Обслуговування комп’ютерних та інтелектуальних систем і мереж (стр. 2 из 6)

· У розподілених системах електроживлення: ефект гармонік кратних трьом. При наявності ефективно діючих коректорів фактора потужності і фільтрів у вхідних ланцюгах цей недолік зазвичай не актуальне.

2. ВІТЧИЗНЯНІ І ЗАРУБІЖНІ АНАЛОГИ ПРОЕКТОВАНОГО ОБ'ЄКТУ

2.1 Простий потужний імпульсний блок живлення для живлення радіоелектронної апаратури

Часто збираючи яку-небудь електронну конструкцію, як те, підсилювач звукової частоти, засоби автоматики, устрій цтва на базі мікроконтролерів, і багато іншого, ми задаємося питанням а чим живити апаратуру? Радіоелектронні пристрої в більшості своїй живляться постійним напругою відмінним від напруги мережі. Останнім часом все частіше імпульсна техніка витісняє з повсякденного побуту традиційні трансформаторні схеми блоків живлення. Виграш тут очевидний, по-перше це економія намотувального матеріалу, який коштує не дешево. По друге, це габарити і маса приладів, на сьогоднішній день за сучасної мініатюризації апаратури різного призначення, це питання дуже актуальне, більшість схем ДБЖ досить складні в збірці і налаштування і не доступні для повторення початківцями радіоаматорами.

Ми розглянемо ДБЖ, при розробці якого ставилося завдання простоти конструкції, гарною повторюваності, використання підручного матеріалу, що не складності в збірці і налаштування. Не дивлячись на простоту, ДБЖ має досить непогані характеристики.

ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИЛАДУ

Напругу живлення мережі: .220В/50Гц.

Номінальна вихідна потужність: 300Вт.

Максимальна вихідна потужність:. До 500Вт.

Частота перетворення напруги: 30кГц.

Вторинне випрямлена напрузі варіюється за потребою.

ПРИНЦИПОВА СХЕМА ИПБ

Принцип роботи ДБЖ полягає в наступному: імпульси для управління ключами генерує задає генератор побудований на спеціальному драйвері TL494, частота імпульсів управління 30кГц.імпульси управління з виходів мікросхеми подаються за черговий на транзисторні ключі VT1, VT2 попереднього формувача імпульсів для вихідних силових ключів. Ключі VT1, VT2 навантажені трансформатором управління TR1, котрий і формує імпульси управління потужними вихідними ключами VT3, VT4, формувач необхідний для гальванічної розв'язки затворів ланцюгів вихідного каскаду. ДБЖ побудований за схемою полумостовой, середня точка для полумосту створюється конденсаторами С3, С4, які одночасно служать згладжуючим фільтром випрямленої доданими мостом VDS1 живлячої напруги мережі. Ланцюг R7, C8 забезпечує короткочасно харчування на задаючий генератор і формувач імпульсів управління, для первинного запуску ДБЖ, після повного заряду конденсатора С8 харчування формувача здійснюється безпосередньо обмоткою 3 трансформатора TR2 c якої знімається змінна напруга 12В.цепочка VD2, C6 служить для випрямлення і згладжування живильного формувач напруги. Стабілітрон VD1 обмежує напругу первинного запуску до 12В.Вторічное напруга живлення для РЕА знімається з обмотки 3 трансформатора TR2, випрямляється діодами Шотки VD3, VD4 і подається на згладжує фільтр С9, С10. Якщо необхідна напруга харчування перевищує 35В, включаються за два діоди послідовно.

2.2 Блок живлення з мікроконтролерним управлінням

Складається з блоку індикації і управління, вимірювальної частини і блоку захисту від КЗ.

Блок індикації та управління.Індикатор - ЖКИ дисплей на основі контролера НD44780, 2 сточування по 16 символів. Управління напругою здійснюється вбудованим в контролер ШІМ му. Його шпаруватості регулюється енкодери, кожен крок якого призводить до збільшення або зменшення напруги на 0,1 вольт на виході БЖ. Повний оборот енкодера - 2 вольта. Оскільки ШІМ може змінювати напругу на накопичувальної ємності лише в інтервалі від 0 до 5 вольт, застосований ОП з коефіцієнтом посилення 5. Таким чином фактичний напругу на виході БЖ регулюється в межах 0 - 25 вольт.

Регулюючим елементом є потужний складовою транзистор КТ827А. З еммітера регулюючого транзистора через верхнє плече дільника (2 Х 8,2 к) здійснюється зворотній зв'язок, завдяки чому навіть при великих струмах у навантаженні напруга підтримується на суворо заданому рівні аж до сотих часток вольта.

Вимірювальна частина - двоканальний АЦП (Мікрочип), що вимірює реальне напруга на виході БЖ і падіння напруги на шунтуючих резистори, посилене ОУ, що прямо пропорційно який використовується навантаженням току. Серцем конструкції є контролер.

Блок захисту від короткого замикання в навантаженні. Виконано вигляді окремого пристрою включеного між випрямлячем і регулюючим елементом. Струм спрацьовування захисту - 5 А. Підбирається резистором 47К в базовій ланцюга транзистора керуючого ключем КТ825Г.

2.3 Імпульсний БП на мікросхемі KA2S0880

На малюнку 1 представлена схема блоку живлення потужністю 70Вт для живлення стереофонічного підсилювача в межах 2х20Вт. Силовий перетворювач побудований на мікросхемі KA2S0880, яка включає в себе всі необхідні компоненти для побудови первинної частини блоку живлення. Слід зазначити, що корпорація Fairchild, розробивши цю мікросхему, здорово постаралася - мікросхема дуже стійка в роботі і своєму розпорядженні всі необхідні захистами. Зібраний на базі цієї мікросхеми блок живлення має реально діючий захист від перевантаження і короткого замикання, захист навантаження при аварійному виході напружень за межі допустимих, можливість введення сплячого режиму. Явний мінус цієї схеми - блок не включається при повному навантаженні. Спочатку потрібно включити його окремо, потім навантажити.

Характеристики:

Напруга живлення: 200 ... 240В

Вихідна напруга:

Без навантаження. . . . . . . . . . . . . . . . . ± 16,5 У

При повному навантаженні. . . . . . . . . . . . . . ± 15 ... ± 15,5 У

Вихідна потужність максимальна довготривала, вона ж, обмежена мікросхемою. . . . . . . 70Вт

Робоча частота. . . . . . . . . . . . . . . . . 20кГц

ККД пристрою. . . . . . . . . . . . . . . . . 90 ... 93%

Блок живлення розроблений для симетричної навантаження, у якої споживані струми по плюса і по мінуса рівні - підсилювачі НЧ. Нерівномірне навантаження викликає перенапруження на одному з плечей і блок може піти на захист. При підборі деталей не забудемо про вимоги до їх параметрів і конструкції пристрою. Випрямні діоди повинні бути з зворотним напругою не менше 200Вольт, конденсатори С11 і С12 навмисне обрані на напругу 50Вольт, тобто великогабаритні - справа в тому, що вони будуть нагріватися, на частотах близько 20-30кГц у них мінімальний імпеданс, на якому відбувається ефективне придушення викидів напруги, і, як наслідок - їх нагрівання. Звертайте увагу на зовнішній вигляд компонентів, особливо мікросхеми та випрямних діодів - подряпаний, непоказний, некрасивий корпус говорить або про неякісний виготовленні деталі, або про «лівому» виробництві. Не використовуйте конденсатори серії К73-17, вони часто виходять з ладу. Мікросхему можуть випускати або фірма Fairchild, або Samsung (SEC)

2.3 Мініатюрний блок живлення 5-12 В

Основні технічні характеристики описуваного блоку живлення наступні. напруга мережі - від 100 до 250 В частотою 50 ... 500 Гц, вихідна напруга (залежить від застосованого інтегрального стабілізатора) - від 5 до 12 В, номінальний струм навантаження (при вихідному напрузі 5 В) - 20, максимальний (при тому ж напрузі) - 100 мА, рівень пульсацій (при номінальному струмі) - не більше 1%.

Принципова схема блоку показана на рис. 1. Працює він у такий спосіб.

Випрямлена доданими мостом VD1 мережеве напруга через дільник R1 R3R4 подається на базу транзистора VT2, а через резистор R2 - на базу транзистора VT4 складеного, VT5. Протягом кожного напівперіод, поки напруга в точці з'єднання колекторів VT1, VT3 щодо емітера VT2 не перевищує 100 В, він закритий, VT4VT5 відкриті і конденсатор С1 заряджається через резистори R1, R10 і ділянка еміттерколлектор транзистора VT5. Коли ж напруга у зазначеній точці вище 100 В, VT2 відкривається і шунтується емітерний перехід складеного транзистора. Конденсатор С1 розряджається, живлячи автогенератор на транзисторах VT1, VT3, зібраний по схемі Роера (див. книгу Іванова-Циганова А. І і Хандогіна В. І. "Джерела вторинного електроживлення приладів НВЧ". - М.: Радіо і зв'язок, 1989) . Частота коливань автогенератора - приблизно 60 кГц. З вторинної обмотки трансформатора Т1 знімається напруга близько 7 В. Воно випрямляється діодами VD2, VD3, згладжується конденсатором С2 і стабілізується інтегральним стабілізатором DA1. Конденсатор СЗ знижує рівень високочастотних пульсацій.

Максимальні напруги коллектореміттер транзисторів VT1, VT3 в усталеному режимі не перевищують 200 В, VT4 і VT5 - 210 В. Максимальний струм транзистора VT5 при вказаних на схемі номіналах елементів і статичному коефіцієнті передачі струму бази h21е транзисторів VT4, VT5, що дорівнює 25, не перевищує 300 мА.

У момент включення напруга колектор-емітер транзисторів VT4 і VT5 може перевищити 300 В. а струм колектора VT5 - 0,5 А, що призведе до їх виходу з ладу. Для обмеження струму колектора VT5 у цей момент (при використанні транзисторів VT4 і VT5 з великим коефіцієнтом h21е) служать резистор R10 і стабілітрон VD4. Щоб обмежити напруга колектор-емітер складеного транзистора, між колектором і емітером VT5 бажано включити варистор на напругу близько 250 В.

При використанні блока для живлення малопотужної навантаження (з споживаним струмом не більше 5 ... 10 мА) опір резисторів R6 і R7 доцільно збільшити до 470 Ом, а ємність конденсатора З 1 зменшити до 2,2 ... 4,7 МКФ (у цьому випадку блок буде менше нагріватися і надійність його роботи підвищиться).