|
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 Cung cấp điện chuyển mạch Flyback
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Power Supplies Bài báo mô tả một bộ nguồn chuyển mạch được điều khiển bởi một vi mạch chuyên dụng. Thiết bị sử dụng biến áp xung tiêu chuẩn của dàn tivi. Có vẻ như bộ nguồn (PS), vốn là thành phần không thể thiếu của tất cả các thiết bị điện tử vô tuyến, nên ít nhạy cảm nhất với những thay đổi nhanh chóng - xét cho cùng, chúng đã tồn tại hơn nửa thế kỷ. Nhưng sự phát triển của các giải pháp mạch hiện đại không bỏ qua lĩnh vực điện tử vô tuyến rộng lớn nhất này. Lúc đầu, nguồn cung cấp năng lượng pin truyền thống được thay thế bằng nguồn cung cấp năng lượng cho đèn chính với bộ lọc LC, sau đó bằng bóng bán dẫn và bộ ổn định điều chỉnh tuyến tính tích hợp. Cuộc đấu tranh về hiệu quả và cải thiện các thông số về trọng lượng và kích thước đã góp phần phát triển và triển khai các bộ nguồn xung (PS). Cùng với SMPS nửa cầu và toàn cầu, các nguồn flyback đã trở nên phổ biến, vì nếu không thực hiện các biện pháp đặc biệt, nguy cơ dòng điện chạy qua trong SMPS cầu (do cung cấp điện áp mở cho một trong các nhánh, khi, do tính chất quán tính của nó, nhánh còn lại chưa đóng hoàn toàn) luôn dẫn đến hoạt động của các phần tử chuyển mạch ở chế độ ngắn mạch và hỏng các bóng bán dẫn điện áp cao công suất cao đắt tiền. Các biện pháp đặc biệt này làm phức tạp đáng kể SMPS cầu, và do đó SMPS flyback đã trở nên phổ biến hơn trong các thiết bị gia dụng, trong đó bóng bán dẫn chuyển mạch trong chu kỳ đầu tiên đảm bảo tích lũy năng lượng điện từ trong cuộn dây và mạch từ của máy biến áp lưu trữ, và trong thứ hai - truyền tải của nó. Để bị thuyết phục về độ phức tạp tương đối của SMPS như vậy, chỉ cần nhìn vào sơ đồ mô-đun nguồn MP-403 của TV ZUSTST, 4USTST hoặc băng cassette quét và cấp nguồn KRP-501 của TV 5USTST. Và chỉ những phát triển mới nhất của các chuyên gia từ Siemens và các nhà sản xuất trong nước, những người đã tạo ra một vi mạch để điều khiển flyback SMPS TDA4605 (tương tự trong nước của KR1033EU5 - cái gọi là bộ điều khiển PLC), mới đơn giản hóa đáng kể nhiệm vụ phát triển SMPS có độ tin cậy cao và kinh tế cho radio nghiệp dư. Mặc dù cuốn sách tham khảo [1], chứa thông tin về bộ điều khiển PLC, không tránh khỏi một số lỗi, nhưng cần lưu ý rằng nó có giá trị lớn đối với người thiết kế và phát triển SMPS. Hướng dẫn sử dụng [2] mô tả hoạt động của SMPS trên TV thế hệ thứ 6 sử dụng vi mạch KR1033EU5 nội địa, nhưng không có thông tin tham khảo (giá trị điện áp, biểu đồ dao động tín hiệu) mô tả hoạt động của nó. Thật không may, không có nguồn nào được đề cập cung cấp thông số cuộn dây của máy biến áp lưu trữ. Tuy nhiên, bằng cách sử dụng các đặc tính tham chiếu có sẵn, đối với mục đích vô tuyến nghiệp dư, luôn có thể điều chỉnh các máy biến áp xung hiện có để tạo ra SMPS hiện đại cần thiết. Các tài liệu của bài viết được xuất bản sẽ giúp giải quyết vấn đề này, chúng cũng có thể hữu ích cho những người vô tuyến nghiệp dư tham gia vào việc hiện đại hóa và sửa chữa các thiết bị video trong nước và nhập khẩu. Các chức năng dịch vụ được thực hiện bởi vi mạch rất rộng rãi:
Mục đích chức năng của các chân của vi mạch được đưa ra trong Bảng. một. Bảng 1
Основные характеристики
Bộ khuếch đại điều khiển là thành phần chính của vi mạch. Nhận tín hiệu từ cuộn dây bổ sung của máy biến áp và so sánh nó với điện áp tham chiếu bên trong, nó tạo ra các xung chuyển mạch có thời lượng khác nhau, được xác định bởi các giá trị của dòng điện tải và điện áp nguồn được chỉnh lưu. Thời lượng của các xung được thay đổi theo cách duy trì điện áp không đổi ở đầu ra của SMPS. Thành phần chính của SMPS là một máy biến áp xung lưu trữ, về nguyên tắc, có thể là bất cứ thứ gì. Phạm vi điều chỉnh điện áp đầu ra rộng do vi mạch cung cấp, cũng như một bộ lớn các cuộn dây đầu ra của máy biến áp, tạo điều kiện thuận lợi cho nhiệm vụ tạo ra nguồn điện với các thông số cần thiết. Ví dụ, nên xem xét việc sử dụng máy biến áp xung TPI-8-1, được mô tả trước đó trên các trang của tạp chí Radio [3]. Mạch SMPS, được tạo dựa trên vật liệu từ [1,2] và được điều chỉnh để sử dụng máy biến áp được chỉ định, được hiển thị trong Hình. 1 (cuộn dây chưa sử dụng của máy biến áp không được hiển thị; ban đầu chân 4 và 10 bị thiếu).
Thiết bị có bộ lọc khử nhiễu giúp ngăn chặn nhiễu tần số cao xâm nhập vào mạng cấp điện (L1, C1-C3); điện trở giới hạn dòng điện hạn chế dòng điện tăng vọt khi bật SMPS (R1); bộ chỉnh lưu cầu điện áp lưới (VD1); bộ chia điện áp trong mạch phản hồi của bộ khuếch đại điều khiển của vi mạch, tạo thành mức ổn định điện áp đầu ra của SMPS (R2, R6, R7, VD2); một bộ lọc trong mạch cấp nguồn của SMPS, giúp giảm mức gợn sóng điện áp đầu vào (C4); bộ chia điện áp để theo dõi những thay đổi trong điện áp nguồn và tắt SMPS trong trường hợp dao động không thể chấp nhận được (R3, R4); điện áp răng cưa trước đây để mô phỏng sự thay đổi dòng điện trong cuộn dây tích trữ của máy biến áp xung (R5, C5); bộ tạo xung trong mạch tín hiệu phản hồi (VD3, C6); tụ điện tích hợp trong mạch điều khiển để khởi động “mềm” của SMPS (C7); tụ lọc trong mạch nguồn của vi mạch (C8); điện trở giới hạn dòng điện ở chế độ khởi động vi mạch trước khi nó chuyển sang chế độ vận hành (R8); bộ chỉnh lưu điện áp cung cấp cho vi mạch từ cuộn dây truyền thông (II) của máy biến áp ở chế độ vận hành (VD4); mạch cung cấp xung để điều khiển bóng bán dẫn chuyển mạch (R9-R11, VD5); mạch hạn chế xung điện áp đỉnh ở cực máng của Transistor (VD6, R12, C10); mạch giảm chấn loại trừ rung động ký sinh (C11, R13); bộ lọc khử nhiễu trong mạch để xác định điểm bắt đầu của chu kỳ hình thành xung chuyển mạch (sự chuyển tiếp của xung điện áp đầu ra về 14) và mạch phản hồi của bộ khuếch đại điều khiển (R9, C15, R12, C7); chỉnh lưu và lọc điện áp đầu ra (VD13, C16); điện trở giới hạn dòng điện trong mạch điện áp đầu ra (RXNUMX). Kết quả thử nghiệm một thiết bị có cuộn dây đầu ra khác nhau và xếp hạng của các phần tử được sử dụng, thể hiện trong sơ đồ, để đạt được điện áp đầu ra 12 V ở dòng tải 1,25 A được đưa ra trong bảng. 2. Bảng 2
Để chọn cuộn dây đầu ra, hãy sử dụng bảng. 3, chứa các thông số của dây quấn đồng, loại dây thường được sử dụng nhất trong máy biến áp xung. Cuộn dây III, được thiết kế cho điện áp 24 V trong quá trình sử dụng “tiêu chuẩn”, chứa 16 vòng ba dây dẫn PEVTL-0,35 được kết nối song song. Tổng mặt cắt ngang của chúng là khoảng 0,3 mm2và tương đương với một dây dẫn có đường kính 0,62 mm. Đối với mật độ dòng điện 4,25 A/mm2, tương ứng với việc tăng nhiệt độ của máy biến áp thêm 30°C thì dòng điện cho phép trong cuộn dây là 1,28 A, đáp ứng đầy đủ yêu cầu (sử dụng máy tính có thể dễ dàng tiếp tục dãy dây dẫn theo hướng tăng dần). và giảm đường kính). Nếu bạn sử dụng cuộn dây V và VI (chân 14, 18 và 16, 20, tương ứng [3]), kết nối chúng song song, bạn có thể nhận được dòng điện lên tới 3,5 A ở đầu ra SMPS. Bảng 3
Giống như trong mô-đun nguồn MP-403, cuộn dây lưu trữ là cuộn dây I (chân 1, 19). Cần đặc biệt chú ý đến việc kết nối (pha) chính xác của các cực (thường trong sơ đồ, phần đầu của cuộn dây luôn được biểu thị bằng dấu chấm). Số chân của cuộn dây truyền thông bổ sung và nguồn điện của vi mạch được hiển thị trong Hình 1. Cần lưu ý rằng dòng điện làm việc trong cuộn dây giao tiếp phụ thuộc vào tổng công suất tải và không nhất thiết phải đạt giá trị tối đa 1,5 A. Khi đánh giá điện áp làm việc của cuộn dây, cần nhớ: mối quan hệ tỷ lệ giữa số vòng dây và điện áp chỉ được quan sát đối với cuộn thứ cấp và không áp dụng cho cuộn sơ cấp, vì chúng hoạt động ở các nửa chu kỳ (chu kỳ) khác nhau của điện áp xung và tỷ số giữa các điện áp hoạt động của chúng sẽ phụ thuộc vào chu kỳ làm việc của các xung chuyển mạch. Tải tương đương trong quá trình thiết lập là ba điện trở PEVT-25 được kết nối song song với điện trở 30 Ohm mỗi điện trở. Trước khi cấp điện áp vào nguồn điện, cần đặt một ampe kế 1 A vào mạch hở giữa các điểm A và B (Hình 0,5). Ở đây, nó không chỉ được sử dụng như một thiết bị đo lường phản ứng của thiết bị đối với những thay đổi trong định mức của điện áp. các phần tử (mức tiêu thụ dòng điện tăng sẽ cho thấy dòng điện hoặc điện áp tải tăng trên cuộn dây thứ cấp), đồng thời cũng là một chỉ báo đáng tin cậy về trạng thái bật của SMPS hoạt động im lặng. Điều này sẽ ngăn chặn tình trạng sốc vô tình trong quá trình thiết lập. Cũng rất hữu ích khi kiểm tra khả năng bảo trì của bóng bán dẫn chuyển mạch bằng cách lắp ráp một mạch đo đơn giản theo sơ đồ trong Hình. 2 (nó cũng hiển thị sơ đồ chân của các bóng bán dẫn hiệu ứng trường KP707V2, KP812B1 và các chất tương tự nước ngoài IRFBC30, IRFBC40, BUZ90A, 2SK1221, v.v.). Bằng cách tăng điện áp cổng của bóng bán dẫn theo từng bước 0,1 V, chúng tôi đảm bảo rằng bắt đầu từ điện áp ngưỡng (1...5 V tùy thuộc vào loại và thông số của bóng bán dẫn), dòng điện trong mạch thoát nước tăng dần và đạt 500 μA sau khoảng 0,5 B sau khi mở. Tốt hơn là sử dụng nguồn điện có cài đặt trước bảo vệ dòng điện ở mức 1 mA. Điều này sẽ ngăn ngừa hư hỏng các bóng bán dẫn ngay cả trong trường hợp có lỗi kết nối do sơ đồ chân không xác định của chúng.
Sau khi thực hiện các biện pháp chuẩn bị đã chỉ định, điện trở điều chỉnh R7 phải được đặt ở vị trí chính giữa và kết nối với mạng SMPS. Trong quá trình thiết lập, tốt hơn là đặt thiết bị trên máy tính để bàn với các phần tử úp xuống: khi đó bảng mạch in sẽ bảo vệ khỏi bị thương trong trường hợp có thể xảy ra vụ nổ tụ điện oxit do điện áp dư thừa do kết nối cuộn dây không chính xác. Nếu điện áp trong cuộn dây thứ cấp không đủ để SMPS chuyển sang chế độ vận hành, bạn sẽ nghe thấy âm thanh lách cách đặc trưng của máy biến áp cùng với âm cao (“tách”), do chế độ khởi động được kích hoạt định kỳ khi điện áp trên tụ C8 tăng đến giá trị ngưỡng. Trong quá trình thiết lập SMPS, trước hết cần kiểm tra ảnh hưởng của vị trí tiếp điểm chuyển động của điện trở cắt R7 đến các thông số của xung đầu ra. Bạn nên hết sức cẩn thận trong việc lựa chọn thông số của các phần tử của mạch tạo điện áp răng cưa (R5, C5), xác định thời lượng tối đa ở trạng thái mở của bóng bán dẫn chuyển mạch. Điện áp trên tụ C5 trong vi mạch được so sánh với điện áp ở đầu vào của bộ khuếch đại điều khiển và xung chuyển mạch sẽ dừng khi chúng trùng nhau. Nếu các phần tử này được chọn không chính xác, khi ngắt kết nối SMPS khỏi mạng, việc giảm điện áp ở đầu ra của bộ lọc nguồn điện lưới sẽ được bù bằng sự tăng thời lượng của các xung chuyển mạch và vượt quá giá trị cho phép của làm cạn kiệt dòng điện của bóng bán dẫn, điều này sẽ dẫn đến hư hỏng nó. Trong quá trình thiết lập, nên sử dụng các phần tử chuyển mạch đáng tin cậy (công tắc bật tắt, công tắc chứ không phải phích cắm và ổ cắm điện) để kết nối SMPS với mạng, vì hiện tượng nảy tiếp điểm có thể gây ra hỏng bóng bán dẫn chuyển mạch. Sau khi quá trình cài đặt hoàn tất, thiết bị sẽ tự tin trở lại chế độ vận hành, bằng chứng là hoạt động im lặng của SMPS và số đọc của ampe kế điều khiển trong phạm vi 100...350 mA, tùy thuộc vào tải. Nếu điều này không xảy ra, điều đó có nghĩa là thiết bị có bộ phận bị lỗi hoặc lỗi cài đặt đã xảy ra. Sau vài chục giây đầu tiên hoạt động, SMPS phải ngắt kết nối khỏi mạng và kiểm tra điều kiện nhiệt của bóng bán dẫn, máy biến áp, điốt, sau đó lặp lại tương tự sau vài chục phút hoạt động. Nếu không có hiện tượng quá nhiệt thì cần điều chỉnh điện áp đầu ra và theo dõi hình dạng của tín hiệu theo Hình 3.
Phân tích hoạt động của thiết bị cho thấy khi sử dụng máy biến áp xung làm sẵn, tốt hơn là giữ nguyên cuộn dây lưu trữ và chọn cuộn dây giao tiếp có điện áp 8...9 V trong quá trình sử dụng “tiêu chuẩn”, tức là. đối với máy biến áp TPI-8-1, cần có cuộn dây giao tiếp, gồm sáu vòng dây (cuộn dây có số chân 14 - 18). Có thể máy biến áp đã chọn không cung cấp các thông số SMPS cần thiết, do đó các cuộn dây thứ cấp sẽ cần phải được thay thế. Công nghệ cứng nhắc để sản xuất máy biến áp xung (phân phối các cuộn dây theo thứ tự quy định nghiêm ngặt, duy trì các khe hở giữa mép cuộn dây và mặt ngoài của khung, chọn đường kính của dây tùy theo dòng điện làm việc, phân phối không đầy đủ “ lớp phóng điện” trên toàn bộ chiều rộng của cuộn dây để tạo ra từ trường đồng đều bên trong lượng dòng điện làm việc của máy biến áp) đòi hỏi sự cẩn thận đặc biệt trong quá trình chế tạo và độ chính xác khi lắp ráp. Nhưng thực tế không thể tháo rời máy biến áp được dán bằng keo epoxy nếu không sử dụng thiết bị phay (sau khi cắt máy biến áp bằng dao phay, cần phải khôi phục khe hở làm việc trên thanh trung tâm bằng cách giảm độ dày của vết cắt) . Do đó, lối thoát duy nhất trong tình huống này là hàn tấm chắn tĩnh điện (chống nhiễu) khỏi lá đồng, loại bỏ các cuộn dây không cần thiết và quấn cuộn dây cần thiết vào vị trí của chúng bằng phương pháp "con thoi" và thay vì dây có đường kính lớn. , tốt hơn là sử dụng một số dây dẫn song song có đường kính nhỏ hơn với tổng mặt cắt ngang tương đương. Thiết bị sử dụng các bộ phận không khan hiếm. Các tụ điện C1 K73-17, C2, C3, C10, SP - K73-9, tất cả đều có điện áp định mức 630 V, C4 - K50-32. Nếu tải SMPS vượt quá 50 W, bạn phải kết nối một cái tương tự khác song song với tụ C4 hoặc sử dụng K50-35B có công suất 220 μF (hoặc 330 μF) cho điện áp 350 V. Tụ C6 - K53-30 hoặc loại khác . Tụ oxit C8, C13 K50-35. Phần còn lại là bất kỳ loại gốm nào có điện áp định mức 63... 100 V. Tất cả các điện trở cố định là MLT, ngoại trừ R16 C5-16MV. Điện trở tông đơ R7 - SPZ-386. Chúng tôi sẽ thay thế cầu diode bằng KTs405B, KTs405V hoặc các điốt riêng lẻ có điện áp ngược cho phép ít nhất 400 V và dòng điện hoạt động là 1 A. Điốt VD6 và VD7 là các điốt xung có tần số định mức ít nhất là 35 kHz và thứ nhất trong số chúng có điện áp định mức ít nhất là 600 V và dòng điện 1 A, thứ hai - 100V và 5 A (đối với nguồn điện hạ áp). Thay vì cuộn cảm công nghiệp cho bộ lọc đường L1, chúng ta có thể sử dụng cuộn cảm tự chế: chúng ta sử dụng vòng ferrite 1500NM-2000NM với đường kính ngoài khoảng 20 mm với cuộn dây vài chục vòng của hai dây dẫn MGTF-0,35 quấn trên đó. Tất cả các phần tử SMPS được gắn trên một bảng mạch in làm bằng tấm sợi thủy tinh phủ giấy bạc một mặt có độ dày 1,5 mm (Hình 4). Một dây nối được hàn vào các lỗ A và B của bo mạch sau khi quá trình lắp đặt thiết bị hoàn tất. Tụ điện C4 được cố định song song với bo mạch bằng kẹp dây gắn trên hốc ở phần cuối của vỏ; Các đầu của kẹp được bịt kín vào các lỗ tương ứng. Để đảm bảo tiếp xúc điện đáng tin cậy, cực âm của tụ điện được nối với bảng thông qua vòng đệm có cánh hoa và đai ốc trên phần ren của vỏ. Tụ SI và điện trở R13 được kết nối bằng bản lề, cực thứ hai của tụ điện có mấu gắn hàn được nối trực tiếp với tấm kim loại của thân bóng bán dẫn gắn trên tản nhiệt. Điều này sẽ làm giảm đáng kể mức độ nhiễu bức xạ. Với mục đích tương tự, SMPS được đặt trong vỏ kim loại có lỗ thông gió để làm mát.
Thiết bị được kết nối với mạng bằng dây lắp linh hoạt: một công tắc và cầu chì được hàn vào khe hở của một dây dẫn với dòng điện hoạt động gấp đôi dòng điện hoạt động được đo bằng ampe kế trong khi thiết lập (như đã lưu ý trước đó, nó sẽ phụ thuộc vào trọng tải). Cuộn thứ cấp được nối bằng dây dẫn cách điện linh hoạt tùy theo giá trị điện áp yêu cầu ở đầu ra của SMPS. Transistor VT1 được dịch chuyển ra mép bo mạch để có thể gắn trực tiếp qua tấm mica vào thân kim loại của thiết bị hoặc vào tản nhiệt có diện tích làm mát hiệu quả 100...200 cm2. Cần nhớ rằng SMPS được kết nối điện với mạng: nếu xử lý không cẩn thận, điều này có thể gây điện giật. Theo các quy tắc an toàn điện, trong quá trình lắp đặt SMPS, cần kết nối mạng thông qua máy biến áp cách ly có công suất tối thiểu 300 W. Văn chương
Tác giả: V.Kosenko, S.Kosenko, V.Fedorov, Voronezh
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Điện thoại thông minh mô-đun Puzzlephone ▪ Vi khuẩn sẽ làm bẩn quần jean ▪ Bộ lưu trữ được kết nối mạng QNAP TVS-882BR
▪ phần của trang web Ứng dụng vi mạch. Lựa chọn các bài viết ▪ bài viết Tiếng cười mỉa mai. biểu hiện phổ biến ▪ bài viết Tại sao Batu Khan làm gián đoạn chiến dịch của mình ở Trung Âu? đáp án chi tiết ▪ Bài viết của Wisnag. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng ▪ bài viết Cân kỹ thuật số - máy đo tần số. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài báo Ăn tiền giấy. tiêu điểm bí mật
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