Расчет импульсного блока питания. Расчёт полумостового импульсного блока питания с активным корректором коэффициента мощности

Как рассчитать импульсный блок питания полумостовой топологии. Какие основные компоненты входят в его состав. Как работает корректор коэффициента мощности в импульсном блоке питания. Какие преимущества даёт использование активного ККМ.

Принцип работы полумостового импульсного блока питания

Полумостовая топология является одной из наиболее распространенных схем построения импульсных источников питания средней и высокой мощности. Рассмотрим основные принципы работы такого преобразователя:

• Входное переменное напряжение выпрямляется и сглаживается
• Постоянное напряжение подается на полумост из двух силовых ключей
• Ключи поочередно открываются и закрываются с высокой частотой (десятки-сотни кГц)
• При переключении ключей формируются прямоугольные импульсы напряжения
• Импульсы поступают на первичную обмотку высокочастотного трансформатора
• Во вторичной обмотке трансформатора наводится переменное напряжение
• Это напряжение выпрямляется и сглаживается, формируя выходное постоянное напряжение

Такая схема позволяет эффективно преобразовывать напряжение и обеспечивает гальваническую развязку входа и выхода. Частота преобразования в сотни раз выше сетевой, что позволяет существенно уменьшить габариты трансформатора.

Основные компоненты полумостового блока питания

В состав типичного полумостового импульсного источника питания входят следующие ключевые компоненты:

1. Входной выпрямитель и фильтр
2. Силовые ключи полумоста (MOSFET или IGBT транзисторы)
3. Драйвер управления ключами
4. Высокочастотный трансформатор
5. Выходной выпрямитель и фильтр
6. Цепи обратной связи и стабилизации
7. Корректор коэффициента мощности (в современных устройствах)

Правильный выбор и расчет этих компонентов определяет характеристики и эффективность всего блока питания. Рассмотрим некоторые из них подробнее.

Расчет силовых ключей полумоста

Силовые ключи являются одним из ключевых элементов преобразователя. От их параметров зависят КПД, надежность и стоимость устройства. При расчете необходимо учитывать следующие факторы:

• Максимальное напряжение на ключах — обычно в 1.5-2 раза выше входного
• Максимальный ток через ключи — определяется мощностью и КПД
• Частота переключения — влияет на динамические потери
• Время переключения — должно быть минимальным для снижения потерь
• Сопротивление открытого канала — определяет статические потери

Для расчета можно использовать следующие формулы:

Максимальное напряжение на ключах:
U_max = 1.5 * U_{вх_макс}

Максимальный ток через ключи:
I_max = P_вых / (U

вх_мин * η)

Где:
U_{вх_макс} — максимальное входное напряжение
U_{вх_мин} — минимальное входное напряжение
P_вых — выходная мощность
η — КПД преобразователя

На основе этих расчетов выбираются подходящие MOSFET или IGBT транзисторы с необходимым запасом по напряжению и току.

Выбор и расчет высокочастотного трансформатора

Трансформатор является ключевым элементом, обеспечивающим гальваническую развязку и преобразование напряжения. При его расчете необходимо учитывать следующие аспекты:

• Мощность трансформатора
• Рабочая частота
• Коэффициент трансформации
• Индуктивность намагничивания
• Индуктивность рассеяния
• Максимальная индукция в сердечнике
• Потери в сердечнике и обмотках

Основные формулы для расчета:

Мощность трансформатора:
P_тр = P_вых / η

Коэффициент трансформации:
K_тр = (U_вых + U_д) / (0.9 * U

вх_мин / 2)

Где:
P_вых — выходная мощность
η — КПД преобразователя
U_вых — выходное напряжение
U_д — падение напряжения на выходном диоде
U_{вх_мин} — минимальное входное напряжение

На основе этих расчетов выбирается сердечник подходящего размера и материала, определяется число витков обмоток.

Корректор коэффициента мощности в импульсных блоках питания

Корректор коэффициента мощности (ККМ) является важным элементом современных импульсных источников питания. Он решает следующие задачи:

• Повышение коэффициента мощности до значений близких к 1
• Снижение уровня гармонических искажений потребляемого тока
• Стабилизация входного напряжения для основного преобразователя
• Расширение диапазона входных напряжений

Существует два основных типа ККМ:

1. Пассивный ККМ — на основе дросселей и конденсаторов
2. Активный ККМ — на основе импульсного преобразователя

Активный ККМ обеспечивает лучшие характеристики и наиболее распространен в современных устройствах.

Принцип работы активного корректора коэффициента мощности

Активный ККМ представляет собой импульсный повышающий преобразователь, работающий на высокой частоте. Его основными компонентами являются:

• Силовой ключ (MOSFET транзистор)
• Дроссель
• Диод
• Выходной конденсатор
• Схема управления

Принцип работы активного ККМ заключается в следующем:

1. Входное напряжение выпрямляется, но не сглаживается
2. Ключ открывается и закрывается с высокой частотой
3. При открытом ключе ток в дросселе нарастает
4. При закрытом ключе энергия дросселя передается в нагрузку
5. Схема управления изменяет скважность импульсов так, чтобы входной ток повторял форму напряжения

Таким образом достигается практически синусоидальная форма потребляемого тока, что обеспечивает высокий коэффициент мощности.

Преимущества использования активного ККМ в импульсных блоках питания

Применение активного корректора коэффициента мощности дает ряд существенных преимуществ:

• Повышение КПД всего устройства
• Снижение уровня помех, генерируемых в сеть
• Уменьшение пульсаций входного тока
• Возможность работы в широком диапазоне входных напряжений
• Улучшение массогабаритных показателей
• Соответствие современным стандартам по качеству потребляемой электроэнергии

Эти преимущества делают активный ККМ практически обязательным элементом современных импульсных источников питания мощностью более 75 Вт.

Расчет основных элементов активного корректора коэффициента мощности

При проектировании активного ККМ необходимо рассчитать следующие ключевые компоненты:

1. Дроссель
2. Силовой ключ
3. Выходной конденсатор
4. Выходной диод

Рассмотрим основные формулы для их расчета:

Индуктивность дросселя:
L = (U_{вх_мин})² / (2 * P_вых * f * K_RL)

Где:
U_{вх_мин} — минимальное входное напряжение
P_вых — выходная мощность
f — частота переключения
K_RL — коэффициент пульсаций тока (обычно 0.2-0.4)

Максимальный ток через ключ:
I_max = P_вых * sqrt(2) / U_{вх_мин}

Емкость выходного конденсатора:
C = 2 * P_вых / (2π * f_сети * U_вых * ΔU_вых)

Где:
f_сети — частота сети
U_вых — выходное напряжение
ΔU_вых — допустимые пульсации выходного напряжения

На основе этих расчетов выбираются конкретные компоненты с необходимым запасом по параметрам.

Расчет полумостового импульсного блока питания

Импульсные блоки питания англ. Switching Power Supply вновь и вновь становятся предметом дискуссий, споров, а их проектирование и конструирование вызывают некоторые затруднения в радиолюбительских кругах. Все чаще именно к импульсным устройствам питания обращаются взоры домашних радиомастеров, поскольку они обладают целым рядом неоспоримых преимуществ по сравнению с традиционными трансформаторными блоками. Однако многие радиолюбители, в частности начинающие, не решаются собирать их, несмотря на их повсеместное применение в современном радиоэлектронном производстве. Причин тому масса. От непонимания принципов действия до сложности схемотехники импульсных блоков вторичного питания.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Как сделать импульсный блок питания своими руками
• Полумостовой генератор импульсного напряжения для сетевого блока питания
• Как рассчитать и намотать импульсный трансформатор для полумостового блока питания?
• Двухтактные преобразователи (упрощенный расчет) (стр. 2 )
• Полумостовой импульсный источник питания. Онлайн расчет. Форма
• Импульсный полумостовой блок питания схема
• Как работает простой и мощный импульсный блок питания

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Импульсный блок питания для чайников — часть 1

Как сделать импульсный блок питания своими руками

Универсальный контроллер полумостового ИБП. Главный недостаток — сложность в расчете. Попробуем сформулировать список требований, которым должен удовлетворять такой контроллер. Защитный интервал величиной Таким образом, в схеме контроллера рис.

Однако для получения нужной нагрузочной способности в этом варианте на выходе все равно требуется применение инверторов серии КР Схема такого контроллера показана на рис. Здесь задающий генератор DD1. Цепи питания такого ИБП аналогичны описанным в [2]. Хотя она почти никогда не публикуется в справочниках, ее нетрудно снять самостоятельно, пользуясь обычными любительскими приборами — омметром и регулируемым источником постоянного напряжения. На рис. Во время самого защитного интервала закрыты оба ключа.

Кроме того, из рис. Остальная часть импульса определяет статические потери то есть падение напряжения на открытом ключе и утечку через закрытый и может иметь достаточно произвольный вид Далее, из рис.

Для этого надо увеличить длительность защитных интервалов до Следовательно, можно ожидать от таких транзисторов выходной мощности около Теперь о конструктивных особенностях. Москатова «Transformer 2. Если кольцо эмалированное, то оно пригодно для намотки сразу. Если нет, то его надо подготовить — не только закруглить наждачной шкуркой острые грани, но и обязательно изолировать всю поверхность с помощью полоски лакоткани.

Этим жгутиком делается 25 витков равномерно по всей окружности кольца для управления полевыми транзисторами. Трудно согласиться с данной в [2] рекомендацией использовать для намотки трансформатора Т1 провод с эмалевой изоляцией типа ПЭВ.

Теперь о налаживании контроллера. Раньше программа называлась «Transformer» см. Программу «Design tools pulse transformers 4. Устройство предназначено для нагрузок, требующих двуполярного напряжения питания. Предлагаемый блок отличается простотой и применением более распространенных деталей. Основные технические характеристики Напряжение сети, Напряжение сети через терморезистор RK1, ограничивающий пусковой ток, и помехоподавляющий фильтр L1C2—С4 поступает на диодный мост VD1.

Выпрямленное напряжение, сглаженное конденсатором С5, питает полумостовой преобразователь на транзисторах VT1, VT2. В диагональ моста, образованного этими транзисторами и конденсаторами С9, С10, включена обмотка I импульсного трансформатора Т1. Резисторы R4 и R5 выравнивают напряжение на конденсаторах С9 и С10 во время работы блока питания, а также разряжают конденсаторы С1, С5, С9, С10 после выключения питания.

Резистор R3 — датчик тока, потребляемого преобразователем. Микросхема TL DA1 , включена по типовой схеме. Конденсатор С14 и резистор R16 задают частоту генерации. Конденсатор С12 и резистор R6 определяют параметры мягкого запуска.

Остальные элементы, подключенные к ШИ контроллеру DA1, задают начальные условия и частотную коррекцию цепей обратной связи. В цепи обратной связи действуют два сигнала. Первый из них поступает с делителя напряжения, образованного фототранзистором оптрона U1. Этот сигнал пропорционален отклонению выходного напряжения от заданного. Пока последний не превышает допустимого порогового значения, обратная связь стабилизирует выходное напряжение. Когда напряжение на резисторе R3 достигнет порога, который задает делитель образцового напряжения R7R14, начинается ограничение выходного тока.

Цепь обратной связи по напряжению построена по типовой схеме на оптроне U1 и микросхеме DA2. Стабилизация напряжения и ограничение тока осуществляются изменением длительности импульсов, управляющих коммутирующими транзисторами преобразователя. Эти импульсы поступают на вход усилителя DA3. Особенность схемы включения этой микросхемы — наличие конденсатора вольтдобавки С19 для питания узла, управляющего транзистором VT1. Это исключает необходимость использования независимого изолированного источника для его питания.

Когда транзистор VT2 закрывается, напряжение на выводе 6 микросхемы DA3 скачком увеличивается до напряжения на истоке транзистора VT1.

Выходной каскад усилителя потребляет большой ток только на перепадах импульсов во время перезарядки емкости затвор—исток транзистора VT1. В остальное время потребляемый ток существенно меньше, поэтому указанная на схеме емкость конденсатора С19 достаточна для питания выходного каскада в течение полупериода. Устройство собрано на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита.

Транзисторы VT1 и VT2 установлены на теплоотводах с площадью охлаждающей поверхности 45 см2 каждый через изолирующие теплопроводные прокладки.

Диоды выходного выпрямителя VD4—VD7 установлены на один теплоотвод площадью см2 через изолирующую прокладку. Выводы обмотки II трансформатора Т1 припаяны непосредственно к соответствующим выводам этих диодов. Выводы резисторов R4 и R5 припаяны к соответствующим выводам конденсаторов С9 и С10 на стороне печатных проводников.

В конструкции автора использовано естественное охлаждение, поскольку блок питания не эксплуатируется постоянно на максимальной мощности. Трансформатор Т1 — в броневом магнитопроводе Б без зазора из феррита НМ. Обмотка I содержит 21 виток провода ПЭВ-2 0,6. Другой возможный вариант — жгут из шести проводов ПЭВ-2 0,6. Экран — незамкнутый виток фольги. Допустимо применить дроссель и терморезистор о компьютерного блока питания. Конденсаторы С7, С8, С17—С19 керамические, остальные — пленочные.

Резисторы — МЛТ, С Налаживание рекомендую проводить в два этапа. Для обеспечения безопасности необходимо исключить гальваническую связь с электросетью, поэтому блок питания включите через маломощный разделительный трансформатор. На этом этапе проверьте работоспособность отдельных узлов.

Установите частоту импульсов ШИ контроллера подбором элементов R16, С14 в диапазоне С помощью лабораторного источника питания сымитируйте сигналы обратной связи, изменяя ток через резистор R3 и излучающий диод оптрона U1. Проверьте, что с их увеличением возрастает скважность импульсов ШИ контроллера. Подбором резистора R7 установите порог ограничения тока.

Затем припаяйте полевые транзисторы VT1, VT2 и проверьте, что форма импульсов напряжения на их затворах относительно истоков близка к прямоугольной. На втором этапе смонтируйте остальные элементы и включите блок питания в сеть без разделительного трансформатора.

Подбором резистора R17 установите номинальное выходное напряжение. При большой скважности импульсов может потребоваться увеличить емкость конденсаторов С11 С13 в несколько раз. Завершают налаживание проверкой работы блока питания под нагрузкой, вплоть до максимальной мощности.

Другое номинальное выходное напряжение можно получить изменением числа витков обмотки II трансформатора Т1 и сопротивления резистора R17 Может возникнуть необходимость подбора сопротивления резистора R19, чтобы ток через излучающий диод оптрона U1.

Изменить мощность можно применением других элементов, в том числе импульсного трансформатора. Сейчас редко кто внедряет в самодельную конструкцию усилителя сетевой трансформатор, и правильно — импульсный бп более дешевый, легкий и компактный, а хорошо собранный почти не отдает помех в нагрузку либо помехи сведены к минимуму.

Разумеется, не спорю, сетевой трансформатор гораздо, гораздо надежней, хотя и современные импульсники, напичканные всевозможными защитами тоже неплохо справляются со своей задачей. IR — я бы сказал уже легендарная микросхема, которая применяется радиолюбителями очень часто, и внедряется именно в сетевые импульсные источники питания.

Микросхема из себя представляет простой полумостовой драйвер и в схемах иип работает в качестве генератора импульсов. На основе данной микросхемы строятся блоки питания от нескольких десятков до нескольких сотен ватт и даже до ватт, разумеется с ростом мощности будет усложняться схема. Тем не менее не вижу смысла делать иип высокой мощности с применением именно этой микросхемы, причина — невозможно организовать выходную стабилизацию или контроль, и не только Микросхема не является ШИМ контроллером, следовательно ни о каком ШИМ управлении не может идти и речи, а это очень плохо.

Перейдем к самой конструкции импульсного источника питания. От емкости этих конденсаторов будет зависеть мощность схемы в целом ну разумеется не только от них. Расчетная мощность именно этого варианта составляет ватт, мне больше и не нужно, сам блок для запитки двух каналов унч. Емкость каждого из конденсаторов мкФ, напряжение Вольт, в любом компьютерном блоке питания как раз стоят такие конденсаторы, по идее схематика комповых бп и нашего блока в чем то схоже, в обеих случаях топология — полумост.

На входе блока питания тоже все как положено — варистор для защиты от перенапряжений, предохранитель, сетевой фильтр ну и разумеется выпрямитель. Полноценный диодный мост, который можно и взять готовый, главное, чтобы мост или диоды имели обратное напряжение не менее Вольт, в идеале , и с током не менее 3Ампер.

В моем случае первичная обмотка 37 Витков проводом 0,8мм, вторичная 2 по 11 витков шиной из 4-х проводов 0. С таким раскладом выходное напряжение в районе Вольт, разумеется, намоточные данные будут у всех разные, в зависимости от типа и габаритных размеров сердечника.

Все резисторы 0,25 ватт, кроме двух резисторов 51 Ом в снабберной цепи они на 2 ватт и резистора по питанию микры тоже на 2, если есть, то ставьте на 5 ватт. Во время работы источника питания нагрев на указанных резисторах нормальное явление. Шаблон печатной платы можно скачать ниже, размеры уже установлены, зеркалить платку тоже нет необходимости. Подписаться на RSS. Корзина товаров:. Главная Схема Импульсный полумостовой блок питания схема. Цоколь GY6.

Поделиться с друзьями:.

Полумостовой генератор импульсного напряжения для сетевого блока питания

В большинстве современных электронных устройств практически не используются аналоговые трансформаторные блоки питания, им на смену пришли импульсные преобразователи напряжения. Чтобы понять, почему так произошло, необходимо рассмотреть конструктивные особенности, а также сильные и слабы стороны этих устройств. Из нескольких способов преобразования напряжения для питания электронных компонентов, можно выделить два, получивших наибольшее распространение:. Рассмотрим упрощенную структурную схему данного устройства.

Расчет. Как работает полу-мостовой стабилизатор напряжения. Где он Большинство компьютерных блоков питания и импульсных зарядных.

Как рассчитать и намотать импульсный трансформатор для полумостового блока питания?

В качестве импульсного трансформатора используется типовой понижающий трансформатор из компьютерного блока питания. На входе стоит NTC термистор Negative Temperature Coefficient — полупроводниковый резистор с положительным температурным коэффициентом, который резко увеличивает свое сопротивление, когда превышена некоторая характеристическая температура TRef. Защищает силовые ключи в момент включения на время зарядки конденсаторов. Диодный мост на входе для выпрямления сетевого напряжения на ток 10А. В нашем случае конденсаторы «вытянут» нагрузку в Вт. Драйвер IR — для управления затворами полевых транзисторов, работающих под напряжением до В. Возможная замена на IR, IR

Двухтактные преобразователи (упрощенный расчет) (стр. 2 )

Это устройство имеет две особенности. Во-первых, его задающий генератор построен на микроконтроллере. Во-вторых, в момент запуска его низковольтные цепи питает гальваническая батарея. Чтобы превратить генератор в полноценный импульсный блок питания мощностью около Вт, к нему достаточно добавить выпрямители импульсного напряжения, а при необходимости и стабилизаторы выпрямленного напряжения.

Двухтактные преобразователи очень критичны к несимметричному перемагничиванню магнитопровода, поэтому в мостовых схемах во избежание насыщения магнитопроводов рис.

Полумостовой импульсный источник питания. Онлайн расчет. Форма

В этой статье рассказано о том, как рассчитать и намотать импульсный трансформатор для самодельного полумостового блока питания, который можно изготовить из электронного балласта сгоревшей компактной люминесцентной лампочки. Это когда лень считать витки. Как за час сделать импульсный блок питания из сгоревшей лампочки? Как подружить Блокнот с Калькулятором Windows, чтобы облегчить расчёты? Самодельный импульсный преобразователь напряжения из 1,5 в 9 Вольт для мультиметра.

Импульсный полумостовой блок питания схема

Добавить в избранное. Ру — Все права защищены. Публикации схем являются собственностью автора. Схема импульсного блока питания для усилителя. Функциональная схема микросхем приведена на рисунке 1, зависимость выходной частоты от номиналов RC-задающей цепочки на рисунке 2.

Сегодня я расскажу о процедуре расчета и намотки импульсного трансформатора, для блока питания на ir Моя задача стоит в.

Как работает простой и мощный импульсный блок питания

Сфера применения импульсных блоков питания в быту постоянно расширяется. Такие источники применяются для питания всей современной бытовой и компьютерной аппаратуры, для реализации источников бесперебойного электропитания, зарядных устройств для аккумуляторов различного назначения, реализации низковольтных систем освещения и для других нужд. В некоторых случаях покупка готового источника питания мало приемлема с экономической или технической точки зрения и сборка импульсного источника собственными руками является оптимальным выходом из такой ситуации.

Энергосистема опознала нового радиотехника и приветливо моргнула всем домом. А тем временем традиционные линейные источники питания на силовых трансформаторах всё чаще стали вытесняться своими импульсными коллегами. При этом, что бы там не говорили авторитетные товарищи про многочисленные технические достоинства импульсных преобразователей, плюс у них только один — массогабаритные показатели. Всё остальное — сплошной минус.

Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе.

Это повлечет включение реле К1, которое своими кнтактами зашунтирует токоограничивающие резисторы R8 и R Контроллер начнет режим мягкого старта, длительность которого зависит от номиналов R7 и C Во время мягкого старта длительность импульсов, открывающих силовые транзисторы увеличиваются постепенно, тем самым постепенно заряжая конденсаторы вторичного питания и ограничивая ток через выпрямительные диоды. Длительность увеличивается до тех пор, пока величина вторичного питания не станет достаточной для открытия светодиода оптрона IC1. Как только яркость светодиода оптрона станет достаточной для открытия транзистора длительность импульсов перестанет увеличиваться рисунок4.

В этой статье будет рассмотрена миросхема IR, а если точнее будет изложена теоритическая основа для построения различных импульсных блоков питания. IR представляет из себя высоковольтный драйвер с внутренним генератором — самотактируемый. Такой набор узлов позволяет на базе этой микросхемы организовывать полумостовые импульсные блоки питания мощностью до 1,5 кВт с минимальной обвязкой. Все здесь описанное касается и более мощного варианта этой микросхемы IR

Расчет импульсного блока питания курсовая по радиоэлектронике | Дипломная Электронная инженерия

Скачай Расчет импульсного блока питания курсовая по радиоэлектронике и еще Дипломная в формате PDF Электронная инженерия только на Docsity! СОДЕРЖАНИЕ 1 Введение………………………………………………………………………………………………………………………………. 4 Введение Инвертором называется прибор, схема, или система, которое создаёт переменное напряжение при подключении источника постоянного напряжения. Существует другой способ определения: инверсия – функция обратная выпрямлению. Выпрямители преобразуют переменное напряжения в постоянное, а инверторы наоборот, превращают постоянное напряжение в переменное. Инверторы совсем не редкие устройства. Под другими названиями они появляются в многочисленных приложениях. Инверторами, конечно, можно назвать и вибропреобразователи, и генераторы с обратной связью, и релаксационные генераторы. Фактически, использование названий “инвертор” и “генератор” несколько произвольно. Инвертор может быть генератором, а генератор можно использовать как инвертор. Обычно предпочитали использовать термин “инвертор” когда рабочая частота была меньше чем 100 кГц, и выполняемая им операция обеспечивала переменным напряжением некоторую другую схему или оборудование. Современные инверторы не имеют ограничений по частоте. Поскольку нет чётко установленной границы между инверторами и генераторами, можно сказать, что многие инверторы являются генераторами специального типа. Другие инверторы могут по существу быть усилителями или управляемыми переключателями. Выбор термина фактически определяется тем, как расставлены акценты. Схема создающая радиочастотные колебания с относительно высокой стабильностью частоты традиционно называлась генератором. Схему генератора, в которой основное внимание обращается на такие параметры как к.п. д., возможность регулирования и способность выдерживать перегрузки, и которая работает в диапазоне звуковых или инфразвуковых частот, можно назвать инвертором. На практике, когда мы рассматриваем конечное назначение схемы, различие между инверторами и генераторами, становятся достаточными очевидными. Назначение схемы тут же подскажет, как более правильно её называть: генератором или инвертором. Обычно инвертор применяется в качестве источника питания. 3. Схема управления инвертором 3.1 Управление инвертором с помощью специализированной СУ Инверторы и преобразователи нередко являются частью больших систем, типа источников питания, стабилизаторов, устройств для управления электродвигателями и т.д. В таких случаях их выходные напряжения являются объектом управления. Управление может быть ручным или автоматическим. Одной из наиболее трудных задач при разработке этих систем была реализация маломощных и логических схем, осуществляющих это управление. Возникает множество проблем, если такая схема управления использует дискретные компоненты. Кроме того, сложность и стойкость такой схемы управления обычно достаточно высоки. Это часто вызывает удивление, поскольку считается, что большая часть усилий при разработки по праву приходится на силовые цепи. Чтобы получить надежность, воспроизводимость, приемлемый объем, и операционную гибкость, часто приходится мириться с худшими, чем хотелось бы параметрами. Например, схема управления должна обеспечить такие возможности, как мягкий запуск, защиту от перегрузок, широтно- импульсную модуляцию и регулируемое время паузы. Здесь мы имеем в виду не автоколебательные инверторы, а инверторы с внешним возбуждением. Весь потенциал современных транзисторов, диодов, трансформаторов и конденсаторов не может помочь перед лицом таких общих проблем управления, как флуктуации, недостаточное время паузы, несимметричный рабочий цикл, а также ограниченная или отсутствующая возможность широтно-импульсной модуляции. Эти проблемы можно преодолеть с помощью специальных интегральных схем, разработанных для управления инверторами и преобразователями. Две из них представлены ниже. Единственный параметр – время паузы уже делает эти микросхемы ценными. Это вызвано тем, что одной из трудностей, с которой сталкиваются при желании иначе управлять инвертором с внешним возбуждением, является возможность появления синфазной проводимости (одновременно проводят оба транзистора). Наличие этого недостатка связано с большим временем выключения транзисторов, с флуктуациями в возбуждающем генераторе и с наличием реактивных нагрузок. Хорошим решением этой проблемы является использование колебаний ступенчатой формы, типа тех, что показаны на рис 3. Такие колебания формируется рассматриваемой ниже микросхемы широтно- импульсного модулятора. Интервалы необходимы для избегания сквозных токов Входной импульс Импульсы, подаваемые на базу 1го и 2-го транзистора соответственно 3.2 Управляемый широтно-импульсный модулятор IR2153 (Самотактируемый полумостовой драйвер). Отличительные особенности: • Управляющие каналы разработаны для нагруженного функционирования полностью работоспособны до +600В • Нечувствителен к отрицательным напряжениям при переходных процессах • Стойкость к скорости нарастания напряжения (dV/dt) • Блокировка при снижении напряжения • Программируемая частота генератора • Согласованная задержка распространения для обоих каналов • Микро мощность при старте (ток до 125 мкА) • Выход драйвера нижнего уровня в фазе с RT • Напряжение смещения VOFFSET не более 600В • Скважность 2 (меандр) • Имп. вых. ток к. з Iо± 210 мА/ 420 мА • Выходное напряжение драйверов VOUT 10 – 20В • Пауза 1.2 мкс Типовая схема включения: Блок-схема: Расположение выводов: Описание выводов: Rt Резистор задающего генератора, для нормального функционирования в фазе с LO Ct Конденсатор задающего генератора VB Напряжение питания ключей верхнего уровня HO Выход драйвера верхнего уровня VS Возврат питания верхнего уровня VCC Питание драйверов нижнего уровня и логики LO Выход драйвера нижнего уровня COM Возврат питания нижнего уровня Описание: IR2155 – драйвер с самотактированием высоковольтных, высокоскоростных МОП-транзисторов или IGBT-транзисторов с выходными каналами нижнего и верхнего уровней. Собственная HVIC-технология и стойкая к защелкиванию КМОП-технология позволили создать монолитную конструкцию. Внешние параметры генератора определяются эквивалентно таймеру 555 (К1006ВИ1). Выходы драйверов отличаются высоким импульсным током буферного каскада и паузой при переключении каналов, что выполнено для минимизации встречной проводимости драйвера. Задержки распространения сигналов для обеих каналов согласованы для упрощения использования в приложениях со скважностью. 2. Выходной канал может быть использован для управления N- канальным силовым МОП-транзистором или IGBT-транзистором с напряжением питания верхнего уровня до 600В. 5. Принципиальная схема дифференциального инвертора Составим принципиальную схему дифференциального инвертора. В качестве управления дифференциальным инвертором будем использовать микросхему широтно-импульсного модулятора. Смотреть приложение. 5.1. Описание работы схемы. Предлагаемый полумостовой преобразователь напряжения отличается простотой конструкции и не требует налаживания. Основой преобразователя является микросхема IR2153 Представляющая собой драйвер двух ключей (IGBT или MOSFET) имеющий один выход для управления нижним ключом полумоста (LO) и один выход для верхнего ключа (HO)с плавающим потенциалом управления. Допустимое напряжение на инверторе, с которым работает микросхема, составляет 600 В. Переменное напряжение 220вольт поступающее через разъем Х1 проходит через заграждающий фильтр С1,С2,L1 выпрямляется диодным мостом VD1-VD4 и сглаживается последовательно соединенными конденсаторами С6,С7. Рис1. Фильтр необходим для предотвращения проникновения помех от преобразователя в сеть. Напряжение питания на микросхему D1 поступает через резистор R1 и сглаживается конденсатором С3. Напряжение на выводе VCC микросхемы D1 не может быть выше 15,6 вольт так как внутри микросхемы между выводами 1и 4 установлен стабилитрон. Цепочка R2, C4 задает частоту работы задающего генератора и равна 40кГц, при необходимости может изменяться от 80 Гц до 1 МГц при условии что минимальные значения R2 и C4 должны находиться в пределах 10кОм и 330пФ соответственно. Для подбора данных деталей можно воспользоваться номограммой Верхний ключ открывается с выхода HO, нижний с выхода LO между включениями одного и другого ключа выдерживается пауза 1,2 мкс благодаря чему предотвращается протекание сквозных токов через транзисторы. Бутстреповая ёмкость С5 заряжается через диод VD5 при включении нижнего ключа VT2. Первичная обмотка трансформатора Т1 подключена к делителю напряжения образованному конденсаторами С6,С7 и силовыми ключами VT1,VT2. Конденсаторы С8,С9 подключенные параллельно выпрямительным диодам VD6,VD7 значительно снижают амплитуду выбросов в моменты переключения диодов. Сетевой фильтр намотан на ферритовом кольце К20х12х6 марки М2000HM сложенным вдвое проводом МГТФ 0,12 и содержит 25-30 витков. Трансформатор Т1 намотан на Ш — образном магнитопроводе типоразмера М2000НМ Ш7х7. Первичная обмотка содержит 260 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,3мм. Вторичные обмотки обеспечивают выходное напряжение 27 вольт при токе 3,5 ампера и содержат по 15 витков сложенным в двое проводом ПЭВ-2 диаметром 0,5. Конденсаторы С1,C2 типа К73-17, С4,C8,C9 керамические, электролитические C3,C5,C6,C7,C10 типа К50-35. Вместо VD1- VD5 подойдут любые другие на ток 0,7А и напряжение 400вольт, вместо VD6,VD7 желательно применить диоды шотки типа КД2997 установленные на игольчатый радиатор размером 25х40мм. Заключение В данной курсовой работе был рассмотрен дифференциальный инвертор со средней точкой. На первом этапе работы была составлена структурная схема импульсного источника питания. Блоками представлены выпрямители, фильтры, дифференциальный инвертор, система управления. На втором этапе была рассмотрена система управления дифференциального инвертора. Система управления представлена широтно-импульсным модулятором SG 2524. На третьем этапе была составлена принципиальная схема импульсного источника питания. На принципиальной схеме обозначены номиналы и обозначения радиоэлементов. Представлено описание принципиальной схемы. На последнем этапе расписывается методика выбора транзисторов и диодов дифференциального инвертора, а также выпрямителя импульсного источника питания. Список литературы 1. Малогабаритная радио аппаратура “Справочник” Издан второе Киев 1972г 2. Справочник по полупроводниковым диодам и транзисторам. Издание четвёртое под редакцией Н.Н. Горюнова. 3. Колганов А. Импульсный блок питания мощного УМЗЧ. — Радио, 2000, № 2, с. 36—38. 4. Бирюков С. А. Применение цифровых микросхем серий ТТЛ и КМОП. — ДМК, 1999. 5. Козельский В. Задающие генераторы импульсных блоков питания. — Радио, 2001, № 3,с. 36, 37. 6. Трифонов А. Выбор балластного конденсатора. — Радио,1999,№ 4,с. 44.

Проектирование импульсных источников питания

Проектирование импульсных источников питания

Вы должны активировать JavaScript.

Пожалуйста, активируйте JavaScript и снова загрузите сайт!

---

Конструкция импульсных источников питания

Импульсные блоки питания | Авторские права | Что это все?

Следующие программы рассчитывают соответствующие токи и напряжения для различных импульсных источников питания и отображать их графически. Кроме того, программы дают рекомендации по дроссельные катушки и высокочастотные трансформаторы.

Описание	Тип источника питания	Помощь
Входное напряжение преобразуется в более низкое выходное напряжение.	Понижающий преобразователь	Помогите с понижающим/понижающим преобразователем
Входное напряжение преобразуется в более высокое выходное напряжение.	Повышающий преобразователь	Помощь для Повышающий преобразователь
Входное напряжение преобразуется в отрицательное напряжение.	Buck-Boost преобразователь	Помощь для Buck-Boost
Несколько изолированных выходных напряжений, до прибл. 250 можно.	Обратноходовой преобразователь	Помощь для Обратноходовой преобразователь
Одно электрически изолированное напряжение, до прибл. 100 Вт.	Одиночный транзистор Передний преобразователь	Помощь для Одиночный транзистор Прямой преобразователь
Одно электрически изолированное напряжение, до прибл. 1 кВт.	Двухтранзисторный Передний преобразователь	Помощь для Двухтранзисторный прямоходовой преобразователь
Одно электрически изолированное напряжение, до нескольких кВт.	Полумост Двухтактный преобразователь	Помощь для Полумост Двухтактный преобразователь
Одно электрически изолированное напряжение, до многих кВт.	Полный мост Двухтактный преобразователь	Помощь для Полный мост Двухтактный преобразователь
Импульсный источник питания для синусоидального сетевого тока.	Предварительный регулятор коэффициента мощности (ПФУ)	Помощь для Коэффициент мощности Предварительный регулятор
Расчет индуктора L для макс. текущий Я.	Индуктор расчет	Помогите с Индуктор расчет

Начало страницы | Что это все?

Запись!

Схемы и процедуры указаны без учета патентное положение. При коммерческом использовании убедитесь, что при необходимости выполняются все существующие требования к защита. Воспроизведение таможенного наименования, фирменного наименования, товарных знаков и т. д. на этих страницах, озаглавленных также без специального указания не согласие с тем, что такие названия в смысле зарегистрированных товарные знаки и товарные знаки должны рассматриваться как свободные и поэтому каждый может использовать. Эти страницы защищены авторскими правами. Все права, включая права на перевод или копирование страницы или разделы из него зарезервированы. Никакая часть этих страниц не может быть воспроизведена без письменного разрешения от авторы. Правонарушения регулируются уголовными положениями закона об авторском праве. Содержание этих страниц было тщательно составлено. Авторам за правильность спецификации, примечаний или фрагментов совет, тем не менее, не берите на себя прилипание.

Что это все?

В первую очередь этот сайт был написан для людей, которые знают основы импульсные блоки питания. Мы

, а не считали контрольным транзисторов, а также некоторых профилактические меры (разрядные установки, ограничение тока).
Предложения по ферритовым сердечникам являются приблизительными, основанными на таблицы производителя, а также книги Hirschmann/Hauenstein: Schaltnetzteile [1] и Кейт Billings: Справочник по импульсным источникам питания [2]. В любом случае сверяйте предоставленную нами спецификацию с соответствующими паспортами.

---

Этот веб-сайт оптимизирован для: Мозилла Фаерфокс

---

Начало страницы | Импульсные источники питания | Авторские права |

Обновлено 27 апреля 2015 г.

Доктор Хайнц Шмидт-Вальтер, Хольгер Венцель, Томас Занкер, Ричард Морган и Джоналан Кеган.

Импульсный источник питания

— Расчет эффективности SMPS

спросил 1 год, 8 месяцев назад

Изменено 1 год, 8 месяцев назад

Просмотрено 776 раз

\$\начало группы\$

Я просматривал предыдущие сообщения и не мог найти ничего, что искал по этой теме. Осциллограмма ниже — это входной ток моей системы, который также приведен ниже. Вопрос в том, как мне добиться эффективности? Должен ли я брать среднее или среднеквадратичное значение этой текущей формы волны, чтобы добраться туда?

Изменить для ясности вопроса: мне действительно было интересно, следует ли мне использовать среднеквадратический ток для входа, поскольку это не чистая синусоидальная форма волны (вторая половина исходного поста).

• импульсный источник питания
• обратный ход
• КПД

\$\конечная группа\$

6

\$\начало группы\$

Чтобы определить эффективность вашего источника питания, вам нужно иметь дело с в среднем уровней мощности. Выходную мощность можно определить различными способами, но если вы не уверены в значениях пульсаций, то лучше всего выполнить умножение мгновенных токов и напряжений, чтобы получить мгновенную мощность \$p(t)\$ (обратите внимание на нижнюю случай), что теперь вы будете усреднять за период переключения, чтобы получить среднюю мощность \$P\$.

На приведенном ниже графике показаны выходное напряжение и ток типичного обратноходового преобразователя. Вы можете увидеть некоторую пульсацию в этих сигналах. Если вам нужна точная мощность, просто умножьте сигналы тока и напряжения, чтобы получить мгновенную мощность: 92}{10}=22,5\;W\$ при нагрузке 10-\$\Omega\$.

Для входной мощности, если у вас есть стабильный источник постоянного тока без пульсаций, вы можете просто умножить значение постоянного тока источника на средний входной ток, и вы получите \$P_{in}\$. Ниже приведена типичная сигнатура входного тока преобразователя, работающего в DCM:

Средний входной ток измеряется в цикле переключения, и вы получаете 121,1 мА, которые умножаются на источник постоянного тока 290 В, что дает входную мощность 35,12 Вт. Таким образом, эффективность составляет \$\eta=\frac{P_{out}}{P_{in}}=\frac{22,5}{35,12}=64\$%. Oui, плохое исполнение, но это пример моделирования 🙂

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Я не знаю, есть ли в LTspice функции для расчета средних значений в графическом окне, но это не обязательно.

Создайте источник тока функции, который имеет выражение V(Vin)*I(Vin). Таким образом, он выдает ток, пропорциональный входной мощности. Затем вы ставите параллельно конденсатор, и напряжение на этом конденсаторе равно входной энергии.

Вы можете сделать то же самое на выходе с помощью V(Rload)*I(Rload), чтобы получить мощность на нагрузочном резисторе, интегрировать его в колпачок…

Затем вы наносите на график отношение выходной энергии к входной энергии.

Вы также можете сделать скользящее среднее за один период переключения, что должно быть интереснее… просто используя этот очень хитрый прием, используя линию передачи для задержки сигнала на один период и вычитая текущее значение из задержанного стоимость.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Эффективность источника питания рассчитывается как отношение мощности, передаваемой на его выход, к общей энергии, потребляемой источником питания. Итак, формула 9.0005

^{смоделируйте эту схему — схема создана с помощью CircuitLab} Обычно это измеряется при 80% полной нагрузки.