|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Fonte de alimentação de comutação flyback
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de alimentação O artigo descreve uma fonte de alimentação comutada controlada por um microcircuito especializado. O dispositivo usa um transformador de pulso padrão de unidades de televisão. Parece que as fontes de energia (PS), que são elementos integrantes de absolutamente todos os dispositivos eletrônicos, deveriam ser as menos suscetíveis a mudanças rápidas - afinal, elas existem há mais de meio século. Mas o desenvolvimento de soluções de circuitos modernos não ignora essa área mais extensa da eletrônica de rádio. Inicialmente, as tradicionais fontes de alimentação a bateria foram substituídas por fontes de alimentação de lâmpadas de rede com filtros LC e, em seguida, por transistores e reguladores lineares integrados. A luta pela eficiência e melhoria dos indicadores de peso e tamanho contribuíram para o desenvolvimento e implantação do IP pulsado (SMPS). Juntamente com SMPSs de meia ponte e ponte completa, as fontes flyback são amplamente utilizadas, pois sem medidas especiais o perigo de passagem de corrente em SMPSs de ponte (devido ao fornecimento de uma tensão de abertura a um dos braços, quando o outro braço ainda não completamente fechado devido às suas propriedades inerciais) levou à operação de elementos de comutação no modo de curto-circuito e à falha de caros transistores de alta tensão de alta tensão. Essas medidas especiais complicaram muito a ponte SMPS e, portanto, o flyback SMPS tornou-se mais difundido em eletrodomésticos, nos quais o transistor de comutação no primeiro ciclo garante o acúmulo de energia eletromagnética nos enrolamentos e no circuito magnético do transformador de armazenamento e no segundo - sua transferência para a carga. Para se convencer da relativa complexidade de tal SMPS, basta olhar para os circuitos do módulo de fonte de alimentação MP-403 para TVs ZUSST, 4USTST ou o escaneamento KRP-501 e cassete de energia para TVs 5USTST. E apenas os últimos desenvolvimentos de especialistas da Siemens e fabricantes nacionais, que criaram um microcircuito para controlar o flyback SMPS TDA4605 (o análogo doméstico do KR1033EU5 - o chamado controlador PWM), simplificaram bastante a tarefa de desenvolver SMPS altamente confiável e econômico para radioamadores . Embora o manual [1], contendo informações sobre controladores PWM, não esteja isento de alguns erros, deve-se ressaltar que é de grande valia para o projetista e desenvolvedor do SMPS. O manual [2] descreve o funcionamento do SMPS em televisores de 6ª geração utilizando o chip doméstico KR1033EU5, mas não há informações de referência (valores de tensão, formas de onda do sinal) que caracterizem seu funcionamento. Infelizmente, nenhuma das fontes mencionadas fornece os parâmetros de enrolamento do transformador de armazenamento. No entanto, usando as características de referência disponíveis, para fins de rádio amador, é sempre possível adaptar os transformadores de pulso existentes para criar os SMPS modernos necessários. Os materiais do artigo publicado ajudarão a resolver esse problema, também podem ser úteis para radioamadores envolvidos na modernização e reparo de equipamentos de vídeo nacionais e importados. As funções de serviço executadas pelo microcircuito são muito extensas:
A finalidade funcional dos pinos do microcircuito é fornecida na Tabela. 1. Tabela 1
Principais Características
O amplificador de controle é o elemento principal do microcircuito. Recebendo um sinal do enrolamento adicional do transformador e comparando-o com a tensão de referência interna, ele gera pulsos de comutação de várias durações, que são determinados pelos valores da corrente na carga e na tensão da rede retificada. A duração dos pulsos é alterada de forma a manter uma tensão constante na saída do SMPS. O elemento principal do SMPS é um transformador de pulso de armazenamento, que, em princípio, pode ser qualquer coisa. Uma ampla faixa de regulação de tensão de saída fornecida pelo microcircuito, bem como um grande conjunto de enrolamentos de saída do transformador, facilitam a tarefa de criar um IP com os parâmetros necessários. É aconselhável, por exemplo, considerar o uso do transformador de pulso TPI-8-1, descrito anteriormente nas páginas da revista Radio [3]. O esquema do SMPS, criado de acordo com os materiais [1,2, 1] e adaptado ao uso do transformador especificado, é mostrado na fig. 4 (os enrolamentos do transformador não utilizados não são mostrados, os pinos 10 e XNUMX estavam ausentes inicialmente).
O dispositivo contém um filtro de supressão de interferência que evita que interferências de alta frequência penetrem na rede de alimentação (L1, C1-C3); resistor limitador de corrente que limita a corrente de inrush quando o SMPS é ligado (R1); tensão de rede ponte retificadora (VD1); divisor de tensão no circuito de feedback do amplificador de controle do microcircuito, que forma o nível de estabilização da tensão de saída do SMPS (R2, R6, R7, VD2); filtro no circuito de alimentação da SMPS, que reduz o nível de ondulação da tensão de entrada (C4); divisor de tensão para controlar mudanças na tensão de rede e desligar o SMPS em caso de flutuações inaceitáveis (R3, R4); formador de tensão dente de serra para simular mudanças de corrente nos enrolamentos de armazenamento de um transformador de pulso (R5, C5); formador de pulso no circuito de sinal de feedback (VD3, C6); capacitor integrador no circuito de controle para partida "suave" do SMPS (C7); capacitor de filtro no circuito de potência do microcircuito (C8); resistor limitador de corrente no modo de inicialização do microcircuito antes de entrar no modo de operação (R8); retificador de tensão que alimenta o microcircuito a partir do enrolamento de comunicação (II) do transformador em modo de operação (VD4); circuito de alimentação de pulso para controlar o transistor de comutação (R9-R11, VD5); circuito para limitação de surtos de pico de tensão no dreno do transistor (VD6, R12, C10); circuito de amortecimento para eliminar vibrações parasitas (C11, R13); filtro de supressão de ruído no circuito para determinar o início do ciclo de geração de um pulso de comutação (transição do pulso de tensão de saída por zero) e o circuito de feedback do amplificador de controle (R14, C9, R15, C12); retificador e filtro de tensão de saída (VD7, C13); resistor limitador de corrente no circuito de tensão de saída (R16). Os resultados do teste do dispositivo com diferentes enrolamentos de saída e nominais dos elementos utilizados, mostrados no diagrama, para obter uma tensão de saída de 12 V a uma corrente de carga de 1,25 A são mostrados na Tabela. 2. Tabela 2
Para selecionar o enrolamento de saída, use a tabela. 3, contendo os parâmetros dos fios de enrolamento de cobre, que são mais usados em transformadores de pulso. O enrolamento III, projetado para tensão de 24 V para uso "normal", contém 16 voltas de três condutores PEVTL-0,35 conectados em paralelo. Sua seção transversal total é de cerca de 0,3 mm2e equivalente a um condutor com diâmetro de 0,62 mm. Para densidade de corrente 4,25 A/mm2, correspondendo a um aumento da temperatura do transformador em 30 ° C, a corrente admissível no enrolamento é de 1,28 A, o que atende plenamente aos requisitos (usando a calculadora, é fácil continuar a faixa de condutores na direção do aumento e diminuindo o diâmetro). Se você usar os enrolamentos V e VI (terminais 14, 18 e 16, 20, respectivamente [3]), conectando-os em paralelo, poderá obter uma corrente de até 3,5 A na saída do SMPS. Tabela 3
Como no módulo de fonte de alimentação MP-403, o enrolamento de armazenamento é o enrolamento I (pinos 1, 19). Atenção especial deve ser dada à correta conexão (faseamento) dos condutores (geralmente nos diagramas, o início do enrolamento é sempre indicado por um ponto). Os números dos pinos do enrolamento adicional para comunicação e alimentação do microcircuito são mostrados na Fig. 1. Deve-se ter em mente que a corrente de operação no enrolamento do acoplamento depende da potência total da carga e não necessariamente atinge um valor máximo de 1,5 A. Ao avaliar a tensão de operação dos enrolamentos, deve-se lembrar: a relação proporcional entre o número de voltas e a tensão são observados apenas para os enrolamentos secundários e não se aplica ao enrolamento primário, pois eles operam em meios-ciclos (ciclos) diferentes da tensão do pulso, e a relação entre suas tensões de operação dependerá do regime ciclo dos pulsos de comutação. A carga equivalente durante o ajuste é de três resistores PEVT-25 conectados em paralelo com uma resistência de 30 ohms cada. Antes de aplicar a tensão de rede, é necessário incluir um amperímetro de 1 A no circuito aberto entre os pontos A e B (Fig. 0,5). corrente de carga ou tensão nos enrolamentos secundários), mas também como um indicador confiável do estado ligado de um SMPS operando silenciosamente. Isso evitará choques elétricos acidentais ao fazer ajustes. Também é útil verificar a capacidade de manutenção do transistor de comutação montando o circuito de medição mais simples de acordo com o circuito da Fig. 2 (a pinagem dos transistores de efeito de campo KP707V2, KP812B1 e suas contrapartes estrangeiras IRFBC30, IRFBC40, BUZ90A, 2SK1221, etc. também é mostrada lá). Aumentando a tensão da porta do transistor em etapas de 0,1 V, certifique-se de que, a partir da tensão limite (1 ... 5 V, dependendo do tipo e dos parâmetros do transistor), a corrente no circuito de drenagem aumente suavemente e atinja 500 μA após cerca de In após a abertura. É melhor usar fontes de alimentação com proteção de corrente pré-definida em 0,5 mA. Isso evitará danos aos transistores mesmo com erros de conexão devido à sua pinagem desconhecida.
Depois de realizar essas medidas preparatórias, o resistor de sintonia R7 deve ser colocado na posição intermediária e conectado à rede SMPS. Durante o ajuste, é melhor colocar o dispositivo na mesa com os elementos para baixo: então a placa de circuito impresso protegerá contra ferimentos durante uma possível explosão de capacitores de óxido devido ao excesso de tensão devido à conexão incorreta dos enrolamentos. Se a tensão nos enrolamentos secundários for insuficiente para o SMPS entrar no modo de operação, serão ouvidos cliques característicos do transformador junto com um tom alto ("clique"), devido ao acionamento periódico do modo de partida conforme a tensão através do capacitor C8 aumenta até o valor limite. No processo de estabelecimento de um SMPS, antes de mais nada, é necessário verificar a influência da posição do contato móvel do resistor de sintonia R7 nos parâmetros dos pulsos de saída. Você deve ter muito cuidado ao escolher os parâmetros dos elementos do circuito de formação de tensão dente de serra (R5, C5), que determina a duração máxima do estado aberto do transistor de comutação. A tensão no capacitor C5 no microcircuito é comparada com a tensão na entrada do amplificador de controle e o pulso de comutação para quando eles correspondem. Se esses elementos forem escolhidos incorretamente, no momento em que o SMPS for desconectado da rede, a queda de tensão na saída do filtro de rede elétrica será compensada por um aumento na duração dos pulsos de comutação e um excesso do valor permitido da corrente de dreno do transistor, o que irá danificá-lo. No processo de estabelecimento, para conectar o SMPS à rede, devem ser usados elementos de comutação confiáveis (interruptores, interruptores e não plugues e soquetes principais), pois o ressalto de contato resultante pode causar falha no transistor de comutação. Após a conclusão do ajuste, o dispositivo deve entrar com segurança no modo operacional, conforme evidenciado pela operação silenciosa do SMPS e pelas leituras do amperímetro de controle na faixa de 100 ... 350 mA, dependendo da carga. Se isso não acontecer, o dispositivo possui peças defeituosas ou erros na instalação. Após as primeiras dezenas de segundos de operação, o SMPS deve ser desconectado da rede e controlar as condições térmicas do transistor, transformador, diodos e repetir o mesmo após várias dezenas de minutos de operação. Se não houver superaquecimento, é necessário ajustar a tensão de saída e verificar a forma dos sinais de acordo com a Fig.3.
Uma análise da operação do dispositivo mostrou que ao usar um transformador de pulso pronto, é melhor deixar o enrolamento de armazenamento inalterado e selecionar o enrolamento de comunicação para uma tensão de 8 ... , contendo seis voltas (enrolamento com pino números 9 - 8). Pode acontecer que o transformador selecionado não forneça os parâmetros necessários do SMPS, pelo que será necessária a substituição dos enrolamentos secundários. Tecnologia rígida para a fabricação de transformadores de pulso (distribuição dos enrolamentos em uma ordem estritamente especificada, mantendo folgas entre a borda do enrolamento e o lado externo da estrutura, escolhendo o diâmetro dos fios dependendo da corrente operacional, distribuindo um " descarregada" em toda a largura do enrolamento a fim de criar um campo magnético uniforme dentro do volume de trabalho do transformador) exige na fabricação cuidados especiais e precisão na montagem. Mas desmontar um transformador colado com cola epóxi é praticamente impossível sem o uso de fresadora (após cortar o transformador com fresa, será necessário restaurar a folga de trabalho na haste central reduzindo-a na espessura do corte) . Portanto, a única saída nessa situação é dessoldar a tela de folha de cobre eletrostática (à prova de interferência), remover enrolamentos desnecessários e enrolar o enrolamento necessário em seu lugar usando o método "lançadeira" e, em vez de um fio de grande diâmetro, é preferível usar vários condutores paralelos de menor diâmetro com uma seção transversal total equivalente. O dispositivo usava peças não deficientes. Capacitores C1 K73-17, C2, C3, C10, SP - K73-9, todos para uma tensão nominal de 630 V, C4 - K50-32. Se a carga do SMPS for superior a 50 W, em paralelo com o capacitor C4, deve-se conectar outro do mesmo ou utilizar K50-35B com capacidade de 220 microfarads (ou 330 microfarads) para uma tensão de 350 V. Capacitor C6 - K53-30 ou outro. Capacitores de óxido C8, C13 K50-35. O resto são de cerâmica para uma tensão nominal de 63 ... 100 V. Todos os resistores fixos são MLT, com exceção de R16 C5-16MV. Resistor trimmer R7 - SPZ-386. Substituiremos a ponte de diodos KTS405B, KTS405V ou diodos separados com uma tensão reversa permitida de pelo menos 400 V e uma corrente operacional de 1 A. Os diodos VD6 e VD7 são diodos de pulso com frequência nominal de pelo menos 35 kHz, o primeiro de que é para uma tensão nominal de pelo menos 600V e corrente 1 A, a segunda - 100V e 5 A (para fontes de alimentação de baixa tensão). Em vez de um filtro de linha industrial L1, é usado um de fabricação própria: um anel de ferrite 1500NM-2000NM com um diâmetro externo de cerca de 20 mm é usado com enrolamentos enrolados em várias dezenas de voltas de dois condutores MGTF-0,35. Todos os elementos do SMPS são montados em uma placa de circuito impresso feita de fibra de vidro de folha unilateral com espessura de 1,5 mm (Fig. 4). Um jumper é soldado nos orifícios A e B da placa após a configuração do dispositivo. O capacitor C4 é fixado paralelamente à placa por meio de uma braçadeira montada em um recesso na extremidade da caixa; as extremidades do grampo são soldadas nos orifícios correspondentes. Para garantir a confiabilidade do contato elétrico, o terminal negativo do capacitor é conectado à placa por meio de uma arruela com uma pétala e uma porca na parte rosqueada do invólucro. O capacitor SI e o resistor R13 são conectados por montagem em superfície, o segundo terminal do capacitor com um terminal de montagem soldado é conectado diretamente à placa de metal da caixa do transistor, que é instalada no dissipador de calor. Isso reduzirá significativamente o nível de interferência irradiada. Para o mesmo fim, o SMPS é colocado em uma caixa de metal com orifícios de ventilação para resfriamento.
O dispositivo é conectado à rede com um fio de montagem flexível: um interruptor e um fusível são soldados no espaço de um condutor com uma corrente de disparo duas vezes a corrente operacional medida por um amperímetro durante o ajuste (como observado anteriormente, dependerá do carregar). O enrolamento secundário é conectado com condutores isolados flexíveis, dependendo do valor de tensão necessário na saída do SMPS. O transistor VT1 é deslocado para a borda da placa para que possa ser montado através de uma placa de mica diretamente na caixa de metal do dispositivo ou em um dissipador de calor com uma área efetiva de resfriamento de 100...200 cm2. Deve-se lembrar que o SMPS é conectado galvanicamente à rede: se manuseado sem cuidado, pode causar choque elétrico. De acordo com as normas de segurança elétrica, para o momento de estabelecer o IIP, é necessário conectar-se à rede por meio de um transformador isolador com potência mínima de 300 W. Literatura
Autores: V.Kosenko, S.Kosenko, V.Fedorov, Voronezh
Máquina para desbastar flores em jardins
02.05.2024 Microscópio infravermelho avançado
02.05.2024 Armadilha de ar para insetos
01.05.2024
▪ Um polímero que se cura sozinho ▪ Obtenção de grafeno do lixo doméstico ▪ Estruturas de montagem solar feitas de pás de turbinas eólicas recicladas
▪ seção do site Ferramentas do Eletricista. Seleção de artigos ▪ artigo Modelo de navio de alta velocidade da classe F3V. dicas para modelista ▪ artigo Quem, além do artista Manet, pintou Café da manhã na grama? Resposta detalhada ▪ Artigo do Vale do Monumento. milagre da natureza ▪ artigo Piezosiren do SP-1. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica ▪ memória do artigo da lâmpada de um mineiro. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Página principal | Biblioteca | Artigos | Mapa do Site | Revisões do site
www.diagrama.com.ua |
Veja outros artigos seção 
Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica:
Todos os idiomas desta página