5 схем преобразователей напряжения с импульсным возбуждением
В практике довольно часто встречаются случаи, когда источники питания радиоэлектронных схем должны иметь выходные напряжения с гальванической развязкой. Для преобразования напряжения постоянного тока с гальванической развязкой может быть использовано устройство по схеме, изображенной на рис. 8.1.
Рис. 8.1. Схема стабилизированного преобразователя напряжения.
Задающий генератор выполнен на микросхеме КР1006ВИ1. Этот генератор может работать на частотах 0,5. 100 кГц. Рабочая частота определяется выражением:
С выхода генератора импульсы поступают на базу транзистора VT1, коммутирующего обмотку трансформатора Т1. На выходе преобразователя включен простейший параметрический стабилизатор напряжения. Выходное напряжение преобразователя определяется типом используемого стабилитрона VD5. Выходная мощность устройства достигает 400 мВт.
В качестве транзистора VT1 можно использовать отечественный аналог КТ645; в качестве диодов VD3 и VD4 КД106, КД204, КД212.
Преобразователь напряжения С. А. Бирюкова предназначен для питания портативного мультиметра (рис. 8.2). В его основе асимметричный мультивибратор, режим работы которого зависит от величины выходного напряжения.
Рис. 8.2. Схема преобразователя напряжения.
Трансформатор Т1 выполнен на сердечнике К12x9x8 600НН. Наматывают одновременно 4 обмотки по 100 витков провода ГІЭШО 0,1 в каждой. Две обмотки включают параллельно и используют в качестве первичной.
Преобразователь (рис. 8.3) имеет двухполярный выход и предназначен для использования в переносной бытовой и измерительной аппаратуре с автономным питанием и потребляемой мощностью не более 0,15 Вт.
Основные технические характеристики преобразователя:
Выходная мощность до 0,15 Вт.
Коэффициент стабилизации 100.
Напряжение питания 4. 12 6.
Частота преобразования 20 кГц.
КПД при входном напряжении 9 6 и выходной мощности 40 мВт 75%.
Двойная амплитуда пульсаций при выходной мощности 40 мВт 50 мВ.
Рис. 8.3. Схема стабилизатора напряжения с широтно-импульсным регулированием.
Устройство представляет собой стабилизированный преобразователь с широтно-импульсным регулированием. На элементах DD1.1 и DD1.2 (рис. 8.3) собран задающий генератор, работающий на частоте 20 кГц. Импульсы прямоугольной формы с выхода генератора поступают на одновибратор на элементах DD1.3, DD1.4. Длительность его выходных импульсов зависит от суммарного сопротивления, включенного между входом элемента DD1.4 и общим проводом.
Импульсы с выхода одновибратора поступают на вход транзисторного ключа (VT4, VT5). Когда ключ открыт, через первичную обмотку трансформатора Т1 протекает линейно нарастающий ток. При закрытом ключе накопленная в обмотке трансформатора энергия передается в нагрузку. Напряжение обратной связи с обмотки III трансформатора Т1 через делитель на резисторах R9 R11 поступает на затвор транзистора ѴТЗ, играющего роль переменного резистора и управляющего работой ключа.
Трансформатор Т1 намотан на кольцевом магнитопроводе К12×5,5×5 из феррита М2000НМ-А. Все обмотки одинаковы и содержат по 100 витков провода ПЭВ-2 0,1. Их наматывают одновременно, в три провода. Можно также использовать импульсный трансформатор МИТ-4В.
При налаживании преобразователя подбором резистора R2 устанавливают на выходе стабилизатора на транзисторах ѴТ1, ѴТ2 напряжение 3,6 В. Затем, подбирая резистор R10 (грубо) и регулируя подстроечный резистор R11 (точно), добиваются требуемого выходного напряжения, причем возможно получение напряжения, почти вдвое превышающего указанное на схеме.
Преобразователь напряжения, схема которого приведена на рис. 8.4, предназначен для питания нагрузки мощностью не более 10 Вт. Он отличается высоким КПД, стабильным выходным напряжением, некритичен к степени разрядки батареи питания. Выходное напряжение при изменении входного от 6 до 30 6 можно установить любым в пределах от ±10 до ±20 В.
Нестабильность выходного напряжения не превышает 1%, а напряжение пульсаций на нагрузке 2 кОм 10 мВ. Выходное сопротивление устройства около 50 мОм.
Рис. 8.4. Схема стабилизированного преобразователя напряжения с биполярным выходом.
По принципу действия устройство является стабилизированным преобразователем с широтно-импульсной модуляцией. Задающий генератор выполнен на инверторах DD1.1, DD1.2 по схеме симметричного мультивибратора. Частота генерируемых импульсов около 50 кГц. Через диод VD1 они поступают на ждущий мультивибратор на инверторах DD1.3, DD1.4. В его частотозадающую цепь, кроме резистора R4 и конденсатора СЗ, входит сопротивление участка эмиттер коллектор транзистора ѴТ4, цепь смещения которого (резисторы R6, R7) питается положительным напряжением, снимаемым с выхода устройства. Благодаря этому длительность генерируемых мультивибратором импульсов оказывается обратно пропорциональной выходному напряжению (при его уменьшении длительность импульсов увеличивается и наоборот). Триггер DD1.5, DD1.6 улучшает форму импульсов.
Импульсное напряжение, снимаемое с выхода триггера, усиливается по мощности транзисторами ѴТ2, ѴТЗ и повышается трансформатором Т1. Выпрямленное диодами VD4 VD7 напряжение поступает в нагрузку через фильтр из электролитических конденсаторов С6, С7 и шунтирующих их керамических конденсаторов С8, С9 (они улучшают фильтрацию высокочастотных составляющих выпрямленного напряжения). Выходное напряжение преобразователя устанавливается потенциометром R6.
Напряжение питания устройства поддерживается неизменным стабилизатором на транзисторе VT1 и стабилитроне VD3.
Трансформатор Т1 выполнен на ферритовом броневом магнитопроводе внешним диаметром 30 и высотой 18 мм. Обмотка I содержит 17 витков провода ПЭЛ 1,0, обмотка II 2×40 витков провода ПЭЛ 0,23.
Транзистор ѴТЗ устанавливается на теплоотводе с площадью 50. 60 см2.
Рис. 8.5. Схема преобразователя напряжения на основе КМОП-микросхемы.
Источник: Шустов М. А. Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения.
5 схем преобразователей напряжения с импульсным возбуждением
В практике довольно часто встречаются случаи, когда источники питания радиоэлектронных схем должны иметь выходные напряжения с гальванической развязкой. Для преобразования напряжения постоянного тока с гальванической развязкой может быть использовано устройство по схеме, изображенной на рис. 8.1.
Рис. 8.1. Схема стабилизированного преобразователя напряжения.
Задающий генератор выполнен на микросхеме КР1006ВИ1. Этот генератор может работать на частотах 0,5. 100 кГц. Рабочая частота определяется выражением:
С выхода генератора импульсы поступают на базу транзистора VT1, коммутирующего обмотку трансформатора Т1. На выходе преобразователя включен простейший параметрический стабилизатор напряжения. Выходное напряжение преобразователя определяется типом используемого стабилитрона VD5. Выходная мощность устройства достигает 400 мВт.
В качестве транзистора VT1 можно использовать отечественный аналог КТ645; в качестве диодов VD3 и VD4 КД106, КД204, КД212.
Преобразователь напряжения С. А. Бирюкова предназначен для питания портативного мультиметра (рис. 8.2). В его основе асимметричный мультивибратор, режим работы которого зависит от величины выходного напряжения.
Рис. 8.2. Схема преобразователя напряжения.
Трансформатор Т1 выполнен на сердечнике К12x9x8 600НН. Наматывают одновременно 4 обмотки по 100 витков провода ГІЭШО 0,1 в каждой. Две обмотки включают параллельно и используют в качестве первичной.
Преобразователь (рис. 8.3) имеет двухполярный выход и предназначен для использования в переносной бытовой и измерительной аппаратуре с автономным питанием и потребляемой мощностью не более 0,15 Вт.
Основные технические характеристики преобразователя:
Выходная мощность до 0,15 Вт.
Коэффициент стабилизации 100.
Напряжение питания 4. 12 6.
Частота преобразования 20 кГц.
КПД при входном напряжении 9 6 и выходной мощности 40 мВт 75%.
Двойная амплитуда пульсаций при выходной мощности 40 мВт 50 мВ.
Рис. 8.3. Схема стабилизатора напряжения с широтно-импульсным регулированием.
Устройство представляет собой стабилизированный преобразователь с широтно-импульсным регулированием. На элементах DD1.1 и DD1.2 (рис. 8.3) собран задающий генератор, работающий на частоте 20 кГц. Импульсы прямоугольной формы с выхода генератора поступают на одновибратор на элементах DD1.3, DD1.4. Длительность его выходных импульсов зависит от суммарного сопротивления, включенного между входом элемента DD1.4 и общим проводом.
Импульсы с выхода одновибратора поступают на вход транзисторного ключа (VT4, VT5). Когда ключ открыт, через первичную обмотку трансформатора Т1 протекает линейно нарастающий ток. При закрытом ключе накопленная в обмотке трансформатора энергия передается в нагрузку. Напряжение обратной связи с обмотки III трансформатора Т1 через делитель на резисторах R9 R11 поступает на затвор транзистора ѴТЗ, играющего роль переменного резистора и управляющего работой ключа.
Трансформатор Т1 намотан на кольцевом магнитопроводе К12×5,5×5 из феррита М2000НМ-А. Все обмотки одинаковы и содержат по 100 витков провода ПЭВ-2 0,1. Их наматывают одновременно, в три провода. Можно также использовать импульсный трансформатор МИТ-4В.
При налаживании преобразователя подбором резистора R2 устанавливают на выходе стабилизатора на транзисторах ѴТ1, ѴТ2 напряжение 3,6 В. Затем, подбирая резистор R10 (грубо) и регулируя подстроечный резистор R11 (точно), добиваются требуемого выходного напряжения, причем возможно получение напряжения, почти вдвое превышающего указанное на схеме.
Преобразователь напряжения, схема которого приведена на рис. 8.4, предназначен для питания нагрузки мощностью не более 10 Вт. Он отличается высоким КПД, стабильным выходным напряжением, некритичен к степени разрядки батареи питания. Выходное напряжение при изменении входного от 6 до 30 6 можно установить любым в пределах от ±10 до ±20 В.
Нестабильность выходного напряжения не превышает 1%, а напряжение пульсаций на нагрузке 2 кОм 10 мВ. Выходное сопротивление устройства около 50 мОм.
Рис. 8.4. Схема стабилизированного преобразователя напряжения с биполярным выходом.
По принципу действия устройство является стабилизированным преобразователем с широтно-импульсной модуляцией. Задающий генератор выполнен на инверторах DD1.1, DD1.2 по схеме симметричного мультивибратора. Частота генерируемых импульсов около 50 кГц. Через диод VD1 они поступают на ждущий мультивибратор на инверторах DD1.3, DD1.4. В его частотозадающую цепь, кроме резистора R4 и конденсатора СЗ, входит сопротивление участка эмиттер коллектор транзистора ѴТ4, цепь смещения которого (резисторы R6, R7) питается положительным напряжением, снимаемым с выхода устройства. Благодаря этому длительность генерируемых мультивибратором импульсов оказывается обратно пропорциональной выходному напряжению (при его уменьшении длительность импульсов увеличивается и наоборот). Триггер DD1.5, DD1.6 улучшает форму импульсов.
Импульсное напряжение, снимаемое с выхода триггера, усиливается по мощности транзисторами ѴТ2, ѴТЗ и повышается трансформатором Т1. Выпрямленное диодами VD4 VD7 напряжение поступает в нагрузку через фильтр из электролитических конденсаторов С6, С7 и шунтирующих их керамических конденсаторов С8, С9 (они улучшают фильтрацию высокочастотных составляющих выпрямленного напряжения). Выходное напряжение преобразователя устанавливается потенциометром R6.
Напряжение питания устройства поддерживается неизменным стабилизатором на транзисторе VT1 и стабилитроне VD3.
Трансформатор Т1 выполнен на ферритовом броневом магнитопроводе внешним диаметром 30 и высотой 18 мм. Обмотка I содержит 17 витков провода ПЭЛ 1,0, обмотка II 2×40 витков провода ПЭЛ 0,23.
Транзистор ѴТЗ устанавливается на теплоотводе с площадью 50. 60 см2.
Рис. 8.5. Схема преобразователя напряжения на основе КМОП-микросхемы.
Источник: Шустов М. А. Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения.
Трансформатор мит 4 своими руками
Активность: 1238 Offline
А тут тебе никто искать не будет, должен сам проявить хоть малую инициативу.
А если у тебя не заладиться с наладкой, нужна помощь в настройке, не удается ввести в режим транзисторы. Нет в наличии осллографа.
Тогда милости просим, ответим на любые вопросы.
Админ, НЕ УДАЛЯТЬ.
| Вт, 22.02.2011, 18:05 | Сообщение # 52 |
Не удалю, если ответишь и на моё сообщение!  |
| Вт, 22.02.2011, 18:25 | Сообщение # 53 |
| Вт, 22.02.2011, 18:26 | Сообщение # 54 |
| Точно. Не было у него геморроя так будет, ничего с ремонтом поможем, форум уже есть. А куда он свой трансф. девать потом будет, тут главное озадачить не тебя, так другого. И будет у препода и китайский инвертор, и тороидальный сварочный трансформатор. Вторичка каким сечением? |
| Вт, 22.02.2011, 18:39 | Сообщение # 56 | |
 Активность: 1238 Offline | Обычные МИТ-3 Импульсник мотал сам, в три провода 60-80 витков МГТФ на колечке Схема рабочая на все 100 лично делал сам, не в качестве сварки. Регулировался ток от 60 до 130..140А 4.6 Тринисторные регуляторы мощности.4.6 Тринисторные регуляторы мощности Предположим, у вас есть электроплитка, а мощность ее не регулируется. Вот и горит спираль в полный накал тогда, когда
Тринисторы VS1 и VS2 устанавливают на радиаторы с поверхностью охлаждения не менее 200 см^2 каждый. При этом максимальная мощность нагрузки может составлять 2 кВт. Настройка регулятора мощности заключается в подборе сопротивления резистора R2 по максимальной мощности в нагрузке. Резистор R3 при этом временно замыкают проволочной перемычкой. Момент отдачи в нагрузку максимальной мощности лучше всего контролировать по осциллографу. В случае применения самодельного трансформатора Т1 следует подобрать нужную полярность подключения выводов обмоток, которая должна соответствовать обозначенной на схеме. Регулятор мощности можно использовать также совместно с маломощными электропечами, лампами накаливания и другими активными нагрузками. Описанному тринисторному регулятору мощности присущи недостатки. Во-первых, с изменением температуры в корпусе регулятора (а она будет в процессе работы увеличиваться из-за нагрева тиристоров) будет изменяться емкость конденсатора С1. Это приведет к изменению угла открывания тринисторов, а также к изменению мощности в нагрузке. Чтобы в какой-то степени устранить этот недостаток, необходимо применять конденсатор С1 с небольшими значениями ТКЕ (температурного коэффициента емкости), например К73-17, К73-24. Во-вторых, тринисторный стабилизатор наводит высокий уровень помех в питающей сети. Эти помехи возникают в моменты скачкообразного включения тринистора. Коммутационные помехи не только распространяются через сеть, вызывая неустойчивую работу различных приборов (электронных часов, вычислительных машин и пр.), но и мешают нормальной работе некоторых устройств, гальванически не связанных с сетью (так, в радиоприемнике, находящемся недалеко от тринисторных регуляторов, слышен треск помех). Поэтому уменьшение коммутационных помех в тринисторных регуляторах мощности является важной задачей.: Наиболее доступным способом снижения помех является такой способ регулирования, при котором переключение тринистора происходит в моменты перехода сетевого напряжения через нуль. При этом мощность в нагрузке можно регулировать числом полных полупериодов, в течение которых через нагрузку протекает ток. Недостатком такого способа регулирования по сравнению с традиционными являются большие колебания мгновенных значений мощности в нагрузке в течение периода регулирования, который значительно больше периода синусоидального напряжения и может достигать нескольких секунд. Однако для таких инерционных потребителей энергии, как электрическая печь, утюг, электроплитка, мощный электромотор, этот недостаток не является определяющим. На рис. 69 представлена схема регулятора. Работой тринисторного ключа VS1, подающего питание к нагрузке, управляет счетчик К155ИЕ8 (DD2), представляющий собой делитель частоты с переменным коэффициентом деления. Подачей сигналов 1 или 0 на входы VI, V2, V4, V8, VI 6 и V32 счетчика формируют соответствующую импульсную последовательность на выходе S1. Полный период работы счетчика состоит из 64
импульсов. Если, например, на эти входы подать уровни 1, 0, 0, 1, 1, 0, для чего надо разомкнуть соответственно контакты выключателей SA6, SA3, SA2, то на выходе S1 счетчика сформируется 25 импульсов за цикл (1+8+16=25). Число импульсов определяет мощность, выделяемую в нагрузке регулятора. Требуемый режим работы счетчика обеспечен сигналами логического 0 на входах V0, R, C1 и С2. Тактовые импульсы частотой 100 Гц, управляющие работой счетчика, формируют логические элементы DD1.2 и DD1.3 из пульсирующего напряжения, снимаемого с выхода выпрямительного моста VD5-VD8. Электронный ключ образован составным транзистором VT2VT3, тринистором VS1 и диодным мостом VD9-VD12. Когда на выходе S1 счетчика имеется уровень логического 0, составной транзистор закрыт, тринистор в это время открыт током через резистор R 13, и через нагрузку, подключенную к соединителю XS1, протекает ток. Тринистор включен в диагональ выпрямительного моста VD9-VD12, поэтому через нагрузку протекает переменный ток. Временные диаграммы напряжения в различных точках регулятора мощности показаны на рис. 70. Конденсатор СЗ необходим для обеспечения открывания тринистора VS1 точно в моменты перехода сетевого напряжения через нуль. Дело в том, что спад прямоугольных импульсов на выходе формирователя (диаграмма 2) не совпадает с моментом перехода сетевого напряжения через нуль (диаграмма 1). Объясняется это тем, что напряжение переключения элементов DD1.2 DD1.3 больше нуля. Конденсатор СЗ обеспечивает задержку
включения тринистора на время tз и тем самым исключает преждевременное его включение. Микросхемы и мощный ключ питает двухполупериодный выпрямитель на диодах VD1-VD4 со стабилизатором напряжения на транзисторе VT1. Функцию образцового стабилитрона выполняет логический элемент DD1.1. При налаживании сначала, отключив временно микросхему DD2, подборкой резистора R1 устанавливают на выходе стабилизатора напряжение, равное 5 В. Затем к соединителю XS1 подключают нагрузку и с помощью осциллографа проверяют форму напряжения в различных точках регулятора (она должна соответствовать рис. 70) и подбирают конденсатор СЗ такой емкости, чтобы обеспечить требуемое время задержки. При отсутствии осциллографа этот конденсатор подбирают по минимальному уровню помех в малогабаритном радиовещательном приемнике, размещенном возле проводов цепи нагрузки. Максимальная мощность нагрузки 2 кВт. В данном устройстве мощность регулируют выключателями SA1-SA6. Если же вместо них установить бесконтактные ключи, например транзисторные, тогда для управления мощностью можно применять цифровые сигналы ЭВМ. Это позволяет использовать регулятор в различных системах автоматического управления технологическими процессами. Схема возможного варианта управляющей части регулятора с использованием двоично-десятичного счетчика К155ИЕ2 и дешифратора-демультиплексора К155ИДЗ представлена на рис. 71. Работает этот узел следующим образом. При подаче импульсов частотой 100 Гц на вход С1 счетчика DD1 на выходах дешифратора DD2 последовательно появляется сигнал логического 0. При таком же сигнале на выходе 0 дешифратора RS-триггер, собранный на логических элементах DD3.1, DD3.2, установится в состояние, соответствующее прохождению тока через нагрузку. Через несколько полупериодов сигнал логического 0 появится на одном из выходов дешифратора. Этот сигнал через подвижный контакт галетного переключателя SA1 будет подан на второй вход RS-триггера (вывод 1 элемента DD3.1), переключит его в другое состояние, отчего ток через нагрузку прекратится. Чем ниже (по схеме) находится подвижный контакт переключателя SA1, тем большая средняя мощность будет выделяться на нагрузке. При крайнем нижнем положении подвижного контакта переключателя RS-триггер переключаться не будет, и нагрузка окажется включенной постоянно. При крайнем верхнем положении этого контакта триггер также не переключится, но в этом случае его состояние будет противоположным предыдущему, и нагрузка окажется выключенной. Таким образом, мощность в нагрузке можно регулировать ступенчато через 10% ее максимального значения.
На рис. 72 представлена еще одна схема регулятора мощности с малым уровнем помех (первый вариант). Основные отличия от описанного выше регулятора состоят в следующем. Во-первых, регулирование мощности осуществляется с помощью переменного резистора. Во-вторых, регулирование мощности выполняется менее плавно, чем в предыдущем устройстве. В-третьих, данное устройство Работает регулятор следующим образом. Импульсы выпрямленного напряжения сети с мостового выпрямителя VD6 через делитель R1R3 поступают на вход формирователя, выполненного на логических элементах-инверторах DD1.4, DD1.5 и резисторах R2, R5. Формирователь работает так же, как триггер Шмитта (см. рис. 52), поэтому на выходе элемента DD1.6 присутствуют прямоугольные импульсы частотой 100 Гц (рис. 73, эпюра 2). Импульсы формируются при приближении сетевого напряжения к нулю. На логических элементах DD1.1-DD1.3 выполнен генератор прямоугольных импульсов частотой около 10 Гц. Скважность импульсов регулируется переменным резистором R4 (рис. 73, эпюра 3). Импульсы формирователя и генератора суммируются через диоды VD3, VD4 на базе транзистора VT1. Транзистор VT1 открывается в том случае, когда на выходах логических элементов DD1.3 и DD1.6 имеется напряжение высокого уровня. Таким образом, транзистор VT1, а следовательно, и тринистор VS1 открыты в течение полупериодов сетевого напряжения, соответствующих наличию напряжения высокого уровня на выходе логического элемента DD1.3. Изменяя скважность импульсов генератора, можно управлять соотношением числа полупериодов открытого и
закрытого состояний тринистора VS1, т. е. средней мощностью в нагрузке (см. рис. 73). Если частота генератора 10 Гц, то число ступеней (уровней) регулирования мощности составляет 100:10 = 10. Мощность в нагрузке пульсирует с частотой 10 Гц, поэтому лампу накаливания нельзя использовать в качестве нагрузки (пульсации яркости будут заметны глазу). Если, допустим, увеличить частоту генератора до 20 Гц, то число ступеней регулирования уменьшится до 5, но зато возрастет частота пульсации мощности в нагрузке. Микросхемы питаются от параметрического стабилизатора R7VD5, пульсации сглаживаются конденсатором С2. Микросхему К561ЛН2 можно заменить микросхемой К561ЛН1 или двумя микросхемами К561ЛА7, а также соответствующими аналогами из серии К176. Максимальная мощность нагрузки составляет 200 Вт. Если ее необходимо увеличить, следует использовать тринистор VS1, выпрямительный мост VD6 и предохранитель FU1 на больший рабочий ток. Однако при этом на диодах моста будет выделяться значительная тепловая мощность. Целесообразнее было бы в качестве регулирующего элемента использовать симистор (тогда не понадобится силовой выпрямительный мост), однако для управления симистором придется кардинально переделать схему формирования управляющих импульсов и применить для питания трансформатор, что усложнит устройство. Поэтому было решено использовать тринистор, встречно-параллельно которому включен диод. Схема такого регулятора показана на рис. 74 (второй вариант). Тринистор VS1 должен быть типа КУ202Н.
Следует сказать, что в предыдущей схеме регулятора (рис. 72) не было необходимости применять дифференцирующую цепь на выходе триггера Шмитта, поскольку триггер формировал короткие импульсы при достижении сетевым напряжением нуля. Источник питания микросхемы и цепи управления тринистором выполнен по однополупериодной схеме на элементах RIO, VD4, VD5. Благодаря большой скважности импульсов тока, протекающих через управляющий электрод тринистора (скважность равна 50. 70), и наличию накопительного конденсатора С1 удалось обеспечить амплитуду импульсов тока через управляющий электрод около 100 мА при среднем токе через резистор R10 около 3 мА. Мощность нагрузки определяется допустимым прямым током тринистора и диода VD6 и для указанных на схеме типов составляет 2 кВт. Для увеличения мощности до 4 кВт следует применить диод VD6 с прямым током 10 А, а также увеличить вдвое площадь радиатора, использовать предохранитель FU1 на ток 20 А. |
