网络开关电源，50瓦。方案、说明

网络开关电源，50瓦。无线电电子电气工程百科全书

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这里描述的设备的主要目的是为个人计算机供电。但不仅如此。它适合为许多其他高功率业余无线电开发项目（例如 UMZCH）供电。

所提出的电源的工作原理（图1）与第三代彩电电源的工作原理相同。它还以接近不连续电流的模式工作，因此是一种自振荡器件。但也有一个根本的区别：它使用强大的开关晶体管的“发射极开关”，这使得它可以在更宽的频率范围内使用，此外，高压晶体管的故障概率也降低了。

实验证实，发射极电路中带有KT839A开关晶体管的KT972A晶体管即使在120 kHz频率下也能正常工作。该电源的另一个优点是可以在较宽的输出电流范围内使用。

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该器件是一款具有整流二极管反向开关功能的单端电压转换器。通过改变电子开关晶体管开通状态的持续时间来稳定单元通道的输出电压。

电源单元的主要组成部分：带滤波器的电源电压整流器、带输出滤波器的单端转换器、脉宽控制器、失配放大器和辅助开关调节器。

电源电压通过由扼流圈L1、L2和电容器C1、C2形成的噪声滤波器，由二极管电桥VD1...VD4整流，并通过电阻器R1将整流后的电压提供给平滑电容器C7。电容C3…C6减弱干扰对网络的渗透，电阻R1限制电源开启瞬间输入电流的浪涌。机组并网后约0,1s转换器启动，这在一定程度上促进了整流器的工作。

该转换器的主要部件是T1脉冲变压器、基于KT839A（VT1）和KT972A（VT2）晶体管的强大高压开关、整流器和输出滤波器。 KT839A晶体管（具有较高的最大允许集电极-发射极电压）通过用高速KT972A晶体管闭合和断开其发射极电路来打开和关闭，这可以防止二次击穿并减少发射极晶体管的开关持续时间。这使得您可以在不改变脉冲变压器的情况下在很宽的范围内改变输出电压。

电阻器R11和R12的总电阻为0,5欧姆，用作转换器电流传感器。当晶体管VT1截止时，其集电极电流通过二极管VD6、稳压二极管VD5和电容器C8截止到整流桥VD1-VD4的负端。

二极管VD13-VD15——变压器T3的次级绕组4、5、1的脉冲电压整流器。整流器的输出电压纹波由电容器C13-C18和LC滤波器L5C21、L6C22平滑。

电阻R15连接到+5V通道输出，防止+12V通道带载时其上的电压过高，通过该电阻，+5V通道输出空载时的电压不超过6V，在通道负载电流+12V至2,5A下，对于计算机芯片来说是安全的。-12V通道电压由DA2微电路稳定器稳定。

失配放大器连接到+12V通道输出，参考电压源是DA2稳压器的输出。晶体管VT4放大误差信号。晶体管的负载是光耦U1的LED，VD17二极管保护其发射结。当+12V通道输出电压大于12V时，光耦LED点亮，从而增加流经光耦光电晶体管的电流。

开关晶体管VT1的开路状态由光耦合器的光电晶体管的电流对电容器C11充电的持续时间（从大约4V到+1V）决定。 optoron光电晶体管的电流值越大，电容器充电越快。从11点开始，晶体管VT1处于开路状态。

电源接入网络后，电容器C8也开始充电（通过电阻R2和二极管VD6）。当其两端电压达到4,5V时，电流流经电阻R6、稳压二极管VD12、三极管VT2发射结、电阻R11、R12，还流经电阻R6、R5、三极管VT1发射结、三极管VT2、电阻R11 ，R12，将开关晶体管切换到有源操作模式。变压器T1的绕组I和II之间的正反馈信号通过二极管VD7、电容器C10和电阻器R5、R7迅速打开开关晶体管。变压器T1的磁路中的磁场能量开始累积。经过一段时间后，晶体管VT3打开并关闭晶体管VT2，从而关闭晶体管VT1。在这种情况下，晶体管VT3汇总从电流传感器R11、R12和电容器C12提供到其基极的电压。

转换器启动时或过载时，当电阻R11、R12两端的压降超过1V时，晶体管VT3开通，电流流过电阻R10和二极管VD11，从而使晶体管VT11导通。该设备可承受短期过载。当其任何通道与公共导体短路时，电源会自动切换到功率限制模式，而不会出现故障。在转换器的正常操作模式下，关闭开关晶体管的时刻由电容器CXNUMX的充电持续时间确定。

关闭大功率晶体管后，脉冲变压器绕组上的电压极性反转，二极管VD13...VD15正向导通，并用整流电流对LC滤波器的电容器充电。当该电流值接近于零时，在由绕组/变压器T1、其寄生电容和电容器C9形成的振荡电路中发生电振荡。第一个打开开关的强大晶体管 - 并且重复所描述的过程。

当晶体管VT1和VT2截止时，变压器绕组II下端相对于电容器C7负端的电压为负，并通过电阻R8和二极管VD8使晶体管VT2可靠地保持在导通状态。关闭状态。该晶体管基极的最小电压由 VD12 齐纳二极管的稳定电压和 VD10 二极管两端的电压决定。电容C8A也通过R9VD11电路充电，由于二极管VD8和VD9的负极是合在一起的，所以电容C12两端的电压不能小于晶体管VT2基极上的电压(即-4V左右)。

+12V通道输出电压通过脉宽调节的方法进行稳定。这同时稳定了 +5 V 通道电压。

但由于器件中的脉冲变压器、二极管等元件并不理想，因此该通道输出的电压稳定性不高。因此，使用了辅助开关稳压器，它具有两个功能：为+5V通道提供部分负载电流，以提高+12V通道的电压稳定性；如果+XNUMXV通道没有负载，则对其进行加载。

辅助稳定器包括微电路稳定器DA1、扼流圈L3、L4、电容器C19、二极管VD16、电阻器R14，其中DA1微电路充当电子开关、参考电压源和误差信号放大器。 L4电感器和VD16二极管是开关稳压器的必要属性。 DA1微电路的激励由电感L3和电容C19提供，电阻R14降低了L3C19电路的品质因数，防止高频振荡的发生。

电源的所有元件均安装在尺寸为 205x105 mm 的印刷电路板上（图 2），该印刷电路板由 1 mm 厚的单面箔玻璃纤维制成。

网络开关电源，50瓦

电阻和电容的主要参数均在器件电路图上标明。晶体管KT839A（VT1）可以用KT838A、KT872A、KT846A、KT81148和KT972A-用KT972B替换。可以使用基极电流传输系数至少为 645 的类似晶体管来代替晶体管 KT3B (VT342) 和 KT4BM (VT50)。我们将用 AOT101BS、AOT1A 或 AOT101A 替换 AOT127AC (U128) 光耦合器。

二极管 KD212A（U06、VD7）可替换为具有任何字母索引的 KD226 或 KD411，以及 KD2999V（VD13、VD14） - 具有类似特性的其他二极管，例如 KD2995、KD2997、KD2999、KD213 系列。 KD1G 或极端情况下反向电压至少为 4 V 的 KD226 系列可代替整流桥的二极管 VD243-VD400。

有大量电流流过齐纳二极管 D814B (VD5)，更换它时应考虑到这一点 - 允许的电流必须至少为 40 mA。大量电流也流过电容器C16-C18，因此它们最好是K50-29、K50-24系列。电容器 C1-C6（KD-2、K78-2、K73-16 等）的额定电压必须至少为 400 V，它们必须允许在 350 Hz 频率下以至少 50 V 的可变分量运行。额定电压为 9 V 的电容器 C78 - K2-1600。其余部件对于更换并不重要。

晶体管VT1安装在表面积约为200 cm2的散热器上，二极管VD13和VD14 - 分别安装在面积为45和35 cm2的散热器上，稳定器DA70 - 安装在面积约为2 cmXNUMX的散热器上面积XNUMX平方厘米。

变压器T1是在磁路上制成的。 W 12x15，铁氧体 2000NM，无磁间隙 0,5 mm。绕组 I 包含 160 匝 PEV-2 0,47 电线，对折。缠绕 II - 相同电线 4 圈，但折叠 0,2 次。为了改善磁耦合，绕组 III 和 IV 采用 27 厚、3 mm 宽的铜带制成，各包含 1 匝。铜带可以用对折成三的 PEV-0,8 8 线代替。绕组V包含1匝PEV-0,4 XNUMX电线，折叠四次。

电感器 L1 和 L2 缠绕在由 20NM 铁氧体制成的尺寸为 K10x5x2000 的公共磁路上，并包含 35 匝 PEV-1 0,4 导线。扼流圈L5、L6的磁路为直径为400、长度为8mm的铁氧体棒M20NN；每个包含 15 个回合。 L4扼流圈采用2000NM铁氧体制成的BZO铠装磁路（无磁间隙0,5毫米），包含35匝PEV-1 0,8线。

通常，安装无误的电源无需事先调整即可开始工作。但是，作为保险政策，最好通过功率为 15 ... 25 W、设计电压为 220 V 的白炽灯首次连接到网络。转换器启动后，可变电阻R18必须设置在与其对应的+12V通道的输出端。

如果+5V通道的供电电压要求比较严格（或者需要更大的输出电流），失配放大器应该连接到+5V通道的输出端，例如连接到电容的正极。 C16，还将电阻器R17的阻值减小到5欧姆，将电阻器R17的阻值减小到16kOhm。不包括稳定器DA300、扼流圈L17和L1,5、电阻器R1、电容器C3和二极管VD4。但这样修改后，+14V通道输出端的电压也会随着+19V通道电流的增加而增加，因此需要额外稳定该通道的电压（例如使用KR16EN12B微电路））。

通过 KS5A 齐纳二极管和电阻为 17 ... 1 欧姆的电阻器将光耦合器 U156 的第二个 LED 与电容器 C180 并联，可以防止 +200 V 通道输出处的电压出现不必要的增加。在这种情况下，结论6和7以及光耦合器的结论5和8必须结合起来。这不仅可以保护电源不超过输出电压，还可以提高其运行的可靠性，因为在这种情况下，反馈电路将被重复。

所描述的设备适用于为许多其他业余无线电结构（例如，AF功率放大器）供电。只需要针对特定无线电工程设备的特点，对电源次级部分进行改造，通过调节绕组反馈信号的电平即可实现输出电压1,5倍的变化变压器T1的。具体例子。为了给基于K174UN19芯片的功率放大器供电，需要±15V的双极性电压源，此时，所述电源的次级部分可以按照图3所示的电路进行组装。 XNUMX.

网络开关电源，50瓦

T1变压器的绕组III和IV包含7匝0,1厚、27mm宽的铜带或1的PEV-0,8电线，折叠6次。两个绕组的绕制同时进行。结论 7 和 5，以及光耦合器 U8 的 1 和 XNUMX 必须结合起来。

文学

Polikarpov A. G.，Sergienko E. F. REA 电源设备中的单周期电压转换器。 - M.：无线电和通信，1989 年。
Sergeev B.S. 二次电源功能单元电路。 - M：无线电和通信，1992

作者：D.Bezik

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