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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Potente alimentatore switching, 220/2x50 volt 800 watt. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Alimentatori Gli alimentatori switching sono ampiamente utilizzati nelle moderne apparecchiature elettroniche. L'attenzione dei lettori è invitata a un alimentatore switching con una potenza di 800 W. Si differenzia da quelli descritti in precedenza per l'uso di transistor ad effetto di campo e un trasformatore con un avvolgimento primario con un'uscita media nel convertitore. Il primo fornisce una maggiore efficienza e ridotte interferenze ad alta frequenza, e il secondo - metà della corrente attraverso i transistor chiave ed elimina la necessità di un trasformatore di isolamento nei loro circuiti di gate. Lo svantaggio di una tale soluzione circuitale è l'alta tensione sulle metà dell'avvolgimento primario, che richiede l'uso di transistor con la tensione consentita appropriata. È vero, a differenza di un convertitore a ponte, in questo caso sono sufficienti due transistor invece di quattro, il che semplifica leggermente il design e aumenta l'efficienza del dispositivo. Nell'UPS proposto viene utilizzato un convertitore push-pull con trasformatore, il cui avvolgimento primario ha una potenza media. Ha un'elevata efficienza, un basso ripple e irradia debolmente interferenze nello spazio circostante. L'autore lo utilizza per alimentare una versione alimentata a due canali dell'UMZCH. Tensione di ingresso UPS - 180...240 V, tensione di uscita nominale (con ingresso 220 V) - 2x50 V, potenza di carico massima - 800 W, frequenza operativa del convertitore - 90 kHz. Il diagramma schematico dell'UPS è mostrato in fig. 4.47. Come puoi vedere, questo è un convertitore con eccitazione esterna senza stabilizzazione della tensione di uscita. All'ingresso del dispositivo è incluso un filtro ad alta frequenza C1, L1, C2, che impedisce alle interferenze di entrare nella rete. Dopo averlo superato, la tensione di rete viene rettificata dal ponte a diodi VD1 ... VD4, le increspature vengono attenuate dal condensatore C3. La tensione CC raddrizzata (circa 310 V) viene utilizzata per alimentare il convertitore ad alta frequenza.
Il dispositivo di controllo del convertitore è realizzato sui microcircuiti DD1...DD3. È alimentato da una sorgente stabilizzata separata, costituita da un trasformatore step-down T1, un raddrizzatore VD5 e un regolatore di tensione sui transistor VT1, VT2 e un diodo zener VD6. Sugli elementi DD1.1, DD1.2 è montato un oscillatore master che genera impulsi con una frequenza di ripetizione di circa 360 kHz. Questo è seguito da un divisore di frequenza per 4, realizzato sui trigger del chip DD2. Con l'aiuto degli elementi DD3.1, DD3.2 vengono create ulteriori pause tra gli impulsi. Una pausa non è altro che un livello logico 0 alle uscite di questi elementi, che appare quando c'è un livello logico 1 alle uscite dell'elemento DD1.2 e attiva DD2.1 e DD2.2. La bassa tensione all'uscita di DD3.1 (DD3.2) blocca DD1.3 (DD1.4) nello stato "chiuso" (all'uscita - livello logico 1). La durata della pausa è pari a 1/3 della durata dell'impulso di tensione sui pin 1 DD3.1 e 13 DD3.2, che è abbastanza per chiudere il transistor a chiave. Dalle uscite degli elementi DD1.3 e DD1.4, gli impulsi infine generati vengono inviati agli interruttori a transistor (VT5, VT6), che, attraverso i resistori R10, R11, controllano le porte dei potenti transistor ad effetto di campo VT9, VT10 ( vedi figura 4.48). Gli impulsi dalle uscite dirette e inverse del trigger DD2.2 vengono inviati agli ingressi di un dispositivo realizzato sui transistor VT3, VT4, VT7, VT8. Aprendo a loro volta, VT3 e VT7, VT4 e VT8 creano le condizioni per la rapida scarica delle capacità di ingresso dei transistor chiave VT9, VT10, ovvero la loro rapida chiusura. I resistori di resistenza relativamente elevata R9 e R10 sono inclusi nel circuito di gate dei transistor VT10 e VT11. Insieme alla capacità delle porte, formano filtri passa-basso che riducono il livello delle armoniche all'apertura dei tasti. Allo stesso scopo sono stati introdotti gli elementi VD9 ... VD12, R16, R17, C12, C13. L'avvolgimento primario del trasformatore T9 è incluso nei circuiti di drain dei transistor VT10, VT2. I raddrizzatori della tensione di uscita sono realizzati in un circuito a ponte con diodi VD13...VD20, che riduce leggermente l'efficienza del dispositivo, ma riduce significativamente (più di cinque volte) il livello di ondulazione all'uscita dell'UPS. È importante notare che la forma delle oscillazioni, quasi rettangolare al massimo carico, si trasforma dolcemente in quasi sinusoidale quando la potenza viene ridotta a 10 ... 20 W, il che ha un effetto positivo sul livello di rumore dell'alimentazione UMZCH da questa unità a basso volume. La tensione raddrizzata dell'avvolgimento IV del trasformatore T2 viene utilizzata per alimentare i ventilatori. Il dispositivo utilizza condensatori K73-17 (C1, C2, C4), K50-17 (C3), MBM (C12, C13), K73-16 (C14 ... C21, C24, C25), K50-35 (C5. ..C7), KM (il resto). Invece di quelli indicati nello schema, è consentito utilizzare microcircuiti delle serie K176, K564. I diodi D246 (VD1 ... VD4) sono sostituibili con qualsiasi altro progettato per una corrente diretta di almeno 5 A e una tensione inversa di almeno 350 V (KD202K, KD202M, KD202R, KD206B, D247B) o un ponte raddrizzatore a diodi con gli stessi parametri, diodi KD2997A (VD13 ... VD20) - su KD2997B, KD2999B, diodo zener D8Yu (VD6) - su D814V. Come VT1, puoi utilizzare qualsiasi transistor delle serie KT817, KT819, come VT2 ... VT4 e VT5, VT6 - rispettivamente, qualsiasi delle serie KT315, KT503, KT3102 e KT361, KT502, KT3107, al posto di VT9, VT10 -KP707V1, KP707E1. Si sconsiglia la sostituzione dei transistor KT3102ZH (VT7, VT8). Trasformatore T1 - TS-10-1 o qualsiasi altro con una tensione secondaria di 11 ... 13 V con una corrente di carico di almeno 150 mA. La bobina L1 del filtro di potenza è avvolta su un anello di ferrite (M2000NM1) di dimensione K31x18,5x7 con filo PEV-1-1.0 (2x25 spire), il trasformatore T2 è avvolto su tre anelli di ferrite incollati insieme della stessa marca, ma dimensione K45x28x12. L'avvolgimento I contiene 2x42 giri di filo PEV-2-1,0 (avvolto in due fili), gli avvolgimenti II e III - 7 giri ciascuno (in cinque fili PEV-2-0,8), l'avvolgimento IV - 2 giri PEV-2- 0,8. Tra gli avvolgimenti sono posati tre strati di isolamento in nastro PTFE. I circuiti magnetici delle strozzature L2, L3 sono barre di ferrite (1500NMZ) con un diametro di 6 e una lunghezza di 25 mm (trimmer da nuclei di armatura B48). Gli avvolgimenti contengono 12 giri di filo PEV-1-1,5. I transistor VT9, VT10 sono installati su dissipatori di calore con ventole utilizzate per raffreddare i microprocessori Pentium (sono adatti anche nodi simili di processori 486). I diodi VD13...VD20 sono montati su dissipatori con una superficie di circa 200 cm2. Quando si installa l'UPS, è necessario assicurarsi che tutti i collegamenti siano i più corti possibile e nella sezione di alimentazione utilizzare un cavo della sezione trasversale più grande possibile. È auspicabile racchiudere l'UPS in una schermatura metallica e collegarlo al terminale 0 V dell'uscita della sorgente, come mostrato in fig. 4.49.
Il filo comune dell'alimentatore non deve essere collegato allo schermo. Poiché l'UPS non è dotato di un dispositivo di protezione da cortocircuito e sovraccarico, è necessario prevedere nel circuito di alimentazione fusibili da 10 A. L'UPS descritto non ha praticamente bisogno di essere regolato. È importante solo mettere in fase correttamente le metà dell'avvolgimento primario del trasformatore T2. Se le parti sono in buone condizioni e non ci sono errori nell'installazione, l'unità inizia a funzionare immediatamente dopo essere stata collegata alla rete. Se necessario, la frequenza del convertitore viene regolata selezionando il resistore R3. Per aumentare l'affidabilità dell'UPS, è auspicabile farlo funzionare con un UMZCH, che fornisce il soffiaggio tramite un ventilatore. Autore: Semian A.P.
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