матеріали в категорії

Останнім часом замість традиційних випрямлячів з мережевими трансформаторами для живлення побутової радіоапаратури все частіше використовують так звані імпульсні джерела живлення. Переваги таких пристроїв очевидні - це економічність (високий ККД), компактність, мала маса.
про порівнянні з традиційними імпульсні джерела живлення потужних підсилювачів ЗЧ мають в три-чотири рази менші габарити і масу і більш високий ККД. Відзначимо, що підвищений ККД джерела живлення вигідний не тільки через економію електроенергії, але і з точки зору полегшення теплового режиму підсилювача ЗЧ і пов'язаного з ним поліпшення його параметрів і збільшення терміну служби транзисторів.
У радіоаматорів давно вже виробився певний стереотип підходу до проектування блоків живлення побутової радіоапаратури. У більшості випадків їх будують за традиційною структурній схемі: трансформатор харчування - випрямляч - згладжує фільтр і (досить часто) - стабілізатор напруги. Однак така структура блоку живлення доцільна тільки в підсилювачах ЗЧ з вихідною потужністю, що не перевищує 30 ... 50 Вт. При більшій вихідної потужності традиційні блоки живлення виявляються занадто громіздкими і важкими.

Можливий вихід з положення в подібних випадках - застосування блок живлення з перетворювачем напруги. У порівнянні з традиційним він має значно менші габарити і масу і більш високий ККД, що дозволяє не тільки заощадити електроенергію, але і полегшити тепловий режим підсилювача.
Структурна схема такого блоку живлення показана на рис.1. Через включений на вході фільтр Z1 мережеве напруга надходить на випрямлячі UZ1 і UZ2. Фільтр Z1 виключає потрапляння високочастотних перешкод в мережу змінного струму. Випрямляч UZ1 перетворює мережеве напруга в порівняно високе (близько 310 В) постійна напруга, яке надходить далі на транзисторний фільтр Z2, що зменшує пульсації випрямленої напруги. До виходу цього фільтра підключений високочастотний перетворювач напруги U1. Частоту перетворення і форму коливань задає генератор прямокутних імпульсів G1, який живиться від випрямляча UZ2 через згладжує фільтр Z3 і стабілізатор напруги U2. З метою зменшення габаритів і маси пристрою частота перетворення обрана досить високою (100 кГц). З виходу перетворювача через понижуючий трансформатор прямокутна напруга надходить верб вихідні випрямлячі UZ3, згладжують фільтри Z4 і далі на навантаження.

Основні технічні характеристики блоку живлення наступні: напруга живлення - 200 ... 240 В, вихідна напруга - ± 25, 20 і 10 В при струмах навантаження відповідно 3, 1 і 3 А; ККД - 0,75.

Функції мережевого фільтра виконують елементи С2, Т1, С3. Випрямляч перетворювача напруги - двонапівперіодний бруківці на діодах VD1-VD4, транзисторний фільтр утворений елементами R3, С5, R4, VT1, С7. Він зменшує пульсації випрямленої напруги частотою 100 Гц в 125 раз, що необхідно для запобігання модуляції ними прямокутного напруги високочастотного перетворювача. Останній виконаний на транзисторах VT5, VT6. Через понижуючий трансформатор Т3 його вихідна напруга надходить на двухполуперіодні випрямлячі VD13-VD16; VD17, VD18 і VD19, VD20. Пульсації випрямлених напруг згладжують конденсатори С11-С18.
Генератор, що задає зібраний на елементах мікросхеми DD1. Підлаштування резистором R1 частоту слідування його імпульсів можна змінювати в межах від 100 до 200 кГц. Тригер DD2.1 формує з них імпульси з більш крутими фронтами і вдвічі меншою частотою проходження. З перетворювачем напруги генератор пов'язаний через комплементарний емітерний повторювач на транзисторах VT3, VT4 і трансформатор Т2. Харчування на задаючий генератор надходить через випрямляч (VD5-VD8) та стабілізатор напруги (VT2, R5, VD9, VD10). Надлишок напруги гасить конденсатор С4.
Конструкція і деталі. У блоці живлення можуть бути використані будь-які відповідні за габаритами і параметрами резистори і конденсатори. Замість транзисторів КТ812А можна застосувати КТ809А або КТ704Б. Статичні коефіцієнти передачі струму h21е транзисторів VT5, VT6 повинні бути приблизно однаковими. Замінювати мікросхеми серії К511 будь-якими іншими не рекомендується, оскільки вони найменше схильні до дії високочастотних перешкод і дозволяють отримати досить великий (близько 13 В) розмах імпульсів на виході тригера. В крайньому випадку можна скористатися мікросхемами серії К155 , Однак це потребуватиме додаткового посилення імпульсів, що подаються на бази транзисторів VT3, VT4. Не слід замінювати і діоди КД213Г і КД212А, так як вони мають досить високу граничну частоту (близько 100 кГц), що дозволяє вибрати таку ж частоту перетворення і, як наслідок цього, зменшити габарити вихідного трансформатора Т3 та підняти ККД блоку живлення.

Трансформатор мережевого фільтра Т1 виконаний на кільцевому магнітопроводі типорозміру К20х10х5 з фериту М2000НМ-3, обидві його обмотки містять по 17 витків дроту МГТФ 0,5. Магнитопровод трансформатора перетворювача Т2 - К16х8х6 з фериту М2000НН-1, все його обмотки намотані в три дроти (ПЕЛШО 0,12) і містять по 90 витків. У вихідному трансформаторі Т3 використаний магнітопровід К38х24х7 з такого ж матеріалу. Його обмотки 1-2, 3-4-5 і 9-10 містять відповідно 30 + 5 + 5; 5 + 5 і 2 витка проводу ПЕВ-2 1,0, обмотка 6-7-8 - 4 + 4 витка проводу ПЕВ-1 0,6. Всі обмотки рівномірно розподіляють по кільцю і ретельно закріплюють, а для виключення межобмоточной замикань відокремлюють одну від одної фторолластовой плівкою. Потужні транзистори VT2, VT5, VT6 розміщені на трьох тепловідведення з площею охолоджуючої поверхні 65 см2 кожний.

При складанні потрібно прагнути до того, щоб всі з'єднання були можливо коротше. Сам блок живлення необхідно помістити в екран з пермаллоя.
Налагодження пристрою починають з генератора прямокутних імпульсів. Вийнявши запобіжник FU1 і включивши харчування, за допомогою осцилографа перевіряють наявність протифазних прямокутних імпульсів на обмотках 3-4 і 5-6 трансформатора Т2. Потім підстроєні резистором R1 встановлюють частоту імпульсів 100 кГц.
Після цього вставляють запобіжник на місце, перевіряють наявність і амплітуду імпульсів на вторинних обмотках трансформатора Т3 та вимірюють вихідна напруга блоку живлення. При необхідності їх можна знизити підключенням додаткових секцій обмотки 1-2. Слід, однак, мати на увазі, що в цьому випадку знизиться і ККД блоку живлення.
Габарити описаного пристрою - 220х100х37 мм (обсяг 0,8 дм3), маса - 1 кг. Блок живлення такої потужності, побудований за традиційною схемою, має в три рази більший обсяг і в чотири рази більшу масу.

Обговорити на форумі

В. жучки, О. ЗУБОВ, І. Радутная, г. Москва, Радіо №1, 1987 р ., Стор.35