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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Un SMPS autogenerador simple con una potencia de 1,5 kW para UMZCH. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes de alimentación El desarrollo del SMPS propuesto se llevó a cabo sobre la base del prototipo descrito en el artículo de E. Gaino y E. Moskatov "Potente fuente de alimentación conmutada" en "Radio", 2004, No. 9, p. 31, 32. Un objetivo tentativo era aumentar la potencia de salida por un factor de tres manteniendo el principio de funcionamiento y el bajo costo del producto mediante el uso de componentes ampliamente utilizados. por eso se dio preferencia al control de los transistores de conmutación con un transformador saturable. El dispositivo usa resistencias en el circuito de retroalimentación positiva en lugar de usar un chip controlador con numerosos componentes de "sujeción". Además, la corriente de base de los transistores de conmutación bipolares es muchas veces mayor que la corriente de salida máxima permitida de los microcircuitos controladores modernos, como IR2110, IR2113 y similares. Esto requiere la introducción de una etapa de adaptación de amplificación y una fuente auxiliar para su fuente de alimentación para hacer coincidir el microcircuito con los transistores, lo que anula la ventaja del SMPS propuesto como una pequeña cantidad de componentes. En lugar de transistores bipolares comunes y baratos, se podrían usar MOSFET o IGBT potentes, pero luego desaparecería otra ventaja: el bajo costo de los componentes. La frecuencia de conversión del prototipo sin carga es de solo 9 kHz, por lo que su transformador de pulsos es pesado y emite un silbido desagradable. El SMPS propuesto no tiene tal inconveniente, ya que su frecuencia mínima de conversión es de 30 kHz. El esquema de la IIP propuesta se muestra en la figura. La base del SMPS es un convertidor de voltaje de puente autooscilante con un transformador de alta potencia no saturable T1 y un transformador de baja potencia saturable T2, el uso de tales convertidores es una solución conocida y extendida, se utiliza en “transformadores electrónicos”, balastos de lámparas ahorradoras de energía y otros dispositivos, sin embargo, estos dispositivos son de menor potencia de acuerdo a lo que se ofrece.
Principales características técnicas:
Debido a que el UMZCH tiene su propia protección actual, no hay necesidad de esta función en el SMPS. La frecuencia de conversión no es constante: cuanto más alta, mayor es la potencia de carga. Los termistores RK1 y RK2 limitan la corriente de carga inicial del condensador de óxido C21 cuando está conectado a la red. Para desenergizar el dispositivo en caso de accidente, se diseña un interruptor automático SF1. El pararrayos de gas F1 protege el dispositivo de sobrecargas de energía. en condensadores. C10, C17 y choke de dos devanados L2, se ensambla un filtro en forma de U para evitar la penetración de interferencias de alta frecuencia del SMPS en la red. El puente de diodos VD8 rectifica la tensión alterna de la red, y el condensador C21 la suaviza, el condensador C22 desvía la salida del rectificador a alta frecuencia. Se ensambla un oscilador de relajación en las resistencias R1, R2, R7, el capacitor C3 y el dinistor VD7, que genera los pulsos necesarios para encender el generador después de encender la energía, así como restaurar las condiciones para que ocurra la generación después de su falla. Las resistencias R8-R15 limitan la corriente base de los transistores de conmutación VT1-VT8, los condensadores C6-C9, C11-C14 aceleran su conmutación. Los diodos VD5, VD6, VD9, VD10 amortiguan las sobretensiones transitorias. Las resistencias R3-R6, R18-R21 en los circuitos emisores de los transistores igualan la corriente que fluye a través de ellos. El condensador C20 elimina la magnetización del circuito magnético del transformador no saturable T1 con corriente continua. A través de las resistencias R16, R17, se forma un circuito de retroalimentación positiva desde la salida del convertidor (del devanado III del transformador T1) a su entrada (devanado V del transformador T2). La resistencia de estas resistencias, el número de vueltas de los devanados, las dimensiones y las propiedades magnéticas del material del circuito magnético del transformador saturable T2 determinan la frecuencia de conversión, que se puede calcular mediante la fórmula:
donde F es la frecuencia de conversión, kHz; U es la amplitud de los pulsos de voltaje en el devanado V del transformador T2, V; Vnas - inducción de saturación del transformador de conmutación T2, T; q es el ciclo de trabajo de los pulsos; Sc - área de la sección transversal del circuito magnético del transformador T2, cm2; W es el número de vueltas del devanado V del transformador T2; K - el factor de llenado del circuito magnético del transformador T2, para que la ferrita alcance casi la unidad. El puente de diodos VD1-VD4 rectifica la tensión de impulso del devanado I del transformador T1. Los condensadores C1, C2, C4, C5, C15, C16, C18, C19 y un inductor de dos devanados L1 suavizan las ondas de voltaje de salida de alta y baja frecuencia. Los fusibles FU1 y FU2 brindan protección contra un aumento lento en la corriente de carga que exceda el límite permitido. LED HL1 - indicador del estado operativo del dispositivo, resistencia R22 - limitación de corriente. El diseño del SMPS es arbitrario, la posición relativa de los componentes no es crítica, aunque es deseable que cada uno de los diodos VD5, VD6, VD9, VD10 se coloque lo más cerca posible de su par de transistores VT1VT3, VT2VT4, VT5VT7 , VT6VT8. la fuente se ensambla mediante instalación colgante. Interruptor automático А-0701НМ (SF1) fabricado por Sang. Mao Enterprise Co., Ltd., para corriente de ruptura de 15 A y voltaje nominal de 250 V, se puede reemplazar por A-0702A, A-0702X, A-0710W, CBLS2A15, M115-B120. Los termistores SCK-2R515 (RK1 y RK2) se pueden reemplazar por termistores MS32 5R020, MS32 7R015 o NTC similares con una capacidad máxima de carga de corriente de al menos 15 A y una resistencia nominal de 5 a 10 ohmios a 25 °C. El interruptor de encendido con llave TR26-21C-11D1 (SA1) se puede reemplazar con SWR74 o con el interruptor iluminado MK-521A/N. El pararrayos de gas 2027-35-C (F1) se puede reemplazar por B88069-X2380-S102, B88069-X370-S102, B88069-X410, FS04X-1JOS o FS04X-1JMG. En lugar de 30ETH06 (VD1 - VD4), son adecuados los diodos 80E8U04, DSEI30-06A, HFA25TB60, RHRG3060. Cada diodo está montado en un disipador de calor separado con una superficie de enfriamiento de 90 cm2. Los diodos HER1608G (VD5, VD6, VD9, VD10) son intercambiables con 15ETH06, 15ETX06S, HFA25TB60, DSEI12-06A, FES16JT y el puente de diodos. KVRS2510 (debe estar equipado con un disipador de calor con un área útil de al menos 50 cm2) - cualquiera de los GBU25M. BR2510, BR2510W, KVRS3510 o MB4010. Dinistor VD7 - cualquiera de KN102A - KN102V y 2N102A - 2N102V; los tres últimos son los preferidos para el funcionamiento de SMPS a temperaturas elevadas. También son adecuados los dinistores DB-3 o D8-4 importados con un voltaje de conmutación de 32 y 40 V, respectivamente.Los transistores bipolares de conmutación VT1-VT8 se instalan cada uno en un disipador de calor con un área de superficie de enfriamiento de 140 cm2. En lugar de KT812A, se pueden usar ocho transistores del mismo tipo 2T812A, KT812B o KT840A. Los condensadores C1-C3, C15, C16, C22 son de tereftalato de polietileno MER o MEF, y el C20 está formado por ocho condensadores MER de 1 uF conectados en paralelo con una tensión nominal de 630 V. Los condensadores C6-C9, C11-C14 son de cerámica. KM5B-N90, K10-17A-N50 K10-17B-N50. condensadores SU y S17 - V32923-A2474M, diseñado para la conexión a la red eléctrica de CA. está permitido reemplazarlos con condensadores 881131-C 1105-M, V81131-S1474-M, V81141-S1684-M. B81141-C1334-M o equivalente. Condensadores de óxido C4, C5, C18, C19, C21 - aluminio K50-6 K50-35 o similar. Todas las resistencias fijas utilizadas en la fuente de alimentación son sin cables, por ejemplo, MLT, OMLT, S2-23, S2-33. Las resistencias R1, R2 y R22 deben tener una disipación de potencia nominal de 2W. Los resistores R3-R6, R18-R21 son de la serie CRL de cerámica importada, también pueden estar compuestos por varios resistores conectados en paralelo para obtener la resistencia y la potencia de disipación requeridas. El transformador de pulso T1 está hecho en un circuito magnético de tamaño Ø20х28 hecho de ferrita. M2000NM-9, correspondiente a las especificaciones OZHO.707.140TU. También está permitido usar ferrita M2000NM1-17. El devanado I de este transformador contiene 2 secciones de 8 vueltas de un haz de cuatro cables PETV-2 0,5 plegados juntos. El devanado II contiene 28 vueltas de dos cables PETV-2 0,5 plegados juntos, y el devanado III contiene una vuelta de cable PEV-2 0,5. Todos los devanados deben estar bien aislados entre sí con cinta de fluoroplástico, mylar o tela barnizada. El transformador T2 está enrollado en un circuito magnético de ferrita anular de tamaño K6xXNUMXxXNUMX de un balasto electrónico autooscilante de una lámpara de bajo consumo. Cada uno de los devanados I-IV contiene cuatro vueltas de cable PEV-2 0,25, y el devanado V contiene nueve vueltas de cable PEV-2 0,5. Estrangulador L1 - casero. Está realizado sobre un circuito magnético anular, compuesto por dos partes idénticas de tamaño estándar. KP35x26x7, de la marca alsifer. PM-60. Los devanados I y II se enrollan en dos cables PEV-2 2 hasta que se llena la ventana. En lugar de PEV-2, puede usar el cable PETV. Inductor L2: B82726-S2163-N30 listo para usar, que, según el pasaporte, permite una corriente de devanado de 16 A con un voltaje máximo entre ellos de 250 V. La inductancia de cada devanado es de 2,2 mH. Fusibles FU1 y FU2 - H630PT-15A H630-15A o similar. LED HL1: cualquiera, preferiblemente verde. El SMPS ensamblado a partir de piezas reparables debería comenzar a funcionar inmediatamente después de encenderlo. Si no hay autogeneración, debe verificar la fase de los devanados del transformador T2 y, posiblemente, intercambiar la conexión de los terminales de su devanado V o el devanado III del transformador T1. Si la frecuencia de conversión sin carga es significativamente diferente de 30 kHz, esto indica un material inadecuado o un defecto en el circuito magnético del transformador T2, como una grieta oculta. En este caso, el circuito magnético debe ser reemplazado. Autor: D. Butov, pág. Kurba, región de Yaroslavl
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