Импульсный преобразователь сетевого напряжения

Преобразователи напряжения импульсные

Для преобразования электроэнергии, а точнее сказать, напряжения, можно использовать различные устройства, такие как трансформаторы, генераторы, зарядные устройства. Все они являются преобразователями электрической энергии.

Так как для питания многих современных устройств нужно не только переменное, но и постоянное напряжение, то для этих целей не всегда есть возможность применять такой источник энергии, как аккумуляторная батарея. Именно она выдаёт идеальное постоянное напряжение путём химической реакции.

Раньше для преобразования и понижения напряжения применялись только низкочастотные трансформаторы, работающие в паре с выпрямителем и сглаживающим фильтром. Однако они обладали очень большими габаритами.

С ростом и развитием инновационных технологий в быту и на производстве стали появляться электронные устройства, требующие миниатюрных преобразовательных устройств. Так и появились импульсные преобразователи постоянного напряжения. Миниатюрность их требуется больше для переносных мобильных устройств, нежели для стационарных.

Все импульсные преобразователи можно разделить на следующие группы:

  1. Повышающие, понижающие, инвертирующие;
  2. Со стабилизацией и без неё;
  3. С гальванической развязкой и без неё;
  4. Регулируемые и нерегулируемые;
  5. Обладающие различным диапазоном входного и выходного напряжения.

Однако импульсные преобразователи собраны на более сложных схемах, нежели их предшественники классические понижающие выпрямители.

Принцип действия

Классические преобразователи с регулировкой выходного напряжения, как правило, управляют сопротивлением элемента, выполняющего регулировочную роль (транзистор или тиристор), через него постоянно протекает электрический ток, который и заставляет данный элемент нагреваться, при этом теряется значительная часть мощности. Главное преимущество такого устройства это минимум запчастей, простота, и отсутствие помех. Все остальные характеристики больше относятся к недостаткам.

Импульсный преобразователь напряжения использует регулировочный элемент лишь в виде ключа. То есть он работает в двух режимах:

  • Закрыт, и не пропускает электрический ток;
  • Открыт, и имеет минимальное проходное сопротивление.

При этом каждый из режимов обладает низким выделением тепла, что даёт возможность показывать высокий коэффициент полезного действия (КПД). Нагрузка же получает непрерывно электроэнергию за счёт накопления и хранения её в таких электрических резервуарах, как:

  1. Индуктивность (катушках);
  2. Конденсаторах.

Регулировка происходит за счёт изменения времени замкнутого состояния ключевого элемента. Снижение габаритов, а также массы устройств, возможно только за счёт повышения частоты, от 20 кГц до 1 МГц. Импульсные устройства могут формировать на выходе как пониженное напряжение, так и с изменением полярности. За счёт применения в них трансформаторов, работающих на высоких частотах позволяет:

  1. Качественно изолировать вход от выхода;
  2. Получить на выходе устройства несколько выходных напряжений.

Как и любое устройство импульсный преобразователь обладает и недостатками, которыми являются:

  1. Сложность схемы и наличие большего количества запчастей, а значит потенциально существует больше причин поломки;
  2. Являются источниками помех.

Однако постоянное развитие технологий в этом направлении снижают эти недостатки к минимальным значениям.

Классификация и виды импульсных преобразователей

Выпускаемые преобразователи можно разделить на три основные группы по роду тока:

  1. Конверторы. Выполняют преобразование переменного напряжения (АС) в постоянное (DC). Они применяются в основном в промышленности и в быту для изолированного питания устройств потребителей, где используется переменное напряжение 380/220 Вольт с частотой 50 Гц;
  2. Инверторы. Они постоянное напряжение преобразуют в переменное. Применяются в устройствах бесперебойного питания, а также сварочных аппаратах где за счёт такого преобразования есть возможность уменьшения габаритов, а значит и веса устройств.
  3. Конверторы постоянного напряжения. Преобразуют DC в DC. Применяются для питания аккумуляторных батарей и их подзарядки в системах где питание происходит от одного конвертора AC/DC, а каждый уже непосредственный аккумулятор получает за счёт конвертора DC/DC нужное конкретно для него напряжение.

Самые распространённые схемы

Существует несколько классических стандартных схем, которые чаще всего применяются в импульсных преобразователях постоянного напряжения. Они обеспечивают разные величины соотношений между входным и выходным напряжением. Эти схемы раскрывают саму суть преобразователей и их принцип работы.

Понижающий преобразователь напряжения и его схема

Она используется для питания потребителей, нагрузка которых выражается большими токами и малым напряжением. Это первоочередная схема способная заменить классический низкочастотный преобразователь, в свою очередь, обеспечит увеличение КПД, уменьшит габариты и вес устройства.

Транзистор VT выполняет роль электронного ключа, его работа лежит между двумя режимами осечки (полного закрытия) и насыщения (полного открытия). Расчет каждой детали производится непосредственно для конкретного потребителя и источника напряжения.

Основным недостатком данной схемы является вероятность пробоя и появление полного большого входного напряжения на потребителе. Это, несомненно, приведёт к неисправности питаемого устройства.

Повышающий преобразователь и схема

Она может быть использована для получения напряжения на потребителе или на нагрузке больше чем на источники энергии.

Применяется для подсветки дисплеев портативных компьютеров и для других электронных устройств где необходимо из небольшого напряжения сделать большее.

Здесь имеет место процесс появления ЭДС самоиндукции, которая появляется после открытия транзистора. Вся накопленная энергия в дросселе попадает в нагрузку. При этом напряжение на выводах дросселя меняет свою полярность.

Инвертирующая схема

Может использоваться для получения напряжения, которое обладает обратной полярностью. При этом по значению U вых может быть меньше или больше U вх. Энергия, которая скапливается в дросселе направляется в нагрузку через сглаживающий конденсатор.

Как видно из этих схем все они не имеют гальванической развязки, то есть непосредственной изоляции вторичного выходного напряжения от входного.

Вот одна из таких схем, содержащих трансформатор. Энергия, которая накапливается в магнитном поле первичной обмотки трансформатора, в нагрузку выводится через вторичную обмотку. Трансформатор в этом случае может быть и повышающим и понижающим. Применяется очень часто в сетевых источниках где есть необходимость снижения входного напряжения от нескольких сотен вольт до единиц или десятков.

В момент когда транзистор закрывается трансформатор своей индуктивностью может вызвать на коллекторе высоковольтный скачок или всплеск, что несомненно, очень плохо и может привести к пробою полупроводникового элемента.

Для этого и устанавливается RC-цепочка из конденсатора и катушки индуктивности, которая может быть подключена параллельно ключу или первичной обмотке.

Такой обратноходовой импульсный преобразователь широко используется во многих сетевых источниках электрического тока с небольшой мощностью порядка 100 Вт.

Еще одна схема с трансформатором и прямым включением диода изображена на схеме ниже.

Используется в источниках питания около 250 Вт. Все эти рассмотренные выше преобразователи называются однотактные, потому что за один период преобразования в нагрузку будет поступать только один импульс.

Основное их преимущество — это простота схемы состоящей всего из одного транзистора, работающего в режиме ключа, а недостаток намагничивание сердечника которое не даёт в полном объёме использовать с максимальным КПД этот магнитный материал.

Передача энергии потребителю и подготовка трансформатора к следующему циклу размагничивания осуществляется с некоторой паузой которая и снижает их выходную мощность.

Вот несколько практических реализованных в жизни схем, основой которого является импульсный преобразователь. Первая из них имеет регулировочный элемент, выполненный на микросхеме, в свою очередь, обе схемы выполнены на полевых транзисторах. Расчет их выполнен под напряжение для нагрузки от 5 до 12 Вольт.

Методы регулировки

Существуют три вида регулирования в системах импульсных преобразователей:

  1. Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) Распространённый метод, который применяется в массовом производстве управляющих микросхем;
  2. Частотно-импульсное регулирование (ЧИМ). Здесь продолжительность когда ключ находится во включенном режиме должна быть согласована с периодом колебаний в контуре, обеспечивающем малые значения тока и напряжения на ключе в момент переключения. Используется там, где реализованы резонансные схемы.
  3. Комбинированный вид. Метод свойственен системам, в которых используется автоколебательный процесс, а частота переключения находится в зависимости и от напряжений на входе, и выходе преобразователя, и от величины тока в цепи потребителя;
  4. Триггерный метод. Используем исключительно в схеме понижающего регулятора, в котором необходимо, чтобы при закрытом состояния ключа, то есть транзистора, величина напряжения в нагрузке увеличивалась.

Критерии выбора

Критерии которым должен отвечать качественный импульсный преобразователь и стабилизатор:

  • Продолжительный режим работы в экстремальных моментах когда ток в нагрузке максимален;
  • Полная автоматизация регулирования напряжения на выходе. Только тогда можно не бояться ни перегрузок, ни даже короткого замыкания;
  • Высокая надёжность устройства, обусловленная высоким показателем КПД и как следствие низким выделением тепла;
  • Минимальные габариты и вес;
  • Наличие гальванической развязки, которая исключает даже теоретически саму возможность попадания опасного напряжения входа, на выходные контакты, а значит на незащищенный потребитель.

Человек не знакомый с электроникой должен помнить при выборе нужного бытового стабилизатора напряжения что он должен соответствовать главным образом мощности тех приборов, к которым он будет подключен.

А также падения и всплескам напряжения, которые могут возникнуть в сети.

Лучше выбирать стабилизатор или импульсный понижающий преобразователь напряжения немного с запасом по мощности, так как количество используемых потребителей в квартирах и частных домах постоянно растёт.

Источник: https://amperof.ru/elektropribory/preobrazovateli-napryazheniya-impulsnye.html

Импульсный преобразователь сетевого напряжения

Применение импульсного преобразователя напряжения позволяет уменьшить габариты и вес источника питания, что особенно важно для переносных конструкций Преобразователь предназначен для питания от сети 220 В устройств с потребляемым током до 3 А при Uвых=9,2 В (для получения из этого напряжения 5 или 6 В можно использовать любую типовую схему линейного стабилизатора). Предложенный преобразователь отличается от аналогичных простотой и наличием защиты источника питания от перегрузки по выходной цепи в случае короткого замыкания.

Электрическая схема устройства состоит из входного фильтра (элементы С1, С2, СЗ и Т1); цепи запуска (R2, R3, R4, С4, VT1); автогенератора (VT2, VT3, Т2, ТЗ, С5); выпрямителя пониженного напряжения (VD5, VD6, С12, С13). Преобразователь собран по полумостовой схеме.

Входной фильтр преобразователя обеспечивает ослабление помех начиная с частоты 15 кГц более чем в 2 раза. В цепи запуска используется транзистор VT1 в режиме обратимого пробоя, что позволяет формировать короткие импульсы, которые необходимы в момент включения схемы для запуска работы ключевого каскада VT2, VT3 в режиме автогенератора на частоте 30…

60 кГц, при этом рабочую частоту, в небольших пределах, можно изменять емкостью С5. В случае замыкания в цепи вторичной обмотки трансформатора ТЗ обратная связь в автогенераторе нарушается и генерация срывается до момента устранения неисправности. КПД преобразователя при токе нагрузки 2 А составляет 0,74 (при токе 4 А—0,63).

В устройстве могут быть использованы резисторы любого типа, конденсаторы С1 типа К73-17 на 630 В; С2, СЗ типа К73-9 или К73-17 на 250 В; С4, С5 типа К10-7; С6, С7 типа К50-35 на 250 В ; С8, С9 типа К73-9 на 250 В; С10…С12 типа К10-17; С13 типа К52-1В на 20 В. Транзистор VT1 можно заменить на КТ312А, Б, В, транзисторы VT2 и VT3 на КТ838А, КТ846В.

Дроссель Т1 намотан на двух склеенных вместе кольцевых сердечниках типоразмера К20х12х6 из феррита марки 2000НМ. Обмотки 1 и 2 содержат по 45 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,25 мм. Трансформатор Т2 выполнен на двух склеенных вместе кольцевых сердечниках типоразмера К10х6х3 из феррита 2000НМ.

Читайте также:  Простое и надежное термореле

Обмотка 1 содержит 60 витков, обмотки 2 и 3 — по 15 витков провода ПЭЛШО-0,15 (отвод в обмотке 2 для обратной связи по току от третьего витка). Для изготовления ТЗ применен кольцевой сердечник К28х16х9 (2000НМ). Обмотка 1 наматывается 250 витками проводом ПЭВ-2 0,25, обмотки 2 и 3 — 22 витками проводом ПЭВ-2 диаметром 0,51 мм.

При изготовлении трансформаторов перед намоткой провода необходимо закруглить надфилем острые края сердечников и обернуть их лакотканью. Намотку проводить виток к витку с последующей изоляцией каждого слоя (лучше использовать фторопластовую ленту толщиной 0,1 мм). Применяемые диоды VD1…

VD4 могут быть заменены на любые высоковольтные, замена диодов VD5 и VD6, кроме как на КД2998В, другим типом не рекомендуется. Наибольшее тепловыделение в схеме происходит на выпрямительных диодах VD5, VD6, и их необходимо устанавливать на радиатор. Остальные детали схемы в теплоотводе не нуждаются.

Конструктивно все элементы схемы, кроме включателя S1 и диодов VD5, VD6, размещены на односторонней печатной плате размером 140х65 мм. Топология печатной платы приведена ниже со стороны элементов и со стороны проводников.

Перед первоначальным включением преобразователя необходимо проверить фазы обмоток в цепях базы VT2 и VT3 на соответствие схеме. Если преобразователь при правильном монтаже сразу не начинает работать, то потребуется поменять местами выводы обмотки 1 у трансформатора Т2.

В заключение следует отметить, что, используя данную схему, можно получить и другие напряжения во вторичной цепи, для чего необходимо изменить пропорционально число витков во вторичных обмотках 2 и 3 трансформатора ТЗ.

Автор разработки:

Источник материала

Поделиться в социальных сетях

Источник: http://elektrosat.ru/news/impulsnyj_preobrazovatel_setevogo_naprjazhenija/2014-01-06-796

Преобразователи напряжения

Главная > Теория > Преобразователи напряжения

Широко распространённые в повседневной практике преобразователи напряжения – это специализированные устройства, предназначенные для корректировки размаха и частоты выходного питающего напряжения. Электронные системы этого типа позволяют регулировать выходные параметры (включая частоту выходного напряжения).

Общий вид

Необходимость в их применении возникает в том случае, когда приходится подключать устройства с нестандартными входными характеристиками.

Преобразовательные схемы могут выполняться в виде самостоятельного блока либо интегрироваться в действующую систему бесперебойного питания.

Эти приборы пользуются повышенным пользовательским спросом, а также широко применяются для решения отдельных производственных задач.

Конструкция

Для изменения уровня действующего напряжения питания чаще всего применяются специализированные импульсные преобразователи со встроенными в них индуктивными схемами. В соответствии со стоящей перед ними задачей, все известные модели преобразовательных устройств делятся на следующие классы:

  • Инвертирующие схемы;
  • Повышающие электронные агрегаты;
  • Понижающие преобразователи.

Независимо от вида этих устройств, все они работают по одному и тому же принципу, обеспечивая требуемую функциональность и качество формируемых сигналов. Одинаковость устройств этого класса чаще всего выявляется по следующим характерным признакам:

  • Наличие собственного модуля питания;
  • Входящие в состав схемы элементы коммутации, представленные мощными полупроводниковыми транзисторами;
  • Накопители энергии в виде отдельного дросселя или катушки;
  • Фильтрующие конденсаторы, подключаемые в параллель нагрузочному сопротивлению;
  • Специальные диоды, используемые в качестве блокирующего элемента.

Блоки коммутации

Применение всех перечисленных выше элементов в нужных сочетаниях предоставляет возможность получения любой из известных категорий импульсных устройств.

Принцип действия

В основу работы импульсных преобразователей заложен принцип регулировки уровня сигнала путём изменения ширины импульсов, управляющих работой коммутирующего элемента.

Обратите внимание! Этот метод электронного управления параметрами сигнала встречается в различных образцах современной аппаратуры и называется широтно-импульсным.

Для стабилизации режима работы в электрическую схему вводится обратная связь, за счёт которой при колебаниях выходного напряжения параметры рабочих импульсов также меняются.

Простейшие преобразователи напряжения содержат в своей основе обычный трансформатор, на выходе которого формируется напряжение с амплитудой, отличной от входного значения.

Известны иные типы преобразовательных устройств, работающих по принципу, схожему с уже описанными ранее образцами, но несколько отличающихся по своей конструкции. Они, как правило, выполняются на основе полупроводников и позволяют получить высокие показатели эффективности преобразования (большой КПД).

Классификация импульсных преобразователей

Выпускаемые отечественной промышленностью импульсные преобразователи, в соответствии с токовыми параметрами, подразделяются на следующие классы:

  • Электронные конверторы, обеспечивающие преобразование переменного уровня (АС) в постоянный выходной сигнал (DC). Они рассчитаны для промышленного применения и используются в системах, где требуются пониженные значения питающего напряжения 380/220 Вольт;
  • Инверторы, выполняющие обратное преобразование: входной (DC) сигнал в выходной (АС). Эти устройства востребованы в системах бесперебойного питания, а также в электронных сварочных агрегатах, в которых в результате инвертирования удаётся уменьшить габариты и вес прибора;
  • Конверторные устройства постоянного напряжения или тока, позволяющие преобразовывать одну величину питающего параметра в другую.

Встраиваемый преобразователь

Эти устройства нередко используются для организации питания аккумуляторных батарей при необходимости подключать к ним нагрузки с различными номиналами напряжений.

Состав преобразователя

В состав конструкции импульсных устройств обычно входят следующие функциональные узлы:

  • Встроенный генератор импульсного сигнала, работающий от собственного блока питания (БП);
  • Импульсный трансформатор, преобразующий сигналы заданной периодичности в выходные импульсы более высокой частоты;
  • Встроенные стабилизаторы, обеспечивающие постоянство параметров сигналов, получаемых на выходе устройств;
  • Электронные коммутаторы на мощных транзисторных элементах, работающие в импульсном режиме, близком к состоянию насыщения.

К этому перечню следует добавить накопительные индуктивности, используемые при построении генераторных схем. Они обычно входят в состав таких широко распространённых устройств, как преобразователь тока.

Типичным представителем комплектующих элементов является трансформатор, обеспечивающий преобразование напряжения с минимальными потерями мощности. Они широко применяются при построении самых разнообразных радиоэлектронных и электротехнических схем.

Плата преобразователя

Достоинства и недостатки преобразовательных устройств

К числу достоинств большинства известных моделей преобразующих устройств относятся:

  • Высокая эффективность преобразования стандартных сетевых напряжений в удобный для пользователя вид с одновременным контролем их основных параметров;
  • Компактность и мобильность отдельных образцов инверторных аппаратов, допускающая применение их в качестве автомобильных преобразователей;
  • Хорошие показатели экономичности с КПД, приближающимся к 90%;
  • Универсальность и надёжность преобразовательных устройств, обеспечивающая возможность подключения любых видов потребителей;
  • Возможность компенсации потерь электроэнергии за счёт повышения выходного напряжения.

Важно! Перечисленные преимущества преобразующих приборов позволяют устанавливать их в наиболее ответственных узлах охранных и осветительных систем, а также в модулях управления работой котлов отопления, насосных станций и другого специального оборудования.

К достоинствам этих устройств также следует отнести наличие таких дополнительных опций, как возможность переключения индикаторов измеряемых величин с входного на выходное напряжение. Добавим к этому допустимость подстройки в определённых пределах контролируемых выходных параметров.

К вполне устранимым недостаткам преобразователей данного класса следует отнести чувствительность к эксплуатации в условиях повышенной влажности (это не касается моделей, выпускаемых во влагозащитном исполнении). Добавим к этому высокую стоимость преобразующих систем.

Применение преобразователей в быту

Универсальные модели относятся к категории наиболее сложных устройств, которые способны регулировать несколько параметров (ток, напряжение и частоту) сразу. Но в повседневной практике вполне хватает более простых образцов преобразователей, в которых регулируется только один из входных показателей.

Дополнительная информация. Схема управления напряжением и током, осуществляемого с целью ограничения одного из этих параметров (обычно тока), широко применяется в схемах зарядки аккумуляторов. В более сложных устройствах этого класса могут использоваться современные микроконтроллеры.

В заключение обзора необходимо отметить, что существует множество вариантов исполнения импульсных преобразовательных модулей.

Но, независимо от типа и сложности электронного устройства, лежащие в его основе принципы функционирования не меняются.

Усвоив основные технические приёмы построения этих приборов, можно научиться обращаться с оборудованием любой сложности, а также успешно ремонтировать его в случае поломки.

Видео

Источник: https://elquanta.ru/teoriya/preobrazovateli-napryazheniya.html

1182ЕМ2 СЕТЕВОЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ I. ПРИМЕНЕНИЕ ИС – PDF

НТЦ СИТ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. РОССИЯ, БРЯНСК ПОЛУМОСТОВОЙ АВТОГЕНЕРАТОР ВИП ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ Микросхема является интегральной схемой высоковольтного полумостового

Подробнее

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. РОССИЯ, БРЯНСК НТЦ СИТ СЕТЕВОЙ АДАПТЕР ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ Микросхема представляет собой сетевой импульсный преобразователь напряжения для питания

Подробнее

НТЦ СИТ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. РОССИЯ, БРЯНСК РЕГУЛИРУЕМЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С НИЗКИМ ПРОХОДНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ Микросхема представляет собой

Подробнее

НТЦ СИТ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. РОССИЯ, БРЯНСК КОНТРОЛЛЕР СЕТЕВОГО ПИТАНИЯ ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ Микросхема двухфазный контроллер сетевого питания. Автоматическое прерывание

Подробнее

НТЦ СИТ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. РОССИЯ, БРЯНСК июль 16 г. 1 НТЦ СИТ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С РАСШИРЕННЫМИ ФУНКЦИЯМИ ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ микросхема, предназначенная

Подробнее

НТЦ СИТ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. РОССИЯ, БРЯНСК К155ХП2Р К155ХП2Т Контроллер электронного зажигания для бесконтактных систем с датчиком Холла ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ К155ХП2Р,

Подробнее

НТЦ СИТ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. РОССИЯ, БРЯНСК К1278ЕР1 РЕГУЛИРУЕМЫЙ «LOW DROP» СТАБИЛИЗАТОР ПОЛОЖИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ОСОБЕННОСТИ Нестабильность напряжения на

Подробнее

НТЦ СИТ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. РОССИЯ, БРЯНСК КОНТРОЛЛЕР ЭЛЕКТРОННОГО ЗАЖИГАНИЯ ДЛЯ БЕСКОНТАКТНЫХ СИСТЕМ С ДАТЧИКОМ ХОЛЛА ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ интегральные микросхемы

Подробнее

НТЦ СИТ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. РОССИЯ, БРЯНСК ПОЛУМОСТОВОЙ АВТОГЕНЕРАТОР ЭПРА ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ – монолитная интегральная схема высоковольтного полумостового автогенератора,

Подробнее

НТЦ СИТ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. РОССИЯ, БРЯНСК ШИМ-КОНТРОЛЛЕРЫ С РЕГУЛИРОВАНИЕМ ПО ТОКУ К1033ЕУ15хх К1033ЕУ16хх РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ОПИСАНИЕ РАБОТЫ Микросхема

Подробнее

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. РОССИЯ, БРЯНСК К НТЦ СИТ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ Микросхема представляет из себя набор функциональных

Подробнее

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. РОССИЯ, БРЯНСК К1156ЕН6хх НТЦ СИТ ТРЕХВЫВОДНОЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С НИЗКИМ ПРОХОДНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ I. ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ИС. ОСОБЕННОСТИ

Подробнее

СЕРИЯ МИКРОСХЕМ ПОВЫШАЮЩИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ Микросхемы, являются повышающими преобразователями напряжения (импульсными стабилизаторами) с выходными напряжениями 1,5; 2,5; 3,3; 5,0 В соответственно.

Подробнее

НТЦ СИТ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. РОССИЯ, БРЯНСК ФАЗОВЫЙ РЕГУЛЯТОР КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ Микросхема является интегральной схемой фазового регулятора. Одно из возможных

Подробнее

Понижающий импульсный регулятор напряжения IL2576SG-XX Микросхемы IL2576SG-3.3, IL2576SG-5.0, IL2576SG-12, IL2576SG-ADJ представляют собой ряд понижающих импульсных регуляторов напряжения с частотой преобразования

Подробнее

Понижающий импульсный регулятор напряжения Микросхемы IL2596SG3.3, IL2596SG5.0, IL2596SG12, IL2596SGADJ, IZ2596S3.3, IZ2596S5.0, IZ2596S12, IZ2596SADJ представляют собой ряд понижающих импульсных регуляторов

Подробнее

Восьмиканальный токовый драйвер по схеме Дарлингтона (Функциональный аналог TD62083AFN, TD62084AFN ф. Toshiba) Микросхемы ILN62083D, ILN62083N, ILN62084D, ILN62084N представляют собой восьмиканальный токовый

Подробнее

ЕУ/А ОСОБЕННОСТИ w Двухтактный выход с паузой между импульсами w Вход переключения частоты w Kомпактный корпус w Минимальное количество навесных элементов w Малая потребляемая мощность w Возможность применения

Подробнее

Стабилизатор напряжения регулируемый отрицательной полярности Микросхема предназначена для применения в источниках питания радиоэлектронной аппаратуры специального назначения. Микросхемы изготавливаются

Подробнее

– РЕГУЛИРУЕМЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С НИЗКИМ ПРОХОДНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ Микросхема КР представляет собой регулируемый линейный стабилизатор с низким проходным напряжением для выходного напряжения

Подробнее

НТЦ СИТ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. РОССИЯ, БРЯНСК КР КОНТРОЛЛЕР СЕТЕВОГО ПИТАНИЯ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ Мировые стандарты устанавливают

Читайте также:  Двухтактный инвертор с усилителем импульсного тока

Подробнее

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. РОССИЯ, БРЯНСК НТЦ СИТ ТРЕХВЫВОДНОЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С НИЗКИМ ПРОХОДНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ ОСОБЕННОСТИ Ток нагрузки до 500 ма. Нестабильность

Подробнее

НТЦ СИТ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. РОССИЯ, БРЯНСК ТРЕХВЫВОДНОЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С НИЗКИМ ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ микросхема, предназначенная для использования в качестве

Подробнее

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. РОССИЯ, БРЯНСК НТЦ СИТ DC-DC КОНВЕРТЕР ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ – интегральная микросхема управления, содержащая основные функции, требуемые для DC-

Подробнее

Микросхемы КР1182ПМ1 фазовый регулятор мощности Микросхемы КР1182ПМ1 еще одно решение задачи регулирования мощности высоковольтных мощных нагрузок. Микросхемы можно применять для плавного включения и выключения

Подробнее

Контроллер понижающего импульсного преобразователя напряжения с интегрированным силовым ключом 1393ЕУ014 ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ Радиационная стойкость; Диапазон входных напряжений 8,5 36В; Ток потребления

Подробнее

НТЦ СИТ НАУЧНОТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. РОССИЯ, БРЯНСК ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ интегральная микросхема управления, содержащая основные функции, требуемые для DCDC конвертеров. Она

Подробнее

НТЦ СИТ НАУЧНОТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. РОССИЯ, БРЯНСК ИС УПРАВЛЕНИЯ РЕЛЕ ВКЛЮЧЕНИЯ ЛАМП АВТОМОБИЛЯ ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ Микросхема является интегральной схемой управления реле

Подробнее

Минимальное падение напряжения 0,4 В Входное напряжение до 16 В Диапазон рабочих температур минус 60 С +125 С Металлокерамический корпус Н02.8-2В Категория качества «ВП» Технические условия АЕЯР.431420.363-02

Подробнее

МИКРОСХЕМА ШИМ КОНТРОЛЛЕРА МОЩНОГО МОП ТРАНЗИСТОРА. Микросхема является ИС ШИМ контроллера для управления мощным N канальным МОП транзистором, используемом в качестве переключателя. Контроллер идеален

Подробнее

Общие сведения АНАЛИЗ СХЕМ ВЫПРЯМЛЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ Во многих областях науки и техники требуются источники энергии постоянного тока. Потребителям энергии постоянного тока являются

Подробнее

Контроллер понижающего импульсного преобразователя напряжения с интегрированным силовым ключом 393ЕУ04 Основные особенности Радиационная стойкость; Диапазон входных напряжений 9 20 В; Ток потребления в

Подробнее

Контроллер понижающего импульсного преобразователя напряжения с интегрированным силовым ключом ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ БЛОК СХЕМА 393ЕУ04 Радиационная стойкость; Диапазон входных напряжений 8,5 36 В; Ток

Подробнее

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ LED ДРАЙВЕР СО ВСТРОЕННЫМ MOSFET-КЛЮЧОМ Микросхема IZ9921, IZ9922, IZ9923 микросхема высоковольтного LED – драйвера со встроенным MOSFET-ключом, предназначена для управления светодиодными

Подробнее

Стабилизаторы со сверхнизким падением напряжения Микросхемы ЗАО “ПКК Миландр” 1309ЕР1T и 1309ЕНХХ Д.Колесников, А.Однолько, Е.Сухотерин, К.Фролов frolov.k@ic-design.ru Интегральный стабилизатор один из

Подробнее

Базовые узлы ИВЭП ИВЭП представляют собой сочетание различных функциональных узлов электроники, выполняющих различные виды преобразования электрической энергии, а именно: выпрямление; фильтрацию; трансформацию

Подробнее

Инвертор реактивной мощности Устройство предназначено для питания бытовых потребителей переменным током. Номинальное напряжение 220 В, мощность потребления 1-5 квт. Устройство может использоваться с любыми

Подробнее

НТЦ СИТ НАУЧНОТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. РОССИЯ, БРЯНСК СХЕМА ФАЗОВОГО РЕГУЛЯТОРА ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ Микросхема (старое название КР1182ПМ1) является новым решением проблемы регулировки

Подробнее

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. РОССИЯ, БРЯНСК, K123ДП461, НТЦ СИТ ДЕТЕКТОР ПОНИЖЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ Микросхема () представляет собой детектор понижения напряжения

Подробнее

Микросхема стабилизатора напряжения 5 В/400мА с низким остаточным напряжением (Функциональный аналог TLE4275 ф. Infineon) ILE4275G, ILE4275S Микросхемы ILE4275G, ILE4275S – интегральные микросхемы стабилизатора

Подробнее

Контроллер понижающего импульсного преобразователя напряжения с интегрированным силовым ключом 1393ЕУ014 Основные особенности Диапазон входных напряжений 9 20 В; Ток потребления в режиме ожидания 250 мка;

Подробнее

Тема 16. Выпрямители 1. Назначение и устройство выпрямителей Выпрямители это устройства, служащие для преобразования переменного тока в постоянный. На рис. 1 представлена структурная схема выпрямителя,

Подробнее

Понижающий преобразователь напряжения (функциональный аналог MP 1583 фирмы Monolithic Power Systems) Микросхема IZ1583 понижающий преобразователь напряжения. Микросхема управляет мощным встроенным силовым

Подробнее

ОБОГРЕВ Устройство предназначено для питания бытовых потребителей переменным током. Номинальное напряжение 220 Б, мощность потребления 1 квт. Применение других элементов позволяет использовать устройство

Подробнее

Спецификация Линейный регулятор напряжения с малым падением напряжения 1309ЕН1.2Т, 1309ЕН1.8Т, 1309ЕН2.5Т, 1309ЕН3.3Т, 1309ЕР1Т, NC Vo FB GND Ключ 2 4 6 8 1309ЕР1Т XXYY 17 15 13 11 NC Vin EN NC Основные

Подробнее

К18 стабилизатор напряжения положительной полярности Назначение Интегральные микросхемы К18ЕН3П и К18ЕН5П представляют собой маломощные стабилизаторы напряжения положительной полярности с низким остаточным

Подробнее

Микросхема мощного стабилизатора напряжения В/0мАс низким остаточным напряжением (аналог TLE470G ф. Siemens) ILE470G (аналог TLE470G ф. Siemens) – интегральная микросхема мощного стабилизатора напряжения

Подробнее

Серия 1114ИМ ШИМ-контроллер с обратной связью по току и напряжению Назначение Микросхемы 1114ЕУ7/ИМ, 1114ЕУ8/ИМ, 1114ЕУ9/ИМ, 1114ЕУ10/ИМ представляют собой схемы ШИМ контроллера с обратной связью по току

Подробнее

IZ173433, IZ173450 МИКРОСХЕМА 300 ма СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ С НИЗКИМ ОСТАТОЧНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ И НИЗКИМ ТОКОМ ПОТРЕБЛЕНИЯ Микросхема IZ173433 стабилизатор напряжения 3.3 В/300 ма с низким остаточным напряжением

Подробнее

ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ IL33063AD/N, IL34063AD/N интегральная микросхема импульсного регулятора напряжения, реализующая основные функции DC-DC конвертеров. Содержит внутренний температурно-компенсированный

Подробнее

ИЛТ, ИЛТ модули управления тиристорами Схемы преобразователей на тиристорах требуют управления мощным сигналом, изолированным от схемы управления. Модули ИЛТ и ИЛТ с выходом на высоковольтном транзисторе

Подробнее

Микросхема мощного стабилизатора напряжения 5 В/400мА с низким остаточным напряжением (Функциональный аналог TLE4275 ф. Infineon) ILE4275G ОПИСАНИЕ Микросхема ILE4275G – интегральная микросхема мощного

Подробнее

ГЕНЕРАТОР Устройство предназначено для отмотки показаний индукционных электросчетчиков без изменения их схем включения. Применительно к электронным и электронно-механическим счетчикам, в конструкцию которых

Подробнее

Лекция 3 «Выпрямители переменного напряжения». Для преобразования переменного сетевого напряжения в постоянное используются схемы, называемые «выпрямителями». Для реализации функции выпрямления в подобных

Подробнее

Лабораторная работа 5.3 ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХПОЛУПЕРИОДНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ 5.3.1. Выпрямители Выпрямители служат для преобразования переменного напряжения питающей сети в постоянное. Основное назначение выпрямителя

Подробнее

Микросхема мощного стабилизатора напряжения 5 В/400 ма с низким остаточным напряжением ILE426G (аналог TLE426G ф. Siemens) – интегральная микросхема мощного стабилизатора напряжения 5В/400 ма с низким

Подробнее

К1182ПМ1Р СХЕМА ФАЗОВОГО РЕГУЛЯТОРА I. ПРИМЕНЕНИЕ ИС. ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ Микросхема 1182ПМ1 является новым решением проблемы регулировки мощности в классе высоковольтных мощных электронных схем. Благодаря

Подробнее

Источник: https://docplayer.ru/72385623-1182em2-setevoy-impulsnyy-preobrazovatel-napryazheniya-i-primenenie-is.html

1182ЕМ2 — СЕТЕВОЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

Статьи » Импульсные источники питания » 1182ЕМ2 — СЕТЕВОЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

Микросхема 1182ЕМ2 является представителем класса высоковольтных электронных схем. Основное назначение ИС — непосредственное преобразование переменного напряжения сети 220 В в выпрямленное постоянное.
Благодаря уникальной технологии возможно применение микросхемы для сети переменного тока до 264 В.

Особенности применения

  • Широкий диапазон входного переменного напряжения от 18 В до 264 В
  • Широкий диапазон входных частот от 50 до 400 Гц
  • Предельный выходной постоянный ток — 100 мА

Микросхема КР1182ЕМ2 предназначена для создания компактных источников питания от сети переменного тока не изолированного типа, например, для двигателей электробритв, вспомогательных — для мощных сетевых импульсных источников питания, и т.п. На рис. 1 приведена функциональная электрическая схема. Типовая схема включения и временная диаграмма работы микросхемы представлены на рис. 2,3.

Микросхема содержит 4 высоковольтных диода, ключевой стабилизатор, защитный стабилизатор и выходной диод.

 Ключевой стабилизатор через внешний токоограничивающий резистор R1 и входные диоды подключает внешний накопительный конденсатор C3 к сети переменного тока до тех пор, пока он не зарядится до напряжения, определяемого внешним стабилитроном с напряжением пробоя меньшим 70 В, включенным между выводами 7 и 5 микросхемы.

Если внешний стабилитрон не установлен, то это напряжение будет определяться внутренним защитным стабилитроном и составит 70-90 В. Затем стабилизатор отключает емкость от сети до следующей полуволны сетевого напряжения. В оставшееся время цикла конденсатор C3 питает нагрузку.

Следующий цикл включения стабилизатора происходит после перехода входного напряжения через 0 В при достижении напряжения на его входе примерно на 1,5 В больше, чем на накопительном конденсаторе.

Частота включения стабилизатора, то есть частота заряда конденсатора, определяется схемой включения входных диодов – однополупериодная или двухполупериодная, и соответствует частоте или удвоенной частоте входного напряжения.

 Данный принцип управления позволяет применять микросхему только при подключении к сети переменного тока и обеспечивает возможность нормального функционирования микросхемы при изменении входного напряжения от 18 до 264 В и частоты входного напряжения от 48 до 440 Гц. На входе схемы получается постоянное напряжение, имеющее пульсацию с частотой или удвоенной частотой входного напряжения и величиной, прямо пропорциональной току нагрузки и обратно пропорциональной емкости С3.
Выходной диод предназначен для подавления отрицательных выбросов напряжения при работе на индуктивную нагрузку.

ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ

Типовая схема включения позволяет реализовать источники питания по двухполупериодной схеме для большого диапазона входных напряжений и выходного тока. Ниже приводится список внешних компонентов, описание их назначения и рекомендованные значения. Для каждого конкретного источника питания могут потребоваться не все из них. • F1 — Плавкий предохранитель.

Нужен для защиты микросхемы и нагрузки в аварийной ситуации. Рекомендуемый номинал предохранителя — 500 мА. • R1 — Ограничивающий резистор. Ограничивает ток ключевого стабилизатора и ток заряда емкости C3. Пиковое значение тока Ui peak/R1 не должно превышать 2,5А.

Номинал и мощность R1 выбирается в соответствии с предполагаемой сферой применения, при условии не превышения максимального тока заряда. Целесообразно использовать резистор с отрицательным температурным коэффициентом. Рекомендуемое значение R1=150 Ом. •С1 — Фильтрующий конденсатор. R1 и С1 образуют фильтр, сглаживающий высокочастотные выбросы входного напряжения.

Рекомендуется С1=0,05мкФ . •MON — Защита от перенапряжения. Возможно использование варистора для переменного напряжения до 120 В или газоразрядной лампы на 500 В для переменного напряжения до 240 В. •С2 — Конденсатор задержки. Подключение источника питания к сетевому напряжению, в общем случае, происходит не синхронизировано с ним.

С большой вероятностью это может произойти в момент, когда входное напряжение близко к пиковому напряжению или даже при более высоких напряжениях, связанных с выбросами в сети.

Так как накопительный конденсатор при этом полностью разряжен, то через микросхему потечет больший, по сравнению, с установившимся режимом ток. Для повышения надежности источника и без ущерба его характеристикам целесообразно заблокировать включение стабилизатора до следующей полуволны, что и гарантируется подключением конденсатора С2 на 150 пФ с рабочим напряжением на 10 В выше выходного.

• С3 — Накопительный конденсатор. Этот конденсатор заряжается два раза за период входного напряжения, остальное время питает нагрузку. Емкость конденсатора выбирается пропорциональной требуемому максимальному току нагрузки.

Увеличение емкости С3 уменьшает пульсации выходного напряжения. Для максимального тока нагрузки рекомендуется конденсатор 470 мкФ с рабочим напряжением на 10 В выше выходного.
• VD1 — стабилитрон. Он задает уровень выходного напряжения.

При его отсутствии работает внутренний защитный стабилитрон на 70-90 В.

Если необходимо включение и выключение постоянного выходного напряжения, не отключая входное сетевое, то предлагается подключать к выводу 7 механический переключатель, оптопару или транзистор с открытым коллектором.

Для гальванической развязки от сети переменного тока возможно применение разделяющего трансформатора.
Если необходима общая шина для нагрузки и сетевого напряжения, то возможно включение схемы в однополупериодном режиме работы.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ИС

При проектировании печатных плат следует учесть следующие моменты. Проводники для подачи переменного напряжения к выводам 1, 3 и 14, 16 должны находится на достаточном расстоянии между собой вследствие наличия на них высокого напряжения.

С целью повышения надежности (уменьшения выбросов напряжения на входе микросхемы при выключении импульсного регулятора) необходимо уменьшать паразитную индуктивность, в частности максимально укоротить связи между микросхемой и элементами R1, С1, С2.

ВНИМАНИЕ !!!

Читайте также:  Эхолот рыболова-любителя

По сравнению с обычными блоками питания на трансформаторах, источник питания на основе микросхемы КР1182ЕМ2 не имеет гальванической развязки. При разработке нужной конструкции следует помнить о необходимости соответствующей изоляции. Любая подключаемая схема должна рассматриваться как не изолированная.

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ

ЗАО “НТЦ Схемотехники и Интегральных технологий”

Источник: http://rcl-radio.ru/?p=20276

Импульсный преобразователь сетевого напряжения и способ управления им

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для повышения технико-экономических показателей импульсных преобразователей, получающих питание непосредственно от сети переменного тока, путем сокращения числа комплектующих элементов, а также уменьшения токовой загрузки силовых транзисторных ключей в моменты коммутаций и возникающих при этом коммутационных перенапряжений.

Преобразователи указанного типа традиционно выполняются по структуре, содержащей выпрямитель сетевого напряжения, конденсаторный фильтр для сглаживания выпрямленного напряжения, согласующий трансформатор и силовые транзисторные ключи [см., например, 1) Моин B.C. Стабилизированные транзисторные пареобразователи.: М. Энергоатомиздат, 1986.

2) Севернс Р., Блум Г. Импульсные преобразователи постоянного напряжения для систем вторичного электропитания.: М. Энергоатомиздат, 1988. ].

Перенос трансформатора из входных цепей питания с промышленной частотой 50 Гц в выходные цепи преобразователя с более высокой частотой модуляции вплоть до десятков и сотен кГц позволяет существенно уменьшить массогабаритные показатели данного элемента, что является главным достоинством указанной структуры.

Дальнейшее ее усовершенствование возможно за счет уменьшения емкости или даже полного устранения из состава преобразователя сглаживающего конденсатора, имеющего, как правило, достаточно большие габариты и стоимость.

Такое исключение возможно на основе прямого высокочастотного преобразования сетевого напряжения, ведущего к устранению в его составе низкочастотной сетевой составляющей модуляционным способом без сглаживающих конденсаторов [см. Сидоров С.Н. Способ управления транзисторным преобразователем с однофазным звеном повышенной частоты.

Патент РФ №2227958, опубл. в БИ №12, 2004 г.].

Показано, что такое устранение возможно путем выравнивания вольтсекундной площади импульсов напряжения в первичных обмотках трансформатора, что ведет к существенному уменьшению низкочастотной составляющей в его составе до уровня нескольких % в схемах с предварительным однофазным двухполупериодным выпрямлением или даже к полному устранению этой составляющей в схемах с трехфазным выпрямлением. Вместе с тем в большинстве случаев преобразователи указанного типа должны отвечать не одному, а комплексу требований, к числу которых прежде всего следует отнести минимальный уровень коммутационных потерь и перенапряжений в цепях силовых транзисторов. Предлагаемое техническое решение представляет попытку решения указанных проблем установкой на выходе выпрямителя вместо сглаживающего конденсатора аналогичного элемента другого назначения – демпфирующего неполярного конденсатора значительно меньшей емкости и стоимости. Наиболее близкое решение, основывающееся на применении в импульсных преобразователях конденсаторов, содержится, например, в статьях 1) S.Clemente, В. Pelly, R. Ruttonsha Универсальный источник питания с частотой 100 кГц на одном МОП ПТ. – Силовые полупроводниковые приборы. Пер. с англ. под ред. В. Токарева. Воронеж, 1995. 2) П.Угринов Ограничение напряжения на ключевом транзисторе в однотактных преобразователях напряжения. – Силовая электроника, №1, 2004. Тематическое приложение к журналу “Компоненты и технологии”.

Известное решение предполагает наличие в схеме однотактного импульсного преобразователя первичного источника питания в виде выпрямителя сетевого напряжения на диодах, а также согласующего трансформатора, первичная обмотка которого, зашунтированная в обратном направлении разрядным диодом, подключена в проводящем направлении тока к полюсам выпрямителя с помощью силового транзисторного ключа, а также наличие демпфирующего конденсатора, одна из обкладок которого присоединена к положительному полюсу выпрямителя, а другая обкладка подключена в направлении заряда конденсатора к отрицательному полюсу выпрямителя с помощью разделительного диода.

Известный способ управления преобразователем указанного типа предусматривает формирование и широтно-импульсное регулирование напряжения в цепи нагрузки путем циклического подключения с высокой частотой первичной обмотки согласующего трансформатора с помощью силового транзисторного ключа к источнику сетевого выпрямленного напряжения с последующим уменьшением или устранением в составе этого напряжения низкочастотной составляющей, за счет надлежащего выбора моментов переключений, выравнивающего вольт-секундные площади импульсов напряжения в первичных обмотках указанного трансформатора в течение каждой полуволны сетевого выпрямленного напряжения без предварительного его сглаживания и использования конденсатора на выходе источника в качестве демпфирующего элемента, служащего для ограничения коммутационных перенапряжений и потерь в силовых транзисторах за счет уменьшения величины и скорости изменения тока перед их выключением.

Для решения указанных выше задач предлагается в схему однотактного импульсного преобразователя дополнительно ввести вспомогательный транзисторный ключ сравнительно малой мощности, присоединенный первым выводом к точке подключения демпфирующего конденсатора в направлении его разряда с анодом разделительного диода, а вторым выводом присоединенный к точке соединения первичной обмотки трансформатора с силовым транзисторным ключом. Предлагаемый способ управления вспомогательным транзисторным ключом направлен на уменьшение тока и потерь мощности в силовом транзисторном ключе при их запирании и состоит в кратковременном периодическом включении вспомогательного транзистора в моменты времени, непосредственно предшествующие выключению силовых транзисторов, с последующим одновременным выключением силовых и вспомогательных транзисторных ключей.

На фиг.1, 2 приведены результаты имитационного компьютерного моделирования с помощью программы “Electronics Workbench” электромагнитных процессов в преобразователе, принятом за прототип;

на фиг.3 представлена упрощенная модель преобразователя с одноразовым включением-выключением силового транзистора, подтверждающая правомерность предлагаемого решения; на фиг.4 – результаты компьютерного моделирования однотактного импульсного преобразователя, работа которого происходит в соответствии с предлагаемым техническим решением.

Для знакомства с работой устройства, принятого за прототип, на фиг.1 приведена схема однотактного импульсного преобразователя, питание которого осуществляется от однофазного сетевого источника переменного напряжения посредством выпрямителя, в выходных цепях которого отсутствует сглаживающий конденсатор.

Видно, что в случае традиционного управления силовым транзистором с постоянной скважностью управляющих импульсов присутствие в напряжении питания низкочастотных пульсаций с частотой 100 Гц приводит к значительным нежелательным пульсациям с этой же частотой тока нагрузки на выходе преобразователя (см. фиг.1а).

Тем не менее, применением способа управления, ведущего к выравниванию вольт-секундных площадей выходного импульсного напряжения, согласно Патенту РФ №2227958, указанную низкочастотную составляющую в токе можно существенно уменьшить (см. фиг.1б), а при питании от трехфазного источника даже полностью устранить (см. фиг.2б).

Таким образом, в случаях формирования тока заданной формы выполнение импульсного преобразователя и его питание от сети переменного напряжения возможно модуляционным способом без применения сглаживающих конденсаторов значительной емкости.

Однако на практике преобразователи указанного типа должны отвечать нескольким требованиям, к числу которых, кроме отсутствия габаритных и дорогих сглаживающих конденсаторов, следует отнести минимальный уровень коммутационных потерь и перенапряжений в цепях силовых транзисторов.

Решение данной задачи известно, например, из практики резонансных инверторов и предполагает выключения силового транзистора в моменты достижения тока и напряжения в силовой цепи минимального, в частности нулевого, уровня. Однако широтно-импульсное регулирование в условиях резонанса затруднительно, в связи с чем области применения указанного решения ограничены.

Поэтому уменьшение тока силового транзистора перед выключением предлагается осуществлять путем создания параллельных цепей, в одной из которых устанавливается демпфирующий конденсатор, имеющий необходимое превышение напряжения по сравнению с напряжением в цепи силового транзистора.

Принципиальную возможность подобного уведения тока в параллельные цепи иллюстрирует упрощенная модель преобразователя на фиг.3, работающая, с целью наглядности, в режиме одноразового включения-выключения.

Преобразователь содержит сетевой источник питания с выпрямителем на диодах 1, согласующий трансформатор 2, присоединение первичной обмотки которого к выпрямителю осуществляется с помощью силового транзисторного ключа 3, выполненного в данном случае по неуправляемой составной схеме соединения двух биполярных транзисторов.

В параллель к полюсам выпрямителя подключен демпфирующий конденсатор 4 с последовательно соединенным в направлении заряда конденсатора разделительным диодом 5.

Для выполнения поставленной задачи коллекторную цепь силового транзисторного ключа предлагается соединить с точкой соединения конденсатора и диода с помощью коммутирующего элемента 6, роль которого в рассматриваемой модели выполняет переключатель Space.

В выходной цепи силового транзистора установлен датчик тока Iv, позволяющий наблюдать процесс коммутации силового транзистора с помощью виртуального осциллографа. Полагается, что в исходном состоянии Space находится в разомкнутом нижнем положении.

При подаче напряжения ток Iv начинает возрастать, при этом конденсатор 4 к моменту времени, совпадающему с серединой экрана осциллографа, оказывается заряжен до величины, не меньшей амплитудного значения питающего напряжения.

Перевод Space во включенное верхнее положение приводит к присоединению отрицательной обкладки конденсатора к выходной цепи силового транзистора, что способствует уведению тока первичной обмотки трансформатора из цепи с силовым транзистором в две параллельные цепи с конденсатором 4 и разделительным диодом 5. В результате, как это видно из осциллограммы, ток силового транзисторного ключа практически мгновенно снижается до нуля, а напряжение на его коллекторе остается незначительным, равным падению напряжения на разделительном диоде. При этом создаются условия для последующего выключения силового транзистора практически в обесточенном состоянии при малом напряжении на силовых выводах. В реальных условиях это означает существенное уменьшение коммутационных потерь мощности в транзисторе, а заодно и коммутационных перенапряжений на данном основном элементе схемы. Можно видеть, что выполнение данной задачи требует применения демпфирующего конденсатора сравнительно малой емкости, выбор которой должен обеспечить равенство или некоторое превышение половины периода собственных колебаний LC-цепи, в которой происходит перезаряд конденсатора, по сравнению с собственным временем выключения силового транзистора.

Реальная схема предлагаемого устройства изображена на фиг.4. Кроме названных элементов схема содержит вспомогательный транзисторный ключ 6 вместо переключателя Space, кратковременное подключение которого осуществляется с помощью специального управляющего устройства Regul 3 с некоторым упреждением относительно моментов выключения силового транзисторного ключа.

Так как электромагнитные процессы коммутации не зависят от способа модуляции, рассмотрение работы данного устройства проведено при постоянной скважности управляющих импульсов. Для наблюдения за изменениями токов в цепях с силовым и вспомогательным транзисторами, а также в цепи с конденсатором применяются датчики тока ДТ1 – ДТ3. Осциллограммы на фиг.

4а иллюстрируют форму тока в цепи силового транзисторного ключа (верхний луч) и тока вспомогательного транзистора (нижний луч). Видно, что кратковременные включения вспомогательного транзистора действительно происходят с упреждением относительно моментов выключения силового транзистора и сопровождаются уведением тока последнего в параллельную цепь.

Последующие выключения силового и вспомогательных транзисторов происходят одновременно и у каждого – при меньшем токе по сравнению с амплитудным значением тока нагрузки.

Исследования схемы показали, что степень уменьшения тока силового транзистора перед выключением зависит как от времени упреждения при включении вспомогательного транзистора, так и от степени насыщения последнего.

В любом случае величина среднего тока вспомогательного транзистора оказывается меньше коммутируемого тока нагрузки, в связи с чем мощность данного элемента сравнительно мала. Осциллограммы на фиг.4б иллюстрируют форму тока демпфирующего конденсатора (нижний луч), которая подтверждает колебательный характер перезаряда этого конденсатора и правильность рекомендации по выбору его емкости.

Источник: http://bankpatentov.ru/node/82762

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector