztor helyettesíthető SS9012, SS9015, BC557, BC558, 2SA708, KT361, KT209, KT3107, KT6112, KT6115. Az MP25B germánium tranzisztor helyett bármelyik MP20, MP21, MP25, MP26, MP39 MP42 sorozat alkalmas lesz. A helyettesítő tranzisztorok változataiban ajánlott különbségek vannak az esetek típusaiban és a pinout-ban. Az 1N4007 diódák helyébe 1N4005, 1N4007, UF4005 UF4007, 1N4937GP, 11DF4, KD 209B, KD243D, KD247G lehet.

Az FR107 dióda helyett bármelyik UF4007, 1N4937GP, 1N5399, RG2M, KD247D működik. Az FR203 dióda az FR202 FR207, FR302 FR307, SRP300D SRP300K, KD226A KD226E bármelyikével cserélhető. Az 1N4148 dióda helyett 1SS176S, 1SS244, 1 N914, KD510A,
  L3 fojtótekercsek, L4 kis méretű ipari termelés, O-alakú ferritmagokhoz. Bármilyen 100 μH és 10 ... 100 Ohm-os tekercsellenállású induktivitás. Az L5 fojtótekercs két tekercseléssel rendelkezik, amely egy kettős szálú szerelvényhuzal több fordulatát tartalmazza az alacsony frekvenciájú ferrit vagy permalloy gyűrűjénél, annál nagyobb az induktivitás és annál kisebb a fojtótekercsek tekercsének ellenállása.

Kondenzátorok C10, C11 kerámia nagyfeszültségű. Az R20 változó ellenállás minimális hosszúságú árnyékolt vezetékkel van összekötve az áramkörrel, a változó ellenállás fém képernyőjét mínusz C9-re kell csatlakoztatni. Az R16 ellenállás kívánatos, hogy nem éghető vagy repedt. Bármely kétkristályos LED közös katóddal, például L119, L293 sorozat. A LED helyett két hagyományos LED folyamatos ragyogást használhat. A PC817 optikai csatoló helyettesíthető bármelyik szabványos négycsapos csomagból készült PS817, LTV817, EL817, SFH617A2, PS25011, PC814, PC120, PC123 készülékekkel.

A korszerűsített tápegység minden része a Dandy játékkonzol hálózati adapteréből 80x50x44 mm méretű polisztirol dobozba kerül. Az érintkezőcsapok az esetről eltávolított hálózati aljzathoz való csatlakoztatásra szolgálnak, hanem rugalmas, tápkábelt használnak, amely sokkal kényelmesebb. A készülék súlya 110 gramm. A Q5 germanium-tranzisztor csomópontja egy külön kis lapra van szerelve. Az L5 fojtószekrény a "Quintol" polimer ragasztóval van ragasztva a tokhoz.

A KIMENET FESZÜLTSÉG STABILIZÁCIÓJA
   PULSE POWER SUPPLY UNITS

A cikket A. V. GOLOVKOV és V. B LUBITSKY KÖNYVVÉDELMI ALAPJÁBÓL AZ IBM PC-XT / AT "NYOMTATÁSI HÁZ" RENDSZERModuljainak "LAD és N" JÁRMŰVEK ALAPJAI

Az UPS ezen osztályának kimeneti feszültségstabilizációs sémája egy automatikus vezérlés zárt hurokja (31. ábra). Ez a hurok a következőket tartalmazza:
   8. vezérlőáramkör;
   a megfelelő előerősítő kaszkád 9;
   DT vezérlő transzformátor;
   2. teljesítményfokozat;
   RT impulzus transzformátor;
   egyenirányító egység 3;
   csatornák közötti kommunikációs fojtó 4;
   5. szűrőblokk;
   6. visszacsatoló feszültségosztó;
   7. referenciaelosztó.
   A 8 vezérlőáramkör összetétele a következő funkcionális egységekkel rendelkezik:
   a 8.1 hibajelző erősítő a Zk korrekciós áramkörrel;
   PWM komparátor (modulátor) 8.2;
   fűrészfog generátor (oszcillátor) 8.3;
   Uref referencia stabilizált feszültségforrás 8.4.
Működés közben a 8.1 hibajel összehasonlítja a b feszültségelosztó kimeneti jelét a 7 osztó referenciafeszültségével. Az erősített hibajel a 8.2 impulzusszélesség modulátorhoz megy, amely a 9 erősítő elővégző szakaszát vezérli, amely viszont a modulált vezérlőjelet a teljesítményfokozatnak biztosítja. 2. átalakító a DT vezérlő transzformátoron keresztül. A teljesítményfokozatot transzformátor nélküli áramkör táplálja. Az áramellátó hálózat váltakozó feszültségét az 1-es hálózati egyenirányító korrigálja, és a teljesítményfokozatba táplálja, ahol a kapacitív állvány kondenzátorai simítják. A stabilizátor kimeneti feszültségének egy részét egy állandó referenciafeszültséggel hasonlítjuk össze, majd az eredményül kapott különbséget (a hibajelet) a megfelelő kompenzáció bevezetésével erősítjük meg. A 8.2 impulzusszélesség-modulátor átalakítja az analóg vezérlőjelet egy impulzusszélesség-modulált jelnek egy változó impulzus-tényezővel. Ebben az UPS-osztályban a modulátor áramkör összehasonlítja a hibaerősítő kimenetéből származó jelet a fűrészfog feszültséggel, amely egy speciális 8.3 generátorból származik.

31. ábra: A TL494 vezérlő chip alapú tipikus kapcsoló tápegység vezérlő áramköre.

   32. ábra: A PS-200B UPS kimeneti feszültségének beállítása.

   33. ábra: Az UPS LPS-02-150XT kimeneti feszültségének beállítása.

   34. ábra: Az UPS "Appis" kimeneti feszültségszintjének beállítása.

   35. ábra: A GT-200W UPS kimeneti feszültségének beállítása.

Azonban a leggyakoribb az az eset, amikor nincs beállítás a készülék kimeneti feszültségeire. Ebben az esetben az 1 vagy 2 bemenetek bármelyikének feszültségét választjuk tetszőlegesen +2,5 és + 5 V között, és a fennmaradó bemeneten lévő feszültséget egy nagy ellenállású shunt ellenállás segítségével választjuk ki, hogy az egység az útlevélben megadott kimeneti feszültséget hozza létre betöltési mód. Ábra. A 35. ábra a referenciafeszültség szintjének kiválasztását mutatja. 34 - a visszacsatoló jel szintjének kiválasztása. Korábban megjegyeztük, hogy a kimeneti feszültség instabilitásának értéke bármilyen destabilizáló tényező hatására (a terhelési áram, a tápfeszültség és a környezeti hőmérséklet változása) csökkenthető a visszacsatoló áramkör erősítésének növelésével (DA3 erősítő erősítése).
A DA3 maximális erősítési értéke azonban a fenntarthatóság feltétele. Mivel mind az UPS, mind a terhelés reaktív elemeket (induktivitást vagy kapacitást) tartalmaz, amelyek energiát felhalmozódnak, az átmeneti rendszerekben az energiaelemek közötti újraelosztás történik. Ez a körülmény azt eredményezheti, hogy az elemek bizonyos paraméterei alatt az UPS kimeneti feszültségeinek átmeneti folyamata a folyamatos oszcillációk jellegét veszi fel, vagy az átmeneti módban a túlhaladás nagysága eléri az elfogadhatatlan értékeket.

   36. ábra: Az UPS kimeneti feszültségének tranziensek (oszcilláló és aperiodikus) a terhelési áram (a) és a bemeneti feszültség (b) hirtelen változásával.

Az 1. ábrán A 36. ábra a kimeneti feszültség átmeneteit mutatja a terhelési áram és a bemeneti feszültség hirtelen változásával. A szünetmentes tápegység stabilan működik, ha a kimeneti feszültség ismét kiegyenlítő értéket vesz fel az eredeti állapotból kiinduló perturbáció megszűnése után (37. ábra, a).

   37. ábra: Az UPS kimeneti feszültségének átmenetei stabil (a) és instabil (b) rendszerekben.

Ha ez a feltétel nem teljesül, akkor a rendszer instabil (37.6. Ábra). Az impulzus tápellátás stabilitásának biztosítása a normál működés szükséges feltétele. A szünetmentes tápegység paramétereitől függően a tranziens oszcilláló vagy aperiodikus, az UPS kimeneti feszültsége bizonyos túllépési értékkel és átmeneti idővel rendelkezik. A kimeneti feszültségnek a névleges értéktől való eltérése a visszacsatoló áramkör mérőelemében található (a vizsgált UPS-ekben a + 5V-os kimeneti feszültség buszhoz csatlakoztatott ellenállás-elosztót használják mérőelemként). A vezérlőhurok tehetetlensége miatt a kimeneti feszültség névleges értéke bizonyos késleltetéssel állítható be. Ugyanakkor a tehetetlenségi vezérlő áramkör egy ideig tovább folytatja befolyását ugyanabban az irányban. Ennek eredményeképpen túllépés történik, azaz a kimeneti feszültség eltérése a névleges értéktől a kezdeti eltéréssel ellentétes irányban. A vezérlő áramkör ismét megváltoztatja a kimeneti feszültséget az ellenkező irányban, stb. Az UPS kimeneti feszültségeit szabályozó hurok stabilitásának biztosítása érdekében az átmeneti folyamat minimális időtartamával a DA3 hibaerősítő amplitúdó-frekvencia jellemzője korrekciónak van kitéve. Ezt az RC-láncok segítségével végzik, amelyek negatív visszacsatoló áramkörként szerepelnek, a DA3 erősítőt lefedve. Az ilyen korrekciós láncok példáit az 1. ábrán mutatjuk be. 38.

   38. ábra: A DA3 korrekciós hiba-erősítő korrekciós RC-láncainak konfigurációjának példái.

A kapcsolási tápegység másodlagos oldalán a zavaró szint csökkentése érdekében aperiodikus RC láncok jönnek létre. Tartsunk a cselekvés elvén.
   Az egyenirányító diódákon átáramló áram átmeneti folyamata a kapcsolás pillanatában sokk-gerjesztés formájában történik (39. ábra, a).

   39. ábra: Az inverz ellenállás diódáján lévő feszültség időzítési diagramja:
   a) - RC-lánc nélkül; b) - RC-láncok jelenlétében.