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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 단일 접합 트랜지스터의 스위칭 전원 공급 장치. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
전력 변압기의 저주파 전원 공급 장치는 크기와 무게가 크고 효율성이 낮기 때문에 모든 곳에서 펄스 전원 공급 장치로 대체되고 있습니다. 페라이트 코어에 강력한 고주파 트랜지스터와 펄스 변압기를 개발하면 전파 길이에 상응하는 주파수에서 부하에 에너지를 전달하고 이러한 소스의 무게와 크기 매개변수를 최소값으로 가져오는 것이 가능해졌습니다. 제안된 소스는 강력한 장비에 전력을 공급하고 자동차 배터리를 충전하도록 설계되었습니다. 소스는 단접합 트랜지스터를 기반으로 한 마스터 발진기와 강력한 바이폴라 트랜지스터를 기반으로 한 차단 발진기를 포함하는 단일 사이클 변환기를 기반으로 구축되었습니다. 소스의 작동 원리는 3배 전압 변환을 기반으로 합니다. 전기 네트워크의 교류 전압은 정류(고전압 직류 전압으로 변환)되어 키 컨버터에 공급됩니다. 변압기가 있는 고주파 스위치는 직류 전압을 펄스형 저전압 전압으로 변환합니다. 후자는 곧게 펴져 부하에 공급됩니다. 플라이백 컨버터(인버터)에서는 트랜지스터 스위치가 닫힌 상태 동안 변압기에 에너지가 축적되었다가 스위치가 열리면 부하로 전달됩니다. 이러한 인버터에서는 변압기의 단극 자화로 인해 페라이트 코어의 잔류 자화가 발생하고 이를 줄이기 위해 자기 코어에 비자성 갭이 필요합니다. 스위칭 펄스 동안 변압기에 저장된 에너지는 정지 중에 항상 소산될 시간이 없으므로 변압기가 포화되고 코어에 의한 자기 특성이 손실될 수 있습니다. 이 효과를 제거하기 위해 변압기의 1차 회로는 저항 부하가 있는 고속 다이오드로 분류됩니다. 소스 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다.
스위칭 전원 공급 장치의 스위칭 소음은 강력한 제어 요소의 스위칭 작동 모드로 인해 발생합니다. 임펄스 노이즈로부터 네트워크와 컨버터를 보호하기 위해 비대칭 노이즈를 억제하기 위해 커패시터 C2, C7, C8이 포함된 10권선 인덕터 TXNUMX에 라인 필터를 설치합니다. 필터 커패시터 C4의 충전 전류는 온도가 증가함에 따라 저항이 감소하는 포지스터 Rt1에 의해 제한됩니다. 스위칭 트랜지스터 VT2와 트랜스포머 T1이 스위칭될 때 발생하는 컨버터 임펄스 노이즈는 병렬 회로 VD2-C5-R11 및 C6-R13에 의해 제거되고, 부하 회로의 노이즈는 인덕터 L1에 의해 억제됩니다. 출력 전류 펄스 사이의 일시 정지 기간이 약간 증가하지만 변환이 악화되지는 않습니다. 인버터 시동 펄스 발생기는 단일 접합 트랜지스터 VT1에서 만들어집니다. 공급 전압 VT1은 다이오드 VD1에 의해 안정화됩니다. 커패시터 C1의 충전 전압은 주기적으로 VT1을 열고 R4, R1 및 C2의 정격에 의해 결정된 주파수로 저항 R1에 일련의 펄스를 생성합니다. 커패시터 C2는 트랜지스터 VT1의 과도 스위칭 프로세스를 가속화합니다. 전원이 공급되면 필터 커패시터 C4에서 변압기 T4의 권선 1을 통해 직류 전압(다이오드 브리지 VD1에 의해 정류됨)이 차단 생성기가 조립되는 트랜지스터 VT2의 컬렉터에 공급됩니다. 권선 1 T1을 통한 콜렉터 전류의 흐름은 코어의 자기장에 에너지가 축적되는 것을 동반합니다. 저항 R4의 펄스 전압은 몇 마이크로초 동안 트랜지스터 VT2를 열고 이때 콜렉터 전류 VT2는 3...4A로 증가합니다. 포지티브 펄스가 끝나면 콜렉터 전류가 중지됩니다. 전류가 중단되면 변압기 코일에 자기 유도 EMF가 나타나 권선 3에 펄스 전압이 생성됩니다. 커패시터 C5가 있는 다이오드 VD9는 인덕터 L1을 통해 부하에 공급되는 이 전압을 정류하고 필터링합니다. 권선 2 T1에서 저항 R5, R9, R14를 통해 펄스 전압이 트랜지스터 VT2의 베이스에 공급되고 회로는 자체 발진 모드로 전환됩니다. 커패시터 C3은 차단 발생기의 안정성을 유지합니다. 출력 전압의 안정화는 고전압 및 저전압 출력 회로의 갈바닉 절연을 제공하는 옵토커플러 VU1에 의해 수행됩니다. 예를 들어 저항 증가로 인해 부하 전압이 증가하면 광커플러 VU1의 LED가 포함됩니다. 이 LED의 포토다이오드는 개방되어 권선 2 T2에서 신호를 분류합니다. VT2 베이스의 펄스 전압이 감소하므로 개방 상태 시간이 감소합니다. 권선 3 T1의 포지티브 펄스 지속 시간도 감소하여 출력 전압(및 배터리 GB1의 충전 전류)이 감소합니다. 부하 전압이 감소하면 설명된 프로세스가 반대로 발생합니다. 트랜지스터 VT2의 전류 과부하가 발생하면 이미 터 회로의 저항 R12 양단의 펄스 전압이 증가합니다. 그런 다음 병렬 전압 조정기 DA1이 열리고 기본 전압 VT2가 분류됩니다. 이는 또한 개방 상태의 지속 시간을 감소시킵니다(자체 진동이 중단될 때까지). 트랜지스터 VT2의 차단 전류 값은 저항 R10에 의해 조정되며 과부하를 제거한 후 차단 생성기는 VT1의 펄스 셰이퍼에서 다시 시작됩니다. 고주파 변압기의 선택은 부하 전력에 따라 다릅니다. 변압기의 전력은 자체 발진기의 주파수와 페라이트 등급에 직접적으로 의존합니다. 주파수가 10배 증가하면 변압기의 전력은 거의 4배 증가합니다. 펄스 변압기를 직접 제작하기 어렵기 때문에 장치에서는 오래된 모니터의 변압기를 사용합니다. TV의 변압기도 적합합니다. 방향을 위해 변압기 T1에 대한 대략적인 데이터를 제공합니다. 코어는 중앙로드에 틈이 있는 B26M1000입니다. 권선 1에는 56mm PEV-2 와이어 0,51턴, 2-4턴 0,18mm 권선, 3mm 와이어 14개 묶음으로 3-0,31턴 권선이 포함되어 있습니다. 이 장치는 115x65mm 크기의 인쇄 회로 기판에 조립됩니다(그림 2).
점퍼는 무선 구성 요소 측면에 있습니다. 키 트랜지스터 VT2의 방열판은 컴퓨터 프로세서에서 사용됩니다. 더 나은 냉각을 위해 컴퓨터 전원 공급 장치의 팬을 사용하여 저항이 33...56 Ohms인 저항을 통해 소스 출력에 연결할 수 있습니다. 사용된 요소의 유형은 표 1에 나와 있으며, 변환기 트랜지스터의 가능한 교체는 표 2에 나와 있습니다.
조립된 회로의 설정은 보드를 철저히 점검하는 것부터 시작됩니다. 모든 전원의 220V 전구는 네트워크 와이어의 파손 부분에 연결되고 부하 대신 자동차 전구(12V, 양초 20개)가 연결됩니다. 부품에 결함이 있거나 설치 오류가 있는 경우 전원 표시등은 밝게 켜지지만 자동차 표시등은 켜지지 않습니다. 회로가 제대로 작동하면 전원 표시등이 켜지지 않거나 낮은 강도로 켜지고 자동차 전구는 밝게 켜집니다. 부하의 전구 밝기(출력 전압)는 저항 R1에 의해 조정될 수 있습니다. 과전류 보호를 위한 임계값은 저항 R10에 의해 설정되고, 전압 안정화(최대 부하에서)는 저항 R5에 의해 조절됩니다. R15(필요한 경우)를 선택하면 옵토커플러 VU1의 LED 전류가 5~6mA 내에서 조정됩니다. 오실로스코프가 있는 경우 먼저 실험실 소스에서 인버터에 1~30V의 공급 전압을 적용하여 트랜지스터 VT50의 발전기 작동을 확인하는 것이 편리합니다. 발전기의 주파수는 저항 R1 또는 커패시터 C1에 의해 변경될 수 있습니다. 피드백이 약하거나(저항 R5가 높음) 권선 2 T1이 잘못 연결된 경우 단기 과부하로 인해 VT2의 차단 생성기가 꺼지고 다시 시작되지 않을 수 있습니다. 저자: V. Konovalov, A. Vanteev, 창의적 실험실 "자동화 및 원격 기계", 이르쿠츠크
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