|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Dispositivo universal para probar SMPS. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes de alimentación Al desarrollar y probar fuentes de alimentación conmutadas, los radioaficionados a menudo se encuentran con una situación en la que una fuente de alimentación ensamblada aparentemente correctamente "se niega" a funcionar. Es suficiente cambiar por error la polaridad de al menos uno de varios diodos rectificadores en la salida del dispositivo o interrumpir la fase de cualquier devanado del transformador, y las consecuencias pueden ser las más impredecibles, hasta daños a controladores PWM y conmutación muy costosos. transistores. Un probador universal, que se analizará en este artículo, ayudará a prevenir un fenómeno tan desagradable. Se debe prestar atención al hecho de que durante la prueba SMPS se utilizan dos fuentes de alimentación independientes. Uno de ellos, de baja corriente (Imax = 0,2 A), con una tensión de salida de 10 ... 15 V, después de una estabilización adicional por parte del microcircuito DA1 a un nivel de 8 V, alimenta los circuitos de control, indicación y protección del dispositivo. La segunda, de alta corriente (Imax=5A), es una fuente de voltaje de prueba para los elementos probados. Para ello, es conveniente utilizar un rectificador de red SMPS estándar. Por lo tanto, aunque el transformador T1 y el optoacoplador U1 en el dispositivo proporcionan aislamiento galvánico entre estas fuentes, durante la prueba, para evitar descargas eléctricas, debe recordarse que el circuito conectado al transistor VT2 y la resistencia R9 está bajo tensión de red. Si la amplitud de voltaje de los pulsos en diente de sierra a través de la resistencia R9 excede un cierto valor umbral en el cual el diodo emisor de corriente del optoacoplador U1 será suficiente para abrir su fototransistor, la señal de sobrecarga del colector de este último prohibirá el paso de los pulsos. del generador. Un pequeño condensador C3 conectado en paralelo a la sección colector-emisor del fototransistor aumenta la inmunidad al ruido del dispositivo. En el probador descrito, se utiliza un transistor de conmutación IRFBC40, en el que la corriente de drenaje máxima es de 6,2 A y el voltaje de fuente de drenaje es de 600 V. El nivel de corriente de umbral es de 5 A y el voltaje de respuesta de protección será de 0,33 Ohm x 5 A = 1,65, 9 V. La potencia disipada por el sensor de corriente (R1) con un ciclo de trabajo de pulsos D - 1,65 debe ser de al menos (2) 0,33 / 8,25 - 0,2 W. Cuando el dispositivo se utiliza para evaluar la capacidad de carga del SMPS (D=8,25), la potencia del suelo debe ser de al menos 0,2x1,65 = 1,65 W. Si se supone que el probador debe usarse solo para probar los elementos inductivos del SMPS, como en nuestro caso, teniendo en cuenta la forma de diente de sierra de los pulsos de corriente, la potencia de la resistencia debe ser de al menos 0,5x0,825 = XNUMX W .
Por supuesto, el transistor importado se puede reemplazar con un KP707V2 doméstico o similar, pero para ellos, los parámetros del sensor de corriente deberán recalcularse de acuerdo con las proporciones anteriores y tenerse en cuenta al configurar el dispositivo. Considere el trabajo de los circuitos de protección en los elementos DD2.1 y DD2.2. El circuito R8C2 está conectado a la entrada superior del flip-flop RS (pin 3 DD2), cuya constante de tiempo es 8,2 ms. Proporciona un retraso de tiempo para la aparición de un nivel alto en la entrada, que es necesario para que se reinicie el disparo del nodo de protección. Esta característica se ilustra en la Fig. 2 la presencia de un intervalo de tiempo tmin entre el encendido del dispositivo y el inicio de la prueba SMPS.
En la práctica, esto impone restricciones en la secuencia de encendido de las dos fuentes de energía independientes nombradas: primero, debe encender la corriente baja, luego la corriente alta y apagar en orden inverso, primero la corriente alta, luego la corriente baja. actual. El cumplimiento de esta regla evitará que el transistor de conmutación VT2 se dañe con el primer pulso en el momento en que se enciende el dispositivo. Además, recomiendo que cuando encienda el SMPS por primera vez no aplique toda la tensión de red, sino que la aumente gradualmente, por ejemplo, utilizando un autotransformador de laboratorio. En caso de sobrecarga del transistor de conmutación, el flip-flop RS conmuta al estado cero. En los terminales 1, 13 de los elementos DD1.3 y DD1.4, el nivel alto se reemplaza por uno bajo y se bloquea el paso adicional de los pulsos. El flip-flop RS conmutado apaga el LED "Check" HL2 y enciende el LED "Overload" HL1. El generador de los elementos DD2.3 y DD2.4 genera una señal sonora de advertencia. Después de cortar la alimentación y eliminar la sobrecarga, después de un tiempo, necesario para la descarga de los condensadores C1 y C2, el dispositivo está listo para ser encendido nuevamente. El uso de un dispositivo para estimar la corriente de saturación del inductor utilizado en el filtro de salida del SMPS tiene sus propias características. Considerémoslos con más detalle. En la fig. 3 muestra el diagrama de conexión del probador en este caso.
La fuente de alimentación (PSU) es de alta corriente: su corriente máxima debe exceder el valor umbral seleccionado para los circuitos de protección del dispositivo de 5 A. Se conecta un diodo VD1 en paralelo con el inductor bajo prueba. Aquí está permitido utilizar KD212A o similar. La frecuencia de conmutación puede ser muy grande, especialmente para bobinas con inductancias de cientos o miles de microhenrios. Por lo tanto, a la hora de medir los parámetros del inductor, puede ser necesario reducir significativamente la frecuencia de funcionamiento con una duración de pulso constante (o ajustable). El rendimiento también se puede aumentar introduciendo un diodo zener VD2 con una tensión de funcionamiento ligeramente superior a la de medición. También es deseable que el voltaje en la salida de la fuente de alimentación sea ajustable. Se conecta un osciloscopio en paralelo con la resistencia R9 del probador. Las posibles opciones A y B de los diagramas observados de la caída de voltaje en el sensor de corriente Ur9, así como el voltaje U3 y en la puerta del transistor de conmutación se muestran en la Fig. 4.
Como sabes, el voltaje U aplicado al inductor provoca un aumento lineal en la corriente D1 en él. Esta dependencia se expresa matemáticamente mediante la ecuación AI \u1d (U / L) Δt o, en otras palabras, un voltaje de 1 V aplicado a un estrangulador con una inductancia de 1 Gn provocará un aumento de corriente en él de 1 A después 10 s Si el numerador y el denominador de la fracción del lado derecho multiplican las igualdades por un factor de 6-1, obtenemos una consecuencia importante: para determinar el cambio en la corriente DXNUMX en amperios, la inductancia en microhenrios se puede sustituir en la fórmula y el tiempo en microsegundos, que usaremos en las mediciones. Suponga que el voltaje U = 20 V se establece en la salida de la fuente de alimentación, y con un cierto inductor seleccionado, el diagrama de voltaje UR9 toma la forma A (Fig. 4). Estimemos las propiedades del acelerador. Es obvio que el valor máximo de la corriente I = U / R = 0,4 / 0,33 - 1,2 A, y podemos concluir que el inductor estimado será bastante eficiente al filtrar la corriente hasta 1,2 A. Además, con el uso de un probador , puede evaluar la inductancia del inductor, para lo cual necesita usar la relación L = (U / AI) At. Sustituyendo los valores correspondientes, obtenemos L = (20/1,2)2 - 33 μH. Por supuesto, muchos indicadores afectan la precisión de la determinación: la tolerancia del valor de la resistencia de medición de corriente, el error al medir el voltaje y el intervalo de tiempo usando un osciloscopio, el efecto limitador de corriente en el circuito de medición debido al activo resistencia del inductor y la resistencia R9, y algunos otros factores. Pero según las estimaciones más aproximadas, el error total al medir la inductancia del inductor por este método no excederá el 20%. Tal precisión es suficiente para evaluar las propiedades de filtrado del inductor como parte del filtro de salida SMPS. Ahora, sin cambiar el inductor, aumentamos el voltaje en la salida de la fuente de alimentación a 40 V y al mismo tiempo obtenemos la opción B del diagrama que se muestra en la Fig. 4. Es importante que el valor pico de la tensión UR9 no supere el nivel umbral establecido para los circuitos de protección, de lo contrario no será posible realizar las medidas. Como puede verse en la figura, se cumple esta condición. Cálculos similares a los anteriores nos permiten sacar las siguientes conclusiones:
Una ligera discrepancia entre los resultados indica un mayor error de medición, lo que se asocia con dificultades para determinar el punto de inflexión en la curva B. Por lo general, para esto se utiliza una plantilla de papel, aplicada a la imagen de la curva en la pantalla del osciloscopio. como se ilustra por la línea C en la Fig. 4. Por lo tanto, durante las mediciones, es aconsejable reducir el voltaje en la salida de la fuente de alimentación a un valor en el que el diagrama tome una forma estrictamente lineal, similar a la línea A, y utilizar los resultados obtenidos para evaluar la inductancia del inductor y el corriente de saturación en él. Un aumento en la probabilidad de saturación en el inductor a baja corriente está asociado con el uso de circuitos magnéticos cerrados hechos de un material con alta permeabilidad magnética (más de 200). Para evitar la saturación, se deben utilizar anillos hechos de un magnetodieléctrico a base de alsífero o aleaciones de molibdeno-permallo, o se debe introducir una separación no magnética. Si comparamos los circuitos magnéticos de anillo de ferrita, en forma de W y blindados, se debe reconocer que los dos últimos son más avanzados tecnológicamente en términos de crear una brecha no magnética, aunque es posible utilizar segmentos de varilla de ferrita utilizados en receptores de radio para antenas magnéticas como circuitos magnéticos débilmente saturados (cuanto menor sea la permeabilidad magnética, mejor). Y la última opción para usar el dispositivo durante la prueba del SMPS es como un equivalente de carga ajustable, y la carga es pulsada, lo cual es especialmente importante para las fuentes de alimentación que se usan como parte del UMZCH. Pico, máximo, promedio, musical, térmico y una serie de otros términos que caracterizan el poder derivado de las acciones de impulso no fueron en vano inventados por especialistas para evaluar esta clase de dispositivos de radio. Por supuesto, en este caso, el generador en el probador debe reconstruirse para el rango de frecuencia de audio y se deben tomar medidas para ajustar el ciclo de trabajo de los pulsos de conmutación, como se recomienda al principio del artículo. Al medir, se debe prestar atención a las condiciones térmicas del chip DA1 y del transistor VT1. Es posible que cuando el ciclo de trabajo de los pulsos sea cercano a 1, sea necesario sustituirlos por elementos más potentes. Dependiendo de la potencia de salida y el voltaje de salida del SMPS, necesitará varias resistencias con una resistencia de unidades o decenas de ohmios con una disipación de potencia de 30 ... 50 W. En su ausencia, como equivalente de carga, está permitido utilizar lámparas para automóviles con una tensión de funcionamiento de 12 V, y entre ellas es fácil seleccionar muestras diseñadas para una corriente nominal desde fracciones hasta decenas de amperios. Si la disipación de potencia máxima a una corriente a través del transistor de conmutación de 5 A no es suficiente para la carga completa del SMPS, el transistor de efecto de campo de alto voltaje IRFBC40 se puede reemplazar por uno de bajo voltaje, por ejemplo, IRFZ48N, que tiene una corriente continua máxima (promedio) de 45 A y una corriente de pulso de hasta 210 A. El diagrama de conexión cuando se utiliza el dispositivo como equivalente ajustable de una carga de impulso se muestra en la fig. 5.
El amperímetro incluido en el circuito de medición mostrará el valor de corriente promedio. Si las lecturas del amperímetro se dividen por el ciclo de trabajo de los pulsos, obtenemos el valor de amplitud (pico) de la corriente en el circuito de carga. Cuando el ciclo de trabajo del pulso está cerca de 1, la carga para el SMPS es máxima. El transistor de conmutación VT2 del probador debe instalarse en un disipador de calor con un área de 100...200 cm2. Reemplazaremos el estabilizador de microcircuitos KR1157EN802A con un análogo extranjero 78L82 o un KR142EN12A doméstico ajustable más potente, KR142EN12B. Está permitido reemplazar el chip K561TL1 por el K561LA7. En lugar de KT505B, puede utilizar cualquier transistor de potencia media de alta frecuencia de la estructura correspondiente. Emisor de sonido piezocerámico HA1 - cualquiera disponible. Los diodos KD522B son reemplazables por cualquier diodo de silicio de baja potencia, por ejemplo, las series KD521, KD522, optoacoplador, cualquiera de las series AOT127, AOT128. LED: cualquiera con un brillo claramente visible con una corriente de aproximadamente 5 mA. Condensador C1: cualquier óxido de la capacidad especificada, el resto, cualquier cerámica. Todas las resistencias: MLT, S1-4, S2-23, excepto la R9 importada. Transformador T1 - pulso FIT-5. Si no se puede encontrar esto, el transformador se fabrica usted mismo. Su núcleo magnético son dos anillos de ferrita K10x6x3 apilados con una permeabilidad magnética de 1500 ... 2000. Los bordes afilados de los anillos se redondean con una lima de aguja, el circuito magnético se cubre con barniz aislante y después de que se seque, se enrollan 100 vueltas en dos hilos PELSHO 0,12. El transformador debe conectarse teniendo en cuenta la fase de los devanados I y II, como se muestra en la fig. 1. El transformador también se puede fabricar sobre la base de circuitos magnéticos blindados B14 o B18. En este caso, los devanados que contienen 50 ... 70 vueltas de cable PEV-2 0,12-0,17 deben aislarse de manera confiable entre sí. El establecimiento del dispositivo comienza con la verificación de los parámetros de los pulsos en la salida del generador (pin 10 DD1). Si es necesario, se corrigen seleccionando la capacitancia del capacitor C4 y la resistencia de las resistencias R4 y R6. Luego, la salida de la resistencia R10, que es superior según el esquema, se desconecta y se conecta a la salida positiva de la fuente de alimentación regulada, cuya salida negativa está conectada a la salida 2 del optoacoplador U1. Al aumentar gradualmente el voltaje, registre el momento de desaparición de los pulsos en las salidas de los elementos DD1.3, DD1.4. Al seleccionar la resistencia R10, se logra la ausencia de pulsos a un voltaje de 1,65 ± 0,05 V, luego de lo cual se restablece la conexión. En el siguiente paso, seleccionando la resistencia R5, la corriente de los LED HL1, HL2 se establece en aproximadamente 5 mA. Por último, verifique la polaridad de los pulsos en la puerta del transistor VT2. Si no coinciden con la Fig. 2, cambie la fase de uno de los devanados del transformador T1. La etapa final es el control de la operatividad del transistor de conmutación VT2, para lo cual el dispositivo está conectado al rectificador de red del SMPS probado de acuerdo con la Fig. 5. El SMPS debe tener un interruptor de tensión de red, un fusible de 2 A y un circuito limitador de corriente de entrada. Como carga se utiliza una lámpara de iluminación para un voltaje de 220 V con una potencia de 60 W. Es deseable, pero no necesario, incluir en el circuito un amperímetro de CC con un límite de medición de 0,5 A. Después de encender el rectificador de red, el probador se alimenta y retira varias veces con una tensión de alimentación de 10 ... mostrará una corriente de aproximadamente 15 A. Con cuidado, utilizando un osciloscopio, controle los pulsos en el drenaje del transistor VT0,08. Si el transistor está defectuoso, la lámpara brillará la mitad de lo normal y no responderá al desconectar el voltaje de suministro al dispositivo. Se debe reemplazar el transistor defectuoso y, después de una verificación adicional, el dispositivo está listo para funcionar. Para ampliar las capacidades, el dispositivo se puede complementar con dos interruptores que cambian los conjuntos de resistencias R4, R6 y el condensador C4 de diferentes valores nominales, con la ayuda de los cuales se establecen varios valores fijos de frecuencia y ciclo de trabajo del pulso. Autor: S. Kosenko, Voronezh
Una nueva forma de controlar y manipular señales ópticas
05.05.2024 Teclado Primium Séneca
05.05.2024 Inaugurado el observatorio astronómico más alto del mundo
04.05.2024
▪ Los dispositivos Android duran más ▪ Cambiar la velocidad de movimiento de objetos individuales en el video ▪ Los diferentes tipos de árboles afectan el clima de diferentes maneras. ▪ Monitor para juegos WQHD cóncavo MSI G322CQP
▪ sección del sitio Herramienta de electricista. Selección de artículos ▪ Artículo Ley de la Selva. expresión popular ▪ artículo ¿Es cierto que las pirámides de Egipto fueron construidas por esclavos? Respuesta detallada ▪ Artículo Editor en jefe adjunto. Descripción del trabajo ▪ artículo Extensor de interfaz de PC. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Hogar | Biblioteca | Artículos | Mapa del sitio | Revisiones del sitio
www.diagrama.com.ua |
Ver otros artículos sección 
Últimas noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica:
Todos los idiomas de esta página