スイッチング電源、220/29x2 ボルト 8 アンペア。スキーム、説明

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スイッチング電源、220/29x2 ボルト 8 アンペア。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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高出力オーディオ周波数アンプに電力を供給するには、通常、中間点を備えたバイポーラ出力、または電気的に結合されていない XNUMX つの出力を備えた電源が必要です。出力電圧は、最小値から最大値までの範囲で負荷電流が急激に変化しても実質的に変化しない必要があり、主電源電圧が変化した場合でも電源の効率が最大になる必要があります。電源は短絡や過負荷から保護する必要があります。

この記事で紹介されているスイッチング電源 (SMPS) は、これらすべての要件を満たしています。広範囲にわたる要素ベースで作られており、高価なコンポーネントや希少なコンポーネントは含まれていません。

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SMPS コンポーネントの目的:

SA1 - 電源スイッチ。

FU1 - 電源に事故が発生した場合に電源を保護するヒューズ。

RK1 - サーミスタ。コンデンサ C1.C4 の初期充電電流をダイオード VD1 および VD2 の安全な値に制限します。

RU1 - ネットワークから侵入する過電圧インパルスをバリスタが分路します。

C5-C6-L1 - コンバーターによって生成される高周波発振を抑制するネットワークフィルター。

VD1-VD2-C1、C4-R1-R2 - 容量分圧器を備えた主電源整流器。

電源がネットワークからオフになると、抵抗 R1 と R2 はコンデンサ C1 ... C4 を放電します。コンデンサ C1、C3 と C2、C4 の静電容量は一般に同じではなく、分圧器の中点は電源電圧の半分に対してシフトします。ただし、定常状態ではコンデンサ C8 があるため、バイアス電流は電源トランス T1 には流れません。

C7-C10-C11-L2-VD3-VD5-VD6 および C13...C15-L2-VD9-VD10-VD16 - マクリーマン方式に従って作成された平滑 LC フィルターを備えた出力整流器。出力整流器の直後に電解コンデンサを取り付けることは受け入れられません。これらのコンデンサは大きな電圧リップルによりすぐに過熱し、故障する可能性があるためです。

C9-C12-DA1-R3-R4-VD4-VD7 および C16-C17-DA2-R9-R11-VD17-VD22 は、過負荷および短絡に対する保護を提供する補償電圧レギュレータ (低ドロップタイプ) です。電源がオフになった瞬間、ダイオード VD4 と VD22 はコンデンサ C1 と C2 からの逆電圧から DA9 と DA16 マイクロ回路を保護し、コンデンサ C7 と C17 からの逆電圧からダイオード VD12 と VD17 を保護します。安定化出力電圧は、抵抗 R3、R4 および R9、R11 を選択することで変更できます。

R5-HL1-VD8 および R8-HL2-VD13 - スタビライザー保護の動作を示す回路。

T1 - パルス電源トランス。電源の入力と出力を電気的に分離します。

R6、R7、VD11、VD12は、主要なトランジスタに貫通電流が流れるのを防ぐ部品です。一方のトランジスタのベース回路の過剰キャリアが解消されるまで、もう一方のトランジスタは開くことができません。

VD14、VD15、VD18、VD19 - ダンピングダイオード。

VD20-VD21 - 電圧パルスリミッタ EMF 自己誘導リアクトル L3;

L3 - コレクタ電流の制限によりトランジスタを開く際に遅延を与えるリアクトル。トランジスタの安全なスイッチングにより、半導体構造の二次的な破壊は発生しません。

VT1、VT2 - スイッチングトランジスタ。 T2 トランスと貫通電流を防止する回路からベースに供給される電圧はほぼ同じである必要があります。この場合、T2 から取得される電圧の極性が変更されると、これらの電圧は補償され、ベース電流は閉じたトランジスタを通って流れなくなります。

R15-HL3-VD23 - SMPS のスイッチオンを示す光の要素。

C19-R10-R16-T1-T2 - コンバータの自励を行う正帰還回路。消費電力が増加すると、変換周波数が増加し、変圧器 T1 のすべての巻線の電圧が低下します。しかし、スイッチングトランスT2の巻線の電圧はコンデンサC19の静電容量の減少によってほとんど減少しないため、キートランジスタのベース・エミッタ接合にはほぼ同じ電圧が印加される。コンデンサ C19 のおかげで、トランジスタ VT1 と VT2 はアクティブ領域では動作しません。アクティブ領域では、トランジスタによって消費される電力が何倍にも増加し、コンバータの効率が低下します。コンデンサ C19 を変圧器 T1 の巻線 IV に直接接続すると、主要なトランジスタが故障するため、これは受け入れられません。

C18-R14-VS1 - ソースをオンにした後にパルスを生成するトリガー回路。これによりトランジスタ VT2 が開き、自動生成が開始されます。

T2 は可飽和スイッチングトランスです。磁気回路のパラメータと巻線の巻き数によって、コンバータの生成周波数が設定されます。全体の寸法が小さくなり、巻線の巻き数が少なくなるほど、変換周波数は高くなります。

統合電圧レギュレータ DA1、DA2 タイプ KR142EN22A を LT1083 に置き換えることができます。各マイクロチップは、冷却表面積 350 cm2 のヒートシンクに取り付けられています。スイッチングトランジスタ VT1 および VT2 (KT839A) は、逆電圧 838 V 以上、コレクタ電流 846 A 以上の KT208A KT1000A、BU4A または同様のものに置き換えられます。各トランジスタは、面積のあるヒートシンクに実装されています。 60cm2の。

Dinistor VS1 (KN102D) は、DB-3、DB-4、またはシリーズの任意の Dinistor と置き換えることができます。 KN102。ダイオード VD1 および VD2 - タイプ KD203G。逆電圧が 203 V 以上、順電流が 06 A 以上の KD120D、HFA1000TB8 などに置き換えることができます。

ダイオード VD3、VD5、VD9、VD16 (KD2997V) は、逆電圧が 213 V 以上、直流電流が 30 A 以上、周波数が 100 kHz 以上の KD1604A、100CTQ10、SFA100G などに置き換えられます。各ダイオードは、少なくとも 50 cm2 の冷却表面積を持つヒートシンクに固定されています。ヒートシンクへのダイオードの取り付けは必須です。ダイオード VD4、VD6、VD7、VD10、VD17、VD20、VD22 (KДl212A) の代わりに、KD226B、KD243B (V)、KD247B (V)、KD528A、MUR120、SF34、または少なくとも逆電圧を持つ類似のものを使用できます。 100 V および 1 A 以上の直流。ダイオード VD11、VD12 (KD2997A) は、KD2997、KD213 シリーズの任意のダイオード、ダイオード KD527A、1N5822、31DQ10、50SQ080、50SQ100 などの直流電流で置き換えることができます。ダンパーダイオード VD3、VD14、VD15 18 、VD19 (BY228) は、KD243Zh KD247Zh KD527D、KD528D、1A7、1F7、1N4007 に置き換えられます。 1N5408、1N5399、150EBU02、HER208、BYM26E、BYV26E、FR157、FR207、RL207 または逆電圧 1000 V 以上、順電流 1 A 以上の類似品。ダイオード VD23 (KD102A) は KD103A、KD221A で置き換え可能、KD509 510A、KD518A、KD522A または KDXNUMXB。

ツェナーダイオード VD8、VD13 (KS515A)、D814D、KS509A (B)、KS518A の代わりに、安定化電圧 14 ～ 20 V、最大電流 10 mA 以上の同様のダイオードが適しています。 VD21 (D816A)、D816B、または安定化電圧が 22 V ～ 30 V、最大電流が少なくとも 150 mA の類似品の代わりに使用します。

LED HL1 および HL2 (L5013SGD) は、L5013SGD-B、L5013UEBC-B、HL3 (AL307GM) - AL102、AL307 シリーズの任意の LED と置き換えることができます。

コンデンサ C1、C2、C12、C17 - タイプ K50-27、K50-35; C3 ... C7、C10、C13、C14 C18、C19 - K73-16、K73-17; C8 - K75-10、K75-12、K75-24; C9 C11、C15、C16 - KEA-II、K50-6、K50-27、K50-35。コンデンサ C8 の電力は少なくとも 550 VAR でなければならず、静電容量は 0,47 ～ 1,5 マイクロファラッドにすることができます。コンデンサ C19 の静電容量は 0,022 ～ 0,047 uF にすることができます。コンデンサは、同じ電圧用に設計された類似のものと置き換えることができます。

抵抗 R1、R9、R11、R15 は、MLT、OMLT C2-22 C2-23、R10 および R16 - C5-16MV、C5-37 または PEV-5 のタイプにすることができます。抵抗器は、同じ電力用に設計された同様の抵抗器と置き換えることができます。バリスタ RU1 (VCR391) は、JVR-10N361K、JVR-14N361K、JVR-20N361K、JVR-10N391K、JVR-14N391K、

JVR-20N391K、JVR-10N431K、JVR-14N431K、JVR-20N431K または類似品、RK1 サーミスタ (SCK-103NTC) - MZ92-P220RM、MZ92-R220RM、MZ92-P330RM、MZ92-R330RM または類似品。

チョーク L1 は、サイズ K55x60x24 のアルシファー TCHK14 または TCH7 で作られたリング上に作られています。巻線 I および II には、MGTF、PELSHO、または PEV-20 2 mm ワイヤがそれぞれ 01 ターン含まれており、2000 本のワイヤで巻かれています。さらに、各巻線の端子の 10 つにフェライトリング M6NM K3x1xXNUMX を装着することをお勧めします。インダクタの浮遊磁界が大幅に増加するため、受信機の磁気アンテナのフェライトロッドを LXNUMX として使用することはお勧めできません。そして、高電圧インダクタのシールドには非常に問題があります。

チョークL2は磁心に巻かれています。フェライト7НМのШ8х2000。巻線 I および II には、それぞれ 75 mm の PETV、PEPSHO、または PEV-2 ワイヤが 01,7 ターン含まれており、0,3 本のワイヤで巻かれています。コアコアには、テキストライトまたはゲティナクで作られた 0,5 ～ 0,05 mm の非磁性ギャップがあります。漂遊磁界を減らすために、チョークは 0,1 本のロッドすべての外側を厚さ XNUMX ... XNUMX mm の真鍮テープで XNUMX 周巻いてシールドされています。テープの端は互いにはんだ付けされています。

L3 リアクトルは、フェライトリング M2000NM または Micrometals K20x10x6 で作られています。半巻線のそれぞれにワイヤが 2 回巻かれています。 MGTF PETV、PEV-0,6、または従来の取り付けワイヤ XNUMX mm。

トランス T1 は、サイズ K2000x1x2000 のフェライト M2000NM1、M17NM-A、または M45NM28-8 を折り重ねた 15 つのフェライトリングで作られています。巻線 I および III には 15 mm ワイヤの 01,7 + 264 ターンが含まれています。巻線 II - 0,9 ターン 7 mm; 巻線 IV - 0,41 ターン 1 mm; 巻線 V および VI - 0,25 ターン、それぞれ 2 mm。ワイヤー - MGTF、PELSHO、または PEV-4。巻線 II は最初に巻かれ、66 層の絶縁体が含まれています。XNUMX ターンごとに巻いた後、PTFE またはマイラーフィルムの層が置かれます。

トランス T2 はフェライトリング M2000NM-A K10x6x8 上に作られています。すべての巻線 (I、II、III) には 0,3 ターンのワイヤが含まれています。 MGTF、PELSHO、または信頼性の高い絶縁の設置ワイヤー。巻線 I と II ではワイヤは 0,42 mm、III では XNUMX mm です。

デザイン。導体と電源の一部の相互配置は重要ではありません。私の場合、ソースはヒンジ付きインストールによって実行されます。高電圧で動作する部品を接続するワイヤの直径は 1 mm 以上、電源と負荷を接続するワイヤは少なくとも 1,7 mm である必要があります。すべてのワイヤはしっかりと絶縁されている必要があります。

設立。注意！ソース要素の一部は高電圧下にあり、生命を脅かします。安全規則を遵守してください。

電源をオンにする前に、設置が SMPS 回路に準拠しているか注意深く確認する必要があります。保守可能な部品から組み立てられているため、通常はすぐに動作し始めます。電源をオンにしても自動生成が行われない場合（HL3 LED がオフ）、変圧器 T1 の巻線 IV または変圧器 T2 の巻線 III の位相を変更する（両端を交換する）必要があります。トランスTXNUMX。

主電源電圧 220 V で、電源の無負荷電流が 40 mA (主電源フィルタ後に測定) を超える場合、変圧器 T1 のすべての巻線の巻数を比例的に増やす必要があります。出力電圧が 29 V と異なる場合は、抵抗 R3 と R11 を選択することで設定できます。

著者：E.モカトフ、タガンログ、ロストフ地方。

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