Москатов Е.А. Источники питания (2011) (1096749), страница 39
Текст из файла (страница 39)
6.3.2. Запускающие цепи После включения источника питания и поступления питающего напряжения на компоненты преобразователя необходим начальный "толчок" для инициализации процесса автогенерации. Этот "толчок" реализует запускающая цепь. На управляющий вывод ключевого транзистора должно быть подано достаточное напряжение, чтобы компонент перешел из состояния отсечки в насыщение, на выходе преобразователя появилось импульсное напряжение, которое, поступая на его вход, приведет к генерации. После того как возникнет автогенерация, запускающая цепь не должна принимать участия в работе преобразователя и по возможности не должна потреблять в это время энергию, но если автогенерация по какой-либо причине будет сорвана, запускающая цепь, если выдвинуто такое требование, обязана вновь запустить процесс вырабатывания импульсов. Запускающие цепи выполняют либо сугубо на пассивных компонентах, либо на комбинации пассивных и активных компонентов.
Чаще всего запускающие цепи включают следующие компоненты: КС-цепи ударного возбуждения или динисторы, или биполярные транзисторы, или однопереходные транзисторы. Простейшая запускающая цепь состоит из соединенных последовательно компонентов: ограничивающего ток резистора сопротивлением от 100 Ом до 1 кОм и конденсатора емкостью от 22 нФ до 0,33 мкФ, включенных между базой или затвором ключевого транзистора и шиной постоянного напряжения, питающего преобразователь [72, с.
307]. В момент включения преобразователя в сеть заряжается конденсатор запускающей цепи, и в это время к управляющему выводу ключевого транзистора прикладывается отпираюшее напряжение. От этого транзистор открывается, и возникает автогенерация. б.э. Автогенераторные преобразователи 139 По окончании процесса заряда конденсатора запускающая цепь не влияет на работу преобразователя.
Если автогенерация сорвана, рассмотренная запускающая цепь не возобновит работу преобразователя. 6.3.3. Однотактный автогенераторный преобразователь Однотактный автогенераторный преобразователь — это релаксационный генератор, содернгащий один ключевой транзистор. Изучим работу такого преобразователя на примере практического импульсного источника питания, описание которого было опубликовано в статье 1135]. Его принципиальная схема показана на рис. 6.7. ТЧ1 ЧО5 Ш ЕВ1В Рис. б.т.
Принципиальная схема однотахтного автогенераторного преобразователя Основные технические характеристики: ° напряжение питающей сети — 220 В +! 0% — 15%; ° максимальный ток через нагрузку — 70 мА; ° выходное напряжение — 9 В; ° максимальная мощность, отдаваемая в нагрузку, — 0,63 Вт; ° размах пульсации выходного напряжения — 130 мВ; ° частота преобразования — 50..58 кГц. Данный микромощный источник питания предназначен для обеспечения питанием микрокалькуляторов, игрушек, некоторых видов часов, получающих энергию от батарей типа "Крона" и других устройств, а габарить< ИИП столь малы, что он может быть размещен в спичечной коробке.
В режиме холостого хода тепловой режим ИИП наиболее тяжел, а наиболее легок он при максимальной нагрузке. Импульсный трансформатор ТЧ! выполнен на магнитопроводе в форме тора типоразмером К16х10х4,5 из феррита М2000НМ1. Обмотка! содержит 100 витков провода диаметром 0,14 мм; обмотка Н состоит из восьми витков провода диаметром 0,1 мм; а обмотка Ш имеет 25 витков провода диаметром 0,35 мм ~135!.
Для надежной гальванической развязки обмотка Ш изолирована от других обмоток слоем майларовой, лакотканевой или фторопластовой изоляции. Полярный конденсатор С5 — специальный высокочастотный. Если в наличии только алюминиевый электролитический конденсатор подходящей емкости, то его также можно использовать, зашунтировав керамическими конденсатором с малым тангенсом угла потерь и низкими значениями Еб!. и ЕЯК.
140 Импульсные преобразователи напряжения Во время включения ИИП в питающую сеть резистор Кб создает смещение на базе транзистора ЧТ1, необходимое для отпирания транзистора, которое приводит к началу протеканию тока коллектора. Ток коллектора, протекая через первичную обмотку трансформатора ТЧ1, вызывает появление напряжений на всех обмотках. Появление напряжения на обмотке положительной обратной связи П дает еще большее открывание транзистора ЧТ1, в результате чего он входит в режим насыщения, и ток коллектора становится максимальным. Все это время ток через диод Ч01 и, соответственно, через нагрузку не течет. Когда транзистор вошел в режим насыщения, напряжение на обмотках Н и 1!1 уменьшается, и транзистор выходит из режима насыщения.
Поскольку напряжение база-эмиттер транзистора снизилось, ток коллектора уменьшился, а напряжение на первичной обмотке! возросло, транзистор ЧТ! входит в режим отсечки. При этом диод Ч05 оказывается в прямом включении, и через него протекает в нагрузку ток, для получения которого тратится энергия, запасенная в магнитном поле трансформатора за время прямого хода.
Таким образом, рассматриваемый однотактный преобразователь ИИП является обратноходовым. Когда транзистор войдет в режим отсечки, и ток через первичную обмотку трансформатора снизится почти до нуля, вновь начнется отпирание транзистора. Напряжение нагрузки стабилизировано благодаря компоненту Ч06. Демпфирующая цепь С3, КЗ, Ч03 купирует импульс ЭДС самоиндукции первичной обмотки трансформатора. В ключевом транзисторе ЧТ! тепла выделяется не много, и поэтому его допустимо не устанавливать на охладитель.
Транзистор можно заменить компонентом одной из марок КТ602А, КТ602Б, КТ605А или КТ605Б. Достоинства однотактного автогенераторного преобразователя — это небольшое число компонентов и наличие всего одного ключевого транзистора. Недостатки: ° подмагничиванне сердечника трансформатора ТЧ ! постоянным током; ° низкий КПД устройства; ° изменение частоты преобразования при флюктуации тока через нагрузку, в результате чего мощность однотактных автогенераторных преобразователей обычно не превышает нескольких десятков ватт !6, с.
213!. 6.3.4. Двухтактный автогенераторный преобразователь Ройера Автогенераторный преобразователь Ройера содержит один импульсный трансформатор, магнитопровод которого работает с заходом петли гистерезиса в область насыщения. Для снижения потерь в магнитопроводе трансформатора его материал должен обладать прямоугольной петлей гистерезиса. Сигналы коммутации, поступаюшие на управляющие выводы переключающих транзисторов, берут с того же трансформатора, в котором присутствует первичная обмотка, подключенная к переключающим транзисторам, а также вторичная обмотка, по которой протекает ток нагрузки. В этом и заключается особенность данной разновидности преобразователей.
Во вторичной обмотке трансформатора вырабатывается напряжение прямоугольной формы, которое выпрямляют, фильтруют и прикладывают к нагрузке. Ознакомиться с практическим источником питания с автогенераторным преобразователем Ройера можно в материале [146!. 6.3. Автогенераторные преобразователи 141 Частоту преобразования автогенератора Ройера можно найти по следующей формуле 14, с.
7~: 1.1п — 13нас Ем 4.%1 Внас Яс 1ссч Гц где 13п — постоянное напряжение питания преобразователя, В; 17нас — напряжение насыщения ключевого транзистора, В; %1 — число витков первичной обмотки трансформатора; Внас — индукция насыщения магнитопровода, Тл; Зс — площадь сечения сердечника, м; г, 1ссч — коэффициент заполнения сечения магнитопровода ферромагнетиком. Обратим внимание на рис.
5.8, на котором изображена практическая схема ИИП с автогенераторным преобразователем Ройера, имеющего максимальную мощность нагрузки до 15 Вт. 'т1Ш-'т1Р4 ОЕ301 1.1 450 мкГн +15В Общ. Рис. 6.6. Принципиальная схема автогенераторного преобразователя Ровера 142 Импульсные преобразователи напряжения Основные технические характеристики: ° напряжение питающей сети переменного тока — 220 В (+20;4-20 о4); ° частота преобразования — 6,5..7,5 кГц; ° постоянное выходное напряжение — ! 5 В; ° максимальный выходной ток — не более! А; ° ток холостого хода — не более 20 мА; ° наибольший КПД при максимальной мощности нагрузки — 70 е4. С1, КЗ, ЧБ! — запускающая цепь, обеспечивающая асимметрию при включении преобразователя. Прн запуске автогенераторного преобразователя Ройера к базе транзистора НТ2 через указанную цепь прикладывается положительное напряжение. Транзистор ЧТ2 открывается, что вызывает начало протекания тока через первичную обмотку! трансформатора ТЧ! и появление напряжений на всех обмотках.
Когда магнитопровод трансформатора ЧТ! входит в насыщение, напряжение на обмотках уменьшается, и транзистор ЧТ2 закрывается. При этом полярность напряжений на обмотках трансформатора изменяется и становится противоположной, транзистор ЧТ! открывается, и через первичную обмотку 1 трансформатора ТЧ! снова начинает протекать ток. При насыщении магннтопровода трансформатора транзистор Ч'Г1 закрывается, а транзистор ЧТ2 открывается, и процесс повторяется. Конденсатор СЗ вЂ” алюминиевый электролитический. Трансформатор ТЧ! изолирует выходные цепи источника питания от входных цепей, а также задает частоту преобразования.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
