パワフルなUMZCHのスイッチング電源。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

強力なUMZCHのスイッチング電源

無料のテクニカルライブラリ

スイッチング電源は現代の電子機器で広く使用されています。無線工学に関する文献、特に雑誌「Radio」における出版物の数が増加したことからわかるように、アマチュア無線家もより頻繁に無線機を使用するようになりました。ただし、ほとんどの場合、比較的低電力の設計が説明されています。公開された記事の著者は、800 Wの電力を持つスイッチング電源を読者に知らせます。これは、コンバータ内に電界効果トランジスタと中間端子のある一次巻線を備えた変圧器を使用する点で、前述したものとは異なります。 XNUMX つ目は、より高い効率と高周波干渉のレベルの低減を実現し、XNUMX つ目は、主要なトランジスタに半分の電流を供給し、ゲート回路の絶縁トランスの必要性を排除します。

この回路ソリューションの欠点は、一次巻線の半分に高電圧がかかることであり、適切な許容電圧を持つトランジスタを使用する必要があります。確かに、ブリッジコンバータとは異なり、この場合、トランジスタはXNUMXつではなくXNUMXつで十分であり、設計が簡素化され、デバイスの効率が向上します。

スイッチング電源 (UPS) は、40 サイクルおよび 60 サイクルの高周波コンバータを使用します。前者の効率は後者よりも低いため、200 ～ XNUMX W を超える電力を持つシングルサイクル UPS を設計することは現実的ではありません。プッシュプルコンバータは、高効率で大幅に高い出力電力を提供します。それらはいくつかのグループに分けられ、出力キートランジスタの励磁方法とコンバータトランスの一次巻線の回路に接続する回路によって特徴付けられます。励起の方法について話すと、自己励起と外部励起の XNUMX つのグループを区別できます。前者は確立が難しいためあまり人気がありません。強力な (XNUMX W 以上) UPS を設計する場合、その製造の複雑さが不当に増大するため、そのような電源にはほとんど役に立ちません。外部励起を備えたコンバータは、高出力 UPS の作成に適しており、セットアップがほとんど必要ない場合もあります。

主要なトランジスタを変圧器に接続するには、いわゆるハーフブリッジ（図1、a）、ブリッジ（図1、b）、および中間からタップされた一次巻線を備えた回路（図1）の1つの回路があります。、c）。現在、ハーフブリッジコンバータが最も広く使用されています[1]。比較的低い電圧値 Uke max を持つ 1 つのトランジスタが必要です。図からわかるように。 2、a. コンデンサ C2 と C2 は分圧器を形成し、変圧器 TXNUMX の一次 (I) 巻線が接続されます。主要なトランジスタが開くと、巻線の電圧パルスの振幅は値 Upit/XNUMX - Uke max に達します。

強力なUMZCHのスイッチング電源

ブリッジコンバータ[2]はハーフブリッジコンバータと似ていますが、コンデンサが対角に開いたトランジスタVT3とVT4（図1.b）に置き換えられています。このコンバータは、変圧器の一次巻線に供給される電圧が増加し、したがってトランジスタ VT1 ～ VT4 を流れる電流が減少するため、効率がわずかに高くなります。この場合、変圧器の一次巻線の電圧振幅は、値 Upit - 2Uke max に達します。

図の図によるコンバータは独立しています。 1.c. 最高の効率が特徴です。これは、一次巻線電流を減らすことによって実現されます。その結果、主要なトランジスタでの電力消費が削減されます。これは強力な UPS にとって非常に重要です。一次巻線の半分のパルス電圧振幅は値 Upit - Uke max まで増加します。他のコンバータ (1,2、XNUMX) とは異なり、入力絶縁トランスが必要ないことにも注意してください。

図の図によるデバイスでは、 1. Uke max の値が高いトランジスタを使用する必要があります。（図によると）一次巻線の上半分の端は下半分の始まりに接続されているため、最初の巻線に電流が流れると（VT1がオープン）、2番目の巻線に等しい電圧が発生します（絶対値で）最初の電圧振幅に一致しますが、Upit に対して符号が逆になります。換言すれば、閉じたトランジスタＶＴ２のコレクタの電圧は２Ｕｐｉｔに達する。したがって、Uke max は 2Upit より大きくなければなりません。提案された UPS は、変圧器を備えたプッシュプルコンバータを使用しており、その一次巻線には中間端子があります。効率が高いです。リップルレベルが低く、周囲への干渉も弱くなります。著者はこれを使用して、UMZCH の 2 チャネルのより強力なバージョンを駆動します。 [3]で説明されています。 UPS 入力電圧 - 180 ～ 240 V、定格出力電圧 (入力 220 V の場合) - 2x50 V、最大負荷電力 - 800 W。コンバータの動作周波数は 90 kHz です。

UPSの概略図を図に示します。 2. ご覧のとおり、これは出力電圧安定化のない外部励磁を備えたコンバータです。デバイスの入力には高周波フィルタ C1L1C2 が組み込まれており、ネットワークへの干渉の侵入を防ぎます。それを通過すると、主電源電圧はダイオードブリッジ VD1 - VD4 によって整流されます。リップルはコンデンサ C3 によって平滑化されます。整流された DC 電圧 (約 310 V) が高周波コンバータへの電力供給に使用されます。

（クリックして拡大）

コンバータ制御デバイスは、DD1 ～ DD3 マイクロ回路で構成されています。降圧トランス T1 で構成される別個の安定化電源によって電力が供給されます。整流器 VD5 とトランジスタ VT1、VT2 およびツェナーダイオード VD6 の電圧安定器です。 DDI 要素について。 1. DD1.2 は、約 360 kHz の繰り返し周波数のパルスを生成するマスターオシレーターを組み立てました。次に、DD4 マイクロ回路のトリガーで作成される 2 による周波数分周器が来ます。

要素 DD3.1、DD3.2 を使用すると、パルス間に追加の休止時間が作成されます。一時停止は、これらの要素の出力における論理レベル 0 にほかなりません。これは、要素 DDI.1 およびフリップフロップ DD2 および DD2.1 の出力にレベル 2.2 があるときに表示されます (図 3)。）。 DD3.1 (DD3.2) の出力の低レベル電圧は、DD1.3 (DD1.4) を「閉」状態 (出力 - 論理レベル 1) にブロックします。

強力なUMZCHのスイッチング電源

休止期間はパルス期間の 1/3 に等しく (図 3、ピン 1 DD3.1 および 13 DD3.2 の電圧図)、これは主要なトランジスタを閉じるのに十分です。要素 DD1.3 および DD1 の出力から、最終的に形成されたパルスはトランジスタスイッチ (VT4、VT5) に供給され、抵抗 R6、R10 を介して強力な電界効果トランジスタ VT11、VT9 のゲートを制御します。

DD2.2 トリガーの直接および逆出力からのパルスは、VT3 トランジスタで作られたデバイスの入力に供給されます。 VT4。 VT7。 VT8。 VT3 と VT7 が交互に開きます。 VT4 と VT8 は、キートランジスタ VT9、VT10 の入力容量を急速に放電する条件を作り出します。つまり、素早く閉じることです。さらに、図からわかるように、 3 (DD12 のピン 13 および 2.2 の電圧図)。 VT7 と VT8 はパルスの終了直後に開くため、どの出力電力でも、トランジスタ VT9 と VT10 のそれぞれは常に、2 番目のトランジスタが開く前に確実に閉じることができます。この条件が満たされない場合、貫通電流がそれらを流れ、したがってトランス TXNUMX の一次巻線を流れます。これは UPS の信頼性と効率を低下させるだけではありません。しかし、電圧サージも発生し、その振幅はコンバータの電源電圧を超えることがあります。

トランジスタ VT9 と VT10 のゲート回路には比較的高抵抗の抵抗 R10 と R11 が含まれており、ゲート容量と合わせて低電圧フィルターを形成し、キーを開いたときの高調波レベルを低減します。同じ目的で、要素 VD9 ～ VD12 が導入されました。 P16、R17、S12.S13

VT9 トランジスタのドレイン回路に接続します。トランス T10 の一次巻線の VT2 がオンになります。出力電圧整流器は、ダイオード VD13 ～ VD20 を使用したブリッジ回路を使用して作られており、これによりデバイスの効率は若干低下しますが、UPS 出力のリップルレベルは大幅に (10 倍以上) 低減されます。最大負荷ではほぼ長方形である振動形状が、電力が 20 ～ XNUMX W に低下すると、スムーズに正弦波に近い形状に変化することに注意することが重要です。これは、小音量時の UMZCH のノイズレベルにプラスの影響を与えます。

変圧器 T2 の IV 巻線の整流された電圧は、ファンに電力を供給するために使用されます (下記を参照)。

このデバイスはコンデンサ K73-17 (C1. C2. C4) を使用します。 K50-17 (C3)、MBM (C12.C13)。 K73-16 (C14-C21.C24.C25)。 K50-35(C5-C7)。 KM（休憩）。図に示されているものの代わりに、K176 シリーズの超小型回路を使用することもできます。 K564。ダイオード D246 (VD1 ～ VD4) は、少なくとも 5 A の順電流および少なくとも 350 V の逆電圧向けに設計された他のダイオード (KD202K、KD202M、KD202R、KD206B、D247B) と互換性があります。または、同じパラメータを持つダイオード整流ブリッジ、ダイオード KD2997A (VD13-VD20) - KD2997B 。 KD2999B。ツェナーダイオード D810 (VD6) - D814V 上。 VT1としてはKT817、KT819シリーズのトランジスタが使用可能です。 VT2 ～ VT4 および VT5、VT6 - それぞれ、KT315、KT503、KTZ102、および KT36K KT502 シリーズのいずれか。 KT3107。 VT9、VT10 - KP707V1、KP707E1 の代わりに。トランジスタ KT3102Zh (VT7. VT8) の交換は推奨されません。

変圧器 T1 - TS-10-1 または二次巻線電圧が 11...13 V、負荷電流が少なくとも 150 mA のその他。ラインフィルターコイル L1 は標準サイズ K2000M1u31 のフェライト (M8,5NM7) リングに PZV-1 1,0 ワイヤ (2x25 ターン) で巻かれ、トランス T2 は同じブランドの標準サイズ K45x28x12 の 2 つのフェライトリングに巻かれます。一緒に接着されました。巻線 I には PEV-42 2 ワイヤ (ほとんど巻かれていないワイヤ) が 1,0x7 ターン含まれ、巻線 II および III - それぞれ 2 ターン (0,8 本の PEV-2 2 ワイヤに)、巻線 IV - 0.8 ターンの PEV-2 3 が含まれています。巻線間にはフッ素樹脂テープ絶縁体を1500層重ねてあります。チョーク L6、L25 の磁気コアは、直径 48、長さ 12 mm のフェライト (1NMZ) ロッドです (B1.5 装甲コアのトリマー)。巻線には XNUMX ターンの PEV-XNUMX XNUMX ワイヤが含まれています。

トランジスタはVT9。 VT10 は、Pentium マイクロプロセッサを冷却するために使用されるファンを備えたヒートシンクに取り付けられます (486 プロセッサの同様のユニットも適しています)。ダイオード VD13 ～ VD20 は、表面積約 200 cm2 のヒートシンクに取り付けられます。 UMZCH の出力段のトランジスタを冷却するために、コンピュータの電源または 12 V の電源電圧を備えたその他の電源からのファンが背面の壁に取り付けられています。

UPS を設置するときは、すべての接続をできるだけ短くし、電源セクションでは可能な限り大きな断面積のワイヤを使用するように努める必要があります。図に示すように、UPS を金属シールドで囲み、ソース出力の 0 V ピンに接続することをお勧めします。 4. 電源部のコモン線はスクリーンに接続しないでください。 UPS には短絡および過負荷保護装置が装備されていないため、UMZCH 電源回路に 10 A ヒューズを組み込む必要があります。

強力なUMZCHのスイッチング電源

ここで説明した UPS は実際にはセットアップする必要がありません。トランス T2 の一次巻線の半分を正しく位相調整することのみが重要です。部品が正常に動作し、取り付けに問題がなければ、ユニットはネットワークに接続するとすぐに動作を開始します。必要に応じて、コンバータの周波数は抵抗 R3 を選択することによって調整されます。 UPS の信頼性を高めるには、スルーフローファン換気を提供する UMZCH を使用して UPS を動作させることをお勧めします。

文学

Zhuchkov V.、Zubov O.、Radutny I. 電源ユニットUMZCH。 - ラジオ。 1987 年、第 1 号、p. 35-37。
TsvetaevS.強力な電源。 -ラジオ。 1990. No.9.p。 59-62。
Bragin G. パワーアンプ 34. - ラジオ。 1987. N9 4. p。 28-30。

著者：D.Kolganov、Kaluga

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

スマートスピーカー Huawei Sound SE 03.10.2021

Huaweiは、Huawei Sound SEスマートスピーカーを発表しました。

Huawei Sound SEスピーカーは、ブラックとゴールドのアクセントが付いたホワイトのXNUMXつのカラーオプションで利用できます。このデバイスには、XNUMX つのフルレンジスピーカー、XNUMX つのウーファー、および XNUMX つのパッシブラジエーターの XNUMX つものスピーカーが搭載されていました。 Huawei Sound SE は、Devialet Push-Push 音響アーキテクチャ、Devialet SAM テクノロジー、Devialet ジョイントチューニングアルゴリズムを採用しています。

接続に関しては、Huawei Sound SEスマートスピーカーはBluetooth 4.2とWi-Fiをサポートしています. 3,5mm オーディオ入力と DLNA/QPlay 再生のサポートもあります。このデバイスは、HarmonyOS 2.0 オペレーティングシステムを実行し、市場で入手可能ないくつかの異なる音声アシスタントによるタッチ入力や音声制御などの機能をサポートします。

Huawei Sound SE は、スマートスクリーン、タブレットなど、他のスマートデバイスへの迅速な接続もサポートしています。スピーカーが他のデバイスの近くにある場合、それらを自動的に検出し、デバイスにアプリをインストールする必要なく接続ポップアップを開きます。

新品の価格は 124 ドルです。

その他の興味深いニュース:

▪ Transcend 2GB M.512 ソリッドステートドライブ

▪ 体重を減らしたい人のための鼻の耳栓

▪ 腸内細菌叢は私たちの健康と気分に影響を与えます

▪ 台北の街路灯にスマート LED 電球を搭載

▪ スマートフォン用圧電MEMSマイク

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:

▪ ビルダー、住宅職人向けのサイトのセクション。記事の選択

▪ ホワイトクロウの記事。人気の表現

▪ 記事どうやって日焼けするの？詳細な回答

▪ 記事ターメリックの文化。伝説、栽培、応用方法

▪ 記事 VITO によるディスクリート要素の電子安定器。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

▪ 記事電気配線に適切なワイヤーを選択し、ヒューズを作成する方法。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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