Источники вторичного электропитания

По рис. 5.1, зная выходную мощность Рвых=1200Вт и минимальное напряжение питания , выбираем ДПН (двухконтактный преобразователь напряжения), мостовая схема. Принимаем частоту преобразования

Рис. 5.1. К выбору схемы преобразователя напряжения.

Рис. 6 Мостовая схема ДПН.

В ДПН мощность потерь при равных условиях выше, чем в однотактных, больше схемных элементов, выше массогабаритные и стоимостные показатели. Мостовая схема ДПН характеризуется минимальным напряжением на запертом транзисторе ( Urл1 не превышает Еп).

4. Расчет силовых цепей высокочастотного инвертора.

Выходное напряжение в режиме НТ (непрерывного тока)

- напряжение нагрузки

n – коэффициент трансформации

- относительная длительность импульса тока одного ключа

(в ДПН принимается <0.5, т.к. период выходного напряжения складывается из работы одного, а затем другого ключа)

Примем

Режим НТ устанавливается при эквивалентной индуктивности вторичной обмотки трансформатора, сложенной с индуктивностью выходного фильтра.

Приняв индуктивность выходного трансформатора равной нулю, вычислили индуктивность дросселя фильтра, для которой гарантированно устанавливается режим НТ.

ПТ - режим прерывистого тока.

Выходное напряжение:

Амплитуда коллекторного тока

Режим НТ:

Режим ПТ:

После выбора схемы преобразования и определения токов, протекающих в ключах, приступаем к выбору типа транзисторов и схемы их включения.

Выбираем схему ключей с управлением от двухтактного ключа:

Рис. 7 Схемы ключей с активным рассасыванием зарядов

с управлением от двухтактного ключа

При токе увеличивается примерно в 3 раза.

Транзистор в ключе включаем параллельно. Для ключей используем 8 транзисторов (по два в каждом ключе) типа КТ834А с параметрами:

Коэффициент полезного действия транзисторного ключа:

Где - коэффициент насыщения;

5. Описание работы устройства по принципиальной схеме с описанием работы устройств защиты от перегрузок и нештатных режимов работы.

Схему ЭТУ можно разделить на две основные части: силовую и управляющую. В задачи первой входит получение требуемых величин напряжения, тока, мощности, частоты и т.д., а задачей второй части (управляющей) является преобразование различных физических величин с электрические сигналы, получение требуемых законов управления, обеспечение гальванической развязки и т.д.

Схема управления высокочастотным инвертором должна обеспечивать изменение выходного напряжения по заданному закону, либо поддерживать его постоянным независимо от изменения тока нагрузки. У источников питания с бестрансформаторным входом и относительно высоким напряжением питания инвертора дополнительно должно обеспечиваться исключение протекания сквозных токов через транзисторы двухтактного инвертора в переходных и установившихся режимах и отсутствия подмагничивания сердечника трансформатора, для чего схема управления должна обеспечивать времени закрывания силовых транзисторов и симметрирование длительностей импульсов в смежные полупериоды.

Для управления использована широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Задачей ШИМ является преобразование заданного управляющего сигнала в непрерывную последовательность импульсов фиксированной частоты, характеризуемую длительностью импульса и длительностью пауз при постоянном периоде их следования, задаваемом внешним или внутренним генератором. Т.к. частота преобразования ДПН

Входным параметром ШИМ является сигнал управления, а выходным – величина, обратная скважности импульсов: относительная длительность импульсов:

В качестве компаратора можно применить любой операционный усилитель или интегральный компаратор напряжения. Возьмем К554СА3.

Микросхема представляет собой компаратор напряжения. Благодаря малым входным токам и большому коэффициенту усиления могут подключаться к высокоомным датчикам, использоваться в прецизионных преобразователях сигналов, генераторах импульсов. Предусмотрена совместная возможность работы с ТТЛ-схемами.

Рис.8 Схема ШИМ на автоколебательном мультивибраторе с интегральным компаратором.

Период колебаний при равенстве R2 и R3 равен

Примем

Сигнал с шунта усиливает операционный усилитель типа К1401УД12. В схеме использованы триггер К155ТМ2 и ТТЛ К555ЛА7. Питание микросхем от стабилизированных источников питания типа К142ЕН5А на 5В, К142ЕН8 на 15В.

Описание работы устройств по принципиальной схеме.

подается на выпрямитель (однофазная мостовая схема). Выпрямитель преобразует напряжение переменного тока в однополярное пульсирующее напряжение с коэффициентом пульсации . Используем С-фильтр, который уменьшает коэффициент пульсации до . Для предотвращения выхода из строя выпрямителя с емкостным фильтром используется схема ограничения тока заряда конденсатора (рис. 5). Для получения требуемых выходных напряжений используем ДПН (двухтактный преобразователь напряжения). Он преобразует напряжение постоянного тока в переменное высокой частоты. Выбираем мостовую схему ДПН. Амплитуда импульса тока при одинаковых напряжениях питания и выходной мощности у ДПН меньше, чем у однотактных преобразователей.

Мостовая схема ДПН характеризуется минимальным напряжением на запертом транзисторе ( не превышает )

Если длительность интервала, в течение которого ток в спадает до нуля меньше , то такой режим работы ДПН называется режимом прерывистых токов (ПТ). В противном случае имеет место режим непрерывных токов (НТ). Ток через за время уменьшается. Конструктивное исполнение – Субблок с принудительным воздушным охлаждением. Субблок – комплекс функциональных узлов. Для охлаждения источника питания используется однофазный вентиляторный двигатель ДВО.1.400

SB1, SB2 – кнопки дистанционного управления (старт, стоп)

Библиографический список

1. Удинцев В.Н., Проскуряков В.С. Источники вторичного электропитания. Издательство УГТУ, 1998. 56с.

2. Сергеев Б.С. Сглаживающие фильтры однотактного преобразователя / Радиотехника. 1989. №3. С. 86-89.

3. Левинзон В.С. Защита в источниках электропитания РЭА. М.: Радио и связь, 1990. 144 с.

4. Гудиноф Ф. Интегральные схемы управления импульсными источниками пи­тания: Пер. с англ. // Электроника. 1989. № 23.

5. Ногин В.Н. Аналоговые электронные устройства: Учебное пособие для ву­зов. М.: Радио и связь, 1992. 304 с.: ил.

6. Букреев С.С. Силовые электронные устройства. М.: Радио и связь, 1987. 256 с.