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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 UMZCH를 위한 1,5kW 전력의 간단한 자체 생성 SMPS. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
제안된 SMPS의 개발은 E. Gaino 및 E. Moskatov의 기사 "강력한 스위칭 전원 공급 장치" in "Radio", 2004, No. 9, p. 31, 32. 임시 목표는 널리 사용되는 부품을 사용하여 제품의 작동 원리와 저렴한 비용을 유지하면서 출력을 XNUMX배로 높이는 것이었습니다. 이것이 포화 변압기로 스위칭 트랜지스터를 제어하는 것이 선호되는 이유입니다. 이 장치는 수많은 "스트래핑" 구성 요소가 있는 드라이버 칩을 사용하는 대신 포지티브 피드백 회로에 저항을 사용합니다. 또한 바이폴라 스위칭 트랜지스터의 기본 전류는 IR2110, IR2113 등과 같은 최신 드라이버 마이크로 회로의 최대 허용 출력 전류보다 몇 배 더 높습니다. 이를 위해서는 미세 회로를 트랜지스터와 일치시키기 위해 증폭 정합 스테이지 및 전원 공급 장치용 보조 소스를 도입해야 하므로 제안된 SMPS의 장점을 적은 수의 구성 요소로 무효화합니다. 저렴하고 일반적인 바이폴라 트랜지스터 대신 강력한 MOSFET 또는 IGBT를 사용할 수 있지만 다른 이점은 사라질 것입니다. 즉, 부품 비용이 저렴합니다. 무부하 시 프로토타입 변환 주파수는 9kHz에 불과하므로 펄스 트랜스포머가 무겁고 불쾌한 휘파람 소리를 냅니다. 제안된 SMPS는 최소 변환 주파수가 30kHz이므로 이러한 단점이 없다. 제안하는 IIP의 구성은 그림과 같다. SMPS의 기본은 비포화 강력한 변압기 T1과 포화 저전력 변압기 T2가 있는 자체 발진 브리지 전압 변환기이며 이러한 변환기의 사용은 잘 알려져 있고 널리 퍼진 솔루션이며 "전자 변압기", 에너지 절약형 램프 안정기 및 기타 장치에 사용되지만 이러한 장치는 제안된 장치에 비해 전력이 낮습니다.
주요 기술 특성 :
UMZCH에는 자체 전류 보호 기능이 있기 때문에 SMPS에는 이 기능이 필요하지 않습니다. 변환 빈도는 일정하지 않습니다. 높을수록 부하 전력이 커집니다. 서미스터 RK1 및 RK2는 네트워크에 연결될 때 산화물 커패시터 C21의 시작 충전 전류를 제한합니다. 사고 발생시 장치의 전원을 차단하기 위해 자동 스위치 SF1이 설계되었습니다. 가스 어레스터 F1은 전력 과부하로부터 장치를 보호합니다. 커패시터에. C10, C17 및 2 권선 초크 LXNUMX에는 U 자형 필터가 조립되어 SMPS에서 고주파 간섭이 네트워크로 침투하는 것을 방지합니다. 다이오드 브리지 VD8은 네트워크의 교류 전압을 정류하고 커패시터 C21은이를 평활화하고 커패시터 C22는 고주파에서 정류기의 출력을 션트합니다. 이완 발진기는 저항 R1, R2, R7, 커패시터 C3 및 디니 스터 VD7에 조립되어 전원을 켠 후 발전기를 시작하는 데 필요한 펄스를 생성하고 고장 후 생성 조건을 복원합니다. 저항 R8-R15는 스위칭 트랜지스터 VT1-VT8의 기본 전류를 제한하고 커패시터 C6-C9, C11-C14는 스위칭을 가속화합니다. 다이오드 VD5, VD6, VD9, VD10은 과도 전압 서지를 완화합니다. 트랜지스터의 이미 터 회로의 저항 R3-R6, R18-R21은 트랜지스터를 통해 흐르는 전류를 균등화합니다. 커패시터 C20은 직류로 비 포화 변압기 T1의 자기 회로의 자화를 제거합니다. 저항 R16, R17을 통해 컨버터의 출력(변압기 T1의 권선 III에서)에서 입력(변압기 T2의 권선 V)까지 포지티브 피드백 회로가 형성됩니다. 이 저항의 저항, 권선의 권선 수, 포화 변압기 T2의 자기 회로 재료의 치수 및 자기 특성은 다음 공식으로 계산할 수 있는 변환 주파수를 결정합니다.
여기서 F는 변환 주파수, kHz입니다. U는 변압기 T2, V의 권선 V에서 전압 펄스의 진폭입니다. Vnas - 스위칭 변압기 T2, T의 포화 유도; q는 펄스의 듀티 사이클입니다. Sc - 변압기 T2의 자기 회로 단면적, cm2; W는 변압기 T2의 권선 V의 권선 수입니다. K - 거의 2에 도달하는 페라이트에 대한 변압기 TXNUMX의 자기 회로의 필 팩터. 다이오드 브리지 VD1-VD4는 변압기 T1의 권선 I의 임펄스 전압을 정류합니다. 커패시터 C1, C2, C4, C5, C15, C16, C18, C19 및 1권선 인덕터 LXNUMX은 고주파 및 저주파 출력 전압 리플을 평활화합니다. 퓨즈 FU1 및 FU2는 허용 한계를 초과하는 부하 전류의 느린 증가에 대한 보호 기능을 제공합니다. LED HL1 - 장치의 작동 상태 표시기, 저항 R22 - 전류 제한. SMPS의 설계는 임의적이며 구성 요소의 상대적 위치는 중요하지 않지만 각 다이오드 VD5, VD6, VD9, VD10은 VT1VT3, VT2VT4, VT5VT7, VT6VT8 트랜지스터 쌍에 가능한 한 가깝게 배치하는 것이 바람직합니다. 소스는 매달린 설치로 조립됩니다. 자동 스위치 А-0701НМ(SF1), Sang. Mao Enterprise Co., Ltd.의 차단 전류 15A 및 정격 전압 250V는 A-0702A, A-0702X, A-0710W, CBLS2A15, M115-B120으로 대체할 수 있습니다. SCK-2R515 서미스터(RK1 및 RK2)는 MS32 5R020, MS32 7R015 또는 최소 15A의 최대 전류 용량과 5°C에서 공칭 저항이 10~25옴인 유사한 NTC 서미스터로 교체할 수 있습니다. 키 전원 스위치 TR26-21C-11D1(SA1)은 SWR74 또는 조명이 있는 스위치 MK-521A/N으로 교체할 수 있습니다. 가스 어레스터 2027-35-C(F1)는 B88069-X2380-S102, B88069-X370-S102, B88069-X410, FS04X-1JOS 또는 FS04X-1JMG로 교체할 수 있습니다. 30ETH06(VD1 - VD4) 대신 다이오드 80E8U04, DSEI30-06A, HFA25TB60, RHRG3060이 적합합니다. 각 다이오드는 냉각 표면적이 90cm2인 별도의 방열판에 장착됩니다. 다이오드 HER1608G(VD5, VD6, VD9, VD10)는 15ETH06, 15ETX06S, HFA25TB60, DSEI12-06A, FES16JT 및 다이오드 브리지와 호환됩니다. KVRS2510(사용 가능한 면적이 50cm2 이상인 방열판이 장착되어 있어야 함) - GBU25M 중 하나. BR2510, BR2510W, KVRS3510 또는 MB4010. Dinistor VD7 - KN102A - KN102V 및 2N102A - 2N102V 중 하나; 마지막 3개는 고온에서 SMPS 작동에 선호됩니다. 스위칭 전압이 각각 8V와 4V인 수입 디니스터 DB-32 또는 D40-1도 적합하며 스위칭 바이폴라 트랜지스터 VT8-VT140은 냉각 표면적이 2cm812인 방열판에 각각 설치됩니다. KT2A 대신 동일한 유형의 812T812A, KT840B 또는 KTXNUMXA의 XNUMX개 트랜지스터를 사용할 수 있습니다. 커패시터 C1-C3, C15, C16, C22는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 MER 또는 MEF이고, C20은 정격 전압이 1V인 각각 630마이크로패럿의 6개의 병렬 연결된 MER 커패시터로 구성됩니다. 커패시터 C9-C11, C14-C5는 세라믹입니다. KM90B-N10, K17-50A-N10 K17-50B-N17. 커패시터. SU 및 S32923 - V2474-A881131M, AC 주전원에 연결하도록 설계되었습니다. 커패시터 1105-C 81131-M, V1474-S81141-M, V1684-S81141-M으로 교체하는 것이 허용됩니다. B1334-C4-M 또는 동급. 산화물 커패시터 C5, C18, C19, C21, C50 - 알루미늄 K6-50 K35-XNUMX 또는 유사품. 전원 공급 장치에 사용되는 모든 고정 저항은 와이어가 아닙니다(예: MLT, OMLT, S2-23, S2-33). 저항 R1, R2 및 R22의 정격 전력 손실은 2W여야 합니다. 저항기 R3-R6, R18-R21은 수입 세라믹 CRL 시리즈이며 필요한 저항 및 소산 전력을 얻기 위해 병렬로 연결된 여러 저항기로 구성될 수도 있습니다. 펄스 변압기 T1은 페라이트로 만든 Ш20х28 크기의 자기 회로에서 만들어집니다. M2000NM-9, 사양 OZHO.707.140TU에 해당. M2000NM1-17 페라이트를 사용하는 것도 허용됩니다. 이 변압기의 권선 I에는 함께 접힌 2개의 PETV-8 2 와이어 묶음의 0,5회 권선의 28개 섹션이 포함되어 있습니다. 와인딩 II에는 함께 접힌 두 개의 PETV-2 0,5 와이어 2회가 포함되어 있고 와인딩 III에는 PEV-0,5 XNUMX 와이어 XNUMX회가 포함되어 있습니다. 모든 권선은 불소수지, 마일라 또는 광택 처리된 천 테이프로 서로 단단히 절연해야 합니다. 변압기 T2는 에너지 절약 램프의 자체 진동 전자 안정기에서 크기 K6xXNUMXxXNUMX의 환형 페라이트 자기 회로에 감겨 있습니다. 각 I-IV 권선에는 PEV-2 0,25 와이어가 2회 감겨 있고 V 권선에는 PEV-0,5 XNUMX 와이어가 XNUMX회 감겨 있습니다. 초크 L1 - 수제. 표준 크기의 동일한 두 부분으로 구성된 환형 자기 회로로 만들어집니다. alsifer 브랜드의 KP35x26x7. PM-60. 권선 I과 II는 창이 채워질 때까지 두 개의 PEV-2 2 와이어로 감겨 있습니다. PEV-2 대신 PETV 와이어를 사용할 수 있습니다. 인덕터 L2 - 여권에 따르면 기성품 B82726-S2163-N30은 16V의 최대 전압에서 250A의 권선 전류를 허용합니다. 각 권선의 인덕턴스는 2,2mH입니다. 퓨즈 FU1 및 FU2 - H630PT-15A H630-15A 또는 이와 유사한 것. LED HL1 - 가급적이면 녹색 광선. 서비스 가능한 부품으로 조립된 SMPS는 전원을 켠 직후부터 작동을 시작해야 합니다. 자동 기어가 없으면 변압기 T2 권선의 위상을 확인하고 가능하면 권선 V 또는 변압기 T1의 권선 III 단자 연결을 교체해야합니다. 무부하 변환 주파수가 30kHz와 크게 다른 경우 부적합한 재료 또는 숨겨진 균열과 같은 변압기 T2의 자기 회로 결함을 나타냅니다. 이 경우 자기 회로를 교체해야 합니다. 저자: D. Butov, p. 쿠르바, 야로슬라블 지역
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