ハーフブリッジコンバータを搭載したスイッチング電源。スキーム、説明

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ハーフブリッジコンバータを採用したスイッチング電源です。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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安定化なしで出力電圧を調整できるハーフブリッジコンバータを備えたスイッチング電源のこの回路は、はんだ付けステーションに電力を供給するために使用されます。この電源の構築と設定には困難が伴いません。これがこの電源の主な利点です。制御ユニットは、高周波回路である KR1156EU2 マイクロ回路で作られています。プッシュプル高周波スイッチング電源の構築に最適化された PWM コントローラー。

デバイス図を図に示します。 5.23。主電源電圧はフィルタ C1、L1、C2 に供給され、ダイオードブリッジ VD1 によって整流され、電流制限抵抗 R6 を通じてコンデンサを充電します。 SP と C12 はブリッジの 1 つのアームを形成します。もう一方のアームはトランジスタ VT2、VT2 で構成され、ブリッジの対角線にはトランス T1 の一次巻線が含まれます。電界効果トランジスタ VT2、VT1 は、DA2 マイクロ回路の出力からのパルスによって交互に開き、VT1 はマイクロ回路から直接制御され、VT1 はガルバニック絶縁の役割を果たす変圧器 T8 を介して制御されます。ゲート回路には抵抗 R9 と RXNUMX が含まれており、これらはゲート容量とともに形成されます。スイッチングノイズを低減するローパスフィルター。

チップ。 KR1156EU2 PWM コントローラには 11 つの出力段 (ピン 14、0,5) があり、大きな出力電流 (流入と流出の両方): 定電流 - 2 A、パルス電流 - 最大 5 A 向けに設計されています。マイクロ回路は内部ジェネレータ、周波数によって制御されます。 6 ピンに抵抗を接続し、5 ピンにコンデンサを接続して設定します (図 7 の R5.23、C50)。この場合のコンバータ周波数は XNUMX kHz に選択されます。

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出力信号のパルス幅変調には、トリガーと誤差信号増幅器で構成されるデバイスが使用されます。誤差信号アンプを使用すると、出力電圧の一部を基準電圧と比較し、アンプ入力に負帰還を適切に接続することで出力電圧を安定させることができます。ただし、この設計ではこの機能を使用しないため、次のように接続されます。マイクロ回路の非反転入力 (ピン 2) には、基準電圧源 (ピン 5,1) から +16 V の電圧が供給されます。ピン 7 には、ピン 6 からのこぎり波電圧が供給されます。アンプの反転入力 (ピン 1) は、抵抗 R4 を介して共通線に接続されています。

この方法で有効にすると、エラー信号アンプは出力パルスの最大持続時間に設定されます。パルスの持続時間を制御するには、コントローラーの別の機能であるピン 8 の「ソフトスタート」ノードが使用されます。約 2,25 ～ 4,5 V の範囲で変化する電圧がこのピンに印加されると、出力パルスの持続時間は次のようになります。最大値から 0 ～ 100% の範囲で調整します。したがって、最大パルス持続時間は半サイクル持続時間の 80% になります。

ピン 8 の電流は非常に小さい (約 10 μA)。このピンにコンデンサを接続することで (いわゆる「ソフトスタート」を実行できます。コンバータの動作は最小パルス幅で開始され、コンデンサの充電により徐々に定常値まで増加します。このデバイスでは、パルス幅、したがって出力電圧は可変抵抗器 R2 によって調整されます。抵抗器は分圧回路 R1.R3 に含まれており、基準電圧 +5,1 V に接続されています。

マイクロ回路のピン 9 の目的は電流保護です。トランジスタ VT2 を流れる電流が 1 A を超えると、ピン 9 の電圧は 1 V を超え、マイクロ回路の出力は現在のサイクルが終了するまで「オフ」状態に切り替わります。マイクロ回路の電源電圧はピン 15 に供給されます。電源用のピン (ピン 13) と共通ワイヤ (ピン 12) により、必要に応じて、ノイズ源である強力な出力段を外部から切り離すことができます。コンバーターの残りの部分。

マイクロ回路への供給電圧は、ダイオード VD12、VD13 およびコンデンサ C10 を使用した整流器から供給されます。デバイスがネットワークに接続されている場合、この電圧は存在しないため、初期起動の問題を解決する必要があります。このために、マイクロ回路の次の機能が使用されます。マイクロ回路の電源電圧が 9 V 未満の場合、コントローラーはオフ状態になり、信号が出力に出力されます。と。それが存在しない場合、マイクロ回路は約 1 mA の電流を消費し、抵抗 R6 を通じて充電されるコンデンサ C7 をバイパスしません。

電圧が約 9,8 V に達すると、超小型回路がオンになります。コンバータが起動すると、変圧器の巻線 III に電圧が現れ、整流されて動作中に超小型回路に電力を供給します (このデバイスでは約 15 V)。マイクロ回路のピン 15 には約 0,8 V のヒステリシスがあるため、電源電圧が 9 V を下回った場合にのみマイクロ回路がオフになります。その結果、マイクロ回路の起動時にピン 15 の電圧が短期間低下しても、マイクロ回路はオフになりません。消して。

すでに述べたように、出力 A と B (それぞれピン 11 と 14) の信号形状は、半サイクルの最大持続時間が 80% の交互に現れるパルスを表しているため、XNUMX つのトランジスタが閉じるまでの間隔はかなり長くなります。そしてもう一方のオープニング。その結果、両方のトランジスタがオープンになる瞬間がなくなり、貫通電流がなくなりました。

巻線 II からの出力電圧はダイオード VD14...VD17 によって整流され、インダクタ L2 を介してコンデンサ C13 に供給され、その後コンバータの出力に供給されます。インダクタ L2 の目的は、整流された一連の矩形パルスから一定成分を分離することです。整流された電圧パルス間の休止中、すべての整流ダイオードが開き、それらを通じてインダクタに蓄積されたエネルギーが負荷に入ります。

このブロックは輸入部品と国産部品を使用しています。逆電圧 1 V、最大電流 06 A の VD600 - W1,5M ダイオードブリッジ。 SP、C12 - Jamicon の 47 つの並列接続コンデンサ 160 μF 14 V。 VD17...VD22 - 逆電圧 100 V、最大電流 2 A の輸入 SF35 ダイオード。回復時間はXNUMXns。デバイスの効率とノイズレベルはこれらのダイオードの速度に大きく依存することに注意してください。

トランス T1 は M10NM6 フェライト製 K4,5x2000x1 リングに巻かれ、巻線数 I は 50、II - 40、線径は 0,15 mm、トランス T2 は M31NM18,5 フェライト製 K7x1000x1 リングに巻かれ、巻線 I には直径 160 mm の PEV ワイヤが 1 回巻かれ、II - 直径 0,3 mm の同じワイヤが 40 回巻かれ、III - 直径 0,6 mm のワイヤが 2x15 回巻かれます。インダクタ L0,15 は、リング内のギャップが 2 mm の M20NM10 フェライトで作られた K5x2000x1 リングに巻かれています。巻き数 - PO、直径1,5 mmのワイヤ。隙間は金鋸またはダイヤモンド砥石を備えたグラインダーを使用して作成され、強度を高めるためにテキストライトガスケットが隙間に接着されます。

小型ラジエーターにトランジスタを搭載。 VD7、VD8 - 合計 18 V の安定化電圧を実現する XNUMX つの直列接続されたツェナーダイオード。残りの部品はパルスソースの場合に一般的です。

デバイスをセットアップするとき、外部 +15 V 電源が DA10 マイクロ回路のピン 1 と 12 に接続され、出力 A と B での信号の存在、その形状、および抵抗 R2 によって調整されたときのパルス幅の変化がチェックされます。。必要に応じて、必要な制御範囲に応じて抵抗 R1 および R3 が選択されます。

次に、220 V の代わりに、+30 V 電源を切断せずに約 40 ～ 12 V の電圧を接続し、トランジスタの接続点の信号と、トランジスタの接続点での電圧の形成をチェックします。デバイスの出力とコンデンサC10に接続されます。電圧は定常モードと比較して比例的に低下する必要があります。

この後、+12 V 電源が削除され、デバイスは 220 V ネットワークに接続できます。最後に、変圧器 T2 の巻線 I と III の巻数が指定されます: III - + 15 V 電力も供給します。巻線 II として - 必要な最大電源電圧用。

著者: Semyan A.P.

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