用于 UMZCH 的简单自发电 SMPS，功率为 1,5 kW。方案、说明

用于 UMZCH 的简单自发电 SMPS，功率为 1,5 kW。无线电电子电气工程百科全书

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所提出的 SMPS 的开发是基于 E. Gaino 和 E. Moskatov 在“Radio”，2004 年，第 9 期，第 31 页上的文章“Powerful Switching Power Supply”中描述的原型进行的。 32, XNUMX。暂定目标是通过使用广泛使用的组件，将功率输出提高三倍，同时保持产品的工作原理和低成本。这就是为什么优先使用可饱和变压器控制开关晶体管的原因。

该器件在正反馈电路中使用电阻器，而不是使用具有大量“捆绑”组件的驱动器芯片。此外，双极开关晶体管的基极电流比现代驱动器微电路（例如IR2110、IR2113等）的最大允许输出电流高出许多倍。这需要引入放大匹配级和辅助电源，以将微电路与晶体管相匹配，从而抵消了所提出的 SMPS 元件数量少的优点。可以使用功能强大的 MOSFET 或 IGBT 来代替廉价且常见的双极晶体管，但这样另一个优势就会消失——元件成本低廉。

原型机空载时的转换频率仅为9 kHz，因此其脉冲变压器很重，并且会发出难听的啸叫声。所提出的 SMPS 没有这样的缺点，因为其最小转换频率为 30 kHz。

所提出的IIP方案如图所示。 SMPS 的基础是自振荡桥式电压转换器，具有不饱和大功率变压器 T1 和可饱和小功率变压器 T2，使用此类转换器是众所周知且广泛的解决方案，它用于“电子变压器”、节能灯镇流器和其他设备，但是，与所提供的设备相比，这些设备的功率较低。

用于 UMZCH 的功率为 1,5 kW 的简单自发电 SMPS

主要技术特点：

电源电压，V.....176...253；
额定输出电压，V.....2x80；
最大负载功率，kW ..... 1,5；
设备最高效率，%.....94；
空载转换频率，kHz ..... 30；
重量，公斤...... 4,7。

由于UMZCH有其自身的电流保护，因此SMPS中不需要此功能。转换频率不是恒定的——它越高，负载功率就越大。热敏电阻RK1和RK2限制氧化电容器C21接入网络时的启动充电电流。

为了在发生事故时使设备断电，设计了自动开关SF1。气体避雷器 F1 可保护设备免受电源过载的影响。在电容器上。 C10、C17和双绕组扼流圈L2组成U形滤波器，防止SMPS的高频干扰渗透到网络中。

二极管电桥VD8对网络的交流电压进行整流，电容器C21对其进行平滑，电容器C22对整流器的输出进行高频分流。

电阻R1、R2、R7、电容C3和电阻VD7组成张弛振荡器，在电源接通后产生启动发电机所需的脉冲，并在发电机故障后恢复发电机发生的条件。

电阻R8-R15限制开关晶体管VT1-VT8的基极电流，电容器C6-C9、C11-C14加速其开关。二极管 VD5、VD6、VD9、VD10 抑制瞬态电压浪涌。晶体管发射极电路中的电阻器R3-R6、R18-R21均衡流过它们的电流。电容器C20用直流电消除不饱和变压器T1磁路的磁化。

通过电阻R16、R17，从转换器的输出（变压器T1的绕组III）到其输入（变压器T2的绕组V）形成正反馈电路。这些电阻的阻值、绕组的匝数、可饱和变压器T2磁路的尺寸和材料的磁性能决定了转换频率，可以通过以下公式计算：

其中F为转换频率，kHz； U为变压器T2绕组V上电压脉冲的幅值，V； Vnas——开关变压器T2、T的饱和电感； q 是脉冲的占空比； Sc——变压器T2磁路截面积，cm2； W为变压器T2的绕组V的匝数； K——变压器T2磁路的填充因子，铁氧体几乎达到XNUMX。

二极管电桥VD1-VD4对变压器T1的绕组I的冲击电压进行整流。电容器C1、C2、C4、C5、C15、C16、C18、C19和双绕组电感器L1平滑高频和低频输出电压纹波。

保险丝 FU1 和 FU2 提供保护，防止负载电流缓慢增加超过允许限值。 LED HL1——设备工作状态指示灯，电阻R22——限流。

SMPS 的设计是任意的，组件的相对位置并不重要，尽管希望每个二极管 VD5、VD6、VD9、VD10 尽可能靠近其晶体管对 VT1VT3、VT2VT4、VT5VT7 放置，VT6VT8。源采用悬挂安装方式组装。

自动开关А-0701НМ (SF1) 由Sang制造。茂企业有限公司，分断电流15A，额定电压250V，可用A-0702A、A-0702X、A-0710W、CBLS2A15、M115-B120替代。

SCK-2R515 热敏电阻（RK1 和 RK2）可用 MS32 5R020、MS32 7R015 或类似的 NTC 热敏电阻替代，15°C 时最大载流能力至少为 5 A，标称电阻为 10 至 25 欧姆。

关键电源开关TR26-21C-11D1（SA1）可以用SWR74或带照明的开关MK-521A/N代替。气体避雷器 2027-35-C (F1) 可由 B88069-X2380-S102、B88069-X370-S102、B88069-X410、FS04X-1JOS 或 FS04X-1JMG 替换。

可以使用二极管 30E06U1、DSEI4-80A、HFA8TB04、RHRG30 代替 06ETH25 (VD60 - VD3060)。每个二极管都安装在一个单独的散热器上，冷却表面积为 90 cm2。

二极管 HER1608G（VD5、VD6、VD9、VD10）可与 15ETH06、15ETX06S、HFA25TB60、DSEI12-06A、FES16JT 和二极管电桥互换。 KVRS2510（必须配备可用面积至少为50 cm2的散热器）-任何GBU25M。 BR2510、BR2510W、KVRS3510 或 MB4010。

Dinistor VD7 - KN102A - KN102V 和 2N102A - 2N102V 中的任何一个；后三种是 SMPS 在高温下运行的首选。还适用开关电压分别为3 V和8 V的进口晶体管DB-4或D32-40。开关双极晶体管VT1-VT8分别安装在冷却表面积为140 cm2的散热器上。可以使用八个相同类型的晶体管812T2A、KT812B或KT812A来代替KT840A。

电容器C1～C3、C15、C16、C22为聚对苯二甲酸乙二醇酯MER或MEF，C20由1个630微法的MER电容器并联而成，额定电压为6V。电容器C9～C11、C14～C5为陶瓷电容器。。 KM90B-N10、K17-50A-N10 K17-50B-N17。电容器。 SU 和 S32923 - V2474-A881131M，设计用于连接交流电源。允许用电容器 1105-C 81131-M、V1474-S81141-M、V1684-S81141-M 替换它们。 B1334-C4-M 或同等产品。氧化物电容器 C5、C18、C19、C21、C50 - 铝制 K6-50 K35-XNUMX 或类似电容器。

电源中使用的所有固定电阻都是无线的，例如MLT、OMLT、S2-23、S2-33。电阻器 R1、R2 和 R22 的额定功耗必须为 2W。电阻R3-R6、R18-R21为进口陶瓷CRL系列，也可以由多个电阻并联组成，以获得所需的阻值和耗散功率。

脉冲变压器T1由尺寸为Ш20х28的铁氧体磁路制成。 M2000NM-9，对应规格OZHO.707.140TU。也允许使用 M2000NM1-17 铁氧体。该变压器的绕组 I 包含折叠在一起的一束 2 根 PETV-8 2 电线的 0,5 段，每段 28 匝。绕组II包含2匝折叠在一起的两根PETV-0,5 2导线，绕组III包含一匝PEV-0,5 XNUMX导线。所有绕组必须使用氟塑料、聚酯薄膜或涂漆织物胶带彼此牢固隔离。

变压器T2由节能灯自激式电子镇流器绕制在尺寸为K6xXNUMXxXNUMX的环形铁氧体磁路上。

每个 I-IV 绕组包含四匝 PEV-2 0,25 导线，V 绕组包含九匝 PEV-2 0,5 导线。

扼流圈 L1 - 自制。它是在环形磁路上制成的，由两个标准尺寸的相同部件组成。 KP35x26x7，来自 alsifer 品牌。 PM-60。绕组 I 和 II 用两根 PEV-2 2 线缠绕，直到充满窗口。您可以使用 PETV 线代替 PEV-2。电感器 L2 - 现成的 B82726-S2163-N30，根据护照，其允许绕组电流为 16 A，最大电压为 250 V。

每个绕组的电感为 2,2 mH。

保险丝 FU1 和 FU2 - H630PT-15A H630-15A 或类似产品。 LED HL1 - 任何，最好是绿光。

由可维修部件组装而成的 SMPS 应在开机后立即开始工作。如果没有自动发电，则需要检查变压器T2的绕组的相位，并且可能的话，交换变压器T1的绕组V或绕组III的端子连接。如果无负载时的转换频率与30kHz明显不同，则表明变压器T2的材料不合适或磁路存在缺陷，例如隐藏的裂纹。在这种情况下，必须更换磁路。

作者：D. Butov，p。雅罗斯拉夫尔州库尔巴

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