Каталог статей

Главная » Все схемы » Источники питания » Блоки питания (импульсные)

Выбранная схема!!!


523
Электропитающее устройство импульсного дейст с постоянным выходным напряжением 5 B и током до 20 A
Задающий генератор источника 
питания выполнен на специализированном микроконтроллере, изготовленном фирмой "ASTEC 
Semiconductor”, марки AS2208 [1, с.286, 287] с цепями "обвязки”, который предназначен для управления 
работой однотактного преобразователя. Принципиальная схема 
электропитающего устройства показана на рис. 1.

Конструкция 
Основные технические характеристики 
Переменное напряжение питающей сети, В______________ 220 ±20% 
Постоянное выходное напряжение, В ___________________________ 5 
Максимальный ток нагрузки, А ________________________________ 20 
Частота преобразования, кГц __________________________ 120 ±20% 
Коэффициент полезного действия, % __________________________ 60

 Устройство обеспечивает стабильное постоянное выходное напряжение и содержит быстродействующую систему электронной защиты от перегрузки по току нагрузки. 
Назначение компонентов Термистор RK1 ограничивает импульс протекающего через него тока заряда электролитического 
конденсатора C7, что предотвращает порчу диодной сборки VD1. П-образный помехоподавляющий фильтр, собранный на компонентах с обозначениями C2, C5 и L1, предотвращает проникновение высокочастотных пульсаций в питающую сеть. 
Цепь C1 и R1 уменьшает скорость изменения напряжения на фототранзисторе оптрона U1.1, увеличивая помехоустойчивость 
цепи стабилизации постоянного выходного напряжения. Ток через фототранзистор оптрона U1.1 достигает 1 мА. 
Выпрямитель сетевого напряжения с емкостным фильтром образован диодной сборкой VD1 и сглаживающим конденсатором C7.

Резистор R2 и конденсатор C4 задают частоту генерации импульсов, вырабатываемых контроллером DA1. Желательно, чтобы эти компоненты были термостабильными. 
Специализированная микросхема DA1 – это контроллер задающего генератора с широтно-импульсной системой регулирования. Микросхема сохраняет работоспособность в диапазоне температур от 0 до 105°C и заключена в восьмивыводной пластмассовый корпус с типом DIP-8 или SOP-8, который имеет следующее назначение выводов [1, с. 286]:

1 – COMP – вход компаратора
широтно-импульсного регулятора;
2 – I
SENSE – вход компаратора
ШИМ, на который подают сигнал с
информацией о величине силы
тока;
3 – RT/CT – вход для подключения двух частотозадающих компонентов – резистора и конденсатора;
4 – 0V – система защиты от недопустимого повышения напряжения в цепи;
5 – GND – локальный общий
провод преобразователя;
6 – OUT – выход импульсного
сигнала с максимальной величиной силы тока до 1 ампера, который подают на затвор ключевого
транзистора;
7 – VCC – положительный полюс
напряжения питания микросхемы;
8 – VREG – опорное напряжение

величиной в 5 В на выходе встроенного в микросхему маломощного стабилизатора, обеспечивающего ток силой до 50 мА.
К выводу 4 микросхемы DA1 подключен делитель постоянного напряжения питания задающего генератора, состоящий из двух резисторов R3 и R4. Делитель напряжения позволяет отслеживать изменения выпрямленного напряжения, и в случае выхода их за установленный
лимит задающий генератор прекратит вырабатывать импульсы управления переключательным МОП-транзистором VT1.
Вспомогательный выпрямитель для питания задающего генератора собран на диоде VD3 и конденсаторе C8. Резистор R5 создает начальный ток, достаточный для запуска задающего генератора при включении источника питания в сеть. Резистор R5 выбран мощностью 2 Вт не потому, что столь большая мощность в нем рассеивается, а потому, что резистор такой мощности обладает высоким напряжением пробоя.
Стабилитрон VD2 защищает МОП-транзистор VT1 от выхода из строя от превышения максимально допустимого напряжения, приложенного между затвором и истоком. Затворный резистор R6 необходим для увеличения длительности времени включения и выключения MOSFET VT1. Постоянный резистор R9 разряжает затворную емкость транзистора VT1 во время пауз в управляющих импульсах. Цепь отслеживания силы тока
через переключательный транзистор VT1 собрана на компонентах C6, R7 и R10. На резисторе R10 падает напряжение, которое подают
на интегрирующую RC-цепь C6, R7 с перестраиваемой длительностью постоянной времени. Демпфирующая фиксирующая RCD-цепь, выполненная на компонентах C9, R8 и VD4, позволяет уменьшить амплитуду импульсов напряжения ЭДС самоиндукции,возникающих на выводах обмотки I гальванически развязывающего трансформатора TV1. Диод VD4 должен быть выбран с минимальным временем восстановления.
С выходной обмотки III трансформатора TV1 импульсы напряжения попадают на высокочастотный выпрямитель, состоящий из диода VD5 и емкостного сглаживающего фильтра на компонентах C10-C19. Керамические конденсаторы C15-C19 шунтируют по высокой
частоте алюминиевые электролитические конденсаторы C10-C14, предотвращая их перегрев и разрушение. Номинальное напряжение конденсаторов C10-C14 не должно быть меньше 16 B, а лучше взять конденсаторы с номинальным напряжением 25 B, так как при протекании по ним высокочастотных токов значительно снижается максимально допустимое напряжение.
Цепь индикации включения и работы электропитающего устройства, образованная светодиодом HL1 и ограничивающим ток постоянным резистором R11, помимо прочего, играет роль неотключаемой нагрузки источника питания, благодаря чему в случае отсутствия штатной нагрузки выходное напряжение не станет существенно больше, чем при подключении номинальной нагрузки.
Цепь отслеживания изменений постоянного выходного напряжения собрана на компонентах C20, R12...R15, U1 и VD6. Резистор R12
ограничивает силу тока, протекающего через фотодиод оптрона U1.2. Конденсатор C20 повышает устойчивость работы трехвыводного cтабилизатора VD6. 

Замены компонентов

  Конденсаторы C1, C3, C4, C6, C15...C20 допустимо применить марок КМ5Б-Н90 или К10-17А. Все постоянные резисторы могут быть любого типа при условии соблюдения мощности рассеяния, указанной на принципиальной схеме, если не оговорено иное. Резисторы R8 и R10 должны быть непроволочными и обязаны обладать как можно меньшей паразитной индуктивностью. Если резистор R10 будет иметь повышенную индуктивность, то это может привести к выходу из строя источника питания, а цепь защиты от перегрузки по току
перестанет должным образом функционировать. Резистор R8 можно составить из трех углеродных резисторов меньшей мощности.
Плавкий предохранитель FU1 на ток срабатывания в 2 А можно использовать марок H520-2A/250В
или ВПБ6-10. Термистор RK1 типа NTC, ограничивающий ток заряда конденсатора C7 на этапе включения источника питания, был выбран марки B57153-S 100-M51 производства фирмы "Epcos”. Он имеет сопротивление 10 Ом и выдерживает ток силой до 2 А. Этот термистор можно заменить компонентом B57235-S 100-M, B57236-S 250-M или B57237-S 220-M. Оптопару U1 марки PC817 допустимо поменять на LTV817, LTV816 или PC816.

Конденсаторы C2 и C5, специально предназначенные для подавления помех, желательно использовать марок B81141-C1104-M или
B81141-C1104-M189. Эти конденсаторы обладают емкостью 0,1 мкФ ±20% и выдерживают напряжение
440 В синусоидального тока. Вместо них можно взять похожий конденсатор B81122-A1104-M фирмы
"Epcos” с емкостью 0,1 мкФ ±20% и максимальным напряжением 250 В переменного тока. Конденсаторы
C2 и C5 должны быть предназначены для работы на переменном напряжении. Если конденсаторы такого типа отсутствуют, то, в крайнем случае, можно применить конденсаторы марки MER с максимально допустимым напряжением 630 В.  Компонент L1 – это сдвоенный дроссель подавления электромагнитных помех марки B82724-J2202-N1, изготовленный фирмой "Epcos”. Дроссель выдерживает силу тока, протекающего по обмоткам, в 2 А и рассчитан на работу при номинальном напряжении сети 250 В.
Компонент L1 можно поменять на аналогичный двухобмоточный дроссель марки B82724-A2402-N1
той же фирмы-производителя. Диодную сборку VD1 допустимо поменять на приборы KBU8K, KBU6M, KBU8M или BR1010. Специализированную микросхему DA1 марки AS2208 заменять на какую-либо иную не следует.
Электролитический конденсатор C7 использован марки B43504- B9337-M2 выпущенный фирмой "Epcos”. Его можно поменять на
любой аналогичный конденсатор с таким же номинальным напряжением и емкостью, например, на конденсатор серий LP или LS фирмы

"Jamicon” или на отечественный компонент серии К50-35. Алюминиевый электролитический конденсатор C8 был взят марки
MAL211828101E3, 118AHT производства фирмы "Vishay”. Его допустимо поменять на отечественный электролитический конденсатор марки К50-6, К50-29 или К50-35 с номинальным напряжением 50 В. Стабилитрон VD2 можно заменить приборами 1N5354B или 1N5357B.
Диод VD3 марки SF22 допустимо поменять на ES1B, ES2B, ER1B, MURS110 или SF12. Диод VD4 можно использовать марки HER308, UF3010 или UF5408. Подстроечный резистор R7 марки 3366S-1-502 производства фирмы "Bourns Inc.” можно поменять на компоненты марок 3266P-1-502LF, 3296W-1-502LF или 3366P-1-502 той же фирмы-изготовителя или отечественный прибор СП5-2ВБ. Конденсатор C9 допустимо взять отечественный марки К78-2 или импортный марки B32652-A1103-J производства фирмы "Epcos”. Переключательный МОП-транзистор VT1 марки SPW11N60S5 с каналом n-типа, выпущенный фирмой "Infineon Technologies AG”, можно поменять на MOSFET марок SPW15N60C3, SPP11N60S5, SPP07N60S5 или SPU07N60S5. Транзистор обязательно необходимо закрепить на охладителе с площадью поверхности не менее 80 см2. Импульсный трансформатор TV1 выполнен на магнитопроводе производства фирмы "Epcos” с типоразмером E55/28/21 из феррита N87.
Справочная величина магнитной проницаемости данного феррита составляет 1780. Между половинками
магнитопровода должен быть предусмотрен зазор общей протяженностью примерно 0,35 мм. Первичная обмотка I образована 52 витками литцендрата из семи жил провода с диаметром каждой 0,20 мм. Обмотка вспомогательного выпрямителя II состоит из 6 витков одножильного провода ПЭВ-2 или ПЭТВР диаметром 0,15 мм. Обмотка выходного выпрямителя III содержит 4 витка литцендрата из 24-х
жил с диаметром каждой 0,10 мм. Рекомендовано использовать литцендрат марок ЛЭШО или ЛЭЛО.
Обмотки тщательно изолируют одну от другой лентами из лакоткани или тефлона. Компонент VD5 марки 60EPU02 можно поменять на быстродействующий диод SF301. Диод нужно монтировать на радиатор с полной площадью охлаждающей поверхности не менее 100 см. кв.
Электролитические конденсаторы C10...C14 были использованы марки К50-35. Их допустимо заменить конденсаторами К50-29, или компонентами серий SK или TK фирмы "Jamicon”. Для снижения паразитного сопротивления были взяты пять конденсаторов, а не один эквивалентной емкости. Светодиод HL1 можно взять марок КИПМ15У30-С или TLCB5800 (синего цвета свечения), TLCPG5100 (зеленого цвета свечения) или аналогичный с прямым максимально допустимым постоянным током не менее 30 мА.
Регулируемый стабилизатор напряжения параллельного типа VD6 марки TL431 допустимо заменить любым аналогичным, например, HTL431AI, KA431, KIA431.


По-возможности все соединения следует выполнить минимальной длины. Резистор R10 необходимо расположить как можно ближе к транзистору VT1, чтобы паразитная индуктивность дорожки не привела к повышенной амплитуде
вредных выбросов напряжения в цепи управления МОП-транзистором. Кроме того, нужно минимизировать расстояние между резистором R10 и сглаживающим электролитическим конденсатором C7. 

Настройка и регулировка

Электропитающее устройство обычно начинает работать сразу, если собрано из исправных деталей и точно по схеме. Однако желательно отрегулировать источник питания, чтобы устройство работало в почти оптимальном режиме. Частоту преобразования можно
подстроить, уточнив номиналы резистора R2 и конденсатора C4.Скорость срабатывания системы
защиты по току следует отрегулировать изменением сопротивления подстроечного резистора R7. Ток срабатывания системы защиты
можно скорректировать, поменяв сопротивление резистора R10. Постоянное выходное напряжение
надлежит точно выставить, подобрав сопротивление резистора R15.

Литература
1. Интегральные микросхемы:
Микросхемы для импульсных источников питания и их применение.
Издание 2-е. - М.: ДОДЭКА, 2000.
– 608 с.


Категория: Блоки питания (импульсные) | Добавил: Администратор (31.10.2010)
Просмотров: 5860 | Рейтинг: 5.0/3


Всего комментариев: 0

Все ссылки на книги и журналы, представлены на этом сайте, исключительно для ознакомления, авторские права на эти публикации принадлежат авторам книг и издательствам журналов! Подробно тут!
Жалоба

Пожалуйста оставьте свои комментарии !!!!

Имя *:
Email:
Код *:


ElectroTOP - Рейтинг сайтов
Copyright Zloy Soft (Company) © 2008 - 2016