UMZCH 用の 1,5 kW の電力を備えた単純な自己生成 SMPS。スキーム、説明

無線電子工学および電気工学の百科事典
無料のライブラリ / 無線電子および電気機器のスキーム

UMZCH 用の 1,5 kW の電力を備えたシンプルな自家発電 SMPS。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

無料のテクニカルライブラリ

提案された SMPS の開発は、E. Gaino と E. Moskatov による記事「強力なスイッチング電源」 (「Radio」、2004 年、No. 9、p.31) に記載されているプロトタイプに基づいて実行されました。暫定的な目標は、広く入手可能なコンポーネントの使用により動作原理と製品の低コストを維持しながら、出力電力を 32 倍に高めることでした。このため、可飽和変圧器を使用してスイッチングトランジスタを制御することが優先されました。

このデバイスは、多数の配線コンポーネントを備えたドライバーチップを使用する代わりに、正帰還回路に抵抗を使用します。さらに、バイポーラスイッチトランジスタのベース電流は、IR2110、IR2113 などの最新のドライバチップの最大許容出力電流よりも何倍も大きくなります。マイクロ回路をトランジスタと整合させるには、増幅整合段とそれに電力を供給する補助電源を導入する必要があり、コンポーネント数が少ないなどの提案されたSMPSの利点が無効になります。安価で一般的なバイポーラトランジスタの代わりに、強力な MOSFET または IGBT を使用することもできますが、その場合、コンポーネントの低コストという別の利点が失われます。

試作機の無負荷時の変換周波数は9kHzしかないため、パルストランスが重く、不快な笛音が発生します。提案された SMPS では最小変換周波数が 30 kHz であるため、このような欠点はありません。

提案する SMPS の図を図に示します。 SMPS の基礎は、非飽和の強力な変圧器 T1 と飽和可能な低電力変圧器 T2 を備えた自励発振ブリッジ電圧コンバータです。このようなコンバータの使用はよく知られており、広く普及しているソリューションであり、「電子回路」で使用されています。ただし、これらのデバイスは、提案されているものに比べて消費電力が低くなります。

UMZCH用の1,5kWの電力を備えたシンプルな自己生成SMPS

主な技術的特徴：

供給電圧、V.....176...253;
定格出力電圧、V.....2x80;
最大負荷電力、kW....1,5;
デバイスの最高効率、%.....94;
無負荷時の変換周波数、kHz ..... 30;
重量、kg ..... 4,7。

UMZCH には独自の電流保護があるため、SMPS にはこの機能は必要ありません。変換周波数は一定ではなく、負荷電力が高くなるほど周波数も高くなります。サーミスタ RK1 および RK2 は、ネットワークに接続されている場合、酸化物コンデンサ C21 の充電開始電流を制限します。

緊急時にデバイスの電源を遮断するために、SF1 サーキットブレーカーが設計されています。ガスアレスタ F1 は、電源電圧の過負荷からデバイスを保護します。コンデンサーについて。 C10、C17、および 2 巻線インダクタ LXNUMX は、SMPS からネットワークへの高周波干渉の侵入を防ぐ U 字型フィルタを組み立てました。

ダイオードブリッジ VD8 はネットワークの交流電圧を整流し、コンデンサ C21 はそれを平滑化し、コンデンサ C22 は整流器の出力を高周波で分路します。

緩和ジェネレータは、抵抗 R1、R2、R7、コンデンサ C3、およびディニスタ VD7 を使用して組み立てられます。これらは、電源投入後にジェネレータを起動するのに必要なパルスを生成し、故障後にジェネレータが発生する条件を復元します。

抵抗 R8 ～ R15 はスイッチングトランジスタ VT1 ～ VT8 のベース電流を制限し、コンデンサ C6 ～ C9、C11 ～ C14 はスイッチングを高速化します。ダイオード VD5、VD6、VD9、VD10 は過渡電圧サージを抑制します。トランジスタのエミッタ回路内の抵抗 R3 ～ R6、R18 ～ R21 は、それらを流れる電流を等しくします。コンデンサＣ２０は、直流電流による不飽和トランスＴ１の磁気回路の磁化を除去する。

抵抗器 R16、R17 を介して、コンバータの出力 (変圧器 T1 の巻線 III) からその入力 (変圧器 T2 の巻線 V) まで正帰還回路が形成されます。コンバージョン頻度は次の式を使用して計算できます。

ここで、F は変換周波数 (kHz) です。 Uは変圧器T2の巻線Vの電圧パルスの振幅、Vです。 Vs - スイッチングトランス T2、T の飽和誘導。 q - パルスのデューティサイクル。 Sc は変圧器 T2 の磁気コアの断面積、cm2 です。 W は変圧器 T2 の巻線 V の巻数です。 K はトランス T2 の磁気回路の曲線因子であり、フェライトの場合はほぼ XNUMX に達します。

ダイオードブリッジ VD1 ～ VD4 は、変圧器 T1 の巻線 I のパルス電圧を整流します。コンデンサ C1、C2、C4、C5、C15、C16、C18、C19 および 1 巻線インダクタ LXNUMX は、出力電圧の高周波および低周波リップルを平滑化します。

ヒューズ FU1 および FU2 は、許容限度を超えて徐々に増加する負荷電流に対する保護を提供します。 LED HL1 はデバイスの動作ステータスを示し、抵抗 R22 は電流を制限します。

SMPS の設計は任意であり、コンポーネントの相対位置は重要ではありませんが、ダイオード VD5、VD6、VD9、VD10 のそれぞれをトランジスタのペア VT1VT3、VT2VT4、VT5VT7 にできるだけ近づけて配置することが望ましいです。、VT6VT8。ソースは吊り下げ設置で組み立てられます。

サング製自動スイッチ A-0701NM（SF1） Mao Enterprise Co., Ltd.の遮断電流15A、定格電圧250VのA-0702A、A-0702X、A-0710W、CBLS2A15、M115-B120に置き換え可能です。

サーミスタ SCK-2R515 (RK1 および RK2) は、温度 32 °C で最大許容電流が少なくとも 5 A、公称抵抗が 020 ～ 32 オームである MS7 015R15、MS5 10R25 または同様の NTC サーミスタに置き換えることができます。

キー電源スイッチTR26-21C-11D1(SA1)をSWR74または照光式スイッチMK-521A/Nに交換いたします。ガスディスチャージャー 2027-35-C (F1) は、B88069-X2380-S102、B88069-X370-S102、B88069-X410、FS04X-1JOS または FS04X-1JMG に置き換えることができます。

30ETH06 (VD1 - VD4) の代わりに、ダイオード 80E8U04、DSEI30-06A、HFA25TB60、RHRG3060 が適しています。各ダイオードは、冷却表面積が 90 cm2 の個別のヒートシンクに取り付けられています。

ダイオード HER1608G (VD5、VD6、VD9、VD10) は、15ETH06、15ETX06S、HFA25TB60、DSEI12-06A、FES16JT、およびダイオードブリッジと置き換え可能です。 KVRS2510 (有効面積が少なくとも 50 cm2 のヒートシンクを装備する必要があります) - GBU25M のいずれか。 BR2510、BR2510W、KVRS3510、またはMV4010。

Dinistor VD7 - KN102A ～ KN102V および 2N102A ～ 2N102V のいずれか。最後の 3 つは、高温で SMPS を動作させる場合に適しています。また、スイッチング電圧がそれぞれ 8 および 4 V の輸入 DB-32 または D40-1 ディニスタも適しており、スイッチングバイポーラトランジスタ VT8 ～ VT140 は、それぞれ冷却表面積 2 cm812 のヒートシンクに取り付けられています。 KT2A の代わりに、同じタイプの 812 個のトランジスタ 812T840A、KTXNUMXB、または KTXNUMXA を使用できます。

コンデンサ C1 ～ C3、C15、C16、C22 はポリエチレンテレフタレート MER または MEF で、C20 はそれぞれ 1 μF、定格電圧 630 V の 6 つの並列接続された MER コンデンサで構成されます。コンデンサ C9 ～ C11、C14 ～ C5 はセラミック。 KM90B-N10、K17-50A-N10、K17-50B-N17。コンデンサー。 SYu および S32923 - V2474-A881131M、交流ネットワークへの接続用に設計されています。コンデンサ 1105-S 81131-M、V1474-S81141-M、V1684-S81141-M と置き換えることができます。 В1334-С4-М または同様のもの。酸化物コンデンサ C5、C18、C19、C21、C50 - アルミニウム K6-50 K35-XNUMX または類似品。

電源に使用される固定抵抗はすべて非ワイヤです (MLT、OMLT、S2-23、S2-33 など)。抵抗 R1、R2、および R22 の消費電力定格は 2 W である必要があります。抵抗器 R3 ～ R6、R18 ～ R21 は輸入されたセラミック CRL シリーズであり、必要な抵抗と電力損失を得るために複数の並列接続された抵抗器で構成することもできます。

T1 パルストランスは、フェライト製の標準サイズ Ш20x28 の磁気コアで作られています。 M2000NM-9、技術仕様 OZHO.707.140TU に対応。フェライトM2000NM1-17の使用も可能です。この変圧器の巻線 I には、一緒に折り畳まれた 2 本の PETV-8 2 ワイヤの束の 0,5 巻のセクションが 28 つ含まれています。巻線 II には 2 本の PETV-0,5 2 ワイヤが折り畳まれた 0,5 ターンが含まれ、巻線 III には XNUMX ターンの PEV-XNUMX XNUMX ワイヤが含まれています。すべての巻線は、フッ素樹脂、マイラー、またはラッカーテープで相互に確実に絶縁する必要があります。

変圧器 T2 は、省エネランプの自励発振電子バラストから、サイズ K6xXNUMXxXNUMX の環状フェライト磁気回路に巻かれています。

巻線 I ～ IV のそれぞれには 2 回巻いた PEV-0,25 2 ワイヤが含まれており、巻線 V には 0,5 回巻いた PEV-XNUMX XNUMX ワイヤが含まれています。

スロットルL1は自作です。これは、標準サイズの 35 つの同一の部品で構成されるリング状の磁気回路で作られています。 KP26x7x60、alsiferブランド製。 PM-2。巻線 I と II は、窓が埋まるまで 2 本のワイヤ PEV-2 2 に巻かれます。 PEV-82726 の代わりに PETV ワイヤーを使用できます。チョークL2163は既製のB30-S16-N250で、パスポートによると、巻線電流XNUMXA、その間の最大電圧XNUMXVが可能です。

各巻線のインダクタンスは 2,2 mH です。

ヒューズ FU1 および FU2 - H630PT-15A H630-15A または類似品。 LED HL1 - 任意、できれば緑の輝き。

保守可能な部品から組み立てられた SMPS は、スイッチを入れるとすぐに動作するはずです。オートヘケレーションがない場合は、変圧器 T2 の巻線の位相を確認し、場合によっては、変圧器 T1 の巻線 V または巻線 III の端子の接続を交換する必要があります。無負荷変換周波数が 30 kHz から大きく異なる場合、これは T2 トランスの磁気回路に不適切な材料または欠陥 (隠れた亀裂など) があることを示しています。この場合、磁気コアを交換する必要があります。

著者: D. Butov, p. クルバ、ヤロスラヴリ地方

他の記事も見る セクション電源.

読み書き 有用なこの記事へのコメント.

<<戻る

科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：

庭の花の間引き機 02.05.2024

現代の農業では、植物の世話プロセスの効率を高めることを目的とした技術進歩が進んでいます。収穫段階を最適化するように設計された革新的な Florix 摘花機がイタリアで発表されました。このツールには可動アームが装備されているため、庭のニーズに簡単に適応できます。オペレーターは、ジョイスティックを使用してトラクターの運転台から細いワイヤーを制御することで、細いワイヤーの速度を調整できます。このアプローチにより、花の間引きプロセスの効率が大幅に向上し、庭の特定の条件や、そこで栽培される果物の種類や種類に合わせて個別に調整できる可能性が得られます。 2 年間にわたりさまざまな種類の果物で Florix マシンをテストした結果、非常に有望な結果が得られました。フロリックス機械を数年間使用しているフィリベルト・モンタナリ氏のような農家は、花を摘むのに必要な時間と労力が大幅に削減されたと報告しています。 ... >>

最先端の赤外線顕微鏡 02.05.2024

顕微鏡は科学研究において重要な役割を果たしており、科学者は目に見えない構造やプロセスを詳しく調べることができます。ただし、さまざまな顕微鏡法には限界があり、その中には赤外領域を使用する場合の解像度の限界がありました。しかし、東京大学の日本人研究者らの最新の成果は、ミクロ世界の研究に新たな展望をもたらした。東京大学の科学者らは、赤外顕微鏡の機能に革命をもたらす新しい顕微鏡を発表した。この高度な機器を使用すると、生きた細菌の内部構造をナノメートルスケールで驚くほど鮮明に見ることができます。通常、中赤外顕微鏡は解像度が低いという制限がありますが、日本の研究者による最新の開発はこれらの制限を克服します。科学者によると、開発された顕微鏡では、従来の顕微鏡の解像度の 120 倍である最大 30 ナノメートルの解像度の画像を作成できます。 ... >>

昆虫用エアトラップ 01.05.2024

農業は経済の重要な分野の 1 つであり、害虫駆除はこのプロセスに不可欠な部分です。インド農業研究評議会 - 中央ジャガイモ研究所 (ICAR-CPRI) シムラーの科学者チームは、この問題に対する革新的な解決策、つまり風力発電の昆虫エアトラップを考案しました。このデバイスは、リアルタイムの昆虫個体数データを提供することで、従来の害虫駆除方法の欠点に対処します。このトラップは風力エネルギーのみで駆動されるため、電力を必要としない環境に優しいソリューションです。そのユニークな設計により、有害な昆虫と有益な昆虫の両方を監視することができ、あらゆる農業地域の個体群の完全な概要を提供します。「対象となる害虫を適切なタイミングで評価することで、害虫と病気の両方を制御するために必要な措置を講じることができます」とカピル氏は言います。 ... >>

アーカイブからのランダムなニュース

冗長モジュールは平均的な DRDN20/40 および ERDN20/40 01.08.2020

Mean Well は、電気的パラメーターと設計パラメーターの両方の観点から、特別な冗長モジュールの範囲を拡大しました。電圧 20/24/20/5 V および電流 12/24 A の冗長モジュールが、すでに生産されている DRDN48 モジュール (20 V/40 A、DIN レール) に追加されました。

ERDN20およびERDN40シリーズのモジュールはシャーシに取り付けられており、その中には上記のすべての電圧のモデルがあります。また、DRDN20 および DRDN40 シリーズの冗長モジュールは DIN レールに取り付けられ、12 V 以上の電圧に対応しています。すべてのモジュールは、-40 ～ 80°C の広い温度範囲で動作するように設計されており、各電源ユニットのパフォーマンスを監視および通知するための回路を備えています (信号および「ドライ」リレー接点)。

この製品は、内部抵抗が非常に低いMOSFETコンポーネントを使用して、損失を減らし、入力と出力の間の電圧差を最小限に抑えます。これらのモジュールは、電源自体の障害によって電圧が失われてはならないアプリケーションを対象としています。たとえば、セキュリティシステムの重要なオブジェクト、継続的なプロセスを提供するデバイス、および非常に信頼性の高い電源を必要とするその他の重要なアプリケーションなどです。

その他の興味深いニュース:

▪ 二次元超結晶量子ガス

▪ 羊

▪ マイクロモーター付きナノタブレット

▪ ビデオ監視機能付き Powerbank SuperCam

▪ 自転車モノレール

科学技術、新しいエレクトロニクスのニュースフィード

無料の技術ライブラリの興味深い資料:

▪ サイトのセクション工場のテクノロジーを自宅で。記事の選択

▪ 記事ウルフチケット（パスポート）。人気の表現

▪ 記事劇場で女性が演じることが多い少年は誰ですか? 詳細な回答

▪ アッカ・フェイジョアの記事。伝説、栽培、応用方法

▪ 記事電気アンテナと磁気アンテナの等価性。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

▪ わらの記事。フォーカスシークレット

この記事にコメントを残してください：

このページのすべての言語

ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー