|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
無線電子工学および電気工学の百科事典 コンサートアンプ用の10キロワットスイッチング電源。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
ディスコや小規模会場のサウンド システムの増幅装置によって消費される電力は 2 ～ 10 kW に達します。 同時に、アンプの出力段には、±80 ～ ±160 V (およびそれ以上) の電源電圧が必要です。 この記事では、コンサート UMZCH の最終ステージに電力を供給するように設計されたバイポーラ スイッチング電源 (SMPS) (図 1) を提案します。 現時点で誌面に掲載されている電源装置の中で、このSMPSが最も強力です。 SMPS は、パルス幅原理に従って安定化された一定のバイポーラ出力電圧を提供し、過電流保護システムも備えています (コンポーネントの過熱に対する保護は提供されません)。 SMPS は、周波数 3 Hz の三相ネットワークによって電力を供給されます。 出力負荷がない場合にネットワークに電源が含まれても事故にはつながりませんが、電圧安定化係数に悪影響を与えるだけです。 ただし、SMPS の通常の起動は、オーディオ複合施設の他のすべてのユニットとシステムの予備的なスイッチがオンになった後にのみ実行されることを強調しなければなりません。 デバイスの変換周波数は比較的低く (50 kHz)、これはパルスコンバータの強力なキートランジスタの周波数特性によるものです。 位相不均衡がない場合。 SMPS の力率は最大 25 に達することがあります。これは、ゼロ ダイオードと誘導応答を備えたフィルターを備えたラリオノフ整流器の動作の特殊性によるものです。
コンポーネントの目的 デバイスに異常が発生した場合の電源の保護は、三相サーキットブレーカー FU3 によって提供されます。 バリスタ RU1、RU1 は、ネットワーク内で発生する短期間のサージをブロックします。 インダクタ L6 ... L2 は、コンデンサ C5、C7、C10、C11、C22 C28、C32、C34、C35、C37、C39、C44、C45 ... C221 とともに、電源ネットワークに流れる可能性のあるリップルを抑制する高周波無効フィルタの機能を実行します。 抵抗 R223...R45 はチョーク L47...L3 を減衰させ、自己誘導 EMF を低減します。 フィルタリングされた交流主電源電圧は、VD35 ゼロ ダイオードを備えた Larionov VD36 整流器に接続されます。 出力のリップル周波数は 300 Hz です。 インダクタンスの小さなインダクタ L11 は、電源ネットワークに入る可能性のある高周波成分をフィルタリングするために必要です。また、コンデンサ C317、C346、C381 がラリオノフ整流器の出力に接続されているときに、力率が実質的に低下せず、相電流の形状が歪まないようにするためにも必要です。 パルスコンバータの通常動作には、ポリプロピレンコンデンサ C317、C346、C381 が必要です。 固定抵抗 R63 ... R66 は、デバイスの完成後にコンデンサ C317、C346.C381 を放電します。 11 巻線インダクタ L38 の巻線 II とダイオード VD317 のおかげで、インダクタの磁場に蓄えられたエネルギーはコンバータ電源回路のコンデンサ C346、C381、C7 に回収されます。 バリスタ RU8 および RU11 は、インダクタ LXNUMX の自己誘導 EMF によって引き起こされる過電圧インパルスを抑制します。 三相電源電圧が 3 V で、位相の不均衡がない場合、相電圧 Uf は次のようになります。
アイドル時の定格主電源電圧では、ラリオノフ整流器の出力の定電圧は次のようになります。
実際には、VD35 整流器のダイオード、オープン サイリスタ VS1、L11 チョークの I 巻線などで電圧降下があるため、パルス コンバータに供給される DC 電圧は約 10% 低くなる可能性があります。 電源がオンになった瞬間のコンデンサ C317、C346 ... C381 の充電により、ラリオノフ ブリッジ VD35 を流れる電流パルスが生成されます。 フィルタコンデンサの充電によって電流過負荷が発生しないようにするために、ステップバイステップ起動回路が使用され、その作動要素はサイリスタVS1です。 電源がオンになると、VS1 が閉じ、充電電流 C317、C346 ... C381 が抵抗 R53 を流れ、充電電流が 22,6 A (最大主電源電圧時) に制限されます。 このような電流は、VD35 ダイオードにとって危険ではありません (パルス コンバータによって消費される最大電流は約 24 A)。 フィルタコンデンサを充電した後、R53 はサイリスタ VS1 によって分路され、C287-R57 回路によって決定される遅延でオンになります。 VS1 電界効果トランジスタ VT12 を開き、抵抗 R55 が制御電極の電流を制限します (抵抗 R55 は、制御電極の電流がロック解除電流を余裕を持って超えるように選択されます)。 コンデンサ C286 は、干渉によるサイリスタの偶発的なスイッチオンを防ぎます。 コンデンサ C317、C346 ... C381 の充電によって生成される電流パルスを制限する回路は、パラメトリック スタビライザー R54-VD37-VT11 によって電力供給されます。 コンデンサ C288 は電圧リップルを抑制します。 ファン M1 ... MZ は同じスタビライザーから電力を供給され、その巻線の自己誘導による EMF は VD39 ダイオードによって抑制されます。 スタビライザーは、C228、C229、L6、VD27、VD30 に平滑 LC フィルターを備えたスイッチング整流器に接続されています。 チョーク L6 - 復調中。 これは、コンデンサ C228 および C229 の電圧が、変圧器 T4 の巻線 II の電圧の振幅値ではなく、実効値に比例するようにするために必要です。 寄生抵抗とインダクタンスが低いポリプロピレン コンデンサ C229 は、高周波で電解コンデンサ C228 を分路し、電解コンデンサ CXNUMX の過熱を防ぎます。 リニアトランス T2 の一次巻線はヒューズ FU2 を介して電源フィルタに接続されています。 二次巻線は平滑フィルタC24、C36を備えたVD38ブリッジ整流器に接続され、整流された電圧はパラメトリック安定器R34-VD13-VT9に接続され、そこから安定化された電圧がU字型フィルタC14-C19-L1、C23、C27、C30に供給されます。 SMPS のマスター オシレータは、テキサス インスツルメンツ (Unitrode) 製のストラップ回路を備えた 1 ストローク UC2 コントローラである DA3825 チップ上に構築されています。「示されている IC の各キー トランジスタの最大電流は、パルス幅 2 μs (直流で 0,5 A) で 0,5 A です。DIP-3825 プラスチック ケース内の UC16 IC ピンの目的は次のとおりです (図 2)。以下に続きます: 1 - エラーアンプの反転入力、
抵抗器 R2、R10、R52、R58 (図 1) では、SMPS の出力分圧器が構成され、コンデンサ C230 ... C257、C258 ... C285 に適用されます。 要素 C5 および R11 は、自動制御システムのノイズ耐性を高めます。 抵抗 R2 と R10 の両端の一定の電圧降下は、DA1 チップのエラー アンプの反転入力に接続されます。 メーカーの参照データによると、この電圧はマイクロ回路のピン 0,3 に対して -7 ... + 10 V の範囲内である必要があります。 2 V の定電圧が分圧器 R10-R52-R58-R200 に供給される場合、抵抗 R10 を調整することにより、DA1 のピン 1 で +0,27 ... + 5,3 V の範囲の電圧を実現できます (ピン 10 と 12 の電位を基準にして)。 R10を調整すると出力電圧が変化し、その結果誤差信号アンプの反転入力の電圧も変化することに注意してください。 出力電圧安定化システムは次のように動作します。 何らかの理由で SMPS の出力電圧が増加すると、分圧器から DA1 のピン 1 への電圧も増加します。 これにより、パワーモジュールに入るマイクロ回路によって生成されるパルスのデューティサイクルが減少します。 一定の生成周波数でのバイポーラパルスの持続時間の減少。 パルス変圧器 T4 の二次巻線の実効電圧は減少し、復調インダクタ L7 の後のコンデンサ C230 ... C285 に印加される DC 電圧は元のレベルに戻ります。 DC 電圧制御は、出力ではなくパワー高周波フィルタの入力で正確に実行されます。これは、過剰な位相シフトの存在が自動出力電圧制御システムの不安定につながるためです (負のフィードバックの代わりに、正のフィードバックと SMPS の自励が発生する可能性があります)。 コンデンサC230 ... C243およびC258 ... C271の寄生抵抗とインダクタンスが最小値であることが非常に重要です。 R9-C8 チェーンは、補正エラー信号アンプです。 基準電圧 (+5,1 V) はエラーアンプの非反転入力 2 に直接印加されます。 セラミックコンデンサ C2 はリップルをフィルタリングします。 定格 R1、R4、および C1 は、DA1 が生成するパルスの周波数を設定します。 静電容量 C1 は、異なる極性のパルス間の休止時間 (「デッド タイム」) を決定します。静電容量 C1 が大きいほど、デッド タイムは長くなります。 コンポーネント C6、R3、VT1 には、マスター オシレーター DA1 の「ソフト」スタート回路が組み込まれています。 要素 R12、C12、C13 - 高周波リップルを抑制し、低電流の予備回路と大電流の最終段 DA1 を「分離」するパッシブ フィルターです。 コンデンサ C12 と C13 の寄生抵抗とインダクタンスはできるだけ小さくする必要があります。 コンデンサ C13 - セラミック。 タンタル コンデンサ C12 の定格電圧は 50 V 未満であってはなりません。そうでない場合、電圧が漏洩する可能性があり、タンタル コンデンサは通常、回路が閉じた状態で故障します。 DA1マイクロ回路の出力段と、パワーモジュールVT2およびVT10のキートランジスタのゲート-エミッタ間容量を強制的に放電する回路との間に、5つのMOSFET VT6およびVT1を備えたドライバがあります。 その目的は、整合トランス T16 の巻線 I に供給されるパルスの電力を増加させることです。 抵抗 R17 と R5 はトランジスタ VT6 と VT18 の開閉を遅らせ、R19 と R20 はゲート - ソース間容量を放電します。RC 回路 C22 ～ R21 と C23 ～ R1 は、T2 パルス トランスの一次半巻線を減衰するために必要です。 これらがないと、VT10 および VTXNUMX モジュールの主要なトランジスタの制御パルスの形状が大きく歪み、必然的に緊急事態が発生する可能性があります。 電力用パルストランスの一次巻線 I を流れる電流の強さ。 T4、変流器 TK を監視します。 抵抗器 R39、R40、R43、および R44 を流れる電流パルスは、抵抗器に電圧降下を生じさせ、その大きさは一次巻線の電流に比例します。 これらの抵抗の両端の電圧上昇率は、RC 回路 C40 ～ R37 および C41 ～ R38 によって低減され、さらに寄生振動プロセスの急速な減衰に寄与します。 双方向トランシル (トランシル - 過渡電圧抑制ダイオード) VD20 および VD21 は、過電圧パルスの振幅を制限します。 パルスは、C16 と R17 に負荷されたショットキー ダイオード VD3 と VD33 を整流し、ピーク検出器を形成します。 整流された電圧は分圧器 R27 ～ R32 に供給され、同調抵抗 R27 のスライダーを回転させることで、電流保護システムが持つべき必要な感度が調整されます。 過負荷信号は分圧器からマルチリンク フィルター C9-C29-C31-R15-R26 に供給され、高周波リップルが抑制されます。 静電容量 C9、C29、C31 が大きくなり、抵抗 R15 および R26 が大きくなるほど、電流保護システムの慣性も大きくなります。 慣性が高すぎると保護機能を実行できなくなり、速すぎると誤検知が発生する可能性があります。 フィルタリングされた過負荷信号電圧は DA9 マイクロ回路の入力 1 に供給され、電流が緊急に増加した場合にコントローラがブロックされます。 DA9 のピン 1 の電圧がピン 0,9 に対して +1,1 ～ +10 V である間、パルスのデューティ サイクルは減少し、この電圧が +1,25 ～ +1,55 V に達すると、パルスの形成が停止します。 IC UC9、UC1825、UC2825 のピン 3825 の標準的なターンオフ遅延時間はわずか 50 ns で、最大遅延時間は 80 ns を超えません。 参考書によると、ピン 9 に対して入力 10 に印加できる最大電圧は +6 V ですが、このデバイスでは 3,8 V を超えません。 マッチングトランス T1、電流トランス T3、および電力パルストランス T4 は、デバイスの入力および出力回路のガルバニック絶縁を提供します。 変圧器 T1 は、IGBT モジュール VT2 および VT10 のゲート容量を相互に、およびトランジスタ ドライバから強制的に放電するための回路のガルバニック絶縁の機能を担います。 IGBT モジュール VT2 および VT10 の強制ロック回路は、R13、R20、R24、VD5、VD7、VD9、VT3 の 14 つのコンポーネント グループで表されます。 R21、R25、R6、VD8、VD10、VD4、VT28; R30、R35、R11、VD14、VD18、VD7、VT29; R31、R36、R12、VD15、VD19、VD8、VT20も同様です。 抵抗 R21、R30、R31、および R2 は、パワー モジュール VT10 および VTXNUMX 内の対応するトランジスタのオン/オフのスイッチングを遅くし、振動プロセスの振幅と持続時間を短縮するために必要です。 これがないと、過度に高い信号スルーレートによって引き起こされる寄生サイリスタ構造の「スナップ」により、IGBT モジュールの制御性が失われる危険があります。 CM300DU-24NFH パワーモジュールを製造する Powerex, Inc. の専門家は、1 ～ 10 オームの範囲のゲート抵抗値を推奨しています。 抵抗 R24、R25、R28、および R29 は、回路内で発生する寄生発振を減衰します。 整合変圧器 T1 の巻線 II、III、IV、V と抵抗 R24、R25、R28、R29 の負荷を取り除くと、この変圧器の 3 次巻線の電圧パルスの形状は図 5 に示す形になります (掃引期間 - XNUMX μs/div.)。 このような減衰した振動プロセスでパルスを取得することは避けるべきです。
ソースがオンになると、コンバータの電源電圧が、IGBT モジュールのゲート-エミッタ容量とゲート-コレクタ容量で形成される寄生分圧器に印加されます。 ゲートとエミッタ間の電圧をトランジスタにとって安全なレベルに制限しないと、トランジスタがブレークスルーしてしまいます。 CM300DU-24NFH IGBT モジュールのゲート-エミッタ電圧は ±20 V を超えてはなりません。これは、このクラスのデバイスの通常の値です。 ゲート-エミッタ回路は、双方向クランプ ダイオード VD5、VD6、VD18、および VD19 によって保護されています。 IGBT モジュールのゲート-エミッタ間容量の加速放電は、バイポーラ pn-p トランジスタ VT3、VT4、VT7、および VT8 によって行われ、これらのトランジスタが開くと電子スイッチの制御入力がバイパスされます。 抵抗 R13、R14、R35、R36 もゲート - エミッタ間容量の放電に役立ちます。 強力な制限ダイオード VD3、VD4、VD22、VD23 が主要なトランジスタを過電圧から保護します。 ダンピングチェーン C3-R7-VD1; C4-R8-VD2; C42-R41-VD25; C43-R42-VD26 はスナバです。 これらが存在しない場合、キーが IGBT クリスタルにロックされるたびに、パワー モジュール VT2 および VT10 が数キロワット単位で計算される大きな電力を短時間放出することになり、これによりパワー トランジスタの半導体に激しい劣化が引き起こされ、最終的には故障につながる可能性があります。 コンデンサ C46.C220 は、パルストランスコアの長期にわたる DC バイアスを防止します。 T4、T4 磁気回路の飽和を引き起こす可能性があります。 強力なダイオード VD31 について。 スナバ C34-R224、C48-R225、C49-R226、および C50-R227 でシャントされた VD51 には、7 つの独立した出力パルス整流器が組み込まれています。 インダクタ L230 は、復調とグループ電圧の安定化に使用されます。 コンデンサ C285 ... C289、C316 ... C318、C345 ... C8 およびチョーク L10 ... L230 が出力を形成します。 高周波のリップルを滑らかにするU字型フィルターです。 コンデンサ C243.C258、C271 ... C289、C316.C60 の寄生抵抗とインダクタンスは最小限でなければなりません。 抵抗 R61 および R1 は、SMPS の終了後に出力フィルタ コンデンサを放電します。 HL59 LED はデバイスのオン状態を示し、抵抗 R62 と R3 はデバイスを流れる電流を制限します。 ヒューズ FU4 および FUXNUMX は、過電流が発生した場合に SMPS 出力フィルタ コンデンサから負荷を切断します。 可能なコンポーネントの交換 チップ 0A1 ブランド UC3825 は、UC2825、UC1825、または K1156EU2 に変更できます。 周波数設定コンデンサ C1 には、MPO 温度安定性グループが必要です。 たとえば、ブランドのコンデンサが適しています。 K71-7。 「容量ちらつき」が発生する可能性のあるコンデンサは使用しないでください。 容量 3 nF、定格電圧 4 kV (直流時) のダンピング回路のコンデンサ C42、C43、C15、C4 は、WIMA のポリプロピレン誘電体ブランド Snubber FKP15N/4000 とともに使用されます。 スナバ FKP15N/3000 デバイスと交換できます。 コンデンサ C7、C10、C11、C34、C35、C37 はセラミックの Y22 タイプで、C28、C32、C39、C44、C45、C221、C223 ... C1 はポリプロピレンの金属化された X7 タイプです。 コンデンサ C10、C11、C34、C35、C37、C33 は DECE222J4ZC34B ブランドで使用でき、容量 102 nF、定格電圧 2 kV の同様のブランド DHRB15C5M2.2FB または K6,3-22 と置き換えることができます。 コンデンサ C28、C32、C39、C44、C45、C221、C223 ... C10 - WIMA の MKP330N1K0K27-10470、自己消火ケース付き。 これらのコンデンサは、MKP2N/10K、MKP1 1.6U/0,33K などと交換可能です。 0,47uF、0,68uF、または1840uFシリーズのメタライズドポリプロピレンコンデンサを使用できます。 Vishay 製 MKR600、定格 AC46 V。 それぞれ容量 220 nF、定格 DC 電圧 47 kV のコンデンサ C2.C14 は、高周波ポリプロピレン、FKP7 2000N / 175 です。 並列接続された 8,2 個のコンデンサのグループの合計静電容量は、約 XNUMX マイクロファラッドです。 コンデンサ C230、C243、C258、C271、C289 ... C316 - 高周波ポリプロピレングレード FKP4 0.1U / 630 または MKR10 0.1U / 630。 これらのコンデンサの寄生インダクタンスと抵抗は最小限でなければなりません。 金属化ポリプロピレン誘電体を備えたコンデンサ C317 - DC-LINK HC V255 タイプ。 340 uF コンデンサの代わりに、同じタイプと定格電圧の 346 uF コンデンサを使用できます。 コンデンサ C381 ... C147 - 高周波ポリプロピレン、FKP2000N / XNUMX。 コンデンサ C244、C257、C272、C285、C318、C345 - NQ シリーズ f. 愛環テクノロジーグループ。 このシリーズの容量 1600 uF、定格電圧 450 V のコンデンサは、周波数 9,8 Hz、温度 300 °C で 85 A のリップル電流に耐えることができます。 コンデンサのリップルの振幅が最大許容値を超えないようにするために、並列接続されたコンデンサをグループにまとめる必要がありました。 ブランドSP1-10Vのトリマ抵抗R27、R5、R2をSPZ-19A、SPZ-39、SP5-5V、SP16-5、SP22-3、または村田製作所製PVZ4A、PVMXNUMXシリーズの抵抗器に置き換えることが可能です。 ただし、輸入品のトリマは抵抗値の範囲が異なるため、交換の際にはトリマと直列に接続されている固定抵抗器の抵抗値を補正する必要があります。 ケース内の「LAET」社の抵抗R7、R8、R41、R42 - RA6（無誘導）。 TO-247。 抵抗器を冷却するには、寸法 104x50x100 mm の個別の HS102-24,5 ラジエーターが使用されます。 抵抗 R48、R51 は同じ RA6 ブランドのいずれかを使用するか、TT エレクトロニクスの TO-20 パッケージに入っている 263 W SMHP シリーズ抵抗を使用するか、4 つの 5 W の無誘導抵抗を構成することができます。 固定抵抗 R53 - ワイヤ、C5-43V-50 または C5-35V。 この抵抗が短期間の電流過負荷に容易に耐えることが重要です。 抵抗器 R63、R66 - ワイヤー、C5-47V。 バリエータ RU1...RU6 タイプ S20K680 は、ブランド B72220-S 681-K101、TVR20112 または CNR20D112 から選択できます。 バリスタ RU7B72220-S102-K101 は、895 V DC の電圧で動作し、最大 410 J のエネルギーを吸収できます。並列接続された 72220 つの B681-S101-K895 バリスタに変更することができます (それぞれ 250 V の電圧で動作し、最大 8 J のエネルギーを吸収できます)。 RU20241 TVR200 バリスタの動作電圧は 108 V DC で、最大 72220 J のエネルギーを吸収できます。指定されたバリスタは、B2131-S101-K20、JVR-241N20K、S130K2E20 または S150KXNUMX で置き換え可能です。 ダイオード VD1、VD2、VD25、VD26、VD36、および VD38 ブランド DSDI60-16A は、同じメーカーのダイオード DSDI60-18A または RHRG75120、RHRU100120 f に変更できます。 Fairchild Semiconductor Corporation"。ダイオードは個別のクーラー HS143-100 または同様のものに取り付けられています。双方向クランプ ダイオード VD3、VD4、VD22、および VD23 (ONS261-10-9) と置き換えることができます。ONS261-YU-8 または ONS261-10-10。適切なクーラーは 0171 または 0371 です。 双方向制限ダイオード VD5、VD6、VD18、VD19 ブランド 1.5KE18CA または 5KR15CA に変更できます。 P6KE18CA。 ショットキー ダイオード VD7...VD12、VD14、VD15 (SB5100) は MBR750 に置き換えられます。 SB560、SB860、またはSB860F。 ツェナーダイオード VD13 1N5354B の耐圧は 17 V です。1SMA5930B、1N5355B-MBR、または 1N5353B に変更できます。 ショットキー ダイオード VD16 および VD17 (1N5819) は、11DQ06、11DQ10、MBR160、SB140...SB160 に変更されます。 SB1100、SR1100、SR106またはSR180。 双方向ダイオード VD20 および VD21 (1.5KE8.2CA) は、保護ダイオード R6KE8.2CA、R6KE10CA、または 1.5KE10CA に置き換えることができます。 ダイオードアセンブリ VD24 タイプ MB154W は、BR154、BR156、BR158、MB156W のいずれかのデバイスに変更できます。 これは、例えば「Kinsten Industrial」製の寸法 183x30x50 mm のブランド HS17 のクーラーに取り付けられます。 超高速ダイオード VD27...VD30 HFA15PB60 は DSEI12-06A に置き換えることができます。 FES16DT。 FES16FTまたはHFA15TB60。 これらは、全体の寸法が 184x30x30 mm または同様の 41 つの個別のクーラー HS30-31 に取り付けられています。 超高速ダイオード VD34.VD150 04EBU150 は、順電流 104 A (温度 400 °C の場合) を許容し、最大逆電圧 172 V に耐えます。標準的な逆回復時間は 150 ns (順電流 200 A、逆電圧 125 V、温度 150 °C の場合) です。 04EBU1.17 ダイオードの最大順方向電圧降下は、150A、125°C で 320V です。 これらのコンポーネントは、40 つのダイオードで構成される HFA280NJ60C または HFA20060NJXNUMXC アセンブリと交換できます。 ただし、それらのダイオードには共通のカソードがあることに注意してください。 MURXNUMXCTからの置き換えも可能です。 31 つのダイオード (VD34...VD153) はすべて、独立したクーラー HS100-35 f に取り付けられています。 「キンステン・インダストリアル」など。 三相ダイオードブリッジ VD75 ブランド RM2TC-160H を同様のブリッジ 160MT153KV に変更できます。 ダイオードブリッジはクーラーHS50-XNUMXなどに搭載されています。 ツェナー ダイオード VD37 ブランド 1N5350B の降伏電圧は 13 V (± 5%) です。 1N5351V、BZX85C-13V、または ZY13 ツェナー ダイオードのいずれかと置き換えることができます。 MUR39 ブランドの VD420 ダイオードを BYD1100、BYV28-100 に置き換えることは可能です。 SBYV28-200。 SF22。 SF54またはSB5100。 HL1 LED は緑色または青色に光るのが望ましいです。 L-7113CGCK ブランド LED の代わりに、KIPM01V-1L、KIPM07G-1L、L-383SGWT、ARL2-5213PGC、または L-1503SGC デバイスのいずれかを使用できます。 低電力 pn-r トランジスタ KT361G (VT1) は、KT361 シリーズの他のトランジスタや同様のデバイスと交換できます。 VS157、VS158、VS250V、VS250S。 パワー モジュール VT2 および VT10 には、それぞれ対向ダイオードが統合されたハーフブリッジ回路で接続された 300 つの強力な IGBT が含まれています。 CM24DU-30NFH モジュールのトランジスタは、ハード スイッチングでは最大 60 kHz の周波数で、共振モードでは 70 ～ 300 kHz の周波数での動作を可能にします。 トランジスタのコレクタの直流電流は最大 600 A、パルス電流は 1200 A、最大コレクタ-エミッタ間電圧は 25 V (温度 6,5°C の場合) です。 モジュールのトランジスタの最大コレクタ・エミッタ飽和電圧は 5 V で、その標準値は 300 V です。各パワー モジュールは、IHV または IHM シリーズの「DAU」などの個別の冷却器に取り付ける必要があり、長さは 200 mm あれば十分です。 これらのコンポーネントの代わりに、CM24DU-60NFH モジュールや多数のディスクリート トランジスタ (IRGPS120B105KDP など) を使用することもできます。 後者は、直接コレクタ電流が 240 A、パルス電流が 1200 A、最大コレクタ-エミッタ電圧が 25 V (温度 4°C の場合) です。 このデバイスは、作者が所有していたコンポーネントを使用しています。 主要なトランジスタを選択するときは、IGBT コレクタの許容電流が変換周波数と温度の上昇に伴って大幅に減少することに留意する必要があります。 温度が上昇すると、トランジスタの許容消費電力も減少します。 電力用パルストランスの一次巻線の最大電流。 T24 は約 XNUMX A ですが、これも考慮する必要があります。 トランジスタ VT3、VT4、VT7、VT8 (2SA1244) は 2SB1202 に置き換えることができます。 MOSFET VT5、VT6、および VT12 (IRF530N) は、IRFU3910、IRF530、IRL530N、または IRFI540G に変更できます。 トランジスタ VT5 と VT6 は Kingcooler 製ミニチュア クーラー KG-331 に取り付けられ、トランジスタ VT12 はラジエーター HS115-50、HS113-50「Kinsten Industrial」または同等の効率のクーラー HS9-2 または同等品に取り付けられます。バイポーラ トランジスタ VT6284 ブランド 2N6283 は KT827A に変更できます。クーラー HS827 に取り付ける必要があります。 143-150 または同様のもの。 サイリスタ VS1 ブランド T161-160-18 はクーラー 0171 または 0371 に取り付けられています。T161-160-14、T161-160-15、T161-160-16、T261-160-18、または T161-200-14 と置き換えることができます。 チョーク L1 - LPV2023-501KL f. 「ボーンズ」。 参考データによると、巻線のインダクタンスは 500 (±10%) µH、最大抵抗は 0,28 オームです。 インダクタは最大 1,5 A の電流に耐えることができます。 インダクタ L2 は、互いに積み重ねられた噴霧鉄製の 650 つのトロイダル磁気コア上で実行されます。 T26-650 または T52-165,0、サイズ K88,9x50,8x18 f. 「マイクロメタル」。 インダクタ巻線は 265 本のワイヤで同時に巻かれます。 各巻線には 10 ターンが含まれ、インダクタンスは 2 uH である必要があります。 巻線として、銅線 PEV-0,55 または PETV 3 mm (銅用) の 5 ストランドの「ピグテール」を使用することができます。 インダクタ L400 ... L26 は、霧化鉄 T102-57.2D、サイズ K33x10x2 mm のトロイダル コアで作られ、それぞれ直径 0,55 mm (銅の場合) の銅線 PEV-32 または PETV の 265 本のより線の「ピグテール」が付いています。 各巻線は XNUMX ターンで構成され、そのインダクタンスは XNUMX uH です。 チョークL6取 LPV2023-501KL f． 「ボーンズ」。 最大電流は 1,5 A、巻線インダクタンスは 500 (±10%) µH、抵抗は 0,28 オーム以下です。 7 巻線インダクタ L650 は、アトマイズ鉄製の 26 つのトロイダル磁気コア上で実行されます。 T650-52 または T165-88,9 K50,8x35x10 mm。 インダクタ巻線は、各巻線のインダクタンスが 90 μH になるまで 2 本のワイヤで同時に配置されます (各巻線の巻き数は 0,55)。 巻線は、それぞれ XNUMX mm (銅の場合) のワイヤ PEV-XNUMX、PETV、または PELSHO の XNUMX ストランドの「ピグテール」で作られています。 出力整流器が全波であるため、整流された電圧リップルの周波数は変換周波数の XNUMX 倍になります。 インダクタ L8...L10 は、噴霧鉄で作られたリング磁気コアで作られています。 T650-26 または T650-52 K165x88,9x50,8 mm。 各巻線の巻き数は 10 で、各インダクタのインダクタンスは 35 μH です。 直径 90 mm の 0,62 個のコアからなる「ピグテール」が巻線として機能します。 11 巻線インダクタ L650 は、互いに積み重ねられた噴霧鉄製の 26 つのトロイダル磁気コア上に実装されています。 T650-52とか。 T165-88,9、サイズ K50.8x22x2 mm、Micrometals 製。 巻線は、PETV または PEV-0,55 ブランドの 29 mm (銅用) のワイヤの 675 ストランドの「ピグテール」で巻かれます。 それぞれ XNUMX ターンの巻線が XNUMX 本のワイヤで巻かれています。 各巻線のインダクタンスは約 XNUMX uH です。 パルストランス T1 は、サイズ K2000x39x24 の M7NM-A フェライトで作られたトロイダル磁気回路で作られています。 巻線 I は 2 つ折りワイヤ PEV-0,38 または PETV 0,38 mm で巻かれ、巻線 II、III、IV および V - 同じグレードの 130 つ折りワイヤ 130 mm が巻かれます。 巻線 I は 130 + 22 ターン、巻線 II、III、IV、V はそれぞれ XNUMX ターンです。 巻線間絶縁はポリエステルまたはラブサン製のテープで行われます。 巻線 II、III、IV、V、および一次半巻線のインダクタンスは XNUMX mH です。 T1 トランスは、M36NM2000 フェライト製の B1 装甲コアに巻くこともできます (トリマーとギャップなし)。 この場合、巻線 II、III、IV、V と各一次半巻線には、同じグレード、同じ直径のワイヤが 88 回巻かれている必要があります。 巻線のインダクタンスも変化しません。 リニア単相変圧器の代わりにT2ブランド。 OSM1 -0,063 380/5-24、変圧器 OSM 1-0,063 380/36、OSM 1-0,1 380/5-24、OSM 1-0,16 380/5-24 などを使用できます。 変流器。 T3 は、マンガン亜鉛フェライト 12NMS15-2500 または 1NMS から磁気回路 Ш 11x3000 で作られています。 一次巻線は、便宜上、PEV-22 または PETV 2 mm (銅の場合) のワイヤの 0,55 ストランドの束で作成された 0,62 ターンで構成されます。 絶縁コーティングの厚さを考慮した各静脈の直径は 74 mm です。 絶縁の電気強度を高めるため、変流器の一次巻線はグラスファイバーチューブを通過し、二次巻線には同グレードの 74 mm (銅線) の 0,33 本の単芯線を 0,05 + XNUMX 回巻き重ねています。 飽和を防ぐために、コアには厚さ XNUMX mm の非磁性ギャップが残されています。 パワーパルストランス。 T4 は、厚さ 0,05 mm の絶縁ガスケットを介して折り畳まれた 20 セットの磁気コアに対して実行できます。 フェライト 28НМС2500 の Ш1х0,02、強磁場での動作用に設計されています。 この構成では、ほとんどの巻線がサイドコアを囲むフェライトからシールドされます。 磁気コアでは、0,02 + XNUMX mm の非磁性ギャップを作成すると効果的です。これにより、コア内の最大許容磁界強度が増加します。 大きな磁気回路の使用は 25 kHz の変換周波数によるもので、その選択は VT2 および VT10 モジュールのトランジスタの許容スイッチング速度に関係します。 I T4 巻線には、PEV-9 または PETV ワイヤ 18 mm の 2 ストランドの「ピグテール」が 0,47 回巻かれています。 ワインディングIIは1ターン0,47mmです。 巻線 III と IV は可能な限り類似しており、それぞれ 2 mm の 2 本の「ピグテール」の 38 + 0,4 ターンで構成されます。 巻線間には薄い絶縁体（0,3 mm 以下）を敷設する必要がありますが、必要な絶縁耐力を提供する必要があります。 磁気回路の窓がほぼ完全に埋まっていることを考えると、巻線を敷設するのは非常に難しいことに注意してください。 KG-4 または KG-370 ブランドの少なくとも 222 つのラジエーターを、絶縁マイカ ガスケットを介してトランス コアに接着する必要があります。 三相サーキットブレーカー FU1 ブランド ABB S203 C40A は、ABB S203R C32、Moeller 6P PL40-C3 / 3、Moeller 6P PL32-C3 / 3 に変更できます。 トリップ電流定格 4 A のヒューズ FU120 および FU2 は、「FLOSSER」、タイプ「B」またはブランドの自動車に使用できます。 PN-XNUMX。 「Jamicon Corporation」製のファン М1...МЗ JF0825B1Н は、電源電圧 12 V、消費電流 0,19 A、寸法 80x80x25 mm、容量 1,1 m3/min です。 JF0815B1Hと置き換え可能です。 JF0825S1H、EC8025M12SA.KF0820B1H、KF0820S1H など、消費電流が 0,2A 未満。 デザイン 電源装置はブランドのフレキシブルケーブルでネットワークに接続されます。 KGET-6 3x10+1x6+1x6 (TU16.K09-125-2002) または同様のもの。 コンデンサ C12、C13 は、DA12 マイクロコントローラーのピン 13 と 1 のすぐ近くに配置する必要があります。 導体の長さとトラックの長さは、できるだけ短く保つ必要があります。 マスターオシレータを備えたボードは、DA10 のピン 12 と 1 に電気的に接続された電磁シールド内に配置されます。 コンデンサ C46.C220 は、定規に似た長い両面プリント基板の両側に互いに近くにはんだ付けされており、それに沿って 4 つのバス トラックのみがエッチングされています (片側に 346 つ、反対側に 381 つ)。 コンデンサ C2 ... C10 は、VTXNUMX および VTXNUMX モジュールの主要なトランジスタの出力に直接接続されています。 ダンピング回路 C3-R7-VD1、C4-R8-VD2、C42-R41-VD25、および C43-R42-VD26 は、VT2 および VT10 モジュールのトランジスタのコレクタ - エミッタ端子に直接接続されています。 ダンピング RC 回路 C40-R37、C41-R38、C224-R48、C225-R49、C226-R50、および C227-R51 は、それぞれのコンポーネントのできるだけ近くに配置されています。 変流器 T3 とダイオード VD31 ... VD34。 クーラーに取り付けられる部品には、ALSBG-3、KPT-8 などのブランドのサーマル グリスが取り付けられています。 パワーパルストランス。 SMPS が最大出力電力で長期モードで動作すると、変圧器がかなり発熱するため、T4 はファン M1 ... MZ の XNUMX つの空気流路に配置されます。 SMPS 全体はシールドされており、電磁シールドは共通のワイヤに接続されています。 コンデンサ C8 と抵抗 R9、および両面基板の反対側でそれらを接続するトラックの下には、DA10 チップのピン 12 と 1 に接続されるスクリーンの役割を果たすエッチングされていない箔を残すことをお勧めします。 設定と調整。 調整する前に、トランス T1、T4、チョーク L2、L7、L11 の取り付けと位相を注意深く確認し、調整抵抗の抵抗値を調整する必要があります。 抵抗 R27 は最大にする必要があり、抵抗 R1 と R10 のスライダーは中間の位置に設定されます。 ここで、デバイスの単体テストに進むことができます。これには、オシロスコープ、実験室用電源、マルチメータ、負荷相当物 (強力な抵抗器)、および 300 つの XNUMX W 白熱灯が必要です。 まず、ネットワーク フィルターが動作していることを確認する必要があります。 試験中は、FU2 ヒューズを取り外してマスタージェネレーターの補助電源をオフにし、VD35 整流器をラインフィルターに接続しないでください。 フィルタがネットワークに接続されている場合、入力とまったく同じ振幅の交流三相電圧が出力に存在する必要があります。 負荷がない場合、ネットワークからフィルタによって消費される電流の無効成分は 0,4 A を大幅に超えてはならず、電流の有効成分はゼロになる傾向があります。 次に、フィルタがネットワークから切断され、Larionov 整流器がネットワークに接続されます。 ダイオード VD27 ... VD30 の整流器は、パルストランスの巻線 II から切り離されています。 T4 に接続し、出力電圧 15 ～ 20 V と許容電流 1 A 以上の実験室用電源を接続します。コンデンサ C288 には約 12 V の定電圧がかかり、M1 ～ M1 ファンが動作するはずです。 最後に、サイリスタ VSXNUMX が開くはずです。 ここで、研究室の電源はオフになりますが、整流器からは切断されていません。 回路は、L8 インダクタのバリスタ RU11、抵抗 R63、コンデンサ C317、C346、C381 の接続点と、IGBT コレクタ VT2.1.VT10.1、抵抗 R7 ... R41 の接続点の間で切断されています。 ダイオード VD1、VD3。 VD22、VD25。 したがって、フィルタコンデンサを段階的に充電するシステムにより、パルスコンバータは主電源整流器から切り離されます。 コンデンサ C317 と並列に、負荷相当物が接続されます。つまり、電力 300 ワットの LON タイプの 53 つの白熱灯が直列に接続されています。 実験中、抵抗器 R27 の顕著な加熱が始まると、実験室用電源から整流器 VD30.VDXNUMX に電圧が印加されます。 すべての準備操作が完了したら、ネットワーク内のデバイスの電源をオンにします。 定格主電源電圧 (36 V ～ 515 V) では、VD463 ダイオードに約 565 V の定電圧が存在する必要があります (主電源電圧偏差は ± 10%)。 この場合、サイリスタ VS1 を閉じる必要があります。これは、機器と抵抗 R53 の加熱の存在によって判断できます。研究室の電源をオンにすると、VS1 が開く必要があります。これにより、抵抗 R53 の温度が低下します。 その場合は、デバイスをネットワークから切断し、研究室の電源をオフにして、コンデンサC317とトランジスタVT2.1およびVT10.1のコレクタ、および整流器VD27 ... VD30と変圧器T4の巻線IIの間の接続を復元します。 取り外したヒューズＦＵ２は元の位置に戻す。 VD24 ダイオード ブリッジは T2 変圧器から切り離され、出力電圧 20 V (19 ～ 24 V) の実験室用電源に接続されます。 約 19 V の定電圧がコンデンサ C30 と C15 に存在する必要があります。オシロスコープを DA11 マイクロ回路の端子 14 と 1 に接続し、同調抵抗 R1 を使用して 25 kHz の周波数を設定します。 この期間中、急勾配のフロントを持つ 4 つの異極性方形パルスが観察され、パルス間には保護休止時間が存在する必要があります (図 5、感度 - 5 V/セル、掃引期間 - 2,1 μs/分割)。 保護一時停止の期間は、使用される主要なトランジスタのパラメータに基づいて選択されます。 ２．１μｓ以上であることが望ましい。 デッドタイムの継続時間を変更するには、異なる静電容量のコンデンサ C1 を使用する必要があります。
静電容量を大きくするとゼロ レベルでの休止時間が長くなり、静電容量を小さくするとその逆になります。 ただし、コンデンサ C1 の静電容量を調整すると変換周波数が変化するため、同調抵抗 R1 で周波数を再調整する必要があります。 トランジスタ VT5 と VT6 のドレイン間には、図 4 とほぼ同じ形状の電圧パルスが存在するはずです。 整合トランス T1 の一次巻線の両半分の電圧パルスの形状を図 5 に示します（測定時、巻線 II、III、IV、V には負荷は接続されていません）。 電流保護回路の動作性をチェックするために、変流器T3の二次巻線をはんだ付けし、抵抗R39およびR43と並列に、設定電圧6Vの実験用電源を、その「+」がVD16ダイオードのアノードに接続され、「-」が端子10および12 DA1に接続されるように接続します。 この場合、コントローラはパルスの生成を停止する必要があります。 実験室用電源の「+」を VD17 ダイオードのアノードに接続すると、パルスの生成も停止するはずです。 実験室ユニットを取り外し、T3 巻線を所定の位置にはんだ付けします。 VT2 および VT10 モジュールのゲート-エミッタ トランジスタの容量の放電を促進する回路 (R13-R20-R24-VD5-VD7-VD9-VT3、R14-R21-R25-VD6-VD8-VD10-VT4、R28-R30-R35-VD11-VD14-VD18) の動作を確認できます。 7-VT29 および R31-R 36-R12-VD15-VD19-VD8-VT2. これらの回路が存在する場合、ゲート容量の放電は、存在しない場合よりも速く発生するはずです. パワー モジュール VT10 および VT6 のキー トランジスタのゲート-エミッタ端子間の電圧パルスの形状をチェックすると役立ちます. 感度 - 66 V/セル、掃引 - 2x0.2 μs両方の波形は 50 つの IGBT について取得されました (IGBT のコレクタはコンバータ回路に接続されておらず、他の XNUMX つの IGBT とそのゲート容量の加速放電回路は無効になっています)。 パワーモジュール VT2 および VT10 のトランジスタのゲート-エミッタ間電圧パルスの形状は、形状を改善するために選択できるダンピング抵抗器 R24、R25、R28、R29 およびチェーン C20-R22、C21-R23 の抵抗によって大きく影響されます。 パルス幅電圧レギュレーションをチェックするには、抵抗器 R58 を R52 から切り離し、「-」実験室用電源をポイント d に接続します。 パルストランス T1 の二次巻線 (II、III、IV、または V) のいずれかと並列に、オシロスコープが接続され、実験中に抵抗器 R20、R21、R30、R31 がはんだ付けされます。 実験室用電源の出力電圧を 100 から 5 V に変更することで、パルスの周波数と形状が変化しないまま、パルスのデューティ サイクルが変化することを確認します。 これはオシログラム (アンプ感度 Y - 5 V/セル、掃引 - 7 μs/分割) に示されています。図 76a - 最小デューティ サイクル、図 7 - 平均、図 20c - 最大。 デューティ サイクルの調整が成功したら、研究室の電源をオフにして、抵抗器 R21、R30、R31、および RXNUMX を所定の位置にはんだ付けします。
手順を実行した後でのみ、(負荷を接続せずに) ネットワーク内の SMPS をオンにすることができます。 同調抵抗器 R10 の助けにより、ソースの出力電圧は ± 100 V に設定されます。 SMPS の出力 -100 V と +100 V (ヒューズ FU3 と FU4 の後) の間に、3.6 オームの抵抗を持つ等価負荷が接続されます。 ダミー負荷として、不燃性ベースに取り付けられた Danotherm OHMEGA 制動抵抗モジュールまたはニクロム コイルを使用できます。 抵抗器 R27 のエンジンを回転させることにより、保護システムが作動し、負荷電力 11,1 kW で SMPS がオフになります。 次に、4 オームの抵抗を持つ等価負荷がかかります。これは 10 kW の出力に相当します。 デバイスに接続すると、保護システムが動作しなくなります。 チューニング作業の最後には、長期モードで電源の動作をチェックし、コンポーネントの熱状態をチェックする必要があります。 注意！ 調整中および電源の操作中は、安全規則に従う必要があります。 著者：E.モスカトフ、タガンログ、ロストフ地方。
庭の花の間引き機
02.05.2024 最先端の赤外線顕微鏡
02.05.2024 昆虫用エアトラップ
01.05.2024
▪ 透明粘土 ▪ カニカマの危険性 ▪ 2 MP カメラを搭載したスマートフォン Meitu Phone 13
▪ サイトの「マイク、ラジオマイク」セクション。 記事の選択 ▪ 記事ブレインストーミング（ブレインストーミング）。 人気の表現 ▪ 記事 猫が駅長として働き、多くの新しい顧客を引き寄せた国はどこですか? 詳細な回答 ▪ KDSh2964シリーズのショットキーダイオードの記事。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー
www.diagram.com.ua |
他の記事も見る セクション 
科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：
このページのすべての言語