Розглянутий у статті імпульсний джерело живлення володіє високим ККД і великою вихідною потужністю при малому числі використовуваних дешевих і поширених радіокомпонентів. Двулолярный вихід апарату володіє гальванічною розв'язкою від живильної мережі. Принципова схема джерела живлення наведена на рисунку:
(натисніть для збільшення)
Основні технічні характеристики
- Змінна напруга живлячої мережі, В ............ 220 +10% -20%
- Постійне вихідна напруга, В ..................... 75 + 75
- Максимальна вихідна потужність, Вт ................... 750
- Частота автогенерации, кГц ................................... 8
- Максимальний ККД пристрою, % .......................... 92
Прототипом апарату виступає пристрій, описаний у статті [1]. Платою за граничну простоту є відсутність стабілізації вихідної напруги і захисту від перевантаження по струму, а також досить низька частота перетворення, що лежить в чутному людським вухом діапазоні частот. Через зазначених недоліків наш джерело живлення рекомендовано використовувати для специфічних застосувань поза житлових приміщень, наприклад, в гаражі.
Потужність, яку імпульсний джерело живлення здатний віддати в навантаження, наближено дорівнює однієї кінської силі. У Білорусі, Російській Федерації та інших країнах Європи кінською силою називають таку потужність, яка дозволяє протягом 1 секунди підняти тіло масою 75 кг на 1 метр. Така кінська сила, звана метричної, становить строго 735,49875 Вт. У США вважають, що кінській силі відповідає потужність 745,6999 Вт. А під електричною кінською силою мають на увазі потужність 746 Вт. З-за неоднозначного визначення кінської сили цей термін не часто використовують.
Призначення та можливі заміни компонентів
Вимикач живлення SA1 можна застосувати клавішного типу марки В127В (250 В, 8 А), В127А (250 В, 16 А) або В1024, SWR74 (250 В, 16 А). В авторському варіанті був використаний вимикач з підсвічуванням. Термістор RK1 знижує амплітуду імпульсу струму, споживаного конденсаторами С5, С6, С9 і СЮ під час їх заряду при включення джерела живлення в мережу. Марка NTC-термістора - B57364-S 100-М (7,5 А, 10 Ом). Запобіжник FU1 захищає живильну мережу від перевантаження у разі відмови компонентів апарату. Марка плавкої вставки - ВП2Б-1 В, ВПЗБ-1В, ВПЗТ-2Ш, або ВПБ6-40. Варистор RU1 захищає вхідні компоненти джерела живлення від перенапружень. Марка варистора - CNR10D431, CNR14D431, CNR20D431, CNR10D471, CNR14D471, CNR20D471, TVR10431, TVR14431, TVR20431, TVR10471, TVR14471, TVR20471 або S14K275. Конденсатор С2 і двухобмоточ-ний дросель L1 утворюють Г-подібний мережевий фільтр, що перешкоджає проникненню високочастотних перешкод від - імпульсного перетворювача в живильну мережу.
Здвоєний дросель L1 був обраний марки B82725-A2602-N1 виробництва фірми "Epcos". Цей дросель має індуктивністю 2x3,9 мГн і розрахований на роботу при напрузі до 250 В на змінному струмі силою до 6 А. В якості заміни можна застосувати аналогічний дросель марки B82725-A2103-N1 цієї ж фірми-виробника, що володіє індуктивністю 2x1,8 мГн і допускає протікання струму силою до 10 А при змінній напрузі 250 Ст. Двохобмотувальний дросель L1 можна виготовити самостійно. Для цього на два складених разом напівкруглих магнітопровода з МО-пермаллоя МП250 або МП160 типорозміром КП36х25х7,5 укладають обмотувальні проводи марки ПЕЛШО діаметром 0,98 мм до заповнення вікна сердечника. Перед укладанням обмоток магнітопровід покривають шаром ізоляції, наприклад, лакотканини або тефлону. Так поступають і при виготовленні імпульсних трансформаторів TV1 і TV2. Важливо стежити, щоб обмотувальний провід не продавив і не прорізав шар ізоляції. Обмотки розміщують одночасно в два проводи.
Конденсатор С2, призначений для роботи при змінній напрузі до 300 В, можна взяти марок В32923-А2474-М або В81131-С1474-М виробництва фірми "Epcos". Постійні резистори R2, R3 і біполярні транзистори VT1, VT2 утворюють аналог динистора. Замість аналогу динистора можна використовувати діністор марки КН102А або DB3 фірми "ST Microelectronics". Конденсатор С1 в момент заряду при включенні пристрою споживає струм, який, протікаючи по обмотці I узгоджувального трансформатора TV1, створює початковий сигнал управління ключовими транзисторами. Конденсатор С1, а також конденсатори C3...С6, можна взяти марки К73-17. Силу струму заряду конденсатора С1 обмежує постійний резистор R1.
Діодна збірка VD1 і конденсатори С5, С6, С9 і СЮ представляють мережевий випрямляч з ємнісним фільтром, який утворює дільник напруги. Постійні резистори R11 і R12 знімають заряди з конденсаторів С5, С9 і С6, СЮ відповідно. Електролітичні конденсатори С7...С10 можна використовувати марки К50-35 або аналогічної. Диодную збірку VD1 допустимо поміняти на прилади СР1008, КВРС1008, KBU10К, BR1010, PBU1007, KBU10M, KBU1010, RS1007nnn КВРС1510.
Узгоджувальний трансформатор TV1 виконаний на одному тороїдальним магнітопроводі типорозміром К20х10х5 з фериту М2000НМ-17. Всі три обмотки, які укладають на магнітопровід одночасно, містять по 8 витків дроту ПЕЛШО діаметром 0,5 мм.
Постійні резистори R4 і R5 обмежують струми баз біполярних транзисторів VT3, VT5 і VT4, VT6 відповідно.
Могутні біполярні транзистори VT3.. .VT6 служать компонентами переключательными перетворювача. Транзистори марки 2Т812А можна поміняти на КТ812А, КТ840А або, що гірше, на КТ828А. Транзистори VT3...VT6 слід встановити на чотири незалежних охолоджувача з корисною площею кожного близько 140 см2. Постійні резистори R6...R9 вирівнюють струми емітерів біполярних транзисторів VT3...VT6 і служать елементами ланцюгів місцевих зворотних зв'язків, що прискорюють перехід транзисторів. Без даних резисторів ключові транзистори вийдуть з ладу через перевантаження потоку. Резистори R6...R9 повинні володіти якомога меншої паразитної індуктивністю, так як в противному випадку ключові транзистори будуть виведені з ладу.
Кожен із зазначених вирівнюючих резисторів допустимо скласти з десяти включених паралельно постійних резисторів МЛТ опором 1 Ом і потужністю 0,25 Вт. Діоди VD2...VD5 марки HER508 -демпфуючі. Їх можна поміняти на діоди 8ETX06S, BYC10-600, HFA04TB60, HFA08TB60 або аналогічні. Обмежує струм постійний резистор R10, обмотка I трансформатора TV1 і обмотка I трансформатора TV2 утворюють ланцюг позитивної зворотного зв'язку, завдяки якій в перетворювачі підтримується автогенерація. Резистор R10 можна скласти з п'яти резисторів потужністю по 2 Вт, які включають паралельно.
Імпульсний трансформатор TV2 виконаний на чотирьох складених разом кільцевих магнітопроводах типорозміром К45х28х8 з фериту М2000НМ-А або М2000НМ-17. Обмотка I містить 10 витків дроту діаметром 0,5 мм, обмотка II -з 103 витків діаметром 1,00 мм, обмотка III - з 51 + 51 витка діаметром 1,6 мм. Допустимо використовувати обмотувальні дроти з емалевою ізоляцією марок ПЕТ-200-1, ПЕТ-200-2, ПЭТД-180, ПЭТВ-1, ПЭТВ-2, ПЭЭ1-130-МЕК, ПЭЭ2-130-МЕК, ПЭЭИ1-200, ПЭЭИ2-200 або ПЕФ-155. Межобмоточную і покривну ізоляції здійснюють стрічками з лакотканини. Діоди VD6...VD9 випрямляють імпульсне напруга, що виникає на обмотці III трансформатора TV2, а згладжують конденсатори C3, C4, С7 і С8 фільтрують його від змінної складової. Зазначені діоди можуть бути взяті марок 15ЕТН06, 15ETX06S або DSEI12-06A. Діоди слід монтувати на чотири роздільних охолоджувача з повною площею поверхні кожного приблизно по 50 см2.
Налаштування
Перед включенням пристрою в мережу пам'ятайте, що частина компонентів знаходиться під небезпечним для життя напругою. Дотримуйтесь правил техніки безпеки.
Зазвичай джерело живлення, якщо зібраний з справних деталей і точно за схемою, налаштування не потребує і починає працювати відразу, без налагодження. Однак якщо автогенерація не виникла, слід спробувати поміняти фазування включення обмотки I трансформатора TV2. Частоту перетворення можна спробувати збільшити приблизно до 25 кГц, якщо використовувати в якості магнітопровода узгоджувального трансформатора TV1 тороїдальний сердечник меншого діаметру, виконаний з фериту з високою магнітною проникністю (не менше 2000...3000). Від цього, до жаль, зростуть втрати в ключових транзисторах VT3...VT6, та ККД джерела харчування стане менше. Це станеться через те, що імпульси на обмотках II і III узгоджувального трансформатора TV1 стануть володіти більш пологими фронтами.
Література
Автор: Е. Москатов, р. Таганрог, http://moskatov.narod.ru