손실이 적은 고전류용 정류기. 계획, 설명

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손실이 적은 고전류용 정류기. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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설명된 특이한 AC 정류기는 상대적으로 높은 전류와 낮은 손실에서 낮은 조절 전압이 필요한 경우에 사용하도록 설계되었습니다. 적용 사례로는 온도 조절이 필요한 냉각 시스템에 사용되는 Peltier 소자의 전원 공급 장치가 있습니다. 전기 도금 수조 및 저전압 납땜 인두는 유사한 정류기를 적용한 다른 예입니다.

정류기에서 낮은 공급 전압을 얻을 때 다이오드에 사용되는 반도체 재료(실리콘 다이오드의 경우 0,6 ... 0,9 V)로 인해 정류기 반도체 다이오드 양단의 전압 강하 문제가 발생합니다. 정류된 전압. 높은 부하 전류에서 열 제거 문제가 있습니다. 출력 전압을 조정해야 할 때도 직렬 전압 안정기를 사용합니다. 조정 트랜지스터의 접합부에서 전압 강하는 정류기 다이오드의 강하 외에도 몇 볼트 더 있습니다. 쓸모없는 전력 소모로 이어지고 장치의 효율은 50%를 초과하지 않습니다. 그림(그림 1)은 전력 손실을 크게 줄일 수 있는 GDR 특허 모음[1]에서 가져온 정류기 회로를 보여줍니다.

손실이 적은 고전류용 정류기
그림. 1.

이것은 주로 중간 지점이 있는 전파 정류기이며, 변압기 권선 중간에서 두 개의 다이오드와 탭이 있는 정류기로 알려진 것이 특징입니다. 여기서 정류기 다이오드는 조절 트랜지스터(VT1 및 VT2)의 이미 터-컬렉터 접합으로 대체됩니다. 이것은 최신 고전력 평면 트랜지스터의 이미 터-컬렉터 접합에서의 전압 강하가 0,1 ... 또한 트랜지스터를 제어 소자로 사용하는 경우 출력 정류 전압, 즉 위상 절단을 통해 조정할 수 있습니다.

손실이 적은 고전류용 정류기
그림. 2

포지티브 하프 사이클 동안 전류는 베이스 이미 터 회로 VT1의 VD4, 스위치 접점 S (S-다이어그램, 위치에 따라 맨 오른쪽에서 첫 번째), 저항 R 및 다이오드 VD2를 통해 흐릅니다. 동시에 VT2가 제어되어 정류기의 하단 분기가 열리고 커패시터 C가 충전됩니다. 네거티브 하프 사이클 동안 트랜지스터 VT1은 정류기의 상단 분기를 여는 다이오드 VD2, S, R 및 VD3을 통해 제어됩니다. 트랜지스터의 이미 터-컬렉터 접합의 잔류 전압 강하가 매우 작은 전파 정류기에 대해 이야기하고 있기 때문에 트랜지스터에서 소비되는 전력도 작고 이미 터-컬렉터 접합의 전압 강하와 같습니다. 이 회로에 흐르는 전류를 곱합니다. 소산 전력이 낮으면 방열판도 작을 수 있으며 정류기의 음극도 전원 공급 장치의 금속 케이스에 연결할 수 있으면 제어 트랜지스터를 컬렉터 리드로 섀시에 직접 조일 수 있습니다. 절연 개스킷없이.

이제 위상을 차단하는 스위치 S로 전환되는 일련의 다이오드 VD5 ... VDn을 사용하여 정류기의 출력 전압을 조정할 가능성을 고려해 봅시다(Bild 2). 이 경우 트랜지스터는 교류 전압의 해당 반주기의 시작부터 즉시 전도되기 시작하지 않지만 잠시 후 반주기의 전압 진폭의 순시 값이 직류 전압의 합을 초과하면 다이오드를 켜십시오. 따라서 트랜지스터가 열리는 시간이 짧을수록 필터 커패시터 C에 의해 더 낮은 전압이 충전될 수 있습니다. 물론 나중에 트랜지스터를 열고 더 일찍 닫는 효과는 다이오드 VD1 ... 양단의 직접적인 전압 강하에 따라 달라집니다. VD4 및 트랜지스터 VT1 및 VT2의 개방 전압. 여기에서는 GY 시리즈의 0,1A 또는 1A 다이오드와 같이 순방향 전압 강하가 작기 때문에 게르마늄 다이오드를 사용하는 것이 가장 좋습니다. Schottky 장벽이있는 다이오드는 여기에서 더 현대적인 것으로 판명되었지만 결과는 더 좋지는 않지만 좋은 오래된 게르마늄 다이오드보다 더 나쁩니다. 특히 모든 사람이 여전히 Schottky 다이오드를 얻을 수는 없기 때문입니다.

베이스-이미터 접합부 VT1 및 VT2의 최대 허용 역전압에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 이 전압을 초과하면 전원 변압기 3차 권선의 해당 외부 끝에서 나오는 전류가 잠긴 에미터-베이스 접합을 통해 흐르게 됩니다(제너 다이오드의 안정화 전류(또는 "눈사태 항복 전류")로). 전류 흐름의 순방향에 포함된 베이스-컬렉터 접합을 통해 정류기 출력으로 직접 연결됩니다. 이 경우 물론 트랜지스터에 의한 규제에 대해서는 의문의 여지가 없으며 트랜지스터가 손상됩니다. 2차 권선 절반의 피크 전압 값은 이미터-베이스 접합의 허용 가능한 역 전압(Ueff * 6 9)을 초과하지 않아야 하며, XNUMX ... XNUMX V 이내여야 합니다.

회로에 트랜지스터를 설치하기 전에베이스 이미 터 접합부의 허용 역 전압을 측정하는 것이 좋습니다 (아마도 회로가 대칭이기 때문에 동일한 매개 변수를 가진 한 쌍의 트랜지스터를 선택하십시오). 이 전압을 측정하는 방법은 간단합니다. 저항을 통해 베이스-이미터 접합을 반대 방향(직류 통과 차단)으로 켜고 안정화 전압과 동일한 방식으로 접합에서 전압을 측정해야 합니다. 기존의 제너 다이오드에서 결정됩니다. 병렬로 연결된 전압계에서 직렬로 연결된 저항 (예 : 저항 1kΩ)과베이스 이미 터 접합부 (npn 트랜지스터 인 경우 이미 터에 "플러스")에 공급되는 전압을 증가시킵니다. 접합부에서 공급 전압이 증가함에 따라 눈에 띄게 증가하지 않을 때 최대 역 전압 값을 관찰합니다. 후자의 상황(베이스-이미터 접합의 낮은 허용 역전압)은 구동 정류기 회로의 최대 출력 전압을 5V로 제한합니다. 저항 값 R = 200ohm은 5 ... 1A의 부하 전류에서 최대 2V의 출력 전압에 대한 절충안으로 선택되었습니다. 값이 너무 작으면 저항 자체에서 과도한 손실이 발생하지만(비경제적) 큰 것은 손실도 증가하지 않습니다 (이제 조절 트랜지스터에서).

트랜지스터는 가능한 한 많은 베이스-에미터 역 전압을 가져야 하며 가능한 가장 높은 전류 이득을 가져야 합니다. pnp 트랜지스터(예: KT818)를 사용하는 경우 모든 다이오드와 산화물 필터 커패시터가 "플립"되어야 하며 출력 전압의 극성이 변경됩니다.

더 나아가 출력 전압을 개별적으로 조정하는 대신 다이오드 VD5 ... VDn 및 스위치 S, VT1 / VT2와 동일한 전도도 (다이오드 VD1 및 VD2의 접합점에 대한 수집기) 대신 설치하여 부드러운 전압을 적용 할 수 있습니다 , 이미 터 저항 R) 및 전위차계, 엔진 출력은 추가 트랜지스터의베이스에 연결되어야하며이 트랜지스터의 컬렉터 및 이미 터에 대한 극단적 인 결론. 떨어지는 특성을 가진 다른 내포물도 가능합니다(디니스터의 아날로그). 실험자에게는 넓은 활동 영역이 있습니다.

문학

특허 DDR-WP HO2 313189.7
Dipl.-Ing. M. 프랑케
FUNKAMATEUR 1988, 11번, 554페이지.

번역: Viktor Besedin(UA9LAQ) ua9laq@mail.ru, 튜멘; 간행물: cxem.net

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