Chỉnh lưu đồng bộ. Sơ đồ, mô tả

Thư viện kỹ thuật miễn phí

ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN
Thư viện miễn phí / Sơ đồ của các thiết bị vô tuyến-điện tử và điện

Chỉnh lưu đồng bộ. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Thư viện kỹ thuật miễn phí

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Bộ chuyển đổi điện áp, bộ chỉnh lưu, bộ biến tần

Bình luận bài viết

Sự sụt giảm điện áp trên các điốt chỉnh lưu không cho phép tăng hiệu suất của nó lên trên một giới hạn nhất định. Bằng cách bỏ qua hoặc thay thế từng diode bằng một công tắc điện tử, giới hạn này có thể bị vượt quá. Tuy nhiên, do sự phức tạp của bộ điều khiển chìa khóa điện tử nên các bộ chỉnh lưu đồng bộ chỉ được ứng dụng trong các thiết bị cấp nguồn chuyên nghiệp. Bài viết này mô tả một thiết kế đơn giản của bộ chỉnh lưu đồng bộ có thể được nhân rộng trong điều kiện vô tuyến nghiệp dư.

Một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất mà các nhà thiết kế bộ nguồn hiện đại phải đối mặt là đạt được hiệu quả cao. Thông thường, các bộ chỉnh lưu được chế tạo trên điốt silicon hoặc điốt Schottky, ít thường xuyên hơn - trên điốt germani. Sự sụt giảm điện áp điển hình trên điốt silicon là 1 V, trên điốt germanium và Schottky - khoảng 0,5 V.

Sự thất thoát năng lượng ít hơn đáng kể trong các bộ chỉnh lưu đồng bộ dựa trên các bóng bán dẫn hiệu ứng trường quan trọng mạnh mẽ, trong đó điốt được thay thế bằng các bóng bán dẫn hiệu ứng trường. Điện trở kênh mở của bóng bán dẫn hiệu ứng trường hiện đại giảm xuống còn vài miliohm. Điều này giúp giảm hiện tượng sụt áp và theo đó, giảm sinh nhiệt ở một mức độ lớn. Nhưng việc sử dụng bóng bán dẫn hiệu ứng trường trong bộ chỉnh lưu có một số tính năng. Đầu tiên là sự hiện diện của một diode bên trong bóng bán dẫn hiệu ứng trường. Nếu một điện áp phân cực ngược được đặt vào bóng bán dẫn hiệu ứng trường, thì diode bên trong sẽ mở. Khi một điện áp đủ lớn được đặt đồng bộ vào cổng của bóng bán dẫn so với nguồn, kênh của bóng bán dẫn hiệu ứng trường được kết nối song song với diode này sẽ mở ra. Vì điện trở kênh của bóng bán dẫn hiệu ứng trường mở nhỏ hơn đáng kể so với điện trở của diode mở nên hầu như toàn bộ dòng điện sẽ chạy qua kênh.

Một tính năng khác của bóng bán dẫn hiệu ứng trường là độ trễ bật và tắt do sự hiện diện của các tụ điện nguồn cổng và nguồn cổng. Những điện dung này phụ thuộc nhiều vào điện áp. Chúng lớn ở điện áp thấp và giảm khi nó tăng. Để đảm bảo bóng bán dẫn mở, cần phải sạc điện dung đầu vào lên 10...12 V. Quá trình này phức tạp do hiệu ứng Miller, làm tăng điện dung đầu vào tương đương. Bạn có thể đọc thêm về các tính năng của bóng bán dẫn chuyển đổi hiệu ứng trường công suất cao trong cuốn sách của B. Yu. Semenov “Điện tử công suất: Từ đơn giản đến phức tạp” (M.: “SOLON-Press”, 2005).

Cơm. 1 (bấm để phóng to)

Trong bộ lễ phục. Hình 1 thể hiện sơ đồ của bộ chỉnh lưu đồng bộ toàn sóng được thiết kế để chỉnh lưu điện áp hình chữ nhật và hình sin. Bộ chỉnh lưu được nối với cuộn thứ cấp của máy biến áp bằng một vòi ở giữa. Chân 1 và 3 - vào đầu và cuối cuộn dây theo thứ tự ngẫu nhiên, chân 2 - vào đầu cuộn dây. Để chỉnh lưu, các bóng bán dẫn VT1 và VT2 với điốt bên trong được sử dụng. Tụ điện C1 là tụ điện làm mịn.

Bộ tạo xung điều khiển cung cấp cho các cổng của bóng bán dẫn được lắp ráp trên các vi mạch DA1, DA2, DD1, DA4, điốt VD1, VD2 và điện trở R1-R6. Nút này nhận được điện áp cung cấp 10 V từ bộ ổn áp trên chip DA3.

Ví dụ: nếu các xung điều khiển không đến cổng của bóng bán dẫn, nếu bộ phát xung bị tắt, thì bộ chỉnh lưu sẽ hoạt động như một bộ chỉnh lưu bình thường (không đồng bộ) trên các điốt bên trong của bóng bán dẫn. Nguyên lý hình thành xung điều khiển tại cổng của Transistor: điện áp xung sẽ mở kênh Transistor khi điện áp ở cực âm của diode bên trong nhỏ hơn điện áp ở cực dương của nó được nối với dây chung - âm của điện áp đầu ra. Nghĩa là, khi điện áp ở cực âm có cực âm, thì phải đặt một điện áp mở có cực dương vào cổng của bóng bán dẫn so với nguồn của nó. Thời gian còn lại, điện áp giữa cổng và nguồn phải bằng 0 để bóng bán dẫn tắt. Điều rất quan trọng là các xung mở không được chồng lên nhau theo thời gian để cả hai bóng bán dẫn không mở cùng một lúc.

Bộ tạo xung hoạt động như thế này. Điện áp ở cực máng của bóng bán dẫn được theo dõi bởi bộ so sánh DA1 và DA2. Chip DD1 chứa một bộ phận ngăn chặn sự chồng chéo của các xung mở. Bộ biến tần của chip DA4 cung cấp dòng điện đầu ra lên tới 1,5 A, giúp sạc nhanh điện dung đầu vào của bóng bán dẫn bất chấp hiệu ứng nhiễu của hiệu ứng Miller.

Cho một điện áp nửa sóng dương tác động lên cực máng của bóng bán dẫn VT1. Điện áp +0,7 V từ diode VD1 được đặt vào đầu vào đảo ngược của bộ so sánh DA1 so với đầu vào không đảo của nó, dẫn đến mức cao ở đầu ra DA1. Điều này dẫn đến sự xuất hiện của mức điện áp cao ở chân 2 của trình điều khiển DA4 và do đó, đầu ra của nó sẽ có mức điện áp thấp. Transistor VT1 đóng. Để một điện áp nửa sóng âm tác động lên cực máng của VT1, mở diode bên trong của nó. Điện áp ở đầu vào không đảo của bộ so sánh DA1 lớn hơn ở đầu vào đảo ngược, dẫn đến điện áp đầu ra của bộ so sánh thấp. Điều này sẽ khiến mức điện áp thấp xuất hiện ở chân 2 của trình điều khiển DA4 và mức điện áp cao ở đầu ra. Transistor VT1 mở và bỏ qua diode bên trong của nó, giúp giảm tổn thất năng lượng khi chỉnh lưu. Transistor VT2 được điều khiển theo cách tương tự.

Trên chip DD1 có bộ phận giám sát hoạt động chính xác của bộ chỉnh lưu. Nó chứa bốn cổng OR độc quyền. Thực tế là tại thời điểm điện áp hình sin vượt qua 1, các mức điện áp thấp sẽ đồng thời xuất hiện ở đầu ra của bộ so sánh DA2 và DA4. Nếu những đầu ra này được kết nối với đầu vào của chip DA1, điều này sẽ dẫn đến việc mở đồng thời cả hai bóng bán dẫn VT2 và VT1, điều này là không thể chấp nhận được do dòng điện chạy qua chúng. Do đó, giữa đầu ra của bộ so sánh DA2 và DA4 và đầu vào của chip DA1, một nút trên chip DD1 được kết nối. Hãy nhìn vào công việc của anh ấy. Đặt mức điện áp thấp ở đầu ra của cả hai bộ so sánh. Sự kết hợp các tín hiệu đầu vào này ở đầu vào của phần tử DD1. 1.2 tương ứng với mức điện áp thấp ở đầu ra của nó. Một biến tần được chế tạo trên phần tử DD 13, trong đó điện áp cung cấp (mức cao) được đưa vào chân 6. Như vậy, ở chân 1.3 của phần tử DD9 và chân 1.4 của phần tử DDXNUMX có mức điện áp cao và chúng cũng sẽ hoạt động như bộ biến tần.

Kết quả là cả hai đầu vào của trình điều khiển DA4 đều có mức điện áp cao và các cổng của cả hai bóng bán dẫn VT1 và VT2 đều có mức điện áp thấp nên chúng bị đóng. Sẽ không có dòng điện chạy qua chúng. Trong trường hợp tín hiệu ngược pha ở đầu ra của bộ so sánh và theo đó, ở đầu vào của DD1.1, mức điện áp cao sẽ hoạt động ở chân 3 của DD1.1. Sau khi đảo ngược phần tử logic DD1.2, mức điện áp thấp sẽ chuyển các phần tử logic DD1.3 và DD1.4 thành bộ lặp tín hiệu. Do đó, tín hiệu từ đầu ra của bộ so sánh DA1 và DA2 sẽ truyền qua mà không có thay đổi nào đối với đầu ra của trình điều khiển DA1. Một trong các bóng bán dẫn sẽ mở, cái còn lại sẽ đóng.

Điện áp nguồn ổn định 10 V được tạo ra bởi chip L4810CV (DA3), có bảo vệ quá tải dòng điện đầu ra ở 1,5 A và bộ phận tự động tắt khi nhiệt độ tăng cao hơn giá trị tối đa cho phép. Vi mạch này duy trì chế độ ổn định điện áp khi chênh lệch điện áp giữa đầu vào và đầu ra giảm xuống 0,5 V. Nó nhận nguồn điện từ điện áp đầu ra của bộ chỉnh lưu.

Chỉnh lưu đồng bộ
Hình 2

Bộ chỉnh lưu đồng bộ được lắp ráp trên một bảng mạch in làm bằng lá sợi thủy tinh dày 1,5 mm ở một mặt, bản vẽ của nó được thể hiện trong hình. 2. Tất cả các bộ phận đều được lắp đặt trên đó, ngoại trừ tụ điện làm mịn C1. Nếu các bóng bán dẫn VT1 và VT2 rất nóng, chúng sẽ được lắp đặt trên các bộ tản nhiệt. Không gian được cung cấp cho vị trí của họ trên bảng.

Tác giả sử dụng bộ chỉnh lưu đồng bộ để chỉnh lưu điện áp từ cuộn thứ cấp của máy biến áp điện tử Feron ET105. Cuộn dây thứ cấp được quấn trong đó bằng hai dây, giúp đơn giản hóa công việc chạm vào từ giữa của nó. Để giảm gợn sóng điện áp ở tần số mạng gấp đôi, một tụ điện oxit mịn có công suất 10 μF và điện áp định mức 400 V được lắp đặt ở đầu ra của cầu chỉnh lưu bên trong máy biến áp điện tử. Tần số điện áp đầu ra của máy biến áp là khoảng 45kHz. Những máy biến áp này có giới hạn công suất tối thiểu, phải được tính đến để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy. Bộ chỉnh lưu đồng bộ cho phép máy biến áp điện tử này có được điện áp đầu ra là 12 V ở dòng tải 9 A.

Tụ điện làm mịn C1 có điện dung chỉ ra trên sơ đồ dùng để chỉnh lưu điện áp có tần số 45 kHz. Tất nhiên, bộ chỉnh lưu đồng bộ cũng có thể được sử dụng để chỉnh lưu điện áp có tần số 50 Hz, tính điện dung của tụ điện làm mịn theo cách tương tự như đối với bộ chỉnh lưu toàn sóng thông thường (không đồng bộ).

Tác giả: V. Kalashnik

Xem các bài viết khác razdela Bộ chuyển đổi điện áp, bộ chỉnh lưu, bộ biến tần.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng 15.04.2024

Trong thế giới công nghệ hiện đại, nơi khoảng cách ngày càng trở nên phổ biến, việc duy trì sự kết nối và cảm giác gần gũi là điều quan trọng. Những phát triển gần đây về da nhân tạo của các nhà khoa học Đức từ Đại học Saarland đại diện cho một kỷ nguyên mới trong tương tác ảo. Các nhà nghiên cứu Đức từ Đại học Saarland đã phát triển những tấm màng siêu mỏng có thể truyền cảm giác chạm vào từ xa. Công nghệ tiên tiến này mang đến những cơ hội mới cho giao tiếp ảo, đặc biệt đối với những người đang ở xa người thân. Các màng siêu mỏng do các nhà nghiên cứu phát triển, chỉ dày 50 micromet, có thể được tích hợp vào vật liệu dệt và được mặc như lớp da thứ hai. Những tấm phim này hoạt động như những cảm biến nhận biết tín hiệu xúc giác từ bố hoặc mẹ và đóng vai trò là cơ cấu truyền động truyền những chuyển động này đến em bé. Việc cha mẹ chạm vào vải sẽ kích hoạt các cảm biến phản ứng với áp lực và làm biến dạng màng siêu mỏng. Cái này ... >>

Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global 15.04.2024

Chăm sóc thú cưng thường có thể là một thách thức, đặc biệt là khi bạn phải giữ nhà cửa sạch sẽ. Một giải pháp thú vị mới từ công ty khởi nghiệp Petgugu Global đã được trình bày, giải pháp này sẽ giúp cuộc sống của những người nuôi mèo trở nên dễ dàng hơn và giúp họ giữ cho ngôi nhà của mình hoàn toàn sạch sẽ và ngăn nắp. Startup Petgugu Global đã trình làng một loại bồn cầu độc đáo dành cho mèo có thể tự động xả phân, giữ cho ngôi nhà của bạn luôn sạch sẽ và trong lành. Thiết bị cải tiến này được trang bị nhiều cảm biến thông minh khác nhau để theo dõi hoạt động đi vệ sinh của thú cưng và kích hoạt để tự động làm sạch sau khi sử dụng. Thiết bị kết nối với hệ thống thoát nước và đảm bảo loại bỏ chất thải hiệu quả mà không cần sự can thiệp của chủ sở hữu. Ngoài ra, bồn cầu có dung lượng lưu trữ lớn có thể xả nước, lý tưởng cho các hộ gia đình có nhiều mèo. Bát vệ sinh cho mèo Petgugu được thiết kế để sử dụng với chất độn chuồng hòa tan trong nước và cung cấp nhiều lựa chọn bổ sung. ... >>

Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm 14.04.2024

Định kiến phụ nữ thích “trai hư” đã phổ biến từ lâu. Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây được thực hiện bởi các nhà khoa học Anh từ Đại học Monash đã đưa ra một góc nhìn mới về vấn đề này. Họ xem xét cách phụ nữ phản ứng trước trách nhiệm tinh thần và sự sẵn sàng giúp đỡ người khác của nam giới. Những phát hiện của nghiên cứu có thể thay đổi sự hiểu biết của chúng ta về điều gì khiến đàn ông hấp dẫn phụ nữ. Một nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học từ Đại học Monash dẫn đến những phát hiện mới về sức hấp dẫn của đàn ông đối với phụ nữ. Trong thí nghiệm, phụ nữ được cho xem những bức ảnh của đàn ông với những câu chuyện ngắn gọn về hành vi của họ trong nhiều tình huống khác nhau, bao gồm cả phản ứng của họ khi gặp một người đàn ông vô gia cư. Một số người đàn ông phớt lờ người đàn ông vô gia cư, trong khi những người khác giúp đỡ anh ta, chẳng hạn như mua đồ ăn cho anh ta. Một nghiên cứu cho thấy những người đàn ông thể hiện sự đồng cảm và tử tế sẽ hấp dẫn phụ nữ hơn so với những người đàn ông thể hiện sự đồng cảm và tử tế. ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Chân đế mới CYPRESS SEMICONDUCTOR CY4619 18.06.2005

CYPRESS SEMICONDUCTOR đã phát triển một chân đế mới CY4619, cho phép bộ điều khiển EZ-USB FX2LP cài đặt giao thức MTP mới (Media Transfer Protocol), là cơ sở của các trình phát đa phương tiện di động.

Chân đế sử dụng công nghệ truy xuất bộ nhớ mới giúp tăng tốc độ ghi hoặc đọc từ ổ cứng.

Tin tức thú vị khác:

▪ Các chuyến bay vũ trụ có hại cho gan

▪ Âm thanh xe hơi giám sát sức khỏe của người lái xe

▪ Chữa lành vết thương mà không có mô sẹo

▪ pin giấy

▪ Giường thông minh Ford

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần trang web Các chỉ số, cảm biến, máy dò. Lựa chọn bài viết

▪ Bài viết của Arnold Joseph Toynbee. câu cách ngôn nổi tiếng

▪ bài viết Cây ăn thịt là gì? đáp án chi tiết

▪ bài viết Lời khuyên hữu ích. mẹo HAM