Қуат көзі - қарапайым, реттелетін, импульстік.

Заманауи схемалар мен микросхемалар өндірушілері дизайнерлер үшін өмірді жеңілдетеді - мысалға қуат көздерін жасау кезінде. Зауыттық құжаттамаға сәйкес, 5.1V ... 40V шығу кернеуі бар, 2,5 А жүктемесі бар, ток және қызып кетуден қорғалған қорғаныс, 90% дейін тиімділікпен реттелетін электр қуатымен қамтамасыз етуге болады. - 15 Вт, HEPTAWATT пакеті, конверсия жиілігі 50..150 кГц.

Суретте ұсынылған параметрлерге сəйкес электр схемасы көрсетілген.
Пайдаланылған элементтердің мақсаттары мен сипаттамаларын түсіндіріңіз. Конвертер C1, C5, C6 конденсаторларының электролитикалық сипаттамалары: кем дегенде 80 Вт қуаттылығы бар трансформатор, 36 вольттағы шығу кернеуі және 3 ампер ток: C2 конденсаторы «жұмсақ» он-чипті тізбекті қамтамасыз етеді және 2 микрофарадқа дейін болуы мүмкін. C3 және C4 конденсаторлары кіріктірілген осциллятордың, типті фильмнің жұмыс жиілігін және жиілігін өтейді. 100 кГц жиіліктегі және ең аз дегенде 3 А тоғы бар Диод D1 - ең жақсы D1 - ең жақсы D1 - ең жақсы R1, R2, R4 резисторы 0,25 Вт, R3-сымның әдеттегі қуаты болып табылады, 0,1 Ом 1% қуаты 1 Вт, ампермер үшін шунт ретінде қызмет етеді Белгілі авторлар мен оқырмандарға ампер және вольтметрлердің заманауи өлшеуіштері сыртқы маневрге қажеті жоқ, өйткені оларда ішкі шунт бар. Ескерту Кота.), сіз ток ағынын өлшеудің қажеті жоқ болса, бөгетті ауыстыра аласыз. Резисторлық P1 - көп айнымалы, шығу кернеуін біркелкі реттеу үшін қызмет етеді; өрескел және кернеулі кернеуді орнату үшін екі қатарға ауыстыруға болады.

Дроссельдің параметрлері L1-индукторы 150..300 микрогендер. 150 мкГ индуктивтілігімен максималды шығу тогы 2 А, 300 мкХ-3 а индуктивтімен болады. Схеманы прототипі кезінде түрлі индуктивтіліктің әртүрлі шұңқырлары әртүрлі сымдар бойынша сыналған, түрлі сымдармен жарылған. Үздік нәтиже диаметрі 1 мм болатын феррит сақинасында алынды. Өкінішке орай, шұңқырлар белгісіз магнит өткізгіштігі мен бұрылыстар саны бар барлық зауыттың жарақаты болды. Тек индуктивтілік және орамалардың күрделі төзімділігі өлшенуі мүмкін. Микросхема қуатты 15 ваттға дейін таратуға қабілетті, сондықтан реттелетін тұрақтандырғыш үшін оны кемінде 200 килов.см-ге дейін қолайлы радиаторға орнату қажет. Радиатор мен VD1 түзеткіш көпірін қамтамасыз ету ұсынылады. L2 және C6 - коммутация кернеуінің кернеуін жою үшін қолданылатын қосымша элементтер.

Алынған тұрақтандырғыш сипаттамасы:
  шығыс кернеуі 5 ... 32 вольт;
  максималды ток 2,5 амперді құрайды, кернеудің кернеуі төмендейді, жүктеме 20..30% -ға артады кезде өзін-өзі емдеу жүреді;
  кіріс кернеуінің өзгеруі кезінде жоғары кернеуді 10 мВ-тан төмен шығу кернеуі және шығыс кернеуінің өзгеруінен аз.

Тұрақтандырғыш 15х14х8,5 см өлшемі бар бұрынғы компьютерлік қуат блогынан жинақталған, сандық индикатор ретінде K572pv5 негізіндегі дайын модуль қолданылған.Мақаладағы «сандық көрсеткіш» деп аталатын модульді қолдануға болады. Пайдаланылған сызба

Импульстік қуат көздері әдеттегідей айырмашылығы бар, қуаты төмендейтін трансформаторға ұқсас шығу қуаты аз мөлшерде, төмен салмақпен және әрдайым емес, әдетте, жоғары тиімділікпен ерекшеленеді. Реттелетін шығу кернеуіне ие электр қуаты әдетте 50 Гц айнымалы тоқ желілерінде жиілікте жұмыс істейтін қуаттың төмендеткіш трансформаторы және тұрақты ток шығу кернеуінің сызықтық немесе импульстік реттегіші арқылы жасалады.

Реттелетін ауысу қуат көзі

Қуат көздерін кернеудің реттелетін кернеуімен ауыстыру, кернеудің жоғары кернеу түрлендіргіші жоғары жиілікте жұмыс істейді, олардың күрделілігіне байланысты кеңінен таралмайды. Монтаждауды айтарлықтай жеңілдету және жеделдету үшін, мұндай қуат көзін таза парақтан жасаудың қажеті жоқ, қарапайым қайта қарап шығудан кейін 0,5 А дейін жүктелетін тұрақты шығу кернеуіне дайын ауыспалы қуат көзін қолдануға болады.

Сызбалық диаграмма веб-сайтта көрсетілген, схемада жасалды. Бұл қуат блогының жоғары вольтты бөлігіне ұқсас - түрлендіргіш түйін танымал жоғары вольтты жоғары қуатты транзисторлар MJE13003 бойынша жинақталған, Q1 жүктемесінің қорғау торабы Q4 транзисторында жинақталған. Сондай-ақ, Q4 шығу кернеуін тұрақтандыру схемасына қатысады. Бұл қоректендіру блогының айрықша ерекшелігі - Q2, R8, R9-да іске асырылған тағы бір шамадан тыс жүктеуден қорғау торабының болуы.

Жүктеме тогы 0,5 ... 0,6 А дейін артады, PSU шығуына байланысты, R8 резисторының соңында кернеу 0,5 ... 0,6 В дейін жетеді, транзистор Q2 ашады, оптикалық ағытпа U1 светодиод арқылы ток күшейеді, оптикалық ағытпаның фототрансисторы бұл Q1 эмитентінің қосылысын жарым-жартылай шеттететін Q4-нің үлкен ашылуына әкеледі, шығыс қуатының кернеуі төмендейді. Жүктеме тогы азайған кезде, қуат блогының шығу кернеуі артуда, ток ZD1 арқылы Zener диодтың артуы артады, бұл U1 оптикалық ағытпасы бар жарықдиодты ток арқылы ағымның артуына алып келеді. Жасыл кристалды двигателі LED

Суретте. 1-суретте CT1B деп белгіленген зарядтардың біреуінен импульсті қуат блогының диаграммасы көрсетілген. Шығудың тұрақтандырылған кернеуі осы қуат көзінің кернеуі шығу кернеуінің қатысуымен жарықтандыратын СИД1 токінде 6,2 В құрайды. PSU жүктемесіне қосқан кезде қызыл кристалл толығымен жарқырайды. ZER2 Zode диод ZD2 кернеу түрлендіргіші сәтсіз болған кезде қосылған жүктемені асқын кернеуден қорғайды.

Q2 транзисторындағы қорғау түйіні ажыратылған кезде, PSU шығу тогы Q4-ге 220 В түйінінің және R10-дағы ток сенсорының кернеуінде шамамен 1 А-мен шектелген. Бұл импульстік қуат көзі шығыс кернеуін реттеуге қабілетті болу үшін, ол күріш көрсетілгендей схема бойынша аяқталды. 2. Жаңартылған ПҚУ өнімділігі 0,5 А дейін 3,3 ... 9 В кернеуіне арналған. Қосымша орнатылған элементтердің нөмірленуі ПМУ өндірушісі белгілеген элементтердің нөмірленуін жалғастырады.

Қуат көзін ауыстыру

Қоректендіру блогының кірісіне C10R3L4C11 қосымша RC сүзгісі орнатылды, ол шу деңгейін төмендетеді, электр желісінен де, жұмыс істейтін импульстік кернеу түрлендіргіштен қуат көзіне енеді. Резистор R16 қуат көзінің бастапқы токын шектейді, сондай-ақ қауіпсіздік функцияларын орындайды. Қуатты қосқандағы іске қосу тогы L3, L4 шоқтарының орамдарының кедергісімен шектеледі. C1 конденсаторы 1 микрофара орнына 2,2 мкм сыйымдылықпен орнатылды, ал NW пештің орнына 1 микрофара орнына 4,7 мкм сыйымдылығы бар конденсатор бар.

Резистор R10 3,3 Ом орнына 3,9 Ом орнатылған. Бұл шамадан тыс жүктеме қорғанысының 1 А орнына 0,8 А дейін азайтылды. Capacitor C7 жойылады. Capacitor C8 сыйымдылығы 220 микрофара орнына 1000 микрофарадан құралған. C9 конденсаторы 220 фунт орнына 470 фунт құрайды. Сонымен қатар, екі конденсаторлар SMD керамикалық конденсаторына сыйымдылығы 10 микрофарад сыйымдылығы бар. D8 диодтың орнына FR103 орнына күшті FR203 диод орнатылды. В орамасындағы III амплитудасының амплитудасы 50 В-дан асатындықтан, D8 орнына Schottky диодты орнатпау туралы шешім қабылданды.

Резистордың R8 параметрі 1 Ом орнына 0,5 Ом орнатылған. ZD1 және ZD2 Zener диодтары жойылды.
  PSU шығыс кернеуі R20 айнымалы резисторымен реттеледі. Бұл резистор реостатикалық коммутацияда пайдаланылады, оның қозғалмалы контакті үзіліс жағдайында қуат блогының шығысындағы минималды кернеу болады. R20 жүгірткішінің жағдайы неғұрлым төмен болса, PSU шығу кернеуі соғұрлым көп болады. R19 және C13 реттелетін тұрақтандырғыш DA1 микросхемасының өзін-өзі қоздыруын жояды.

Қосылған жүктің ағымдағы индикатор түйіні жаңартылды. SS9015 үлгісіндегі кремнийлі RPR транзисторының орнына германдық MP25B орнатылып, оның схемасы өзгерді. Енді осы түйін Q5-де жеке рөл атқармайды, оның рөлі бұрынғыдай D3 кремний диодымен орындалды. Жаңа схемада R8 резисторы кремний Q2 және германий Q5 үшін ток датчигі болып табылады. 5 В шығыс кернеуінде, қосылған жүктеме тогы шамамен 60 мА болғанда жарық диодты қызыл кристаллдың жарқылы жақсы байқалады.

0,35 А жүктеме тогы кезінде қызыл кристалдың жарқылы жарық диодты жасыл кристаллдың жарқылын толығымен жояды, ал 0,45 А ток кезінде Жарық диодтың қызыл кристалының жарқырауы барынша жетеді. Қоректендіру блогының шығуына қосымша LC сүзгісі орнатылған L5C15. BP 20 ... 40 мВ шығуындағы өрескел кернеу мен шудың амплитудасы. Резистор R13 560 Ом орнына 1 кОм, 470 Ом орнына R1 680 Ом орнатылған. Мұқабаның соңғы бетінде жаңартудың алдында және кейінгі тақталардың суреттері көрсетіледі. KIA431 микросхемасы жарықдиодты бұрын пісірілген жерге орнатады.

Осындай чиптің орнына TO92 үш терминалында жасалған TL431, AZ431, LM431 пайдалануға болады. Қате MJE13003 транзисторының орнына MJE13005 пайдалануға болады. 8 километрден жоғары салқындатқыш беткі қабатымен жоғары вольтты транзисторға дейін салқындатқышты салқындату керек, бұл құрылғының сенімділігін арттырады. Жіңішке слюда тығыздағышымен және ПВХ түтігімен немесе жеңімен пайдаланылатын жылу ракаты Q1 коллекторынан сенімді түрде электрлік оқшаулануы керек, әйтпесе ол тиімді сәулеленетін антенна болады.

BC847 транзисторының орнына 2SC1815, 2SC945, BC548, SS9014, KT315, KT3102, KT645, KT6111 серияларының кез келгені қолайлы. 2SA733 транзисторын SS9012, SS9015, BC557, BC558, 2SA708, KT361, KT209, KT3107, KT6112, KT6115 ауыстыруға болады. Герман транзисторының MP25B орнына MP20, MP21, MP25, MP26, MP39 MP42 серияларының кез келгені қолайлы болады. Ауыстырылатын транзисторлардың нұсқауларында ұсынылған жағдайлардың түрлері мен пинуттың айырмашылығы бар. 1N4007 диодтары 1N4005, 1N4007, UF4005 UF4007, 1N4937GP, 11DF4, KD 209B, KD243D, KD247G ауыстырылуы мүмкін.

FR107 диодтың орнына кез келген UF4007, 1N4937GP, 1N5399, RG2M, KD247D жұмыс істей алады. FR203 диодты FR202 FR207, FR302 FR307, SRP300D SRP300K, KD226A KD226E кез келгенімен ауыстыруға болады. 1N4148 диодтың орнына 1SS176S, 1SS244, 1 N914, KD510A,
  L3, L4 кішкентай өнеркәсіп өндірісі, O-тәрізді феррит өзектерінде жарылған. 100 мкХ кез келген индуктивтілік және 10 ... 100 Ом орамасының кедергісі. L5 шоғыры екі қабатты, төменгі жиіліктегі феррит немесе сіңіру сақинасында екі жолақты құрастыру сымының бірнеше бұрылысын қамтиды, соғұрлым индуктивтілік соғұрлым көп және бұл шөгіндінің орамдарының кедергісі соғұрлым жақсы.

Керамикалық жоғары кернеулі C10, C11 конденсаторлар. Р20 резисторы айнымалы резистордың минималды ұзындығының экрандалған сымымен тізбеге қосылады, айнымалы резистенттің металл экраны минус C9-ға қосылуы керек. Р16 төзімді емес жанғыш немесе жарылыс қолданған жөн. Жалпы катодты, мысалы, L119, L293 сериялары бар кез келген екі кристалды LED. Бұл светодиоды орнына сіз екі дәстүрлі жарықдиодты үздіксіз жарқылмен пайдалануға болады. PC817 оптикалық күшейткіш стандартты төрт түйіспелі жинақта жасалған PS817, LTV817, EL817, SFH617A2, PS25011, PC814, PC120, PC123 кез келгенімен алмастырылуы мүмкін.

Жаңартылған қуат блогының барлық бөліктері Dandy ойын консоліне арналған адаптерден 80x50x44 мм көлеміндегі полистирол қорапшасына орналастырылған. Ілгектен ажыратылған қуат розеткасына қосу үшін байланыс түйреуіштері орнына, олар әлдеқайда ыңғайлы икемді қуат сымын қолданып пайдаланады. Құрылғының салмағы 110 грамм. Герман транзисторындағы Q5 торабы жеке шағын тақтаға орнатылады. Шланг L5 полимерлік желіммен «Квинтол» корпусына жапсырылған.

Шығу кернеуін тұрақтандыру
   PULSE POWER SUPPLY UNITS

МАЗМҰНЫ А.В. Головков пен В.Б. Любитскийдің «IBM PC-XT / AT» ЖҮЙЕСІНІҢ МОДУЛДАРЫ ҮШІН ЭЛЕКТР ЖАБДЫҚТАРЫ «ЛАД және Н»

ИБП-дың осы класындағы шығыс кернеуін тұрақтандыру схемасы автоматты басқарудың тұйық циклі (Cурет 31). Бұл цикл мыналарды қамтиды:
   басқару схемасы 8;
   9-ға сәйкес алдын ала сөндіргіш каскад;
   DT басқару трансформаторы;
   қуат 2 кезеңі;
   күштік импульстік трансформатор RT;
   3 түзеткіш блогы;
   арналар арасындағы коммуникациялық шок 4;
   5 сүзгі блогы;
   кері байланыс кернеуін бөлгіш 6;
   анықтамалық бөлгіш 7.
   Басқару схемасының құрамына келесі функционалдық бірліктер кіреді:
   қате сигнал күшейткіші 8.1 Zk түзету тізбегімен;
   PWM компараторы (модулятор) 8.2;
   аралық генератор (осциллятор) 8.3;
   Кернеу көзінің тұрақтылық сілтемесі 8.4.
Жұмыс кезінде 8.1 қателік сигналы кернеу бөлгіш b сигналының бөлгішті 7 тірек кернеуіне салыстырады. Күшейтілген қателік сигналы қуат күшейткіштің 9 дейінгі кезеңін бақылайтын импульс ені модуляторына 8.2-ге тең келеді, ол өз кезегінде модуляцияланған басқару сигналын қуат деңгейіне 2 түрлендіргіштен DT басқару трансформаторы арқылы. Электр қуатының сатысы трансформаторсыз схемамен қуатталады. Электрмен жабдықтау желісінің айнымалы кернеуі желі түзеткіші 1 арқылы түзетіледі және қуат сатысына беріледі, онда ол сыйымдылықты сыйымдылық конденсаторларымен түзіледі. Тұрақтандырғыштың шығыс кернеуінің бір бөлігі тұрақты сілтеме кернеумен салыстырылады, содан кейін алынған айырмашылық (қателік сигнал) тиісті өтемақы енгізу арқылы күшейтіледі. Импульстің ені модуляторы 8.2 аналогты басқару сигналын пульстің импульстік ені модуляцияланған сигналына түрлендіреді. ИБП осы сыныпта модуляторлық схема қателік күшейткіштің шығыс сигналын 8.3 арнайы генератордан алынатын аралық кернеуге дейін салыстырады.

Сурет 31. TL 494 басқару чипі негізінде әдеттегі коммутациялық электр қуатының басқару схемасы.

   32-сурет. PS-200B UPS шығыс кернеуінің деңгейін реттеу.

   Сурет 33. UPS LPS-02-150XT шығыс кернеуінің деңгейін реттеу.

   Сурет 34. «Appis» ИБП шығу кернеуінің деңгейін реттеу.

   35-сурет. GT-200W UPS шығыс кернеуінің деңгейін реттеу.

Дегенмен, ең жиі кездесетін жағдай - бұл құрылғының шығу кернеулеріне әсер етуі үшін түзету болмаған жағдайда. Бұл жағдайда кез келген 1 немесе 2 кірісіндегі кернеу +2,5-ден +5 В-ға дейінгі еркін таңдап алынады, қалған кернеудегі кернеу жоғары қарсыластық шунттау резисторы арқылы таңдалады, сонда құрылғы паспортта көрсетілген шығыс кернеулерін шығарады жүктеме режимі. Сур. Фиг. 35 сілтеме кернеу деңгейін таңдау жағдайын суреттейді, фиг. 34 - кері байланыс сигналының деңгейін таңдау жағдайын көрсетеді. Бұдан бұрын, кез-келген тұрақсыздандырушы факторлардың әсерінен шығыс кернеуінің тұрақсыздығының (жүктеме токтарының, кернеудің және қоршаған ортаның температурасының өзгеруі) кері байланыс тізбегінің жоғарылауы (DA3 күшейткішінің жоғарылауы) азайтылуы мүмкін екенін атап өтті.
Дегенмен, DA3 максималды пайдасы тұрақтылық жағдайымен шектеледі. Себебі ИБП-мен және жүктемеде энергияны жинақтайтын реактивті элементтер (индуктивтілік немесе сыйымдылық) бар болса, өтпелі режимдерде осы элементтер арасында энергияны қайта бөлу бар. Бұл жағдай, элементтердің белгілі бір параметрлері бойынша, ИБП-ның шығу кернеулерін орнатудың өту үдерісі үздіксіз ауытқулар сипатын алады немесе ауыспалы режимдегі асып түсетін шамалардың шамасы қолайсыз мәнге жетеді.

   36-сурет. Жүктеме токтарының (a) және кіріс кернеуінің (b) күрт өзгеруімен ИБП шығу кернеуінің өтпелі кезеңдері (осцилляторлық және апериодиялық).

Суретте. 36 мысалында жүктеме кернеуінің өтпелі ток кернеуінің және кіріс кернеуінің күрт өзгеруін көрсетеді. Егер кернеу бастапқы күйден шыққан наразылық аяқталғаннан кейін шығыс кернеулі тұрақты күйде болса, UPS тұрақты жұмыс істейді (Cурет 37, а).

   37-сурет. Тұрақты (а) және тұрақсыз (b) жүйелерде ИБП шығу кернеуінің өтпелі кезеңдері.

Егер бұл шарт орындалмаса, онда жүйе тұрақсыз (Cурет.37.6). Импульстік электр қуатының тұрақтылығын қамтамасыз ету оның қалыпты жұмыс істеуі үшін қажетті шарт болып табылады. ИБП параметрлеріне байланысты, өтпелі уақыт әлдеқайда асып түсетін және өтпелі уақытқа ие ИБП шығыс кернеуімен тербеліс немесе апериодты болып табылады. элементін өлшеу номиналды құнынан шығыс кернеу ауытқу (осы БЭЖ + 5В автобустың шығу кернеуі қосылған резистивтік бөлгіш өлшеу элементі ретінде пайдаланылады) кері байланыс тізбегіндегі анықталса. Басқару циклінің инерциясына байланысты шығыс кернеуінің номиналды мәні белгілі бір кешіктіріп орнатылады. Сонымен бірге, инерцияны басқару схемасы біраз уақыт бойы бірдей бағытта өз әсерін жалғастырады. Нәтижесінде асып кету орын алады, яғни. шығыс кернеуінің бастапқы ауытқуына қарсы бағытта оның номиналды мәнінен ауытқуы. Басқару схемасы кері шығыс кернеуін кері бағытта өзгертеді және т.б. минимумы өтпелі ұзақтығы UPS шығыс кернеу реттеу ілмектің тұрақтылығын қамтамасыз ету мақсатында, қате күшейткіш DA3 амплитудасы-жиілік түзету жататын. Бұл DA3 күшейткішті қамтитын кері байланыс схемасы ретінде қосылған RC-тізбектерінің көмегімен жасалады. Мұндай түзету тізбектерінің мысалдары суретте көрсетілген. 38

   Сурет 38. DA3 кернеу қателігінің күшейткішке арналған түзететін RC тізбектерінің конфигурациясының мысалдары.

Өткізгіш қуаттың екінші жағына кедергі деңгейін төмендету үшін апериодтық RC тізбектері орнатылды. Олардың әрекет принципіне тоқталайық.
   өтпелі процесс коммутация сәттерді кезінде выпрямительных арқылы ағымдағы соққы қозу (сур. 39a) түрінде кездеседі.

   39-сурет. Кері кернеудің диодтың қалпына келтірілуіндегі кернеудің уақыт диаграммасы:
   а) RC тізбегі жоқ; b) - RC тізбектерінің қатысуымен.