强大的脉冲稳定电源。方案、说明

免费技术库

无线电电子与电气工程百科全书
免费图书馆 / 无线电电子和电气设备方案

强大的脉冲稳定电源。无线电电子电气工程百科全书

免费技术库

无线电电子与电气工程百科全书 / 电源供应器

文章评论

引起读者注意的文章描述了一种为各种电子设备供电的强大开关电源。它是根据TL494 SHI控制器控制的半桥逆变器方案组装的。

大功率高压场效应晶体管的出现是发展具有脉宽（PW）控制的高频网络电源的先决条件[1,2, 3]。与传统线性电源相比，此类电源的主要优点是在尺寸更小的负载下获得更多功率，因此效率更高[XNUMX]。

所提出的开关电源方案如图 1 所示。 494. 该装置的基础是根据半桥电路组装的转换器。该电源在输入高压和输出电路之间具有完全的电流隔离。控制单元是在TLXNUMX SHI控制器的基础上组装而成。

（点击放大）

电源主要技术指标

输出电压，V......28
最大负载电流，A ...... 10
额定转换频率，kHz......100

晶体管光耦合器 U2 在负电压反馈电路中提供电流隔离。电阻器 R7 两端的电压降约为 2,5 V。该电阻器的电阻是通过设置流经电阻分压器 R6R7 的电流来计算的。电阻R6的阻值按下式计算

式中，Uvyx——电源的输出电压； I1——通过电阻分压器R6R7的电流。

电阻R9的阻值决定了通过光耦合器U2.1的发光二极管的电流，以及稳定器DA1的最小工作电流。根据电路中选定的电流 I2（电流值必须在稳定器 DA1 可接受的范围内），电阻器 R9 的阻值可通过以下公式计算

其中 UF 是光耦合器 U2.1 的发光二极管两端的电压降。

DA5芯片稳定8V电压为分压器供电，分压器由U2.2光耦光电晶体管和R17电阻组成。来自分压器中点的电压被馈送到 DA6 SHI 控制器的第一个误差信号放大器的非反相输入。

为场效应晶体管的控制单元和驱动器（DA7芯片）供电的电压为网络变压器T2和模拟电压调节器DA2和DA3提供辅助电源。

电流保护节点组装在DA4比较器和DD1.1触发器上。电流传感器的功能由半桥对角线中包含的电阻器 R5 执行。 SHI 控制器时钟发生器的频率设置电路的电容器（C4）向 DA26 比较器的非反相输入提供三角形电压（图 2）。在比较器的输出处，生成时钟脉冲，该时钟脉冲被馈送到触发器DD1.1的输入C。

（点击放大）

如果电阻器R5两端的压降达到1,1V，发光二极管导通，光耦合器U1的光电晶体管打开。输入S触发DD1.1将变低。在触发器DD1.1的直接输出处以及因此在SHI控制器DA6的第二误差信号放大器的非反相输入处，将设置高电平。在这种情况下，晶体管VT1和VT2都将关闭。

为了控制强大的开关场效应晶体管，使用了专门的微电路 - 双通道驱动器 DA7。上图。图3表示XNUMX个通道的内部结构。第二通道的输出数量在括号中指示。每个通道包含一个光耦合器和一个具有高电流输出的放大器。此类微电路广泛用于控制异步电机和直流电机。

驱动器参数允许您直接控制具有绝缘栅极的场效应晶体管，在不超过 50 V 的电压下切换高达 1200 A 的电流。

HCPL315J芯片主要参数

最大峰值输出电流，A......0,6
最大输出电压，V......1
最大电流消耗，mA......5
电源电压间隔，V.......15...30
工作温度范围，°С......-40...+100

开关晶体管栅极电路中电阻R3和R4的阻值按下式计算

其中 UC2o (C22) 是驱动器电源电压（电容器 C20 或 C22 两端的电压）； UL——驱动器输出电压； lL 是最大峰值输出电流。

半桥对角线包括变压器T1的初级绕组和电感L2（电感的电感可能包括变压器的漏感）[4]。该变压器采用 Magnetics Inc. 尺寸为 F-43515 的 E-E 磁路制成。初级具有 38 匝 #19AWG 电线，次级具有 5+5 匝 #12AWG 电线。 L2 电感器缠绕在 Magnetics Inc. 的 F-41808EC 磁路上。 L2 电感器绕组由 8 匝 #19AWG 电线组成。

电感器 L3 采用 Magnetics Inc. 的环形磁路 MPP 55930A2 制成。 L3 电感器绕组包含 20 匝 #12AWG 电线。输入滤波电感L1为Coilcraft公司的E3993，电感量为900μH。

当晶体管VT1（或VT2）导通时，在控制脉冲t1期间，线性增加的电流开始流过变压器T1的初级绕组（图4）。当晶体管VT1(或VT2)截止时，由于变压器初级绕组和电感L2中积累的能量，在时间t2期间电路中继续以相同方向流过线性减小的电流。如果 VT7 晶体管关闭，则通过 VD1 二极管关闭（如果 VT6 晶体管关闭，则通过 VD2 二极管关闭）。

强大的开关稳压电源

在不考虑变压器初级电路中的有功功率损耗的情况下，我们写出时间间隔 t1 和 t2 的方程：

其中E0→Upit / 2 - 电源电压的一半； U'0——电源的输出电压，降低到变压器的初级绕组； L1是变压器T1的初级绕组和电感器L2的总电感。

从这里我们得到时间 t1 和 t2 的表达式（见图 4）：

其中 lm 是变压器初级绕组的最大电流。

电流沿一个方向流过变压器初级绕组的时间 tn = t1 + t2 可表示为：

如果我们接受

那么当前的流动时间是

根据这个等式，我们得到了电源外部特性的方程。例如，对于控制脉冲的占空比

应该

从哪里来

如果我们指定

则电源的外特性方程为

电源的外特性如图5所示。 17. 源的输出电压取决于电阻器R5的阻值——阻值越低，输出电压越低。保护跳闸电流由传感器的电阻——电阻器RXNUMX决定。

文学

Hexfet 设计师手册，卷。 I. - 由 International Rectifier 出版，1993 年。
Carmelo L. 一种新型 IGBT 器件驱动电路。 - IEEE 电力电子学报，卷。 10，第 3 期，1995 年 373 月，第 378 页。 XNUMX-XNUMX。
Brown M.实用开关电源设计。 - 圣地亚哥，1990 年。
Ivensky G. 减少 ZCS 系列谐振转换器中的 IGBT 损耗。 - IEEE 工业电子学报，卷。 46，第 1 期，1999 年 XNUMX 月。

作者：R.Karov，S.Ivanov，保加利亚索非亚

查看其他文章 部分电源供应器.

读和写 有帮助对这篇文章的评论.

<< 返回

科技、新电子最新动态：

花园疏花机 02.05.2024

在现代农业中，技术进步的目的是提高植物护理过程的效率。创新的 Florix 疏花机在意大利推出，旨在优化采收阶段。该工具配备了移动臂，可以轻松适应花园的需求。操作员可以通过使用操纵杆从拖拉机驾驶室控制细线来调节细线的速度。这种方法显着提高了疏花过程的效率，提供了根据花园的具体条件以及花园中生长的水果的品种和类型进行个性化调整的可能性。经过两年对 Florix 机器在各种水果上的测试，结果非常令人鼓舞。 Filiberto Montanari 等农民使用 Florix 机器多年，他们表示疏花所需的时间和劳动力显着减少。 ... >>

先进的红外显微镜 02.05.2024

显微镜在科学研究中发挥着重要作用，使科学家能够深入研究肉眼看不见的结构和过程。然而，各种显微镜方法都有其局限性，其中之一是使用红外范围时分辨率的限制。但日本东京大学研究人员的最新成果为研究微观世界开辟了新的前景。东京大学的科学家推出了一种新型显微镜，它将彻底改变红外显微镜的功能。这种先进的仪器可以让您在纳米尺度上以惊人的清晰度观察活细菌的内部结构。通常，中红外显微镜受到分辨率低的限制，但日本研究人员的最新进展克服了这些限制。据科学家称，所开发的显微镜可以创建分辨率高达120纳米的图像，比传统显微镜的分辨率高30倍。 ... >>

昆虫空气捕捉器 01.05.2024

农业是经济的关键部门之一，害虫防治是这一过程中不可或缺的一部分。来自西姆拉印度农业研究委员会中央马铃薯研究所 (ICAR-CPRI) 的科学家团队针对这一问题提出了一种创新解决方案——风力昆虫空气捕捉器。该设备通过提供实时昆虫种群数据来解决传统害虫防治方法的缺点。该捕集器完全由风能提供动力，使其成为一种无需电力的环保解决方案。其独特的设计使您能够监测有害和有益昆虫，从而全面了解任何农业地区的昆虫数量。卡皮尔说：“通过在正确的时间评估目标害虫，我们可以采取必要的措施来控制害虫和疾病。” ... >>

来自档案馆的随机新闻

活细胞计算器 18.05.2013

利用模拟计算电路，麻省理工学院的科学家们创造了一个活的计算器，可以计算对数和提取平方根。

最初的计算器是基于合成的，即在实验室中创建的活细胞，其中基因被用作计算机的元素。这些基因以模拟方式进行数学计算，即在使用天然生化功能进行计数的过程中将它们组合和分离。由于使用了已经存在的细胞机制，活体计算器比试图灌输外星“非活体”数字计算方案的混合体更有效。

使用实时计算器进行模拟计算应该特别有用，例如，用于创建检测某些分子阈值浓度的数字模拟系统。换句话说，基于新技术，可以创造出高效的疾病早期检测方法。

一个活的计算器的创建始于科学家发现模拟晶体管电路与细胞内发生的化学过程电路之间的相似性。 2011 年，他们甚至设法使用只有 8 个晶体管的电子电路来模拟 DNA 和蛋白质之间的生物相互作用。

在这项新工作中，科学家们做了相反的事情：他们将模拟电子电路转移到活细胞中。生物学中的模拟计算比数字计算更有效，尤其是在不需要高精度计算的情况下。活细胞中的模拟电路使用自然连续计算功能，在自然条件下确保细胞的生命活动。例如，活细胞中的葡萄糖水平类似于电子电路中的电流或电压。

麻省理工学院创建的实时计算器工作非常简单。为了创建一个模拟电路，该电路能够增加或相乘并计算一个单元中两个或多个连接的总数，研究人员使用了两个电路的组合，每个电路响应不同的因素。在一个方案中，糖（阿拉伯糖）作用于激活编码绿色荧光蛋白（GFP）的基因的转录因子。在第二种方案中，AHL 信号分子还包括产生 GFP 的基因。因此，通过测量 GFP 的总量，可以计算出阿拉伯糖和 AHL 的总量。

通过这种方式，您可以创建可以进行除法、求平方根和执行其他计算的实时模拟电路。到目前为止，这项工作只是漫长旅程的开始，但在未来，生活模拟计算机将开辟全新的可能性。特别是基因表达测量、分子传感和活细胞控制的准确性将大大提高。

其他有趣的新闻：

▪ 单芯片上的新 ATA542x 收发器芯片系列

免费技术图书馆的有趣材料：

▪ 文章绣线菊viazolistny。传说、栽培、使用方法

▪ 文章用于调试和电气工作的探针。无线电电子电气工程百科全书

▪ 文章猜猜出生日期。焦点秘密

留下您对本文的评论：

本页所有语言

主页 | 图书馆 | 用品 | 网站地图 | 网站评论