Ma a legtöbb hobbi berendezés 12 vagy 13,8 V tápegységet használ.
A technológia fejlődése azt is eredményezte, hogy ezek a berendezések magas fokú kifinomultsággal bírnak, ezért nagyon érzékenyek a túlfeszültségekre, a tápfeszültség hirtelen változásaira vagy zajára. Ez elengedhetetlenné tette olyan szabályozott tápegységek használatát, amelyek garantálják a berendezésbe belépő feszültség stabilitását.
Másrészt ahhoz, hogy 100 W nagyságú kimeneti teljesítményt érjünk el az áramtranzisztorok által igényelt alacsony feszültséggel (12 V), nagy tápfeszültségre (20 A vagy annál nagyobb) van szükség. Ez bizonyos óvintézkedések megtételére kényszerít minket (vastag kábelek, nagy terminálok stb.), És komoly kihívást jelent a szabályozott források tervezésében, növelve azok költségeit.
Talán ezen okok miatt a szabályozott tápegységek otthoni építése nem általános gyakorlat a rádióamatőrök körében. A személyi számítógépek technológiája és az alkatrészekben megfigyelhető nagy költségcsökkentés azonban lehetővé teszi számunkra, hogy otthon olyan szabályozott tápegységet építsünk, amelynek jellemzői jóval jobbak, mint a piacon lévő másoké, a költségek csak töredékével. kereskedelmi forrás.
ÁLTALÁNOS RENDELTETÉSŰ
- Különböztesse meg a közös és a kapcsolt forrást
- Azonosítsa a kapcsolóforrás alkalmazását az iparban és azon kívül is
- Ismerje a kapcsolt tápegységek rövid, közép- és hosszú távú perspektíváját
KONKRÉT CÉL
- Ismerje a kapcsolt forrás főbb jellemzőit
- Határozza meg a kapcsoló tápegység alkatrészeit
- Tervezzen kapcsolási forrást
- Ismerje a kapcsolt forrás tervezésének matematikai eljárásait
Történelmi környezet
Kicsit visszatekintve a történelembe, leírjuk, hogy az iparnak nem voltak elektromos berendezései, majd nem túl kifinomult elektromos eszközöket kezdtek bevezetni, így nem voltak túl érzékenyek a túlfeszültségekre, majd megérkeztek a legkorszerűbb berendezések, amelyekhez alacsony feszültségre volt szükség. elkezdte olyan tápegységek építését, amelyek elegendő feszültséget biztosítanak ezekhez az eszközökhöz. A technológia fejlett, természetesen jobb felszereléseket kínál az iparban és az otthonban, de ez hozzájárult ahhoz, hogy az elektronikus eszközök érzékenyebbek legyenek a túlfeszültségekre, ezért tudom, hogy olyan szabályozott forrásokat kellett terveznem, amelyek garantálják a szükséges feszültséget ezen eszközök megfelelő működéséhez.
Fő korlátozások
Az iskolai könyvtárnak nincs megfelelő információja a tantárgyról, ezért szükséges volt az információt a technológiai anyagban keresni.
Az interneten a keresés nehéz volt, mivel csak a termékeket forgalmazó üzletek kapcsolt forrásaiból volt információ, ez is csak technológiai és egyetemi napirend volt, de csak "napirend".
A társak megtagadták és jó okkal adták át az információkat.
ALAPKONFIGURÁCIÓK:
A kapcsoló tápegységek viszonylag összetett áramkörök, de mindig négy alapvető építőelemet különböztethetünk meg:
AJÁNLOTT ALAPKONFIGURÁCIÓK
A gyártók által leginkább ajánlott konfigurációk teljesítmény, mód, ár, hasznosság és minőség tekintetében különböznek egymástól. A következő konfigurációk nagyon gyakoriak:
ÁRAMKÖR - HATALOM
- DC átalakítók (Buck) - 5 Watt
- Repülés - 50 Watt
- Előre (Boost) - 100 Watt
- Fél-híd - 200 watt
- Teljes híd - 500 Watt
VISSZAHELY ÉS ELŐRE (BOOST):
- 50 és 250 watt közötti tartomány.
- Bemeneti feszültségváltozás: Vin + 10%, -20%
- A konverter hatékonysága: h = 80%
- Szabályozás a munkaciklus változtatásával: d (max) = 0,4
- Max. működő áram a tranzisztorban:
Iw = 2 Pout/(h d (max) Vin (perc) 1,41) = 5,5 Pout/Vin (VISSZAHASZNÁLÁS)
Iw = Pout/(h d (max) Vin (perc) 1,41) = 2,25 Pout/Vin (FORWARD)
- Max. tranzisztor üzemi feszültsége: Vw = 2 Vin (max) 1,41 + védelmi feszültség
A flyback szabályozóban a munkamód finoman változtatható, folyamatos vagy szakaszos.
Folyamatos üzemmód: szigorúan Boost mód, ahol az áram teljesen elvezet az induktorról, mielőtt a tranzisztor újra bekapcsol.
Folyamatos mód: mielőtt a tekercs kiürülne, a tranzisztor újra bekapcsol. Ennek az üzemmódnak az az előnye, hogy a tranzisztornak csak fél nagy csúcsáramot kell kapcsolnia ahhoz, hogy ugyanazt a teljesítményt a terheléshez juttassa.
A Forward szabályozó abban különbözik a Flyback-től, hogy még egy diódát ad hozzá, amelyet szabadgördülő diódaként kell használni az LC-szűrőben, és még egy tekercset a transzformátorban a visszaállítás elérése érdekében. Mindezeknek köszönhetően energiát tud szállítani a terhelésre, miközben a tranzisztor be van kapcsolva. Az üzemi ciklus nem haladhatja meg az 50% -ot.
- 100 és 500 watt közötti tartomány.
- Bemeneti feszültségváltozás: Vin + 10%, -20%
- A konverter hatékonysága: h = 80%
- Szabályozás a munkaciklus változtatásával: d (max) = 0,8
- Max. működő áram a tranzisztorban:
Iw = Pout/(h d (max) Vin (perc) 1,41) = 1,4 Pout/Vin (FORWARD)
- Max. tranzisztor üzemi feszültsége: Vw = 2 Vin (max) 1,41 + védelmi feszültség
- 100 és 500 watt közötti tartomány.
- Bemeneti feszültségváltozás: Vin + 10%, -20%
- A konverter hatékonysága: h = 80%
- Szabályozás a munkaciklus változtatásával: d (max) = 0,8
- Max. működő áram a tranzisztorban:
Iw = 2 Pout/(h d (max) Vin (perc) 1,41) = 2,8 Pout/Vin (FORWARD)
- Max. tranzisztor üzemi feszültsége: Vw = Vin (max) 1,41 + védelmi feszültség
Opcionálisan kapcsoló kondenzátor hozzáadása:
- 500 és 1000 watt közötti tartomány.
- Bemeneti feszültségváltozás: Vin + 10%, -20%
- A konverter hatékonysága: h = 80%
- Szabályozás a munkaciklus változtatásával: d (max) = 0,8
- Max. működő áram a tranzisztorban:
Iw = Pout/(h d (max) Vin (perc) 1,41) = 1,4 Pout/Vin (FORWARD)
- Max. tranzisztor üzemi feszültsége: Vw = Vin (max) 1,41 + védelmi feszültség
Váltott vs. lineáris betűtípusok
A szabályozott áramellátás alapvetően kétféleképpen állítható elő.
Az egyik abból áll, hogy olyan forrást készítenek, amely a kimenetnél szükségesnél nagyobb feszültséget szolgáltat. A forrás és a terhelés között egy szabályozó készüléket helyeznek el, amely nem tesz mást, mint hogy a forrás feszültségét a kívánt értékre csökkenti, miközben állandó marad. Ennek elérése érdekében tranzisztorokat használnak, amelyek változó ellenállóként működnek. Ily módon a forrásból származó energia egy része eléri a terhelést, egy része pedig hővé alakul, amely aztán eloszlik a levegőben.
Ezeket az eszközöket lineáris szabályozóknak nevezzük, és jellemzőjük, hogy elegendő hőt termelnek közepes és nagy teljesítményhez (1. ábra).
Más típusú szabályozók csak azt a teljesítményt képesek elvenni a forrásból, amelyre a terhelés szükséges. Ily módon gyakorlatilag nincs hőelvezetés, ezért annak hatékonysága sokkal nagyobb.
E szabályozók működési elve abban áll, hogy a forrás közvetlen feszültségét bizonyos szélességű impulzusok sorozatává alakítják. Ezeket az impulzusokat ezután integrálják, és átalakítják őket egyenes feszültséggé. Az impulzusok szélességének változtatásával szabályozni lehet a kimeneti feszültséget. Az ezt az elvet alkalmazó szabályozókat kapcsolt szabályozóknak nevezzük (2. ábra).
Ahogy el lehet képzelni, a kapcsolt szabályozók áramkörének bonyolultsága egészen nem régen a nagy teljesítményű vagy speciális alkalmazások területére helyezte a használatukat. Most azonban vannak olyan integrált áramkörök, amelyek megkönnyítik és csökkentik az ilyen típusú szabályozók költségeit, ami az utóbbi években hatalmas mértékben kibővítette használatát.
Tápegységek számítógépekhez
Ma minden számítógép kiváló minőségű és nagy teljesítményű kapcsolt üzemmódú tápegységgel rendelkezik.
Ezek a források külön elemként szerezhetők be a fióktelep üzletében. Különböző verziók kínálják a különböző kimeneti teljesítményeket, a leggyakoribbak a 200 és 250 Wattok.
Minden forrás rendelkezik csatlakozókkal a 220 V vagy 110 V bemeneti kábelhez és egy ventilátorral. Mindezt egy kis fémdobozban, rengeteg szellőzőnyílással.
Ezek a források valójában olyan kapcsolóforrások, amelyek egy jól ismert, kifejezetten erre a célra tervezett integrált áramkört, a TL494-et használnak. Ennek az integrált áramkörnek köszönhetően a kapcsoló tápegységek olcsón készíthetők, mivel minden szükséges vezérlő áramkör megtalálható benne, és csak néhány passzív alkatrészt (ellenállást és kondenzátort) és teljesítménytranzisztort kell hozzáadni.
Kapcsolott forrás megtervezése
1 UA78S40PC
1 KAPCSOLÓ 4,7 n Fd.
1 KAPCSOLÓ 100u Fd.
1 orsó 32u hy.
1 Ellenállás 1,2 k, 101, 0,1, 1, 47 ohm.
1 POTENCIOMÉTER.
1 DIODE 8 AMP.
Ennek a gyakorlatnak a kidolgozásához támaszkodunk az upstream DC-DC átalakítóra, a bemeneti feszültség 12 volt, a kimenetnél pedig 24 volt DC. Ennek a gyakorlatnak a kiszámításához a motorola 78s40 áramkör specifikációs lapjaiban szereplő tervezési képletekre támaszkodunk.
most a következő képletekkel mutatjuk be a tervet:
Adat:
VS = Vin = 12.
Vout = 24
Iout = 1 amp.
Hullám = 1% = hullámfeszültség.
tonna = 1,1471toff
tonna> = 10us; toff> = 10us.
(tonna + toff) Elfogadás Részletek megtekintése