|
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 SMPSをチェックするための汎用デバイス。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
スイッチング電源を開発およびテストする場合、アマチュア無線家は、正しく組み立てられたように見える電源が動作しないという状況によく遭遇します。 デバイスの出力にある複数の整流ダイオードのうち少なくとも XNUMX つの極性を誤って変更したり、変圧器の巻線の位相を乱したりするだけで十分です。その結果は、非常に高価な PWM コントローラやデバイスの損傷など、最も予測不可能なものになる可能性があります。スイッチングトランジスタ。 この記事で説明するユニバーサルテスターは、このような不快な現象を防ぐのに役立ちます。 SMPS テストでは 0,2 つの独立した電源が使用されることに注意してください。 そのうちの 10 つは、出力電圧 15 ～ 1 V の低電流 (Imax=8 A) で、DA5 マイクロ回路による 1 V レベルでの追加の安定化の後、制御、表示、および保護回路に電力を供給します。デバイス。 1 番目の高電流 (Imax=2A) は、テストされる要素のテスト電圧源です。 この目的には、標準の SMPS 主電源整流器を使用すると便利です。 したがって、デバイス内の変圧器 T9 とフォトカプラ UXNUMX はこれらの電源間をガルバニック絶縁しますが、テスト中は感電を避けるために、トランジスタ VTXNUMX と抵抗 RXNUMX に接続された回路が主電源電圧下にあることに留意する必要があります。 抵抗器 R9 の鋸歯状パルスの電圧振幅が、フォトカプラ U1 の発光ダイオードの電流がフォトトランジスタを開くのに十分な特定のしきい値を超えると、フォトカプラ U3 のコレクタからの過負荷信号によって通過が禁止されます。ジェネレーターからのパルスの数。 フォトトランジスタのコレクタエミッタセクションに並列接続された小容量コンデンサ CXNUMX により、デバイスのノイズ耐性が向上します。 説明されているテスターは、最大ドレイン電流が 40 A、ドレイン-ソース間電圧が 6,2 V の IRFBC600 スイッチング トランジスタを使用しています。しきい値電流レベルは 5 A、保護応答電圧は 0,33 オーム x 5 A = です。 1,65、9 V。パルスデューティサイクル D - 1 の電流センサー (R1,65) によって消費される電力は、少なくとも (2)0,33/8,25 - 0,2 W である必要があります。 デバイスを使用して SMPS (D=8,25) の負荷容量を評価する場合、電力レベルは少なくとも 0,2x1,65 = 1,65 W である必要があります。 この例のように、テスターが SMPS の誘導要素のテストのみに使用されることを目的としている場合は、電流パルスの鋸歯状形状を考慮して、抵抗電力は少なくとも 0,5x0,825 = XNUMX W である必要があります。
もちろん、輸入されたトランジスタを国産のKP707V2などに置き換えることもできますが、その場合、電流センサーのパラメータは上記の比率に従って再計算し、デバイスのセットアップ時に考慮する必要があります。 要素DD2.1およびDD2.2の保護回路の働きを考えてみましょう。 時定数が 8 ms である回路 R2C3 は、RS トリガーの上部入力 (DD2 のピン 8,2) に接続されています。 これは、保護ノードのトリガーを初期状態にするために必要な、入力でのハイ レベルの出現に一時的な遅延を提供します。 この機能を図に示します。 2 デバイスの電源を入れてから SMPS テストが開始されるまでの時間間隔 tmin の存在。
実際には、これにより、名前付きの 2 つの独立電源をオンにする順序に制限が課されます。最初に低電流電源、次に高電流電源をオンにし、逆の順序で最初に高電流電源をオフにする必要があります。電流のもの、次に低電流のもの。 この規則に従うことで、デバイスがオンになったときの最初のパルスによるスイッチング トランジスタ VTXNUMX の損傷を防ぐことができます。 さらに、初めて SMPS の電源を入れるときは、主電源電圧を全量印加するのではなく、研究室用単巻変圧器を使用するなどして、徐々に電圧を上げていくことをお勧めします。 スイッチング トランジスタが過負荷になると、RS トリガーがゼロ状態に切り替わります。 要素 DD1 および DD13 のピン 1.3、1.4 では、ハイ レベルがロー レベルに置き換えられ、パルスのさらなる通過がブロックされます。 RS トリガーを切り替えると、HL2「Check」LED がオフになり、HL1「Overload」LED がオンになります。 要素 DD2.3 および DD2.4 のジェネレーターは、警告音信号を生成します。 電源をオフにして過負荷を解消した後、コンデンサ C1 と C2 を放電するのに必要な時間が経過すると、デバイスは再びオンになる準備が整います。 SMPS 出力フィルタで使用されるインダクタ飽和電流を推定するデバイスの使用には、独自の特性があります。 それらを詳しく見てみましょう。 図にこの場合のテスターの接続図を図3に示します。
電源ユニット (PSU) は大電流です。その最大電流はデバイス保護回路用に選択されたしきい値 5 A を超える必要があり、テスト対象のインダクタに並列にダイオード VD1 が接続されています。 ここでは、KD212A などを使用できます。 スイッチング周波数は、特に数百、数千マイクロヘンリーのインダクタンスを持つチョークの場合、非常に高くなることがあります。 したがって、スロットルパラメータの測定中は、一定の (または調整可能な) パルス幅で動作周波数を大幅に下げる必要がある場合があります。 動作電圧が測定電圧よりわずかに高いツェナー ダイオード VD2 を導入することによっても、性能を向上させることができます。 電源出力の電圧が調整可能であることも望ましい。 オシロスコープはテスターの抵抗 R9 と並列に接続されています。 電流センサー Ur9 での電圧降下とスイッチング トランジスタのゲートでの電圧 U3 の観察された図の考えられるオプション A と B を図に示します。 4.
知られているように、インダクタに電圧 U が印加されると、インダクタ内の電流 D1 が直線的に増加します。 この依存性は、AI = (U/L)Δt という式で数学的に表現されます。つまり、インダクタンス 1 H のチョークに 1 V の電圧を印加すると、1 秒後に電流が増加します。分数の分子と分母が右側の等式に 1-10 を掛けたものである場合、重要な帰結が得られます。アンペア単位の電流 D6 の変化を求めるには、マイクロヘンリー単位のインダクタンスを置き換えることができます。式にマイクロ秒単位の時間を入力し、測定に使用します。 電源ユニットの出力の電圧が U = 20 V に設定され、選択されたインダクタでの電圧図 UR9 が A の形をとると仮定します (図 4)。 スロットルの特性を評価してみましょう。 電流のピーク値 I = U/R = 0,4/0,33 - 1,2 A であることは明らかであり、評価したインダクタは最大 1,2 A の電流をフィルタリングする場合に非常に機能すると結論付けることができます。テスターを使用すると、インダクタのインダクタンスを評価できます。これには、L = (U/AI)At という関係を使用する必要があります。 対応する値を代入すると、L = (20/1,2)2 - 33 μH となります。 もちろん、決定の精度は、電流測定抵抗値の許容誤差、オシロスコープを使用した電圧と時間間隔の測定誤差、測定回路での電流制限効果など、多くの指標の影響を受けます。インダクタと抵抗器 R9 のアクティブ抵抗、およびその他の要因。 しかし、最も大まかな推定によれば、この方法を使用してインダクタのインダクタンスを測定する場合の合計誤差は 20% を超えません。 この精度は、SMPS 出力フィルタの一部としてのインダクタのフィルタリング特性を評価するのに十分です。 ここで、インダクタを変更せずに、電源出力の電圧を 40 V に増加させ、同時に図 4 に示す図のオプション B を取得します。 9. ピーク電圧値 URXNUMX が保護回路に設定されたしきい値レベルを超えないことが重要です。超えないと測定ができなくなります。 図からわかるように、この条件は満たされています。 前述の計算と同様の計算により、次の結論を導き出すことができます。
結果間のわずかな不一致は、測定誤差の増加を示しており、これは曲線 B の変曲点を決定する際の困難に関連しています。通常、これには紙のステンシルが使用され、線で示されているように、オシロスコープの画面上の曲線イメージに適用されます。図のB。 4. したがって、測定中は、線図が線 A と同様に厳密に線形になる値まで電源の出力電圧を下げ、得られた結果を使用して電源のインダクタンスを推定することをお勧めします。インダクタとその中の飽和電流。 低電流時にインダクタで飽和が発生する確率の増加は、高透磁率（200 以上）の材料で作られた閉磁気回路の使用に関連しています。 飽和を避けるには、アルシファーまたはモリブデンパーマロイ合金をベースにした磁気誘電体で作られたリングを使用するか、非磁性ギャップを導入する必要があります。 フェライト リング、W 型、装甲磁気コアを比較すると、ラジオ受信機で使用されるフェライト ロッドのセクションを使用することも可能ですが、非磁性ギャップを作成するという点では後者の XNUMX つの方が技術的に進んでいることを認識する必要があります。磁気アンテナの場合は、弱飽和磁性コアとして使用します (透磁率が低いほど優れています)。 SMPS をテストするときにデバイスを使用する最後のオプションは、調整可能な負荷相当、さらにパルス負荷として使用することです。これは、UMZCH の一部として使用される電源にとって特に重要です。 ピーク、最大、平均、音楽、熱、およびパルスの影響から得られる電力を特徴付けるその他の多くの用語は、このクラスの無線デバイスを評価するために専門家によって発明されたのは無駄ではありませんでした。 もちろん、この場合、記事の冒頭で推奨したように、テスターのジェネレーターを可聴周波数範囲に調整し、スイッチング パルスのデューティ サイクルを調整する必要があります。 測定を行うときは、DA1 マイクロ回路と VT1 トランジスタの熱状態に注意を払う必要があります。 パルスのデューティ サイクルが 1 に近い場合、より強力な要素と交換する必要がある可能性があります。 SMPS の出力電力と出力電圧に応じて、抵抗値が数オームから数十オームで、消費電力が 30 ～ 50 W の抵抗器がいくつか必要になります。 それがない場合には、負荷相当物として動作電圧12Vの自動車用ランプの使用が許容され、その中で数分の一から数十アンペアまでの定格電流に合わせて設計された試験片を選択することが容易です。 スイッチング トランジスタを流れる電流 5 A での最大電力損失が SMPS の全負荷に対して十分でない場合は、高電圧電界効果トランジスタ IRFBC40 を低電圧トランジスタ (IRFZ48N など) に置き換えることができます。最大定電流 (平均) は 45 A、パルス電流は最大 210 A です。 調整可能なパルス負荷相当として使用する場合の接続図を図に示します。 5.
測定回路に接続された電流計は平均電流値を示します。 電流計の読み取り値をパルスデューティサイクルで割ると、負荷回路の電流の振幅（ピーク）値が得られます。 パルスのデューティ サイクルが 1 に近い場合、SMPS の負荷は最大になります。 テスターのスイッチングトランジスタVT2は、面積100...200 cm2のヒートシンクに取り付ける必要があります。 KR1157EN802A超小型回路スタビライザを外国製アナログ78L82またはより強力な規制された国内安定器KR142EN12A、KR142EN12Bに置き換えます。 K561TL1 マイクロ回路は K561LA7 に置き換えることができます。 KT505B の代わりに、適切な構造の高周波中出力トランジスタを使用できます。 圧電セラミックサウンドエミッタ HA1 - 任意の利用可能。 KD522B ダイオードは、KD521、KD522 シリーズ、フォトカプラ、AOT127、AOT128 シリーズなどの低電力シリコン ダイオードと置き換えることができます。 LED - 約 5 mA の電流ではっきりと目に見える輝きを放つもの。 コンデンサ C1 は指定された容量の酸化物コンデンサで、残りはセラミックです。 インポートされた R1 を除き、すべての抵抗は MLT、C4-2、C23-9 です。 トランス T1 - パルス FIT-5。 見つからない場合はトランスを自作します。 その磁気コアは、透磁率 10 ～ 6 の 3 つの K1500x2000x100 フェライト リングを折り畳んで形成されています。 リングの鋭利なエッジをヤスリで丸め、磁気回路を絶縁ワニスで覆い、乾燥後、0,12 本の PELSHO 1 ワイヤを XNUMX 回巻き付けます。 変圧器は、図に示す巻線 I と II の位相を考慮して接続する必要があります。 XNUMX. 変圧器は、装甲磁気コア B14 または B18 に基づいて作成することもできます。 この場合、PEV-50 70-2 ワイヤの 0,12 ～ 0,17 ターンを含む巻線は、相互に確実に絶縁される必要があります。 デバイスのセットアップは、ジェネレータの出力 (ピン 10 DD1) でのパルスのパラメータをチェックすることから始まります。 必要に応じて、コンデンサ C4 の静電容量と抵抗 R4 および R6 の抵抗値を選択することによって調整されます。 次に、図の抵抗器 R10 の上側端子を外し、安定化電源の正端子に接続します。安定化電源の負端子はフォトカプラ U2 の端子 1 に接続されます。 電圧を滑らかに増加させながら、要素 DD1.3、DD1.4 の出力でのパルスの損失の瞬間が記録されます。 抵抗 R10 を選択すると、1,65 ± 0,05 V の電圧でパルスがなくなり、その後接続が復元されます。 次の段階では、抵抗 R5 を選択することにより、LED HL1、HL2 の電流が約 5 mA に設定されます。 最後に、トランジスタ VT2 のゲートにおけるパルスの極性をチェックします。 図に対応していない場合は、 2、変圧器 T1 の巻線の XNUMX つの位相を変更します。 最終段階では、スイッチング トランジスタ VT2 の性能を監視します。スイッチング トランジスタ VT5 については、図に従って、デバイスがテスト対象の SMPS のネットワーク整流器に接続されます。 2. SMPS には、主電源電圧スイッチ、220 A ヒューズ、および始動電流制限回路が必要です。 電圧60V、電力0,5Wの照明ランプを負荷として使用します。 必須ではありませんが、測定限界が 10 A の DC 電流計を回路に含めることをお勧めします。主電源整流器をオンにした後、15 ～ 0,08 V の電源電圧をテスターに数回印加および除去します。発電機が動作しているとき、ランプは最大強度で点灯し、電流計は約 2 A の電流を示します。注意して、オシロスコープを使用してトランジスタ VTXNUMX のドレインのパルスを監視してください。 トランジスタに欠陥がある場合、ランプは通常の半分の明るさで点灯し、デバイスへの供給電圧がオフになると反応しなくなります。 欠陥のあるトランジスタは交換する必要があり、さらにテストを行った後、デバイスは動作可能になります。 機能を拡張するために、デバイスには、異なる値の抵抗器 R4、R6、およびコンデンサ C4 のセットを切り替える XNUMX つのスイッチを追加できます。これを利用して、パルスの周波数とデューティ サイクルのいくつかの固定値が設定されます。 著者: S. コセンコ、ヴォロネジ
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
▪ ATMでの節約 ▪ MIPS Warrior I64 6400 ビット プロセッサ コア
▪ 彼は記事を読んで、笑って、また読んで、休むことなくまた書きます。 人気の表現 ▪ 記事 なぜ多くのピクサーとディズニーの漫画に A113 という組み合わせがあるのですか? 詳細な回答 ▪ 動的熱安定性が向上したトランジスタ UMZCH の記事。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典 ▪ 記事 電気機械室。 建物部分。 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