|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Bộ chuyển đổi phân cực điện áp trên các tụ điện chuyển mạch. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Đài thiết kế nghiệp dư Bài báo xem xét các biến thể mạch của bộ chuyển đổi phân cực điện áp trên các tụ điện được chuyển đổi sử dụng hai công tắc thay vì bốn. Một bài báo [1] đã được xuất bản trên "Radio", trong đó mô tả chi tiết nguyên tắc hoạt động của các bộ chuyển đổi này, được xây dựng trên bốn công tắc tương tự. Khả năng thực hiện các bộ chuyển đổi như vậy trên hai công tắc được hiển thị bên dưới.
Nguyên lý hoạt động của bộ chuyển đổi trên hai công tắc điện tử được giải thích bằng sơ đồ trong hình. 1. Công tắc S1 và S2 được điều khiển bằng hai tín hiệu ngược pha. Khi các "tiếp điểm" của công tắc S1 đóng (và S2 mở), tụ điện C1 được sạc từ nguồn điện qua diode VD2 gần như đến mức Upit (chúng ta bỏ qua sự sụt giảm điện áp Upr.d trên diode VD2 mở ). Sau đó, khi các "tiếp điểm" của công tắc S1 mở và S2 đóng, tụ C1 được kết nối với tụ C2 thông qua diode VD1. Kết quả là nó được xả vào tụ C2. Hiệu điện thế trên tụ C2 sẽ tăng lên
và sau vài lần chuyển đổi, nó sẽ đạt đến giá trị ổn định |-UBblx| ≈ Upit-2Upr.d, nếu bỏ qua giá trị điện trở rn của mạch phóng điện nối tiếp. Do đó, điện áp đầu ra của cực âm của bộ chuyển đổi sẽ luôn nhỏ hơn cực dương. Một mạch thực tế của công tắc được hiển thị trong hình. 2. Bộ chuyển đổi được ghép trên 1.1 công tắc analog DA1.2, DA1.1. Tín hiệu điều khiển ngược pha được đưa đến đầu vào của công tắc DE. Khi đóng công tắc DA1, tụ điện C1 được sạc qua điốt VD1.1, sau đó, sau khi mở công tắc DA1.2 và đóng DA2, được phóng điện qua điốt VD2 đến tụ điện CXNUMX, v.v. Đặc tính tải của bộ chuyển đổi trong các điều kiện bằng nhau gần giống như đặc tính tải của nguyên mẫu. Cần lưu ý rằng để đảm bảo đặc tính tải ổn định, điện dung của các tụ điện C1 và C2 phải được chọn theo một cách nhất định. Thực tế là nhánh âm của tải được cung cấp bởi dòng xả của tụ điện C2. Ở trạng thái ổn định, ở các giai đoạn khi công tắc DA1.2 mở và không có nguồn cung cấp năng lượng cho tụ điện C2, sự giảm điện áp -Uout không được vượt quá biên độ của thành phần điện áp thay đổi (độ gợn ΔU) cho phép đối với tải, thường không quá 1...2% Uout). Do đó, với chu kỳ làm việc của các tín hiệu điều khiển bằng 2 và tần số đóng ngắt f thì giá trị điện dung của tụ C2 phải thỏa mãn điều kiện
Giá trị điện dung của tụ điện C1 phải sao cho ở giai đoạn đóng công tắc DA1.2, không chỉ cung cấp dòng tải cần thiết với sự tăng điện áp |-Uout| đồng thời do ΔU bị mất trong giai đoạn trước, mà còn để bù cho tổn thất điện áp tại các điểm nối p-n hở của điốt VD1 và VD2 và điện trở hoạt động rn của mạch nạp tụ C2 nối tiếp. Rõ ràng, điện dung của tụ điện C1 phải lớn hơn điện dung của tụ điện C2. Do tỷ lệ tổn hao tương đối trên các điốt VD1, VD2 và điện trở nối tiếp rn càng lớn, điện áp nguồn hoặc đầu ra càng thấp, nên trong thực tế nên chọn điện dung của tụ điện C1 ít nhất bằng 2 và 1,3 lần điện dung của tụ điện C2 ở hiệu điện thế Upit lần lượt bằng 5 và 15 V. Điốt Schottky điện áp thấp công suất thấp phù hợp nhất cho bộ chuyển đổi, đặc biệt là ở các giá trị thấp của Uout. Điều này cũng đúng với các loại đầu dò khác được thảo luận bên dưới. Cũng cần lưu ý rằng ở Upit > 5...6 V, có nguy cơ quá tải dòng điện qua các công tắc ngay từ đầu quá trình khởi động. Để giảm bớt tình trạng quá tải, một điện trở giới hạn dòng điện bổ sung R1 phải được mắc nối tiếp với tụ điện C1 (được thể hiện trong Hình 2 bằng một đường đứt nét). Ví dụ, khi Upit = 15 V, dòng điện cho phép qua công tắc là 20 mA và điện trở của công tắc đóng là 100 Ohm, giá trị của điện trở R1 nằm trong khoảng 300 ... 400 Ohm. Trong trường hợp này, nên tăng điện dung của tụ điện C1 đến giá trị 1,5C2. Khả năng hiện tại của bộ chuyển đổi có thể được cải thiện đáng kể nếu hai bóng bán dẫn bổ sung có trong giai đoạn đẩy-kéo được sử dụng làm công tắc S1 và S2 (Hình 3). Ở đây, giá trị của rn rất nhỏ và có thể bỏ qua tổn thất trên nó, đồng thời dòng điện cho phép của bóng bán dẫn cao hơn nhiều so với dòng điện của công tắc tương tự. Các bóng bán dẫn của bộ chuyển đổi này được điều khiển bởi một tín hiệu chung trong phản pha. Nếu bộ tạo tín hiệu này được lắp ráp trên các vi mạch TTL hoặc CMOS, thì các khả năng hiện tại của bóng bán dẫn VT1 không thể được sử dụng đầy đủ do thực tế là dòng điện đầu ra mức cao cho phép của các vi mạch này (dòng chảy ra), theo quy luật, là đáng kể nhỏ hơn dòng điện cấp thấp (dòng chảy vào). Tuy nhiên, có thể dễ dàng loại bỏ nhược điểm như vậy bằng cách sử dụng cả hai bóng bán dẫn có cấu trúc pn-p và cung cấp cho mạch cơ sở của chúng hai chuỗi xung điều khiển lệch pha 180 độ. Trong trường hợp này, sẽ cần có hai điện trở giới hạn dòng cơ bản có cùng điện trở. Giá trị của các điện trở này được xác định có tính đến điện áp Upit, dòng cực đại cho phép của bộ thu (Ikmax) và hệ số truyền dòng tĩnh của h21e cơ sở. 3, cần phải tính đến thêm giá trị của dòng ra cho phép của bộ tạo tín hiệu điều khiển. Giá trị chính xác của các điện trở cơ sở giúp loại bỏ khả năng quá tải dòng điện của các bóng bán dẫn (đặc biệt là trong quá trình khởi động), cũng như bộ tạo tín hiệu điều khiển (ở tất cả các chế độ). Đây là lợi thế của bộ chuyển đổi dựa trên bóng bán dẫn so với các bộ chuyển đổi được lắp ráp trên các công tắc tương tự (xem Hình 2), trong đó bảo vệ quá dòng đạt được bằng cách làm xấu đi đặc tính tải bằng cách đưa vào một điện trở giới hạn dòng điện R1. Bây giờ, khi dòng điện qua cả hai bóng bán dẫn p-n-p bị hạn chế, khi xác định dòng tải tối đa cho phép lH max, có thể hoạt động với dòng điện tối đa qua các bóng bán dẫn này:
Ngoài ra, do khả năng chuyển đổi bóng bán dẫn hoạt động ở chế độ bão hòa, có thể bỏ qua tổn thất của mạch phóng điện và biểu thị điện áp đầu ra với tỷ lệ chính xác hơn: |-Uout| = Upit - 2Upr.d. Khả năng hiện tại của bộ chuyển đổi trên các bóng bán dẫn bổ sung (Hình 3) có thể tăng lên đáng kể nếu bộ hẹn giờ tương tự KR1006VI1 được sử dụng làm bộ tạo xung điều khiển theo một trong các sơ đồ trong [2]. Bạn cũng có thể khuếch đại tín hiệu điều khiển hiện tại bằng bộ theo dõi bộ phát trên bóng bán dẫn npn. Sau đó, đặc tính tải của bộ chuyển đổi này sẽ giống như đặc tính tải của bộ chuyển đổi được lắp ráp trên các bóng bán dẫn pnp. Theo tôi, điều thú vị nhất là tùy chọn xây dựng bộ chuyển đổi trên bộ hẹn giờ KR1006VI1 (Hình 4), thực hiện các chức năng của cả hai công tắc. Bộ hẹn giờ được bật theo mạch kích hoạt Schmitt [2]. Một trong các đầu ra của bộ hẹn giờ - chân 3 - cho phép dòng điện vào và ra lên tới 100 mA (200 mA mỗi xung). Để điều khiển bộ hẹn giờ, cần có một chuỗi xung công suất thấp, được áp dụng cho các đầu vào kết hợp R và S; không cần điện trở giới hạn dòng điện.
Nhờ việc đưa cực tính của hai điốt vào bộ chuyển đổi, có thể chế tạo một bộ chuyển đổi thậm chí còn đơn giản hơn - chỉ với một bóng bán dẫn (Hình 5). Nguyên mẫu ở đây là nút theo sơ đồ trong Hình. 1, trong đó công tắc S1 được thay thế bằng điện trở R1 và S2 được thay thế bằng bóng bán dẫn VT1. Khi đóng bóng bán dẫn, tụ điện C1 được nạp điện qua điện trở R1 và điốt VD1, ngay khi bóng bán dẫn mở ra, tụ điện này được xả qua điốt VD2 đến tụ điện C2. Do đơn giản nên khả năng hiện tại của nó cũng rất khiêm tốn do hiệu quả thấp. Khi bóng bán dẫn VT1 mở, cùng với dòng xả của tụ C1, một dòng điện vô ích cũng chạy từ nguồn điện, bằng Upit/R1 và lớn hơn nhiều so với dòng tải. Tuy nhiên, nếu hiệu quả không phải là một trong những yếu tố quan trọng, thì bộ chuyển đổi này có thể được sử dụng trong các bộ nguồn công suất thấp với dòng điện đầu ra lên đến vài milliamp. Một vài lời về tần số hoạt động tối ưu của các bộ chuyển đổi phân cực được xem xét. Từ công thức trên cho điện dung C2, suy ra rằng tần số cao hơn tương ứng với điện dung thấp hơn cần thiết để cung cấp dòng điện đầu ra cần thiết. Tần số giới hạn ở đây phần lớn được xác định bởi các đặc tính tần số của các phần tử, chủ yếu là tụ điện và công tắc. Tối ưu cho các thiết bị theo sơ đồ trong hình. 3 và 4, trong đó, dựa trên khả năng thu được các giá trị tương đối lớn của dòng tải, có thể sử dụng tụ điện oxit, tần số nên được xem xét trong khoảng 10 ... 20 kHz. Và trong các bộ chuyển đổi công tắc kém mạnh mẽ hơn trên các công tắc tương tự, tần số có thể tăng lên gần 100 kHz bằng cách sử dụng các tụ điện tần số cao thu nhỏ. Giới hạn tần số trên của các bộ chuyển đổi có công tắc trên hai bóng bán dẫn cũng bị hạn chế bởi thực tế là do sự khác biệt về giá trị thời gian bật và tắt của chúng, dòng điện chạy qua chắc chắn xuất hiện, tổn thất động từ đó tăng mạnh với tần suất ngày càng tăng. Do đó, việc giảm điện dung của các tụ điện C1 và C2 với tần số ngày càng tăng và việc chuyển đổi sang các tụ điện không oxit không phải lúc nào cũng mang lại hiệu quả tích cực. Tuy nhiên, trở ngại chính để tăng khả năng hiện tại lên giá trị hiện tại danh nghĩa của các công tắc được áp dụng, tất nhiên, là điện trở nối tiếp rn của mạch sạc và xả. Tôi tin rằng do đó, điện áp đầu ra của bộ chuyển đổi trên các công tắc tương tự (đặc biệt là với bốn công tắc, như trong [1]) giảm mạnh ở các giá trị hiện tại thấp hơn đáng kể so với giá trị mà công tắc cho phép. Về vấn đề này, các bộ chuyển đổi trong mạch trong hình. 3 và 4 so sánh thuận lợi với điện trở rn thấp hơn gần mười lần. Tóm lại, chúng tôi lưu ý rằng trong trường hợp chu kỳ nhiệm vụ Q của các xung điều khiển lớn hơn hai, giá trị tính toán của điện dung của các tụ điện C1 và C2 phải được tăng lên theo hệ số 0,5Q. Văn chương
Tác giả: E. Muradkhanyan, Yerevan, Armenia
Khai trương đài quan sát thiên văn cao nhất thế giới
04.05.2024 Điều khiển vật thể bằng dòng không khí
04.05.2024 Chó thuần chủng ít bị bệnh hơn chó thuần chủng
03.05.2024
▪ Nước đã được làm nóng đến nhiệt độ kỷ lục ▪ Zoom chống nước 24-70mm f / 2,8 của Ricoh ▪ Mô-đun công suất GaN đầu tiên 0,6-5,5 vôn, 30 amps, 3 MHz
▪ phần của trang Lời khuyên dành cho những người nghiệp dư trên đài. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết Bạn ủng hộ những người Bolshevik hay Cộng sản? biểu thức phổ biến ▪ bài viết Vì sao chọn số không tròn trĩnh cho cự ly marathon? đáp án chi tiết ▪ Bài viết Mục đích và thủ tục xây dựng hướng dẫn bảo hộ lao động ▪ bài viết Hệ thống nối đất TN-S. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này