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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 우리는 스스로를 방어합니다 ... 영양에서. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 네트워크의 비상 작동, 무정전 전원 공급 장치로부터 장비 보호 AC 네트워크에서 장비를 작동할 때 전원 공급 장치가 "나머지 장비의 수명을 파괴"하지 못하는 상황이 많이 발생합니다. 그림에 표시된 전원 공급 장치(PSU) 회로를 살펴보겠습니다. 하나.
220V 전압의 교류 전류는 주전원 스위치 SA1과 퓨즈 FU1의 폐쇄 접점을 통해 변압기 T1의 1차 권선 회로에 흐르며, 이는 변압기 T5 고장 시 전원 공급 장치가 완전히 파손되지 않도록 보호합니다. 전원 필터 C1-L2-L6-CXNUMX은 네트워크에서 장비로의 간섭을 허용하지 않으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 즉, 전원이 공급되는 무선 장비의 작동 중에 발생하는 간섭입니다. 정류기와 용량성 필터는 1차 권선 T9에 연결되며, 이 커패시터는 높은 작동 전류(C100000 -1μF)에서 큰 정전용량을 갖습니다. 전원을 켜는 순간 충전되면 매우 큰 전류 펄스가 발생하여 퓨즈 FU2을 태울 수 있을 뿐만 아니라 정류기 다이오드(VD3, VD1)를 뚫고 이를 통해 교류 전류가 흐르게 됩니다. 커패시터를 필터링하여 후자를 가열하고 폭발을 일으킵니다. 이를 방지하려면 저항 R7을 1.1차 권선 T5과 직렬로 연결하여 전원 공급 장치의 시작 전류를 제한해야 하며, 몇 초 후에 신뢰성을 위해 설계된 릴레이 접점 K10을 사용하여 단락됩니다. 전류 XNUMX...XNUMXA. 전원 공급 장치를 켜기 위한 지연 시간은 저항 R11과 정전 용량 C11에 의해 결정됩니다. 스위치를 켠 직후 C11은 릴레이 K1의 권선을 우회하여 작동을 방지합니다. C11이 충전되면 전압이 증가하고 릴레이 K1의 응답 전압에 도달하면 후자가 켜지고 접점 K1.1로 R7을 단락시켜 변압기 T1의 7차 권선에 작동 전류를 제공합니다. VDXNUMX 다이오드는 트리거될 때 릴레이 권선의 전압 서지를 억제하도록 설계되었습니다. AC 정류기에서 다이오드 브리지를 사용하는 것은 매우 편리합니다. 특히 블록 설계로 생산되고 설치가 쉽기 때문입니다. 그러나 전원 공급 장치에서 부하로 공급되는 전류가 증가함에 따라 브리지 회로에서 직렬로 연결된 두 개의 다이오드로 인해 증가하는 부하 시 공급 전압의 "sag*" 문제가 발생합니다(두 다이오드 사이의 총 전압 강하는 다음과 같습니다). 실리콘 다이오드의 경우 최대 1.4V, 게르마늄 및 쇼트키 배리어 다이오드의 경우 최대 0,8V). 브리지에서 중간점이 있는 회로로 정류기를 수정하면 실리콘 다이오드의 경우 약 0,7V, 게르마늄 및 쇼트키 다이오드의 경우 0,3~0,4V의 전압 강하를 얻을 수 있습니다. 쇼트키 다이오드는 전력 소모가 적고 정류 전류가 높을 때 다이오드가 설치되는 라디에이터의 크기가 줄어들기 때문에 사용이 타당합니다. 권선의 직경이 감소하기 때문에 전력 변압기의 XNUMX차 권선을 권선하는 것이 더 편리해집니다(권선의 각 절반에 흐르는 전류는 정맥은 정류기 출력의 총 전류의 절반입니다). 사실, 두 배의 회전 수를 감아야 하지만 낮은 출력 전압의 경우 회전 횟수가 적기 때문에 그리 어렵지 않습니다. 고전압 정류기에서는 정류기 브리지를 사용하는 것이 더 좋습니다. 각 정류다이오드에는 커패시터(C7, C8)가 병렬로 연결된다. 이러한 커패시터는 정류기 다이오드가 안테나와 같은 네트워크의 RF 간섭에 반응할 때 소위 "곱셈적" 배경으로부터 전원 공급 장치를 보호합니다. 필터에 이어 직렬 선형 안정기의 조정 트랜지스터의 작동을 위해서는 바이폴라 트랜지스터(BT) 또는 전계 효과 트랜지스터(FET)의 드레인 소스에 특정 최소 컬렉터-이미터 전압 차이가 필요하며 여전히 작동합니다. . 강력한 BT의 경우 이는 3...5V이고 강력한 PT의 경우 - 0,5...3V입니다. 최대 부하 전류가 30A이고 안정기 출력 전압이 13,8V인 경우 전압은 다음과 같습니다. 트랜지스터 VT2의 소스에서 13,8+0,5=14,3(V) 아래로 떨어지지 않아야 합니다. 이러한 방식으로 출력에 최대 전류(예: 9A)를 로드하고 제어 트랜지스터의 전압 강하를 측정하여 완성된 전원 공급 장치에서 필요한 최소 정전 용량 C30를 선택할 수 있습니다. 물론이 전압의 공급은 네트워크 전압 감소를 보상한다는 의미에서 해를 끼치 지 않지만 VT2 트랜지스터에서 소비되는 전력이 증가하여 증가해야 할 필요성이 있습니다. 이 트랜지스터가 설치된 라디에이터의 크기. 실제로 전류가 30A이고 전압 강하가 0,5V인 경우 2-0,5 = 30(W)가 VT15에서 소비되고 전류는 동일하지만 전압 강하는 3V - 3 30 = 90(W)입니다. . 그 차이는 상당히 큽니다! 설명된 안정 장치(보호 장치 없음)의 다이어그램은 [1]에서 차용한 것입니다(추가 세부 사항은 원본의 지정을 계속합니다). 해당 안정 장치의 고품질 특성은 강력한 p채널 전계 효과 트랜지스터 IRL2505를 사용했기 때문입니다. 안정화 계수를 높이기 위해 전원 공급 장치는 "조정 가능한 제너 다이오드"인 TL431 마이크로 회로(국내 아날로그 - KR142EN19)를 사용합니다. 이 초소형 회로는 TO-92 패키지로 생산됩니다(그림 2). IC의 내부 구조는 그림 3에 나와 있다. 431, 최대 허용 매개변수는 표에 나와 있습니다. TL4의 조정 특성은 그림 XNUMX의 그래픽으로 설명됩니다. XNUMX.
전원 공급 장치의 트랜지스터 VT1(그림 1)은 정합 트랜지스터이고, 제너 다이오드 VD1은 기본 회로의 전압을 안정화합니다. 안정기의 출력 전압은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다. Uout=2.5(1+R5/R6) 안정 장치는 다음과 같이 작동합니다. 부하가 연결되면 안정기의 출력 전압이 감소한다고 가정합니다. 그러면 분배기 R5-R6의 중간 지점의 전압도 감소합니다. 칩 DA1. 병렬 안정기로서 전류 소비가 적고 부하(저항 R2) 전체의 전압 강하가 감소합니다. 이 저항은 트랜지스터 VT1의 이미 터 타겟에 위치하므로 VT1베이스의 안정화 된 전압으로 트랜지스터가 닫혀 조정 트랜지스터 VT2의 게이트에서 전압이 증가하여 더 강하게 열리고 전원 공급 장치 출력의 전압 강하를 보상합니다. 저항 R6은 출력 전압을 설정합니다. 소스와 게이트 VT6 사이에 연결된 제너 다이오드 VD2. 허용되는 게이트-소스 전압을 초과하지 않도록 PT를 보호하는 역할을 하며 입력 전압이 증가한(15V 이상) 안정기의 필수 요소입니다. 안정기는 누구에게나 좋지만 부하 전류가 조정 트랜지스터의 한계값을 초과하면(단락이 발생) 어떻게 됩니까? 작동 알고리즘에 따라 VT2는 완전히 열리고 실패합니다. 채널 과열로 인해. PT를 통한 최대 전류를 제한하기 위해 트랜지스터 VT1의 작동 모드를 선택할 수 있습니다. 그러나 특별한 보호 장치를 사용하는 것이 더 안전합니다. 예를 들어 [2]에 설명된 광커플러의 경우입니다. 이 보호는 제안된 BP에서 약간 수정된 형태로 제공됩니다. 제너 다이오드 VD4의 파라메트릭 안정기는 6,2 8의 전압을 제공합니다. 이 전압의 안정성을 높이기 위해 부하 저항 R8을 사용하면 VD4의 작동 지점이 특성의 중간(IVD410mA)에 더 가까워집니다. 제너다이오드의 노이즈는 커패시터(SY)에 의해 차단된다. 안정기의 출력 전압은 체인을 통한 결과 기준 전압과 비교됩니다. 광 커플러 LED VU 1 - 다이오드 VD5 제한 저항 R10. 안정기의 출력 전압이 기준 전압보다 높으면(더 음수) VD5 다이오드가 잠기고 LED를 통해 전류가 흐르지 않습니다. 출력 단자가 저항 R10의 오른쪽(다이어그램에 따라) 단자에서 단락되면 음의 전압이 사라지고 기준 다이오드 VD5가 열리고 옵토커플러 LED가 켜지고 옵토커플러 포토트리악이 작동합니다. 문을 닫을 것이다 소스가 있는 VT2이면 트랜지스터가 닫힙니다. 안정기의 출력 전류가 중지됩니다. 전원 공급 장치를 작동 모드로 전환하려면 메인 스위치 SA1을 사용하여 전원 공급 장치를 끄십시오. 단락을 제거하고 다시 켜십시오. 보호가 원래 상태로 돌아갑니다. PT에서 이러한 안정기를 사용하면 제어 트랜지스터의 고장으로 인한 과전압에 대한 보호 회로가 필요하지 않습니다. 여기서 이 전압은 0.5...1V만 증가하기 때문입니다. 더 중요한 장비의 경우 "하드"를 제안할 수 있습니다. 서양에서는 "하드" 리미터라고 불리는 리미터 회로 "크로우 바". 안정기 출력에 설정된 임계 전압을 초과했을 때의 보호 원리는 강력한 사이리스터를 사용하여 부하와 직렬로 연결된 퓨즈를 끊는 것입니다. 원하는 경우 이러한 보호 기능을 다른 안정 장치에 도입할 수 있습니다. 안정 장치는 52x55mm 크기의 인쇄 회로 기판에 배치됩니다. 보드 도면은 그림 5에 나와 있습니다. 6, 요소의 배열은 그림 1에 나와 있다. 1. 그림에서 1.5 이 노드는 점선으로 원으로 표시됩니다. 보드는 1~2mm 두께의 양면 포일 섬유유리로 만들어졌습니다. 보드 하단의 포일은 스태빌라이저의 음극 버스에 연결됩니다. 옵토커플러 VUXNUMX의 자유 리드는 납땜할 필요가 없습니다. 추가 보호 부품은 힌지형 장착을 통해 장착할 수 있습니다. 예를 들어 VTXNUMX 라디에이터에 접착된 포일 유리 섬유 패치를 스탠드로 사용합니다. 전원 공급 장치의 K1과 같이 9V 권선이 있는 RES12 릴레이를 사용하여 접점 그룹을 병렬로 연결할 수 있습니다. 서지 필터는 0,01V의 작동 전압에 대해 630μF 용량의 커패시터 8개와 이들 사이에 연결된 코일 10개로 구성됩니다. 코일은 라디오의 자기 안테나에서 직경 140~160mm, 길이 2000~10000mm의 페라이트 막대에 평평한 전원 코드로 감겨 있습니다. 충전이 가능할 때까지 투자율이 32...60이고 직경이 XNUMX...XNUMXmm인 페라이트 링에 코일을 동시에 동시에 권선합니다. 이러한 전원 공급 장치용 변압기는 약 500W의 전체 전력 Pr을 가져야 합니다. 사실, 계산을 해보자. 안정기의 출력 전압은 13.8V, 최대 전류는 30A입니다. 제어 트랜지스터, 다이오드 및 연결 전선의 전압 강하는 총 약 1V입니다. 변압기 T1 P의 13.8차 권선에 대한 전력은 다음과 같습니다. P = (1 + 30) 444 = 1 ( W) T10 코어의 자화 반전으로 인한 손실 - 44,4%를 고려해 보겠습니다. 또는 444W. 그러면 Pg=44.4+488,4=500(W)입니다. 나머지 /P(최대 1W)는 전원 공급 장치 자체 소비를 위한 예비로 남겨 두겠습니다. 예를 들어 W자형 코어 T1의 경우 코어 단면적 S는 S=(P)2/22,4=2(cm500)입니다. 220차 권선의 전류는 2.27/1 = 0.8(A)입니다. 1차 권선 선 직경: d2=0.8(I)1,5/1,2= 30-15= 16(mm). 마찬가지로, 중간점이 있는 정류 회로에서 2차 반권선의 전류가 절반(0.8A가 아니라 16A)이라는 점을 고려하여 1차 권선의 직경을 계산합니다. , 전원 공급 장치의 "자신의 필요"를 포함합니다. 그리고 2A의 전류가 3.2차 권선에 "흐른다"고 가정합니다. 이는 와이어의 직경이 d1 = 1(1)XNUMX/XNUMX = XNUMX(MM)임을 의미합니다. 더 작은 단면적의 와이어를 사용하면 안정기 입력에서 전압 강하가 증가하여 전원 공급 장치에서 최대 전류를 얻을 수 없습니다. 이를 위해 설계되었습니다. 우리의 경우 변압기 권선 수를 계산하는 것도 어렵지 않습니다. XNUMXV - wXNUMX에서 TXNUMX 권선의 권선 수: w1 = 50/S = 50/22,36 = 2.24. 권선 수 I -W1: W1=w1Ui= 2.24-220= 493(회전), 권선 2(2차 동일 권선 - XNUMX개) - WXNUMX: W2 \u1d w2U2,24 \u14,8d 33-XNUMX \uXNUMXd XNUMX (회전). 전원 공급 장치 매개변수를 개선하려면 1차 권선을 감은 후 XNUMX차 권선의 양쪽 절반이 정확히 동일한 전압을 제공하도록 출력 전압 TXNUMX의 균형을 맞춰야 합니다. 전원 공급 장치를 조립하기 전에 모든 부품의 정격과 서비스 가능성을 확인하십시오. 모든 산화물 커패시터와 병렬로 0,1 ~ 0,22μF 용량의 비극성 커패시터를 단자에 직접 납땜해야 합니다. 전원 공급 장치를 실험실로 사용하는 경우 장치 전면 패널에 R6 축을 표시하고 전압 및 전류 측정을 위한 측정 헤드를 전원 공급 장치에 장착하는 것이 더 편리합니다. 내 블록의 모습은 그림 7에 나와 있습니다. XNUMX. 무선 전송 장비로 작업할 때는 안정 장치 부품과 전선에 대한 간섭을 피해야 합니다. 전원 공급 장치의 출력 단자에는 메인 필터(그림 1)와 유사한 필터를 포함하는 것이 좋습니다. 유일한 차이점은 기존에 사용되었던 페라이트 링 또는 페라이트 튜브에 코일을 감아야 한다는 것입니다. 모니터 및 외국산 TV에 사용되며 단면적이 큰 절연 전선이 2~3바퀴만 포함되어 있으며 커패시터는 작동 전압을 낮추도록 설계되었습니다. 정보 출처
저자: V.Besedin, UA9LAQ, 튜멘
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