스위칭 안정기의 계획. 계획, 설명

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펄스 안정기 회로. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전

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스위칭 안정기 회로는 기존 회로(그림 1.9)보다 훨씬 복잡하지는 않지만 구성하기가 더 어렵습니다. 따라서 고전압 작업 규칙을 모르는 경험이 부족한 무선 아마추어에게는 (특히 혼자 작업하지 말고 스위치가 켜진 장치를 양손으로 조정하지 마십시오. 한 손으로 만 조정하십시오!) 이 계획을 반복하지 않는 것이 좋습니다.

그림에서. 그림 1.9는 휴대폰 충전용 펄스 전압 안정기의 전기 회로를 보여줍니다.

스위칭 레귤레이터 회로
쌀. 1.9. 휴대폰 충전용 펄스전압 안정기의 전기회로

이 회로는 트랜지스터 VT1과 변압기 T1에 구현된 차단 발진기입니다. 다이오드 브리지 VD1은 교류 주전원 전압을 정류하고, 저항 R1은 켜질 때 전류 펄스를 제한하며 퓨즈 역할도 합니다. 커패시터 C1은 선택 사항이지만 덕분에 차단 생성기가 더 안정적으로 작동하고 트랜지스터 VT1의 발열이 약간 적습니다(C1이 없을 때보다).

전원이 켜지면 트랜지스터 VT1은 저항 R2를 통해 약간 열리고 변압기 T1의 권선 I을 통해 작은 전류가 흐르기 시작합니다. 유도 결합 덕분에 전류는 나머지 권선을 통해서도 흐르기 시작합니다. 다이어그램에 따르면 권선 II의 상단 단자에는 작은 양의 전압이 있으며 방전된 커패시터 C2를 통해 트랜지스터가 더욱 강하게 열리고 변압기 권선의 전류가 증가하여 결과적으로 트랜지스터가 완전히 열립니다. 포화상태가 됩니다. 일정 시간이 지나면 권선의 전류가 증가를 멈추고 감소하기 시작합니다(트랜지스터 VT1은 항상 완전히 열려 있습니다).

권선 II의 전압은 감소하고 커패시터 C2를 통해 트랜지스터 VT1의 베이스 전압이 감소합니다. 닫히기 시작하면 권선의 전압 진폭이 더욱 감소하고 극성이 음수로 변경됩니다. 그런 다음 트랜지스터가 완전히 꺼집니다. 콜렉터의 전압은 증가하고 공급 전압(유도성 서지)보다 몇 배 더 높아지지만 체인 R5, C5, VD4 덕분에 안전 수준은 400...450V로 제한됩니다.

요소 R5, C5 덕분에 생성이 완전히 중화되지 않으며 잠시 후 권선의 전압 극성이 다시 변경됩니다(일반적인 발진 회로의 작동 원리에 따라). 트랜지스터가 다시 열리기 시작합니다. 이는 순환 모드에서 무한정 계속됩니다.

회로의 고전압 부분의 나머지 요소는 전압 조정기와 과전류로부터 트랜지스터 VT1을 보호하는 장치를 조립합니다. 고려 중인 회로의 저항 R4는 전류 센서 역할을 합니다. 전압 강하가 1...1,5V를 초과하자마자 트랜지스터 VT2는 트랜지스터 VT1의 베이스를 공통 와이어에 대해 열고 닫습니다(강제로 닫습니다). 커패시터 C3은 VT2의 반응 속도를 높입니다. 전압 안정기의 정상적인 작동에는 다이오드 VD3이 필요합니다.

전압 안정기는 조정 가능한 제너 다이오드 DA1이라는 하나의 칩에 조립됩니다.

주전원 전압에서 출력 전압을 전기적으로 분리하기 위해 광커플러 VO1이 사용됩니다. 광커플러의 트랜지스터 부분에 대한 작동 전압은 변압기 T1의 권선 II에서 가져와 커패시터 C4에 의해 평활화됩니다. 장치 출력의 전압이 공칭 전압보다 커지면 전류가 제너 다이오드 DA1을 통해 흐르기 시작하고 광 커플러 LED가 켜지고 포토 트랜지스터 VO1.2의 콜렉터-이미터 저항이 감소하고 트랜지스터 VT2는 약간 열리고 VT1 베이스의 전압 진폭이 감소합니다.

더 약하게 열리고 변압기 권선의 전압이 감소합니다. 반대로 출력 전압이 공칭 전압보다 낮아지면 포토 트랜지스터가 완전히 닫히고 트랜지스터 VT1이 최대 강도로 "스윙"됩니다.

전류 과부하로부터 제너 다이오드와 LED를 보호하려면 100~330Ω 저항을 직렬로 연결하는 것이 좋습니다.

설립

첫 번째 단계: 처음으로 25W, 220V 램프를 통해 커패시터 C1 없이 장치를 네트워크에 연결하는 것이 좋습니다. 저항 R6 슬라이더는 다이어그램에 따라 아래쪽 위치로 설정됩니다.

장치가 켜지고 즉시 꺼진 후 커패시터 C4 및 C6의 전압이 가능한 한 빨리 측정됩니다.극성에 따라 작은 전압이 있으면 발전기가 시작되고 그렇지 않은 경우 발전기가 시작됩니다. , 발전기가 작동하지 않습니다. 보드 및 설치에서 오류를 찾아야 합니다. 또한 트랜지스터 VT1과 저항 R1, R4를 확인하는 것이 좋습니다.

모든 것이 정확하고 오류가 없지만 발전기가 시작되지 않으면 권선 II(또는 I, 단 동시에 둘 다는 아님!)의 단자를 교체하고 기능을 다시 확인하십시오.

두 번째 단계: 장치를 켜고 트랜지스터 VT1의 가열을 손가락(방열판의 금속 패드 아님)으로 제어합니다. 가열되지 않아야 하며 25W 전구가 켜지지 않아야 합니다(전구에 걸친 전압 강하가 발생해야 함). 몇 볼트를 초과하지 마십시오).

예를 들어 13,5V 전압 정격의 작은 저전압 램프를 장치 출력에 연결하십시오. 표시등이 켜지지 않으면 권선 III의 단자를 교체하십시오. 그리고 마지막에 모든 것이 제대로 작동하면 구성 저항 R6의 슬라이더를 회전시켜 전압 조정기의 기능을 확인하십시오. 그런 다음 커패시터 C1을 납땜하고 전류 제한 램프 없이 장치를 켤 수 있습니다.

최소 출력 전압은 약 3V입니다(DA1 핀의 최소 전압 강하는 1,25V를 초과하고 LED 핀에서는 1,5V).

더 낮은 전압이 필요한 경우 제너 다이오드 DA1을 저항이 100~680Ω인 저항으로 교체하십시오. 다음 설정 단계에서는 장치 출력 전압을 3,9~4,0V(리튬 배터리의 경우)로 설정해야 합니다.

이 장치는 기하급수적으로 감소하는 전류(충전 시작 시 약 0,5A에서 종료 시 1까지)로 배터리를 충전합니다(약 80A/h 용량의 리튬 배터리의 경우 이는 허용됨). 충전하면 배터리 용량이 최대 XNUMX% 증가합니다.

세부 사항에 대해

특별한 디자인 요소는 변압기입니다. 이 회로의 변압기는 분할 페라이트 코어에만 사용할 수 있습니다.

변환기의 작동 주파수는 상당히 높으므로 변압기 철에는 페라이트만 필요합니다. 변환기 자체는 단동식이며 일정한 자화가 있으므로 코어는 유전체 갭을 사용하여 분할되어야 합니다(한쪽 또는 두 개의 얇은 변압기 종이 층이 절반 사이에 놓임).

불필요하거나 결함이 있는 유사한 장치에서 변압기를 가져오는 것이 가장 좋습니다.

극단적인 경우에는 직접 감을 수 있습니다. 코어 단면적 3,5mm2, 직경 450mm의 와이어로 권선 I - 0회전, 동일한 와이어로 권선 II - 1회전, 와이어로 권선 III - 20회전 직경 15...0,6 .0,8 mm (출력 전압 4,5 V용). 감을 때 감기 방향을 엄격하게 준수해야 합니다. 그렇지 않으면 장치가 제대로 작동하지 않거나 전혀 작동하지 않습니다(설정할 때 노력해야 합니다. 위 참조).

각 권선의 시작 부분(다이어그램에서)이 맨 위에 있습니다.

트랜지스터 VT1 - 1W 이상의 전력, 최소 0,1A의 콜렉터 전류, 최소 400V의 전압. 전류 이득은 30보다 커야 합니다.

모든 회사의 트랜지스터 MJE13003, KSE13003 및 기타 모든 유형 13003이 이상적입니다. 최후의 수단으로 국내 트랜지스터 KT940, KT969가 사용됩니다. 불행하게도 이러한 트랜지스터는 최대 300V의 전압을 위해 설계되었으며 220V 이상의 주전원 전압이 조금만 증가하면 파손됩니다. 또한 과열을 두려워합니다. 즉, 방열판에 설치해야 합니다.

트랜지스터 KSE130O3 및 MJE13003의 경우 방열판이 필요하지 않습니다 (대부분의 경우 핀아웃은 국내 KT817 트랜지스터와 동일합니다). 트랜지스터 VT2는 저전력 실리콘이 될 수 있으며 전압은 3V를 초과해서는 안됩니다. 다이오드 VD2, VD3에도 동일하게 적용됩니다.

커패시터 C5 및 다이오드 VD4는 400.600V의 전압에 맞게 설계되어야 하며, 다이오드 VD5는 최대 부하 전류에 맞게 설계되어야 합니다.

다이오드 브리지 VD1은 1A의 전류용으로 설계되어야 하지만 회로에서 소비되는 전류는 수백 밀리암페어를 초과하지 않습니다. 왜냐하면 전원을 켰을 때 상당히 강력한 전류 서지가 발생하고 저항의 저항이 증가하기 때문입니다. 이 던지는 진폭을 제한하려면 그렇게 할 수 없습니다. 매우 뜨거워질 것입니다.

VD1 브리지 대신 문자 인덱스가 있는 KD4 또는 1N4004...4007 유형의 다이오드 221개를 설치할 수 있습니다.

안정기 DA1과 저항 R6은 제너 다이오드로 교체할 수 있으며 회로 출력의 전압은 제너 다이오드의 안정화 전압보다 1,5V 더 큽니다.

"공통" 와이어는 그래픽 목적으로만 다이어그램에 표시되며 접지되거나 장치 섀시에 연결되어서는 안 됩니다. 장치의 고전압 부분은 잘 절연되어야 합니다.

저자: Kashkarov A.P.

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