Leistungsstarkes Schaltnetzteil, 220/2x50 Volt 800 Watt. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Netzteile

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Schaltnetzteile werden in modernen elektronischen Geräten häufig verwendet. Die Aufmerksamkeit der Leser wird auf ein Schaltnetzteil mit einer Leistung von 800 W gelenkt. Es unterscheidet sich von den zuvor beschriebenen durch die Verwendung von Feldeffekttransistoren und einem Transformator mit einer Primärwicklung mit einer durchschnittlichen Leistung im Wandler. Der erste sorgt für einen höheren Wirkungsgrad und reduzierte Hochfrequenzstörungen, der zweite halbiert den Strom durch die Schlüsseltransistoren und macht einen Trenntransformator in ihren Gate-Schaltkreisen überflüssig.

Der Nachteil einer solchen Schaltungslösung ist die hohe Spannung an den Hälften der Primärwicklung, die den Einsatz von Transistoren mit der entsprechenden zulässigen Spannung erfordert. Im Gegensatz zu einem Brückenwandler reichen in diesem Fall zwar zwei statt vier Transistoren aus, was das Design etwas vereinfacht und die Effizienz des Geräts erhöht. In der vorgeschlagenen USV wird ein Gegentaktwandler mit einem Transformator verwendet, dessen Primärwicklung eine durchschnittliche Leistung hat. Es hat einen hohen Wirkungsgrad, eine geringe Welligkeit und strahlt nur schwach Störungen in den umgebenden Raum ab. Der Autor nutzt es, um eine zweikanalige Version des UMZCH mit Strom zu versorgen.

USV-Eingangsspannung - 180...240 V, Nennausgangsspannung (mit Eingang 220 V) - 2x50 V, maximale Lastleistung - 800 W, Betriebsfrequenz des Wandlers - 90 kHz. Das schematische Diagramm der USV ist in Abb. dargestellt. 4.47. Wie Sie sehen, handelt es sich um einen Wandler mit Fremderregung ohne Ausgangsspannungsstabilisierung. Am Eingang des Geräts ist ein Hochfrequenzfilter C1, L1, C2 enthalten, der verhindert, dass Störungen in das Netzwerk gelangen. Nach dem Durchgang wird die Netzspannung durch die Diodenbrücke VD1 ... VD4 gleichgerichtet, die Welligkeit wird durch den Kondensator C3 geglättet. Zur Versorgung des Hochfrequenzwandlers wird eine gleichgerichtete Gleichspannung (ca. 310 V) verwendet.

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Das Wandlersteuergerät ist auf den Mikroschaltungen DD1...DD3 aufgebaut. Es wird von einer separaten stabilisierten Quelle gespeist, die aus einem Abwärtstransformator T1, einem Gleichrichter VD5 und einem Spannungsregler an den Transistoren VT1, VT2 und einer Zenerdiode VD6 besteht. Auf den Elementen DD1.1, DD1.2 ist ein Master-Oszillator aufgebaut, der Impulse mit einer Wiederholrate von etwa 360 kHz erzeugt. Darauf folgt ein Frequenzteiler durch 4, der auf den Triggern des DD2-Chips basiert. Mit Hilfe der Elemente DD3.1, DD3.2 werden zusätzliche Pausen zwischen den Impulsen erzeugt. Eine Pause ist nichts anderes als ein logischer 0-Pegel an den Ausgängen dieser Elemente, der erscheint, wenn an den Ausgängen des Elements DD1 ein logischer 1.2-Pegel anliegt und DD2.1 und DD2.2 auslöst. Die niedrige Spannung am Ausgang von DD3.1 (DD3.2) blockiert DD1.3 (DD1.4) im „geschlossenen“ Zustand (am Ausgang - Logikpegel 1). Die Dauer der Pause beträgt 1/3 der Dauer des Spannungsimpulses an den Pins 1 DD3.1 und 13 DD3.2, was völlig ausreicht, um den Schlüsseltransistor zu schließen. Von den Ausgängen der Elemente DD1.3 und DD1.4 werden die schließlich erzeugten Impulse den Transistorschaltern (VT5, VT6) zugeführt, die über die Widerstände R10, R11 die Gates der leistungsstarken Feldeffekttransistoren VT9, VT10 steuern ( siehe Abb. 4.48).

Impulse von den direkten und inversen Ausgängen des DD2.2-Triggers werden den Eingängen eines Geräts zugeführt, das aus den Transistoren VT3, VT4, VT7, VT8 besteht. Beim Öffnen wiederum schaffen VT3 und VT7, VT4 und VT8 Bedingungen für die schnelle Entladung der Eingangskapazitäten der Schlüsseltransistoren VT9, VT10, d.h. ihr schnelles Schließen. In der Gate-Schaltung der Transistoren VT9 und VT10 sind Widerstände mit relativ hohem Widerstand R10 und R11 enthalten. Zusammen mit der Kapazität der Tore bilden sie Tiefpassfilter, die den Pegel der Oberwellen beim Öffnen der Tasten reduzieren.

Zum gleichen Zweck wurden die Elemente VD9 ... VD12, R16, R17, C12, C13 eingeführt. Die Primärwicklung des Transformators T9 ist in den Drain-Kreisen der Transistoren VT10, VT2 enthalten. Die Ausgangsspannungsgleichrichter sind in einer Brückenschaltung mit VD13...VD20-Dioden ausgeführt, was den Wirkungsgrad des Geräts leicht verringert, die Welligkeit am USV-Ausgang jedoch deutlich (mehr als das Fünffache) verringert. Es ist wichtig zu beachten, dass die Form der Schwingungen, die bei maximaler Last nahezu rechteckig ist, bei Reduzierung der Leistung auf 10 ... 20 W sanft in eine nahezu sinusförmige übergeht, was sich positiv auf den Geräuschpegel des gespeisten UMZCH auswirkt von diesem Gerät bei geringer Lautstärke. Die gleichgerichtete Spannung der Wicklung IV des Transformators T2 wird zur Stromversorgung der Lüfter verwendet.

Das Gerät verwendet die Kondensatoren K73-17 (C1, C2, C4), K50-17 (C3), MBM (C12, C13), K73-16 (C14 ... C21, C24, C25), K50-35 (C5). ..C7), KM (der Rest). Anstelle der im Diagramm angegebenen dürfen Mikroschaltungen der Serien K176, K564 verwendet werden. Die Dioden D246 (VD1 ... VD4) können durch alle anderen ersetzt werden, die für einen Durchlassstrom von mindestens 5 A und eine Sperrspannung von mindestens 350 V (KD202K, KD202M, KD202R, KD206B, D247B) oder eine Diodengleichrichterbrücke ausgelegt sind mit den gleichen Parametern, Dioden KD2997A (VD13 ... VD20) - auf KD2997B, KD2999B, Zenerdiode D8Yu (VD6) - auf D814V. Als VT1 können Sie alle Transistoren der Serien KT817, KT819, als VT2 ... VT4 und VT5, VT6 bzw. jeden der Serien KT315, KT503, KT3102 und KT361, KT502, KT3107 anstelle von VT9, VT10 verwenden - KP707V1, KP707E1 . Der Austausch der Transistoren KT3102ZH (VT7, VT8) wird nicht empfohlen.

Transformator T1 - TS-10-1 oder ein anderer mit einer Sekundärspannung von 11 ... 13 V bei einem Laststrom von mindestens 150 mA. Die Spule L1 des Leistungsfilters ist auf einen Ferritring (M2000NM1) der Größe K31x18,5x7 mit PEV-1-1.0-Draht (2x25 Windungen) gewickelt, der Transformator T2 ist auf drei zusammengeklebte Ferritringe gleicher Marke, aber Größe gewickelt K45x28x12. Wicklung I enthält 2x42 Windungen PEV-2-1,0-Draht (in zwei Drähten gewickelt), Wicklungen II und III - jeweils 7 Windungen (in fünf Drähten PEV-2-0,8), Wicklung IV - 2 Windungen PEV-2-0,8. Zwischen den Wicklungen sind drei Lagen Isolierung aus PTFE-Band verlegt.

Die Magnetkreise der Drosseln L2, L3 sind Ferritstäbe (1500NMZ) mit einem Durchmesser von 6 und einer Länge von 25 mm (Trimmer aus B48-Panzerkernen). Die Wicklungen enthalten 12 Windungen PEV-1-1,5-Draht. Die Transistoren VT9, VT10 sind auf Kühlkörpern mit Lüftern installiert, die zur Kühlung von Pentium-Mikroprozessoren dienen (ähnliche Knoten von 486-Prozessoren sind ebenfalls geeignet). Die Dioden VD13...VD20 sind auf Kühlkörpern mit einer Oberfläche von etwa 200 cm2 montiert.

Bei der Installation der USV sollten Sie darauf achten, dass alle Verbindungen möglichst kurz sind und im Leistungsteil ein Kabel mit größtmöglichem Querschnitt verwendet wird. Es empfiehlt sich, die USV mit einer Metallabschirmung zu umschließen und an die 0-V-Klemme des Quellenausgangs anzuschließen, wie in Abb. 4.49.

Die gemeinsame Leitung des Netzteils darf nicht mit der Abschirmung verbunden werden. Da die USV nicht mit einem Kurzschluss- und Überlastschutz ausgestattet ist, müssen 10-A-Sicherungen in den Stromkreis eingebaut werden. Die beschriebene USV muss praktisch nicht angepasst werden. Wichtig ist nur die richtige Phasenlage der Primärwicklungshälften des Transformators T2. Wenn die Teile in gutem Zustand sind und keine Fehler bei der Installation vorliegen, beginnt das Gerät sofort nach dem Anschluss an das Netzwerk zu arbeiten. Bei Bedarf wird die Frequenz des Wandlers durch Auswahl des Widerstands R3 angepasst. Um die Zuverlässigkeit der USV zu erhöhen, ist es wünschenswert, sie mit einem UMZCH zu betreiben, der durch Anblasen durch einen Lüfter sorgt.

Autor: Semjan A.P.

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