Alimentatore da 1 kilowatt per ULF. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Alimentatori

 Commenti sull'articolo

Nelle riviste di radioamatori, i circuiti di alimentazione a commutazione con una potenza superiore a 500 W non sono comuni. Pertanto, è stato sviluppato un alimentatore stabilizzato switching con i seguenti parametri:

Un diagramma schematico di un alimentatore switching (UPS) è mostrato in fig. uno.

Riso. 1 (clicca per ingrandire)

Il circuito si basa sul chip DAI TL494CN della famiglia dei controller con modulazione di larghezza di impulso. Questo microcircuito è utilizzato nell'UPS dei computer e si è dimostrato molto valido. Considera il suo funzionamento nel circuito del convertitore in modo più dettagliato. Il TL494CN include un amplificatore di errore, un oscillatore variabile integrato, un comparatore di regolazione del tempo morto, un trigger di controllo, un riferimento di tensione di precisione (REF) a 5 V e un circuito di controllo dello stadio di uscita. L'amplificatore di errore emette una tensione di modo comune nell'intervallo 0,3...2 V. Il comparatore di regolazione del tempo morto ha un offset costante che limita il tempo morto minimo a circa il 5% dell'ampiezza dell'impulso di uscita. I driver di uscita indipendenti sui transistor offrono la possibilità di far funzionare lo stadio di uscita in un circuito a emettitore comune. La corrente dei transistor di uscita del microcircuito è fino a 200 mA. TL494CN è operativo con una tensione di alimentazione di 7 ... 40 V. In fig. 2 mostra il circuito di commutazione del microcircuito e la disposizione strutturale dei suoi circuiti interni.

Fig. 2

Quando viene applicata l'alimentazione, vengono avviati il ​​generatore di tensione a dente di sega 2 e la sorgente di tensione di riferimento 5. La tensione a dente di sega dall'uscita del generatore 2 (Fig. 3a) viene fornita agli ingressi invertenti dei comparatori 3 e 4. L'ingresso non invertente del comparatore 4 riceve tensione dall'amplificatore di errore 1. Poiché in questo momento sull'uscita non c'è ancora tensione dall'alimentatore, il segnale di feedback dal divisore R2R4 all'ingresso non invertente dell'amplificatore di errore è zero. L'ingresso invertente di questo amplificatore è alimentato con una tensione positiva proveniente dal partitore R5R7, al quale è già collegata la tensione di riferimento Uop proveniente dall'uscita ION. La tensione di uscita dell'amplificatore di errore 1 è inizialmente zero, ma man mano che aumenta la tensione nel circuito di retroazione dal divisore R2R4, aumenta.

Aumenta anche la tensione all'uscita dell'amplificatore di errore. Pertanto, la tensione di uscita del comparatore 4 ha la forma di una sequenza di impulsi che aumentano in larghezza (Fig. 3,6). L'ingresso non invertente del comparatore 3, che fornisce una pausa, è collegato al pin 4 del microcircuito. Questo pin è alimentato con tensione da un circuito RC esterno C2R3 collegato al bus di tensione di riferimento Uorr. Quando appare la tensione di riferimento, viene applicata a questo circuito.

Quando il condensatore C2 viene caricato, la corrente che lo attraversa e il resistore R3 diminuiscono: la tensione Uop sul resistore R3 ha la forma di un esponenziale decrescente (Fig. 3, c). La tensione di uscita del comparatore 3 è una sequenza di impulsi di larghezza decrescente ( Fig. 3, d) Dal diagramma delle tensioni di uscita dei comparatori 3 e 4 (Fig. 3,6, d) si può vedere che sono reciprocamente opposti. Le tensioni di uscita dei comparatori 3 e 4 vengono immesse nell'elemento logico "2OR". Pertanto, l'ampiezza dell'impulso all'uscita dell'elemento logico è determinata dall'impulso di ingresso più ampio.

La tensione di uscita dell'elemento "2OR" è mostrata in Fig. 3d, da cui ne consegue che nell'istante iniziale la larghezza degli impulsi di uscita del comparatore 3 supera la larghezza degli impulsi di uscita del comparatore 4, pertanto la commutazione del comparatore 4 non influisce sulla larghezza dell'impulso di uscita del “2OR "elemento. Nell'intervallo di tempo (t0; t1) (fig. 3a) il ruolo decisivo è giocato dalla tensione di uscita del comparatore 3. In fig. 3, f, g mostra gli impulsi di uscita sui collettori dei transistor VT1, VT2. La larghezza di questi impulsi aumenta gradualmente nell'intervallo (t0; t1). Al momento t1, l'impulso di uscita del comparatore 3 viene confrontato con l'impulso di uscita del comparatore 4. In questo caso, il controllo dell'elemento logico “2OR” viene trasferito dal comparatore 3 al comparatore 4, poiché i suoi impulsi di uscita iniziano a superare la larghezza degli impulsi di uscita del comparatore 3. Pertanto, nel periodo di tempo (t0; t1) gli impulsi di uscita sui collettori dei transistor VT1, VT2 aumentano gradualmente e garantiscono un avvio regolare del convertitore di tensione.

Fig. 3

Prima di accendere ciascun UPS, il condensatore C2 (Fig. 2), che garantisce un avviamento regolare, deve essere scarico. E' ora di passare allo schema generale di Fig. 1 convertitore di tensione. La funzione del condensatore di avvio graduale al suo interno viene eseguita dal condensatore C3. Quando viene tolta l'alimentazione, il condensatore si scarica rapidamente attraverso il resistore R1, la giunzione base-collettore del transistor VT1 e del diodo VD1. I transistor VT1, VT2 svolgono la funzione di protezione del grilletto. Quando viene applicata una tensione di sblocco alla base del transistor VT2, si apre. Allo stesso tempo, il transistor VT1 si apre, deviando il condensatore C3 e bloccando così il funzionamento del convertitore di tensione. La tensione dal collettore del transistor VT1 attraverso il circuito R4VD2 mantiene aperto il transistor VT2. La protezione del trigger viene disattivata solo dopo aver rimosso la tensione di alimentazione. Come interruttori di alimentazione vengono utilizzati potenti transistor ad effetto di campo con una capacità gate-source piuttosto grande. Pertanto, per controllare questi transistor, vengono utilizzati due blocchi di interruttori sui transistor VT3, VT5, VT7 e VT4, VT6, VT8.

Considera il lavoro di uno di loro. Quando è presente un'alta tensione al pin 8 del chip DAI (il transistor all'interno del chip è chiuso), i transistor ad effetto di campo VT3 e VT7 si aprono. Quest'ultimo devia la capacità di gate del transistor VT9, scaricandolo istantaneamente. Il transistor VT5 è chiuso. Non appena viene stabilita una bassa tensione sul pin 8 del microcircuito, i transistor VT3 e VT7 si chiuderanno e VT5 si aprirà e verrà applicata una tensione di sblocco al gate del transistor VT9. Il resistore R18 impedisce il guasto dei transistor VT5, VT7 se uno di essi è chiuso e l'altro non è completamente aperto.

Gli oscillogrammi di tensione alle porte dei transistor VT9, VT10 sono mostrati in Fig. 3,3, i. I circuiti di gate dei transistor VT9, VT10 includono resistori R20, R21, che insieme alle capacità di gate formano un filtro passa-basso che riduce il livello di armoniche quando i tasti vengono aperti. I circuiti R22, R23, C8, C9, VD5-VD8 servono anche a ridurre le armoniche durante il funzionamento del convertitore. L'avvolgimento primario del trasformatore T1 è collegato ai circuiti di drain dei transistor VT9, VT10. Per stabilizzare la tensione del convertitore, la tensione di retroazione viene rimossa dall'avvolgimento III del trasformatore. Attraverso un divisore sui resistori R7, R8 va al chip DA1. Il resistore R10 può essere utilizzato per regolare la tensione di uscita dell'UPS entro limiti ridotti. Gli elementi R6, C4 determinano la frequenza operativa del generatore di tensione a dente di sega interno del microcircuito DA1 (con i valori indicati nel diagramma, questa frequenza è vicina a 50 kHz).

Modificando la resistenza del resistore R6 e la capacità del condensatore C4, è possibile, se necessario, modificare la frequenza del convertitore di tensione. La parte di potenza del circuito viene alimentata attraverso il filtro di rete C10, Cl1, L1, il raddrizzatore VD4 e i condensatori C12, C13. Il resistore R24 scarica il condensatore del filtro nel convertitore spento. Il chip DA1 e le chiavi sui transistor VT3-VT8 sono alimentati da un alimentatore stabilizzato sugli elementi T2, VD3, C5-C7 e stabilizzatore DA2. La resistenza R25 serve a ridurre la corrente di spunto attraverso i condensatori di filtro quando l'UPS è collegato alla rete. Il raddrizzatore della tensione di uscita del convertitore è realizzato secondo il circuito a ponte sui diodi VD12-VD15.

L'avvio regolare del convertitore di tensione consente l'uso di condensatori di filtro di capacità sufficientemente grande nei circuiti secondari, necessari quando si alimenta un amplificatore di potenza. Le induttanze L2, L3, insieme ai condensatori di filtro, attenuano le increspature nella tensione di uscita dell'UPS. La protezione del convertitore tensione-flusso è realizzata utilizzando transistor VT11, VT12. All'aumentare della corrente attraverso i resistori R27-R30, i transistor VT11, VT12 si aprono e i LED nei fotoaccoppiatori Ul.l, U1.2 si accendono. I transistor degli optoaccoppiatori si aprono e forniscono una tensione di sblocco alla base del transistor VT2, che fa funzionare la protezione del grilletto. Il condensatore C1 impedisce l'attivazione della protezione contro il rumore impulsivo casuale.

Costruzione e dettagli

Strutturalmente, l'UPS è realizzato su un circuito stampato a lato singolo (Fig. 4a, b).

Riso. 4a,b (clicca per ingrandire)

Tutti gli elementi del circuito si trovano sulla scheda, tranne SA1, FU1 e T2. Anche su una piccola scheda separata ci sono i resistori R22, R23 e i condensatori C8, C9. Sono collegati tramite fili alla scheda principale nei punti indicati dalle lettere a, b, c. I resistori R22, R23 diventano molto caldi durante il funzionamento, quindi la scheda con essi deve essere posizionata in modo tale che i resistori non surriscaldino il resto degli elementi del circuito. I diodi VD12-VD15 sono montati su un radiatore ad ago separato 10x12 cm e collegati alla scheda principale con un filo con un diametro di almeno 1 mm. Su un lato del circuito stampato è presente un radiatore (Fig. 4,6) lungo 170 cm e alto 10 cm.

Si consiglia di utilizzare un radiatore ad ago, ma in caso di necessità va bene qualsiasi altro. Gli elementi della scheda DA2, VD4, VT9, VT10 sono fissati a questo radiatore tramite guarnizioni isolanti. Sul lato opposto del radiatore è installata una ventola in modo che il flusso d'aria proveniente da essa soffi bene sul radiatore. È possibile utilizzare una ventola dall'alimentatore di un computer. L'alimentazione viene fornita tramite un resistore con una resistenza di 320 Ohm e una potenza di 7,5 W dall'uscita +50 V del convertitore. È possibile utilizzare un resistore di tipo PEV e collegarlo in qualsiasi punto del corpo. È anche possibile avvolgere un avvolgimento aggiuntivo nel trasformatore T1 per alimentare il ventilatore (Fig. 1). Per fare ciò sarà necessario avvolgere due spire di filo del diametro di 0,4 mm e collegare la ventola secondo la Fig. 5.

Fig. 5

Il trasformatore T1 del convertitore è avvolto su quattro anelli di ferrite 2000NM piegati tra loro di dimensioni K45x28x12. I dati di avvolgimento del trasformatore sono riportati nella tabella.

Gli avvolgimenti I e II del trasformatore sono separati dal resto degli avvolgimenti da due o tre strati di tela verniciata. Il trasformatore T2 viene utilizzato già pronto con una tensione alternata di 16 V. La bobina L1 è composta da 2x20 spire avvolte su un anello di ferrite in ferrite 2000NM con dimensioni KZ1x18x7 in due fili con un diametro di 1 mm. Le bobine L2, L3 sono avvolte su pezzi di ferrite con un diametro di 8 ... 10 mm e una lunghezza di circa 25 mm con un filo con un diametro di 1,2 mm in uno strato lungo l'intera lunghezza della ferrite. Nel circuito del convertitore, è preferibile utilizzare condensatori elettrolitici importati con un segno di 105 °. In casi estremi, è consentito utilizzare altri condensatori di dimensioni adeguate. Il condensatore C12 è composto da tre condensatori con una capacità di 220 uFx400 V.

Condensatori non elettrolitici di qualsiasi tipo, ad esempio K73-17. Come resistore R25 si utilizzano tre resistori del tipo SCK105 o simili, collegati in parallelo, utilizzati negli alimentatori dei computer. Resistori R22, R23 tipo C5-5-10W, R27-R30 - C5-16V-5W. I restanti resistori sono di qualsiasi tipo, ad esempio MLT. Resistore trimmer R9 tipo SPZ-19AV o altro di piccole dimensioni. È auspicabile utilizzare diodi ad alta frequenza come indicato nel diagramma (KD212 e KD2999), poiché i diodi importati, che ora sono ampiamente utilizzati, non funzionano sempre bene alle alte frequenze, specialmente sopra i 50 kHz.

I ponti a diodi possono essere utilizzati in qualsiasi dimensione adatta: VD3 - con una corrente raddrizzata di almeno 500 mA; VD4 - con una corrente rettificata di almeno 8 A e una tensione di almeno 400 V. I transistor BSS88 possono essere sostituiti con altri transistor ad effetto di campo simili con gate isolato e canale n (tensione drain-source superiore a 50 V, corrente di scarico 0,15 ... 0,5, 123 A). Questi possono essere transistor BSS108, BS2, 1336SK2, ecc. Al posto dei potenti transistor ad effetto di campo 956SK2, sono adatti i transistor del tipo 787SK50, IRFPE494. Il chip TL494CN può essere sostituito dal chip TL25LN, che consentirà di utilizzare il convertitore di tensione a temperature ambiente fino a -494°C, poiché il TL0CN è utilizzabile solo a temperature superiori a 7500°C. Inoltre, al suo posto, puoi usare l'analogico KA101V. L'accoppiatore ottico AOT101BS può essere sostituito da AOT2501AC, PS2-2. Come chip DA142 è possibile utilizzare KR8EN7815E o 7815. Se il chip 502 viene utilizzato in una custodia isolata, non è necessaria una guarnizione isolante durante l'installazione su un radiatore. I transistor KT503E, KT502E possono essere sostituiti da KT503G, KT510G e diodi KD503A - con quasi tutti i diodi a impulsi, ad esempio KD522, KDXNUMX, ecc.

registrazione

Prima di accendere il convertitore per la prima volta nella rete, è necessario togliere la tensione di rete dai circuiti di potenza e alimentare solo il trasformatore T2. Prima di tutto assicurarsi che la tensione di alimentazione sia +15 V dall'uscita DA2. Quindi, usando un oscilloscopio, si assicurano che ci siano impulsi alle porte dei transistor ad effetto di campo VT9, VT10 e che corrispondano agli oscillogrammi di Fig. 3 e. Quando il condensatore C9 è in cortocircuito, gli impulsi dovrebbero scomparire e la tensione zero dovrebbe essere impostata sulle porte VT10, VT9. Inoltre, impostando il cursore del resistore RXNUMX nella posizione centrale, la tensione di alimentazione viene applicata al resto del circuito.

Utilizzando un voltmetro, controllare la tensione al pin 1 di DA1, impostando il valore a 2,5 V selezionando la resistenza del resistore R7. Il resistore trimmer R9 può modificare leggermente la tensione di uscita del convertitore, tuttavia è necessario controllare gli impulsi alle porte dei transistor ad effetto di campo VT9, VT10 in modo che la loro durata non si avvicini ai limiti estremi (troppo breve o troppo lungo ), ma è nella posizione centrale. In caso contrario, con un aumento del carico o una variazione della tensione di alimentazione, la stabilizzazione della tensione di uscita si deteriorerà.

Per non sovraccaricare il convertitore di tensione e non bruciare potenti transistor ad effetto di campo, è meglio impostare la protezione di corrente come segue. Invece dei resistori R27-R30, i resistori con una resistenza di 1 ohm e una potenza di 2 watt sono temporaneamente saldati. Un carico e un amperometro sono collegati all'uscita del convertitore. La corrente di carico è impostata a 1,3 ... 1,4 A e selezionando le resistenze delle resistenze R32, R33 si attiva la protezione di corrente. Quindi i resistori R27-R30 vengono saldati in posizione. Questo completa l'impostazione del convertitore di tensione. Se è necessaria una tensione diversa per alimentare l'amplificatore o qualche altro carico, è possibile modificare la tensione di uscita del convertitore modificando il numero di giri degli avvolgimenti IV e V del trasformatore T1. Va tenuto presente che un giro dell'avvolgimento secondario rappresenta circa 7 V.

Basato su materiali della rivista Radioamator; Pubblicazione: cxem.net

Vedi altri articoli sezione Alimentatori.

Leggere e scrivere utile commenti su questo articolo.

<< Indietro

Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica:

Macchina per diradare i fiori nei giardini 02.05.2024

Nell'agricoltura moderna si sta sviluppando il progresso tecnologico volto ad aumentare l'efficienza dei processi di cura delle piante. Presentata in Italia l'innovativa macchina per il diradamento dei fiori Florix, progettata per ottimizzare la fase di raccolta. Questo attrezzo è dotato di bracci mobili, che permettono di adattarlo facilmente alle esigenze del giardino. L'operatore può regolare la velocità dei fili sottili controllandoli dalla cabina del trattore tramite joystick. Questo approccio aumenta significativamente l'efficienza del processo di diradamento dei fiori, offrendo la possibilità di adattamento individuale alle condizioni specifiche del giardino, nonché alla varietà e al tipo di frutto in esso coltivato. Dopo due anni di test della macchina Florix su diverse tipologie di frutta, i risultati sono stati molto incoraggianti. Agricoltori come Filiberto Montanari, che utilizza una macchina Florix da diversi anni, hanno riscontrato una significativa riduzione del tempo e della manodopera necessari per diluire i fiori. ... >>

Microscopio infrarosso avanzato 02.05.2024

I microscopi svolgono un ruolo importante nella ricerca scientifica, consentendo agli scienziati di approfondire strutture e processi invisibili all'occhio. Tuttavia, vari metodi di microscopia hanno i loro limiti e tra questi c'è la limitazione della risoluzione quando si utilizza la gamma degli infrarossi. Ma gli ultimi risultati dei ricercatori giapponesi dell'Università di Tokyo aprono nuove prospettive per lo studio del micromondo. Gli scienziati dell'Università di Tokyo hanno presentato un nuovo microscopio che rivoluzionerà le capacità della microscopia a infrarossi. Questo strumento avanzato consente di vedere le strutture interne dei batteri viventi con sorprendente chiarezza su scala nanometrica. In genere, i microscopi nel medio infrarosso sono limitati dalla bassa risoluzione, ma l’ultimo sviluppo dei ricercatori giapponesi supera queste limitazioni. Secondo gli scienziati, il microscopio sviluppato consente di creare immagini con una risoluzione fino a 120 nanometri, ovvero 30 volte superiore alla risoluzione dei microscopi tradizionali. ... >>

Trappola d'aria per insetti 01.05.2024

L’agricoltura è uno dei settori chiave dell’economia e il controllo dei parassiti è parte integrante di questo processo. Un team di scienziati dell’Indian Council of Agricultural Research-Central Potato Research Institute (ICAR-CPRI), Shimla, ha trovato una soluzione innovativa a questo problema: una trappola per insetti alimentata dal vento. Questo dispositivo risolve le carenze dei metodi tradizionali di controllo dei parassiti fornendo dati sulla popolazione di insetti in tempo reale. La trappola è alimentata interamente dall'energia eolica, il che la rende una soluzione ecologica che non richiede energia. Il suo design unico consente il monitoraggio sia degli insetti dannosi che utili, fornendo una panoramica completa della popolazione in qualsiasi area agricola. “Valutando i parassiti target al momento giusto, possiamo adottare le misure necessarie per controllare sia i parassiti che le malattie”, afferma Kapil ... >>

Notizie casuali dall'Archivio Carburante per aviazione da olio di semi di soia 04.12.2021 Le miscele di biocarburanti sono un modo in cui l'industria aeronautica sta riducendo la propria impronta di carbonio o le emissioni complessive di gas serra, in particolare l'anidride carbonica. Gli scienziati dell'Agricultural Research Service (ARS) di Peoria, nell'Illinois, hanno scoperto come produrre carburante per aerei di qualità dall'olio di soia. Gli acidi grassi presenti nell'olio di soia possono essere convertiti in una gamma di prodotti industriali tipicamente derivati ​​dal petrolio, come combustibili, inchiostri o vernici. Uno dei vantaggi degli alimenti vegetali è che riciclano il carbonio atmosferico. Questo rende le piante una risorsa rinnovabile, a differenza del petrolio o di altri combustibili fossili, che, al contrario, aggiungono carbonio all'atmosfera. Tuttavia, l'attuale carburante per jet a base di soia contiene quantità insufficienti di composti "aromatici", che gli conferiscono la densità, l'elasticità e il corretto funzionamento delle guarnizioni del motore necessarie. Per questo motivo, può essere meno miscelato con il carburante convenzionale derivato dal petrolio, ha spiegato Ken Doll, un chimico ricercatore presso il National Center for Agricultural Use Research. Le miscele di biocarburanti sono un modo in cui l'industria aeronautica sta riducendo la propria impronta di carbonio o le emissioni complessive di gas serra, in particolare l'anidride carbonica. Un modo per produrre carburante per aviogetti di soia utilizza il rutenio come catalizzatore per modificare la struttura e le proprietà degli acidi grassi insaturi nell'olio. Tuttavia, il problema con questo metodo è che crea troppo pochi composti aromatici. Quindi i chimici dell'ARS hanno sostituito il rutenio con l'iridio come catalizzatore principale in un processo di produzione di carburante in sei fasi, per il quale hanno ricevuto un brevetto a novembre. In esperimenti di laboratorio, questo approccio ha prodotto olio di semi di soia contenente dall'8 al 35 percento di idrocarburi aromatici, una gamma compatibile con il carburante per jet convenzionale. La nuova scoperta rende possibile un uso molto più ampio di miscele di biocarburanti e carburante per jet convenzionali per ridurre le emissioni. Produce anche molto meno naftalene, un componente del carburante per jet che rilascia fuliggine quando viene bruciato. I ricercatori sono ora alla ricerca di un partner industriale per espandere il progetto e valutarne ulteriormente il potenziale commerciale. Idealmente, il prezioso elemento delle terre rare iridio potrebbe essere sostituito da un catalizzatore più economico, forse anche il ferro. L'olio di soia è stato originariamente scelto per la sua alta qualità e disponibilità, ma qualsiasi olio con un alto contenuto di acido oleico, come il crescione, funzionerà.

Altre notizie interessanti:

▪ Scanner compatti Brother ADS-1100W e ADS-1600W

▪ Gli orologi atomici renderanno più facile l'esplorazione dello spazio

▪ Processore 100 core EZchip TILE-Mx100

▪ Diamanti petroliferi

▪ oro di plastica

News feed di scienza e tecnologia, nuova elettronica

Materiali interessanti della Biblioteca Tecnica Libera:

▪ sezione del sito Batterie, caricabatterie. Selezione dell'articolo

▪ articolo del Mulino del Signore. Espressione popolare

▪ articolo In che modo Jung Richard Parker ha ripetuto il triste destino del suo omonimo letterario? Risposta dettagliata

▪ articolo L'albero di Dio. Leggende, coltivazione, metodi di applicazione

▪ articolo Antenna log-periodica. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

▪ articolo Archiviazione e installazione di chip CMOS. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Lascia il tuo commento su questo articolo:

Tutte le lingue di questa pagina

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Homepage | Biblioteca | Articoli | Mappa del sito | Recensioni del sito

www.diagram.com.ua
2000-2024