12 ストローク電圧コンバーター 220/XNUMX ボルト。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

無線電子工学と電気工学の百科事典 / 電圧変換器、整流器、インバーター

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プッシュプルコンバータでは、パルストランスの磁気コアがより効率的に使用されます。 このような回路では、コアの磁化に対処する必要がないため、コアの寸法を縮小することができます。 出力電圧は対称です。 さらに、コンバータトランジスタはより軽いモードで動作します。

場合によっては、低電力（最大 15 W）の場合、発振回路に従って作成された最も単純なコンバータが使用されます（図 4.16、a）。 この回路は使用される部品にとって重要ではありませんが、抵抗 R2 を使用してトランジスタ動作モードの動作点を選択すると、デバイスの性能を向上させることができます (R2 と並列にコンデンサが取り付けられる場合もあります)。 抵抗 R1 ～ R2 の分圧器は、発振器を起動するために必要な初期電流を供給します。

米。 4.16. プッシュプル発振器のスキーム

汎用の2N3055トランジスタを国内同様のKT818GM、KT8150Aに置き換え、供給電源の極性を変えればpnpトランジスタも使用可能です。 回路の供給電圧は 12 ～ 24 V です。デバイスを長期間動作させるには、ラジエーターにトランジスタを取り付ける必要があります。

変圧器はフェライト M2000NM1 リング磁気導体で作成でき、その動作セクションによって異なります。 負荷の電力から。 選択を簡略化するには、推奨事項を使用できます (表を参照)。 4.5.

表4.5。 M2000NM1ブランドのリングフェライト磁気回路の許容最大電力

変圧器 T1 の製造では、巻線 1 と巻線 2 が同時に巻かれますが、それらの接続の位相は図に示されているものと一致する必要があります。 サイズ K32x20x6 の環状磁気回路のセクションでは、巻線 1 と巻線 2 にはそれぞれ 8 ターンが含まれます (直径 1,2 ... 0,81 mm の PEL ワイヤ)。 3 と 4、それぞれ 2 回転 (0,23 mm)。 5 - 二次巻線の巻き数は必要な電圧によって異なります (0,1 ... 0,23 mm)。

この回路を使用すると、現代のテレビで使用されている変圧器の磁気回路を使用すると、最大 30 kV の電圧を得ることができます。

電界効果トランジスタで作られた同様の発振回路を図に示します。 4.16b. これにより、フィードバック巻線を必要としない、より単純なトランスの使用が可能になります。 ツェナー ダイオード VD1、VD2 は、危険な電圧がトランジスタのゲートに現れるのを防ぎます。

このような回路の動作周波数は、トランスの磁気回路のパラメータと巻線のインダクタンスによって設定されます。これは、フィードバック信号の遅延がこれに依存するためです（周波数が20 ... 50の範囲にあるとより良いです） kHz）。

これらの回路の欠点として、効率が低いため高電力での使用が困難であること、および出力電圧が安定せず、電源電圧の変化に応じて大きく変動する可能性があることが挙げられます。 特殊なマイクロ回路 (図 4.17) を使用して作成された、より成功したプッシュプル コンバータ回路は、効率が高く、負荷で安定した電圧を維持できます。

米。 4.17。 プッシュプルパルスコンバータのスキーム（クリックして拡大）

このコンバータは、広く使用されている T114EU4 PWM コントローラ チップ (TL494 の完全な輸入品) で作られているため、回路は非常にシンプルです。 通常状態（ゲート電圧ゼロ）では、トランジスタ VT1、VT2 は閉じられ、マイクロ回路の対応する出力からのパルスによって開きます。 抵抗 R7 ～ R9 および R8 ～ R10 は、マイクロ回路の出力電流とキーのゲートの電圧を制限します。 一連の要素 C1 ～ R2 は、電源がオンになったときに動作モードからスムーズに終了します (マイクロ回路の出力でのパルス幅が徐々に増加します)。 ダイオード VD1 は、電源極性を誤って接続した場合の回路素子の損傷を防ぎます。

動作を説明する電圧図を図に示します。 4.18。 図 (a) に見られるように、パルスの後縁は前縁よりも長い持続期間を持っています。 これは、電界効果トランジスタのゲート容量の存在によるもので、マイクロ回路の出力トランジスタが閉じているときに、その電荷は抵抗器R9（R10）を通じて吸収されます。 これにより、キーを閉じる時間が長くなります。 オープン状態では、電界効果トランジスタでの電圧降下は 0,1 V 以下であるため、VT1 と VT2 のわずかな加熱という形での電力損失は、主にトランジスタがゆっくりと閉じることによって発生します (これが、トランジスタの動作を制限するものです)。最大許容負荷電力）。

米。 4.18。 ストレス図

100 Wの電力でランプを使用する場合のこの回路のパラメータを表に示します。 4.6. アイドル時の消費電流は0,11A(9V)、0,07A(15V)です。 コンバータの動作周波数は約 20 kHz です。

表4.6。 スキームの主なパラメータ

T1 トランスは、M2000NM1 フェライト グレード K32x20x6 で作られた 4.7 つのリング コアを折り重ねて作られています。 巻線パラメータを表に示します。 XNUMX.

表 4.7. トランスT1の巻線のパラメータ

巻く前に、コアの鋭利なエッジをヤスリまたは目の粗いサンドペーパーで丸くする必要があります。 変圧器の製造では、最初に二次巻線が巻かれます。 巻線は交互に 1 層で行われ、その後ワニスを塗った布またはフッ素樹脂テープで絶縁されます。 図に示すように、一次巻線 2 と 4.19 には 4.20 本のワイヤが同時に巻かれます。 XNUMX (磁気回路の巻き数を均等に分配)。 このような巻線により、フィールドキーを閉じるときにフロントで発生する電圧サージを大幅に減らすことができます。 トランジスタはジュラルミン材を用いたヒートシンク上に設置されています（図XNUMX）。

米。 4.19 パルストランスの設計図

米。 4.20。 ラジエーターの設計

ラジエーターはプリント基板の端に固定されています。 厚さ 1,5 ～ 2 mm のグラスファイバー製の片面プリント基板の寸法は 110x90 mm です (図 4.21 および 4.22 を参照)。

米。 4.21. PCB トポロジー

米。 4.22. 要素の配置

この方式は、最大 100 ワットの電力を常時消費する負荷に電力を供給するために使用できます。 より多くの電力を得るには、フィールドスイッチのスイッチング時間を短縮する必要があります。 これは、K1156EU2、UC3825 などの強力な電界効果トランジスタを制御するように設計された相補出力段を備えた特別に設計されたマイクロ回路によって実行できます。

上記の回路で最大 60 W の電力に対応するパワー スイッチとして、静電誘導を備えた N 型トランジスタ KP958A (BCIT-バイポーラ静電誘導トランジスタ) を使用することもできます。 これらは、高周波電源での動作向けに特別に設計されています。 このようなトランジスタの動作物理学は従来のバイポーラトランジスタの動作物理学に近いですが、その設計上の特徴により、次のような多くの利点があります。

1）オープン状態の低電圧降下ソース-ドレイン。
2) ゲインの増加。
3）高いスイッチング速度。
4) 熱破壊に対する耐性が向上します。

この場合、同じパラメータを持つトランジスタを選択し、抵抗器 R9 と R10 を 100 ... 150 オームに下げることをお勧めします。

著者: Shelestov I.P.

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