범용 강력한 전원 공급 장치, 220/3-20볼트 500와트. 계획, 설명

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범용 강력한 전원 공급 장치, 220/3-20볼트 500와트. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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전원 공급 장치(PSU)는 사용 가능한 요소로 조립됩니다. 설정이 거의 필요하지 않고 광범위한 교류 전압 공급에서 작동하며 과전류 보호 기능이 장착되어 있습니다. 이 전원 공급 장치는 단순성과 신뢰성뿐 아니라 외부 제어 신호를 사용하여 스태빌라이저를 원격으로 켜고 끌 수 있는 기능 측면에서 이전에 알려진 설계와 다릅니다. 이 간단한 회로를 사용하면 병렬로 연결된 제어 트랜지스터의 수에 따라 우수한 안정화 계수와 큰 출력 전류를 얻을 수 있습니다.

기술적 능력

3~20V 범위에서 조정 가능한 출력 전압. 과전압 보호 기능이 있는 고정 전압 13,8V.

허용되는 부하 전류에서 네트워크 공급 전압이 공칭 값의 10%만큼 변경될 때 조정 범위에서 출력 전압의 불안정성은 0,03%를 초과하지 않습니다.

부하 전류가 최대 허용값에서 0,1으로 변경될 때 출력 전압의 불안정성은 XNUMX%를 초과하지 않습니다.

출력 전압 리플의 진폭은 허용되는 부하 전류에서 조절 범위 내 유효 값 1mV를 초과하지 않습니다.

주변 온도가 5~40°C로 변할 때 허용 부하 전류에서 전체 조정 범위에 대한 출력 전압의 온도 계수는 0,02%/도를 초과하지 않습니다.

과부하 및 단락으로부터 전원 공급 장치를 보호합니다. 양극 또는 음극 출력 회로의 접지는 물론 두 개의 동일한 전원 공급 장치의 병렬 및 직렬 작동이 허용됩니다. 전압을 제거하지 않고도 부하를 연결하고 분리할 수 있습니다.

그림 1. 전원 공급 장치의 개략도(확대하려면 클릭)

전원 공급 장치의 전기 회로도는 그림 1에 나와 있습니다. 전원 공급 장치는 직렬 보상 전압 안정기의 고전적인 회로에 따라 조립됩니다. 이 장치는 전압 안정기 자체와 보호 장치의 두 가지 기능 부분으로 구성됩니다. 안정화된 전원 공급 장치는 강압 변압기 T1, 다이오드 VD1-VD4가 있는 강력한 정류기, 필터 커패시터 C1-C3 및 DA1 칩의 정전압 안정기로 구성됩니다. 출력 전압의 원활한 조정은 전위차계 R5에 의해 수행됩니다.

K142EN3 마이크로 회로를 사용하면 전원 공급 장치 설계를 크게 단순화하고 품질 특성을 개선하며 신뢰성을 높이고 크기를 줄일 수 있습니다. 이 마이크로 회로는 부하 회로의 과전류 및 단락에 대한 보호 시스템을 갖춘 조정 가능한 전압 안정기이며 최대 3A의 전류에서 30~1V의 출력 전압을 제공하며 외부 제어 신호를 통해 원격으로 안정 장치를 켜고 끕니다. 열 보호 시스템이 작동하면 마이크로 회로가 냉각된 후에만 안정 장치를 다시 켤 수 있습니다. 미세 회로의 전기 회로는 전류 안정화 142단자 회로가 포함된 1단 차동 증폭기의 도입으로 인해 안정기 K142EN2, K1ENXNUMX 회로에 비해 훨씬 더 복잡합니다. 이는 전압 안정성을 크게 증가시켰습니다. 강력한 패스 트랜지스터는 최대 XNUMXA의 부하 전류를 제공했습니다.

미세 회로 핀의 목적: 2 - 보호 시스템의 입력; 4 - 피드백 신호 입력; 6 - 차단 회로; 8 - 플랜지에 전기적으로 연결된 공통 단자. 11, 17 - 수정; 13 - 종료; 15 - 입구.

집적 회로의 출력 전력을 높이기 위해 npn 구조의 트랜지스터가 사용되며 그 콜렉터는 전원 출력에 연결되고 이미 터는 정류기 출력에 연결됩니다. 트랜지스터의 베이스는 안정기의 출력 단자에 연결됩니다. 과전류 보호 시스템이 활성화되면 출력 전압이 거의 XNUMX으로 감소합니다.

작동 원리

전류 제어 회로는 다음과 같이 작동합니다. 저항 R3을 통해 전류가 흐르면 저항 R1의 전압 강하가 미세 회로 보호 시스템의 입력에 영향을 미치고 제어 트랜지스터 VT1을 닫습니다. 과부하 원인을 제거한 후 전원 공급 장치를 다시 작동 상태로 되돌리려면 SAXNUMX 토글 스위치를 사용하여 네트워크에서 전원 공급 장치를 잠시 꺼야 하며 출력 전압과 전류는 계측기에 의해 제어됩니다.

정류기 회로에 포함된 사이리스터는 어떤 이유로 출력 전압이 허용치보다 높아지면 퓨즈를 확실하게 태웁니다. 과전압 보호의 트리핑 전압은 제너 다이오드에 따라 다릅니다. 보호 기능이 작동되면 LED가 켜지면서 퓨즈가 끊어졌음을 나타냅니다. 원하는 경우 이 노드를 제외할 수 있습니다.

디자인

전체 장치는 250x170x180mm 크기의 금속 케이스에 들어 있습니다. 냉각 성능을 향상시키기 위해 상단 및 하단 커버(라디에이터 후면 벽)에 직경 4mm의 구멍이 뚫려 있습니다. 하단 뚜껑에는 작은 다리가 부착되어 튜브 캡으로 사용할 수 있습니다.

전면 전면 패널에는 네트워크 SA1을 켜기 위한 토글 스위치가 있습니다. 퓨즈 FU1, FU2용 소켓(퓨즈 링크는 쉽게 교체할 수 있도록 전원 공급 장치의 전면 패널에 있습니다) 전압계 RA1 및 전류계 RA2(다이어그램에는 표시되지 않음) 전위차계 R5; LED HL1; 표시등 EL1; 출력 단자 3...20 V 및 24 V 커넥터 후자는 불안정한 전압으로 무선 전자 장치에 전원을 공급하는 데 사용됩니다. 후면 패널에는 끝에 X1 플러그가 있는 필요한 길이의 전원 코드가 출력되는 고무 부싱이 있습니다.

전원 공급 장치는 단면 포일 유리 섬유로 만들어진 인쇄 회로 기판에 장착됩니다. MLT, S2-33, S1-4 등의 저항을 사용할 수 있습니다. 산화물 커패시터 C1, C2 유형 K50-46 또는 수입품. 필요한 경우 개수나 용량을 늘릴 수 있습니다. 예를 들어 K3B 또는 이와 유사한 탄탈륨 커패시터 C7, C521을 사용하는 것이 좋습니다. 차단 및 보정 커패시터 C4-C6 유형. KM은 마이크로 회로의 핀에 직접 납땜되었습니다.

조절 트랜지스터와 통합 안정 장치는 케이스 후면 벽에 위치한 라디에이터에 설치됩니다. 열전도 페이스트로 미리 윤활 처리된 0,05mm 두께의 운모 개스킷을 사용하여 라디에이터로부터 안정적으로 절연되어야 합니다. KPT-8 또는 라디에이터 자체를 절연 스탠드에 올려 놓습니다.

다이오드 VD1-VD4는 방열판에 설치되고 하우징에서 절연됩니다. 이 전원 공급 장치는 KD2999 유형의 다이오드 2999개를 병렬로 사용합니다. KD213 다이오드는 KD20A(더 많은 것이 병렬로 연결된 경우) 또는 다른 다이오드로 교체할 수 있으므로 허용되는 순방향 전류는 최소 5A입니다. KU202 유형의 VD4 사이리스터 대신 사이리스터 T10-10을 사용할 수 있습니다. , T16-XNUMX.

전위차계 R5 유형 SP-1 또는 전원 공급 장치의 전면 패널에 설치하기에 편리한 기타 장치. C5-16 유형의 전류 균등화 저항은 트랜지스터 옆에 장착되며 하우징에서 분리된 장착 랙에 장착됩니다.

총 편차 전류가 1 ~ 2mA이고 편리한 눈금을 갖춘 모든 측정 장비 PA0,05 및 PA1. 스케일은 1V와 1A로 눈금이 매겨져 있습니다. 측정 한계가 4248μA인 M100 유형의 마이크로전류계를 사용할 수 있습니다. 이 경우 추가 저항과 션트 저항의 저항을 선택해야 합니다.

변압기 T1의 전력은 부하가 소비하는 전력보다 커야 합니다. 대략적인 전력 450...500W. 1차 권선에는 2차 권선의 최적 전압을 선택하기 위한 여러 탭이 있습니다. 17차 권선의 회전 수를 늘리면 전원 공급 장치의 주요 매개변수를 유지하면서 트랜지스터 VTXNUMX의 전력 손실을 줄일 수 있습니다. 변압기의 XNUMX차 권선은 XNUMXxXNUMXV의 전압을 생성합니다. 공급을 위해서는 토로이달 자기 코어가 있는 변압기를 사용할 수 있습니다.

스위치 SA1 유형 TV1; 스위칭 모드를 나타내는 램프가 내장되어 시장에 출시된 수입 네트워크 스위치를 사용하는 것이 더 좋습니다. 저항 R3 유형 C5-16 또는 직경 1mm 및 선택된 길이의 니크롬 와이어 조각. 전류 보호 조정을 위한 이 제한 저항의 저항은 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.

범용 강력한 전원 공급 장치, 220/3-20볼트 500와트

전원 공급 장치를 네트워크에 연결하기 전에 올바른 설치를 확인하십시오. 전원 공급 장치를 네트워크에 연결하고 커패시터 C1-C3의 전압을 측정합니다. 약 24V여야 합니다. 스케일 PA1 및 PA2는 추가 및 션트 저항기를 선택하면서 표준 장비를 사용하여 교정됩니다.

필요한 경우 필요한 수의 제어 트랜지스터를 병렬 연결하여 소스의 출력 전류를 높일 수 있습니다. 이 경우 저항이 0,1Ω인 전류 균등화 저항이 트랜지스터 이미터 회로에 포함되어야 하며 더 높은 전력 변압기를 사용하고 정류기 암의 다이오드 수를 늘려야 합니다.

819개의 KT22 트랜지스터를 병렬로 연결하면 전원 공급 장치는 13,8V의 전압에서 오랫동안 0,2A의 전류를 "유지"합니다. 올바르게 설치하면 출력 전압의 "감소"가 XNUMXV를 초과하지 않습니다.

범용 강력한 전원 공급 장치, 220/3-20볼트 500와트
그림 2. 트랜지스터의 매개변수 및 핀아웃

VT1 KT819 트랜지스터를 KT802, KT803A, KT805A, KT808A, KT809A, KT812, KT827, KT908 시리즈 또는 최소 5A의 허용 콜렉터 전류 및 허용 콜렉터-이미터 전압을 갖는 다른 강력한 트랜지스터로 교체하는 것이 허용됩니다. 공급 전압보다 크다. 트랜지스터의 매개 변수와 핀아웃은 그림 2에 나와 있습니다. 허용 순방향 전류가 1A를 초과하고 해당 전압을 갖는 모든 정류기 다이오드 VD4-VD5. 모든 유형의 LED를 사용할 수 있습니다. 전류 회로는 단면적이 4...6 mm2인 다중 코어 설치 와이어로 구성됩니다.

이 전원 공급 장치에 배터리 충전에 필요한 지정된 시간이 지나면 장치가 꺼지는 타이머를 장착하면 충전기로도 사용할 수 있습니다.

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