Розробка запропонованого ІІП велася на основі прототипу, описаного у статті Е. Гайно і Є. Москатова "Потужний імпульсний джерело живлення" в "Радіо", 2004, №9, с. 31, 32. Попередньо була поставлена мета підвищення вихідної потужності в три рази при умови збереження принципу дії і низької вартості виробу завдяки використання широко поширених компонентів. саме тому перевагу було віддано управління переключательными транзисторами з допомогою насыщающегося трансформатора.
У пристрої застосовані резистори в ланцюзі позитивної ОС замість використання драйверной мікросхеми з численними компонентами "обв'язки". Крім того, базовий струм біполярних перемикальних транзисторів у багато разів перевищує максимально допустимий вихідний струм сучасних драйверных мікросхем, таких як IR2110, IR2113 і аналогічних. Це вимагає для узгодження мікросхеми з транзисторами введення умощняющей согласующей ступені і допоміжного джерела для її живлення, що зводить на таке гідність пропонованого ІІП, як мале число компонентів. Замість дешевих і поширених біполярних транзисторів можна було б застосувати потужні MOSFET або IGBT, але тоді зникло б інша перевага - низька вартість компонентів.
Частота перетворення прототипу при відсутності навантаження - всього 9 кГц, тому його імпульсний трансформатор важкий і видає неприємний свист. Пропонований ІІП не має такого недоліку, оскільки його мінімальна частота перетворення - 30 кГц.
Схема пропонованого ІІП показана на малюнку. Основа ІІП - автогенераторный мостовий перетворювач напруги з ненасыщающимся потужним трансформатором Т1 і насыщающимся малопотужним трансформатором Т2, використання подібних перетворювачів - добре відоме і поширене рішення, його застосовують в "електронних трансформаторах", баластах енергозберігаючих ламп та інших приладах, однак ці пристрої меншої потужності порівняно з запропонованим.
Основні технічні характеристики:
- напруга живлячої мережі, В.....176...253;
- номінальна вихідна напруга, В.....2x80;
- максимальна потужність навантаження, кВт.....1,5;
- найбільший ККД пристрою, %.....94;
- частота перетворення при відсутності навантаження, кГц.....30;
- маса, кг.....4,7.
У зв'язку з тим що УМЗЧ має власну захист по струму, немає необхідності цієї функції у ІІП. Частота перетворення непостійна - вона тим вище, чим більше потужність навантаження. Термістори RK1 і RK2 обмежують пусковий струм зарядки оксидного конденсатора С21 при включенні в мережу.
Для знеструмлення пристрою у випадку аварії призначений вимикач-автомат SF1. Газовий розрядник F1 захищає пристрій від перевантажень по напрузі живильної мережі. На конденсаторах. С10, С17 і двухобмоточном дроселі L2 зібраний П-подібний фільтр, що перешкоджає проникненню високочастотних перешкод з ІІП в мережа.
Діодний міст VD8 випрямляє змінну напругу мережі, а конденсатор С21 його згладжує, конденсатор С22 шунтує вихід випрямляча по високій частоті.
На резисторах R1, R2, R7, конденсаторі С3 і динисторе VD7 зібраний релаксаційний генератор, який виробляє імпульси, необхідні для запуску генератора після включення живлення, а також відновлення умов для виникнення генерації після її зриву.
Резистори R8-R15 обмежують базовий струм перемикальних транзисторів VT1-VT8, конденсатори С6-С9, С11-14 прискорюють їх перемикання. Діоди VD5, VD6, VD9, VD10 демпфируют викиди напруги перехідних процесів. Резистори R3 - R6, R18-R21 в эмиттерных ланцюгах транзисторів вирівнюють протікає через них струм. Конденсатор С20 усуває подмагничивание магнітопровода ненасыщающегося трансформатора Т1 постійним струмом.
Через резистори R16, R17 утворена ланцюг позитивного зворотного зв'язку з виходу перетворювача (з обмотки III трансформатора Т1) на його вхід (обмотку V трансформатора Т2). Від опори цих резисторів, числа витків обмоток, габаритів і магнітних властивостей матеріалу магнітопроводу насыщающегося трансформатора Т2 залежить частота перетворення, яку можна обчислити за формулою:
де F - частота перетворення, кГц; U - амплітуда імпульсів напруги на обмотці V трансформатора Т2, В Нас - індукція насичення переключательного трансформатора Т2, Тл; q - шпаруватість імпульсів; Sc - площа перерізу магнітопроводу трансформатора Т2, см2; W - число витків обмотки V трансформатора Т2; К - коефіцієнт заповнення магнітопровода трансформатора Т2, для фериту майже досягає одиниці.
Діодний міст VD1-VD4 випрямляє імпульсна напруга обмотки I трансформатора Т1. Конденсатори С1, С2, С4, С5, С15, С16, С18, С19 і двохобмотувальний дросель L1 згладжують високочастотні і низькочастотні пульсації вихідної напруги.
Запобіжники FU1 і FU2 забезпечують захист від повільного збільшення струму навантаження понад допустимої межі. Світлодіод HL1 - індикатор робочого стану пристрої, резистор R22 - токоограничительный.
Конструкція ІІП - довільна, взаємне розташування компонентів некритично, хоча бажано, щоб кожен з діодів VD5, VD6, VD9, VD10 був розміщений можливо ближче до своєї парі транзисторів VT1VT3, VT2VT4, VT5VT7, VT6VT8. джерело зібраний навісним монтажем.
Вимикач-автомат А-0701НМ (SF1) виробництва Sang. Мао Enterprise Co., Ltd., на струм розмикання 15 А і номінальна напруга 250 В, можна замінити на А-0702А, а-0702Х, A-0710W, CBLS2A15, М115-В120.
Термістори SCK-2R515 (RK1 і RK2) можна замінити на MS32 5R020, MS32 7R015 або аналогічні NTC-термістори з максимальним допустимим струмом не менше 15 А і номінальним опором від 5 до 10 Ом при температурі 25°С.
Клавішний вимикач живлення TR26-21C-11D1 (SA1) замінимо на SWR74 або на вимикач з підсвічуванням MK-521A/N. Газовий розрядник 2027-35-З (F1) можна замінити на B88069-X2380-S102, B88069-X370-S102, В88069-Х410, FS04X-1JOS або FS04X-1JMG.
Замість 30ЕТН06 (VD1 - VD4) підійдуть діоди 80E8U04, DSEI30-06A, HFA25TB60, RHRG3060. Кожен діод закріплений на окремому тепловідведення з площею охолоджуючої поверхні 90 см2.
Діоди HER1608G (VD5, VD6, VD9, VD10) замінні на 15ЕТН06, 15ETX06S, HFA25TB60, DSEI12-06A, FES16JT, а діодний міст. КВРС2510 (його необхідно забезпечити тепловідводом з корисною площею не менше 50 см2) - будь-яким з GBU25M. BR2510, BR2510W, КВРС3510 або МВ4010.
Діністор VD7 - будь КН102А - КН102В і 2Н102А - 2Н102В; останні три переважніше для експлуатації ІІП при підвищеній температурі. Також підійдуть імпортні діністори DB-3 або D8-4 з напругою включення 32 і 40 В відповідно Перемикальні біполярні транзистори VT1-VT8 встановлені кожен на тепловідведення з площею охолоджуючої поверхні 140 см2. Замість КТ812А можна використовувати вісім однотипних транзисторів 2Т812А, КТ812Б або КТ840А.
Конденсатори С1-С3, С15, С16, С22 - поліетилентерефталатні MER або MEF, a C20 складений з восьми паралельно з'єднаних конденсаторів MER за 1 мкФ з номінальною напругою 630 Ст. Конденсатори С6-С9, С11-14 - керамічні. КМ5Б-Н90, К10-17А-Н50 К10-17Б-Н50. Конденсатори. СЮ і С17 - В32923-А2474М, розраховані на підключення в мережу змінного струму. їх допустимо замінити конденсаторами 881131-З 1105-М, В81131-С1474-М, В81141-С1684-М. В81141-С1334-М або аналогічними. Оксидні конденсатори С4, С5, С18, С19, С21 - алюмінієві К50-6 К50-35 або аналогічні.
Всі постійні резистори, використовувані в джерелі живлення - непроволочные, наприклад, МЛТ, ОМЛТ, С2-23, С2-33. Резистори R1, R2 і R22 повинні мати номінальну потужність розсіювання 2 Вт. Резистори R3-R6, R18-R21 - імпортні керамічні серії CRL, їх також можна скласти з декількох паралельно з'єднаних резисторів до отримання необхідних опору та потужності розсіювання.
Імпульсний трансформатор Т1 виконаний на магнітопроводі типорозміру Ш20х28 з фериту. М2000НМ-9, що відповідає технічним умовам ОЖО.707.140 ТУ. Також допустимо використовувати ферит М2000НМ1-17. Обмотка I цього трансформатора містить 2 секції по 8 витків джгута з чотирьох складених разом проводи ПЭТВ-2 0,5. Обмотка II містить 28 витків з двох складених разом проводи ПЭТВ-2 0,5, а обмотка III - один виток дроту ПЕВ-2 0,5. Всі обмотки слід надійно ізолювати одну від іншої фторопластовою, майларової або лакотканевой стрічкою.
Трансформатор Т2 намотаний на кільцевому феритовому магнітопроводі типорозміру К6хЗхЗ від автогенераторного електронного баласту енергозберігаючої лампи.
Кожна з обмоток I-IV містить чотири витка проводу ПЕВ-2 0,25, а обмотка V - дев'ять витків дроту ПЕВ-2 0,5.
Дросель L1 - саморобний. Він виконаний на магнітопроводі кільцевої форми, складеному з двох однакових частин типорозміру. КП35х26х7, альсифера марки. ТЧ-60. Обмотки I і II намотані в два дроту ПЕВ-2 2 до заповнення вікна. Замість ПЕВ-2 можна застосувати проводи ПЭТВ. Дросель L2 - готовий B82726-S2163-N30, який, згідно з паспортом, допускає струм обмоток 16 А при максимальному напрузі між ними 250 Ст.
Індуктивність кожної обмотки - 2,2 мГн.
Плавкі запобіжники FU1 і FU2 - Н630РТ-15А Н630-15А або аналогічні. Світлодіод HL1 - будь-який, бажано зеленого кольору світіння.
Зібраний з справних деталей ІІП має запрацювати відразу після включення. Якщо автогекерация відсутня, потрібно перевірити фазування обмоток трансформатора Т2 і, можливо, поміняти місцями підключення виводів його обмотки V або обмотки III трансформатора Т1. Якщо частота перетворення без навантаження істотно відрізняється від 30 кГц, це вказує на невідповідний матеріал або дефект магнітопровода трансформатора Т2, такий, наприклад, як прихована тріщина. У цьому разі магнітопровід необхідно замінити.
Автор: Д. Бутов, с. Курба Ярославської обл.