Москатов Е.А. Источники питания (2011) (1096749), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Напряжение на конденсаторе С5 — это разность между приложенными к его обкладкам напряжениями Ш + ()С2 + (!С4 и БС1 + БСЗ, что можно записать в виде формулы: БС5 = 01 + ()1 + 02+ Ш + 02 — (Ш + О1 + ()2) = = О! + ~32. Как видим, к конденсаторам С2, СЗ, С4 и С5 приложено напряжение 131 + Б2, а напряжение, приложенное к нагрузке умножителя, равно сумме напряжений на конденсаторах С1, СЗ и С5 ввиду того, что они включены последовательно.
Напряжение на нагрузке будет равно: Ойн = Б! + Ш + 02 + О! + 02 = 3()1 + 202. Обычно конструктивно умножители напряжения представляют собой соединенные определенным образом диоды и конденсаторы, залитые эпоксидным компаундом и выполненные в виде монолитного компонента. Умножители напряжения используют для получения высокого напряжения, которым, например, питают второй анод кинескопа телевизионного приемника с электронно-лучевой трубкой.
В таких умножителях напряжения обычно применяют пять диодов и четыре конденсатора или пять конденсаторов и шесть диодов. Кроме того, умножители напряжения в телевизорах вырабатывают напряжение, подавае- 102 Выпрямители мое на фокусирующий электрод кинескопа. С этой целью в корпусе умножнтеля напряжения предусмотрен специальный вывод. Зачастую в каскадах строчной развертки телевизоров используют не отдельные умножители напряжения, а высоковольтные трансформаторно-выпрямительные блоки. Такие блоки содержат залитые компаундом диоды, конденсаторы и строчный трансформатор.
Использование монолитного умножителя напряжения вместо высоковольтного трансформатора позволяет повысить надежность изделия ввиду отсутствия внешних соединений высоковольтных цепей и меньшего напряжения между обмотками трансформатора. Достоинство умножителя напряжения; напряжение на всех конденсаторах, исключая первый, равно сумме напряжений на вторичной обмотке трансформатора при его положительной и отрицательной полярности. Недостатки: ° требуется большое количество диодов, число которых зависит от желаемого коэффициента умножения; в необходимо использовать запасающие энергию конденсаторы; ° частота пульсации выходного напряжения равна частоте питающей сети. Дополнительную информацию о различных умножителях напряжения можно найти в книге 1179, с. 1! 2 — 1181.
3.6. Синхронный транзисторный выпрямитель Синхронный транзисторный выпрямитель — это устройство, выполненное на транзисторах, которые переключаются синхронно со сменой полярности напряжения питающей сети. Оно предназначено для преобразования переменного напряжения в постоянное. Синхронные выпрямители целесообразно использовать для получения постоянного напряжения в источниках питания компьютеров с процессорами класса 1п1е1 Соге2Оио, АМО А1Ыоп 64х2 или более современными. Принципиальная схема простейшего синхронного выпрямителя переменного напряжения, выполненного на МОЗГУЕТ, показана на рис. 3.6. ТЧ1 й1 22 Рис.
3.6. Синхронный выпрямитель 3.6. Синхронный транзисторный выпримитепь 103 Фазировки вторичных обмоток трансформатора ТЧ1 помечены точками. Амплитуды напряжений на обмотках, с которых снимаются сигналы переключения затвор-исток МОЗГЕТ, должны быть одинаковы и могут составлять 7..12 В, а диаметр проводов этих обмоток может составлять 0,07 мм. Обмотки, с которых снимают напряжения между истоками и нагрузкой, должны быть взаимно симметричны, а также рассчитаны на одно и то же переменное напряжение примерно 2,5 В.
Они могут быть выполнены проводом диаметром 0,8 мм. Транзисторы ЧТ1, ЧТ2 с и-каналом можно применить марок 1КГ74б!Ч, 1КГУ45, 1КГ7463 илн аналогичные с минимальным сопротивлением сток-исток в состоянии насыщения. При частоте 7..50 кГц, напряжении на нагрузке 2 В и силе тока через нее 1,5 А КПД синхронного выпрямителя достигает 97о4, что превышает примерно на 35;4 КПД диодного выпрямителя [1441. Однако при напряжении нагрузки 5 В КПД синхронного транзисторного выпрямителя меньше, чем у диодного выпрямителя примерно на 30о4 [144!.
Ток холостого хода данного синхронного выпрямителя не превышает 0,5 мА. Тепловыделение в МОБГЕТ при токе нагрузки менее 2 А столь мало, что транзисторы допустимо не закреплять на охладителях. Если с рассматриваемого синхронного выпрямителя требуется получать ток силой б А, то транзисторы необходимо закрепить на охладителе с суммарной плошадью охлаждающей поверхности не менее 30 ем~. Благодаря тому, что выводы стоков МОЯГЕТ соединены между собой, транзисторы можно закрепить на общем охладителе без изоляционной прокладки. Рассмотренный синхронный выпрямитель не имеет защиты от перегрузки по току нагрузки, и транзисторы выйдут из строя, если в нагрузке случится короткое замыкание. Для защиты такого выпрямителя необходимо использовать быстродействующую электронную систему защиты, которая, предположим, может посылать сигнал запрета импульсов на задающий генератор, обесточивающий нагрузку [1441.
Достоинства синхронного транзисторного выпрямителя: ° высокий КПД выпрямителя при низком напряжении сети в несколько вольт; ° меньшие потери тепла по сравнению с диодными выпрямителями, что часто позволяет обойтись небольшими дешевыми охладителями или вовсе не использовать радиаторы. Недостатки синхронного транзисторного выпрямителя: ° более высокая стоимость полупроводниковых компонентов по сравнению с диодным выпрямителем; ° наличие двух ключевых транзисторов и, иногда, — дополнительных обмоток управления транзисторами. Сравнительные зависимости КПД от напряжения питания, из которых следует превосходство выпрямителя на МОЯГЕТ относительно выпрямителя на биполярных транзисторах, а того — над диодным выпрямителем, даны в работе [144]. Сглаживающие фильтры 4.1. Основные теоретические сведения Для снижения пульсаций напряжения используют фильтры, которые сглаживают напряжение, обладающее и постоянной, и переменной составляющими.
По этой причине такие фильтры называют сглаживающими. Чаще всего сглаживающие фильтры используют совместно с выпрямителями. Эффективность фильтров выражают коэффициентом сглаживания пульсаций, равным отношению коэффициентов пульсаций на первой гармонике до фильтра и после него. Коэффициент пульсаций до фильтра равен отношению амплитуды напряжения пульсации на частоте первой гармоники к величине усредненного входного напряжения.
Коэффициент пульсаций после фильтра равен отношению амплитуды напряжения пульсации на частоте первой гармоники к величине постоянного напряжения, приложенного к нагрузке. Чем больше коэффициент сглаживания пульсаций, тем выше эффективность фильтра. Фильтр должен обладать такой величиной коэффициента сглаживания пульсаций, чтобы могла нормально функционировать конкретная нагрузка. Напряжение питания задающих генераторов передатчиков, усилителей высокой частоты приемников, микрофонных усилителей и многих других устройств должно обладать очень низким коэффициентом пульсаций (ориентировочно менее 0,007%). Получить такое качество напряжения питания непросто. Принцип действия емкостных сглаживающих фильтров основан на создании низкого сопротивления переменному напряжению пульсации и высокого сопротивления постоянной составляющей напряжения.
При этом схемотехника, с помощью которой добиваются указанных свойств, может быть различной. Сглаживающие фильтры могут быть выполнены сугубо на реактивных компонентах (например, ЬС- фильтры) или содержать активные компоненты. В маломощных сглаживающих фильтрах, обеспечивающих ток через нагрузку в несколько миллиампер, применение громоздких, тяжелых и дорогих дросселей нецелесообразно, поэтому вместо них используют резисторы. Примером может служить КС-фильтр, принципиальная схема которого изображена на рис, 4.1. йф Рнс. 4.1. Г-образный йо-фнльтр Активные электронные фильтры могут быть выполнены на лампах или на транзисторах.
Фильтры могут быть однозвенными или многозвенными. Коэффициент 4.з. вмкостныя фильтр 105 сглаживания пульсаций многозвенного фильтра равен произведению всех коэффи- циентов сглаживания отдельных каскадов. 4.2. Емкостный фильтр Емкостный фильтр представляет собой конденсатор, включенный параллельно нагрузке 1212, с.
20Х). Во время протекания тока через нагрузку конденсатор запасает энергию в электрическом поле и отдает ее, если ток не протекает. Чем больше емкость конденсатора и чем выше сопротивление нагрузки, тем дольше будет продолжаться процесс разряда конденсатора и тем эффективней будет фильтр, Для обеспечения правильного функционирования фильтра сопротивление нагрузки должно быть значительно больше емкостного сопротивления конденсатора. Коэффициент сглаживания емкостного фильтра можно найти по приближенной формуле: кс = Кн/(пз 2 я Г.
Сф), где Кн — сопротивление нагрузки; т — число, которое отражает, во сколько раз частота основной гармоники выше частоты питающей сети или, иначе, число фаз питающей сети; л — число Пи; 1 — частота питающей сети; Сф — емкость конденсатора сглаживающего фильтра.
Емкостные фильтры используют обычно в маломощных или в высоковольтных устройствах. 4.3. Индуктивный фильтр Индуктивный фильтр представляет собой дроссель, установленный последовательно с нагрузкой 16, с. 56). В магнитном поле дросселя во время протекания через обмотку тока запасается энергия.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
