מיתוג ממירי מתח. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / ממירי מתח, מיישרים, ממירי מתח

 הערות למאמר

מיתוסים, אגדות, אגדות וטוסטונים על שנאי דופק

ישנם מיתוסים רבים ברחבי העולם על שנאי כוח ומשנקים בתדר גבוה. בואו ננסה להפריך אותם. לרוע המזל, החלק הפחות רהוט בספרי הלימוד ובמדריכים עוסק ברכיבים מגנטיים, מה שמסבך חפצים ותופעות יומיומיות פשוטות בדרך כלל. כן, יש הרבה משתנים לא ידועים, כן, יש הרבה דקויות שצריך לדעת, אבל התיאוריה שותקת לגביהם, והספרות הפופולרית משקרת, ומציעה נוסחאות אמפיריות לבעיות ספציפיות כפתרונות לכל אירוע. לדוגמה.

המיתוס הראשון. ככל שהאחוז גדול יותר של שטח חלון הליבה המלא בנחושת - באופן אידיאלי 100% - כך ייטב. לא בסדר. בעיצובים רבים, 100% מילוי, לעומת נניח 75% (אותו מספר סיבובים, חתך חוט שונה) יוביל להפסדים גדולים יותר ב-HF. אתה לא יכול להעביר באופן עיוור שיטות חישוב מ-50 הרץ ל-500 קילו-הרץ.

המיתוס השני. בשנאי אופטימלי, ההפסדים בהתנגדות המתפתלים וההפסדים בליבה חופפים. לא בסדר. לעתים קרובות נתון הפסד אחד שונה מזה ב-1-2 סדרי גודל. אז מה - זה בכלל לא הקריטריון העיקרי של המעצב. גישה זו היא גם מורשת של "חמישים הרץ" - כך מובטח איזון טמפרטורה בשנאי רשת מסיביים. אבל כל הפיתול שלנו הוא שכבה אחת או שתיים, ותנאי העברת החום הרבה יותר פשוטים.

המיתוס השלישי. השראות הדליפה צריכה להיות 1% מהשראות המגנטית. לא בסדר. זה צריך להיות נמוך ככל האפשר מבלי לפגוע משמעותית בפרמטרים חשובים אחרים. אם אתה יכול להביא את זה ל-0.1% - מעולה. ולפעמים צריך לעצור ב-10%.

מיתוס רביעי. השראות דליפה היא פונקציה של חדירות הליבה. לא בסדר. השראות הדליפה של פיתול היא כמעט בלתי תלויה בשאלה אם יש ליבה בסיבוב או לא. ליתר דיוק, כל ההפרש הוא בטווח של 10% (וזה ב-mu של כמה אלפים!). אתה יכול לבדוק.

מיתוס חמישי. צפיפות הזרם האופטימלית בפיתולים היא 2A למ"ר. או 4A. או 8A. והכלב איתו. צפיפות זרם לא משנה. מה שחשוב הוא פיזור החום בחוט, והיכולת, או חוסר היכולת, של המבנה בכללותו להבטיח איזון תרמי בטמפרטורה מקובלת. בהתאם ליעילות הקירור (מקרינה לוואקום ועד לקירור בשלב הרתיחה), צפיפות הזרם המותרת משתנה בשני סדרי גודל. רידלי בונה שנאים כבר 20 שנה, אבל עדיין לא למדנו את "צפיפות הזרם האופטימלית" – כל מה שחשוב לנו זה הטמפרטורה של השנאי.

מיתוס שישי. בשנאי אופטימלי, ההפסדים בראשי ובשני שווים. לא בסדר. ואם הם לא שווים, אז מה? העיקר שאף אחד מהם לא יתחמם יתר על המידה.

מיתוס שבע. אם קוטר החוט קטן מעומק אפקט העור, אז אין הפסדים משמעותיים ב-RF. אמירה מאוד מזיקה. בפיתולים רב שכבתיים, אפילו עם חוט דק מאוד, יהיו הפסדים.

מיתוס שמונה. תדר התהודה של מעגל השנאי בהיעדר עומס צריך לעלות באופן משמעותי על תדר ההמרה. לא בסדר. היא לא משנה. בשנאי אידיאלי, השראות שואפת לאינסוף, ולכן תדר התהודה בהפסקה שואף לאפס... אז מה? והעובדה שתהודה חשובה לא למעגל פתוח, אלא לקצר במעגל המשני. תהודה זו צריכה להיות לפחות שני סדרי גודל גבוה יותר מתדר הנשא.

מדידות עכבה שנאי

אפשרות חיבור למכשיר

בתצורה זו, המנתח מציג עכבת שנאי מ-10Hz עד 15MHz, עבור קצר עומס ותנאי עומס פתוחים. עבור שנאי דופק עם פיתולים קצרים, יש צורך להבטיח קצר לאורך הנתיב הקצר ביותר עם הפסדים מינימליים. אחרי הכל, לחצי טבעת סוגרת, אפילו בקוטר של כמה סנטימטרים, כבר יש השראות דומה לשראות הדליפה של הראשונית. השראות דליפה תלויה בתדירות! כנטל Rsense R=0.1..1 Ohm. מדוד את ההתנגדות האוהמית של הפיתולים רק עם גשר בעל התנגדות נמוכה או אוהם מד עם מחולל זרם. לאחר סדרה של מדידות, אתה יכול לקבוע:

השראות מגנטית - התנגדות ליפוף - השראות דליפה - תדירות ואיכות של תהודה על קצר חשמלי ומעגל פתוח - קיבול מתפתל (עד 3 pF לסיבוב).

לגבי השליטה הנוכחית

הגבלת זרם מחזור, מיושמת כהלכה, מאפשרת לך ליצור אספקת מתח בלתי ניתנת להריסה. לשם כך, חיישן הזרם חייב להיות מהיר (השהייה של כמה ננו-שניות), ולהיטען ישירות על כניסת הבקרה של הבקר IC.

הפעלה כוזבת של הגנה מפני התפרצויות טפיליות מדוכאת על ידי מסנן המעבר הנמוך RC. זה המקום שבו אתה צריך להחליט על פשרה של חסינות מהירות-רעש, כדי שסינון מוגזם לא יחמיץ את הזרם העודף האמיתי.

גם בקרים המשביתים את ההגנה בקצה המוביל של הדופק אינם תרופת פלא. 100 ns של השהיה (או משהו כזה) שבמהלכם ההגנה עיוורת יכולים גם להרוג את המטען. לכן, אולי כדאי להגביל בכוח את מהירות המיתוג של הטרנזיסטור (מה שגם מפחית את רמת ההפרעות והקרינה הן לחיישן הזרם והן לחלל).

כיצד לבדוק את הגנת הזרם?

קצר את יציאת ה-PN - אחרי המיישר ומסנן המוצא. למרבה הצער, במקרה של קצר חשמלי במיישר עצמו, שום הגנת זרם לא תעזור לטרנזיסטורים שלך.

חבר את הגשש לחיישן הנוכחי. הגבר בהדרגה את מתח האספקה ​​עד שהבקר יתחיל ליצור נשא. אתה אמור לראות פסגות צרות על האוסילוסקופ - מעגל ההגנה צריך לכבות במהירות את הטרנזיסטורים הפתוחים. משרעת הדופק חייבת להתאים לסף ההגנה. הגדל את מתח האספקה ​​למקסימום. משך הפולסים אמור להצטמצם. המשרעת עשויה לגדול (עקב עיכובים בהתפשטות המשוב הנוכחי), אך לא באופן משמעותי. ואם הוא גדל ביחס למתח הכניסה - עצור, מערכת ההפעלה שלך איטית מדי.

לאחר מכן - זה מהותי - יש לחזור על מחזור המדידה בטמפרטורות אוויר מינימליות ומקסימליות

זה חשוב: הפרמטרים של הפריט שעליו מתפתל השנאי הנוכחי יכולים להשתנות כל כך עם הטמפרטורה שזה לא נראה כמו הרבה.

לגבי סנוברים

Snubber (סנובר - מנחת) - מעגל RC מקביל לליפוף - ל-shunting צלצול HF. יש לדכא את הצלצול, אחרת יתכנו כשלים, הפרעות מוגזמות וחוסר יציבות של הממיר. בדרך כלל, shunt RC מספיק כדי להשקיט פיתולים סוררים אם תדירות הצלצול עולה על הספק בכשני סדרי גודל ומעלה. ואם לא, אז אנחנו צריכים לחפש דרכים לעקיפת הבעיה, כי אז חלק ניכר מהנשא וההרמוניות הקרובות ביותר שלו ייפלו לתוך פס ה-shunt pass.

ראשון. קבע את התדירות של תנודות טפיליות. מלכתחילה, הפעל את המעגל בזרם עומס נמוך. בדיקת האוסילוסקופ - כדי לא לבצע שינויים במעגל - חייבת להיות בעלת קיבול פנימי מינימלי. אם לא, נסה להעביר את הגשושית למעגל הצלצול מבלי ליצור מגע חשמלי. שימו לב שתדר הצלצול צף עם המתח של המעגל הראשי.

שְׁנִיָה. חשב את מעגל ה- RLC המקביל עבור התדירות והאיכות של התנודות. בצד הראשוני, השראות הדליפה ידועה (צריכה להיות ידועה!). בצד המשני, הקיבולים של הדיודות ידועים.

עכבה אופיינית Z = 2 * Pi * f * L (עבור L ידוע), Z = 1 / (2 * Pi * f * C) עבור C ידוע

שְׁלִישִׁי. מלכתחילה, בואו ננסה רק את ה-R-shunt, R=Z. בואו לחשב את הפסדי החום על השאנט. אם הם גבוהים בצורה מגונה, אנו משלימים את הקישור בקיבולת C = 1 / (Pi * f * R). הגדלת הקיבול היא חסרת תועלת - ההפסדים גדלים, דיכוי הצלצול אינו משתפר (קיבול ה-HF מוליך לחלוטין).

רביעי. בוא נחשב מחדש את כוח ההפסד לפי R: P = 2* C * V * Fnon-ייבוש הוא איבוד של הנשא בלבד ללא שחרור חום במהלך הצלצול. בוא נבדוק את זה במעגל אמיתי. הקירוב הראשון - ככלל - מתאים באופן מיידי לרוב המקרים.

לגבי שבבי בקר

מיקום הרכיבים והניתוב ליד ה-IC הם חשובים ביותר! זה חוזר על עצמו בכל גליון נתונים, אבל זה לא מזיק לחזור על זה שוב.

קודם כל, יכולת הגדרת התדר של הגנרטור. מקם אותו ממש למרגלות ה-IP. לא חמישה מילימטרים, אבל כמה שיותר קרוב, יותר טוב. אחרת, יתכנו תופעות בלתי מוסברות - למשל, מעגל המיועד ל-100 קילו-הרץ יפיק מגה-הרץ, בתולת-ים תצא מהיאוזה וכו'. יתרה מכך, אולי הוא לא יופיע על אב טיפוס, אבל על לוח ייצור הוא יופיע במלוא הדרו.

שנית, יש להלחים את הקיבולים במעגלי הכוח קרוב ככל האפשר לרגלי ה-IC.

התפוקה של המסור הגנרטור (במקום שבו הוא נגיש מבחוץ) לא אוהב להעמיס (כמוני). לכן, בעת בחירת אות ממוצא זה, היזהר - אפילו עומס של 100 קילו אוהם יכול לשנות את צורת המסור. עדיף ליצור את המסור במקביל, מבלי להתחבר למעגל הראשי של הגנרטור.

ICs 3842, 3843 מאפשרים לך להגדיר הפסקה בין פולסים מ-5% ל-30% מהתקופה. 3844, 3845 - עד 70%. אם אתה צריך להאריך את ההפסקה, אתה יכול לעקוף את ההגבלות האלה על ידי שינוי התזמון של R, C. לאחר מכן הוספת נגד נוסף מפין ה-RTCT להספק החיובי - זה יאיץ את הטעינה ויאט את הפריקה, ותאריך את זמן הפסקה זמין.

IC UC3825 - זמן ההשהיה המינימלי (מוחלט, באלפיות שניות) נקבע בקפידה על ידי הקיבול Ct, עיין בתיעוד. אבל אפשר גם לעשות כמתואר לעיל - על ידי חיבור נגד ל-Ct. רק שהזמן הזה ירחף כל הזמן עם מתח האספקה.

מנהלי יציאות IC לא אוהבים עומסים אינדוקטיביים - כגון שנאי בידוד - מה שגורם להקפצת אות בשער. יתר על כן, אם זה לא בא לידי ביטוי במעבדה, אז בחיים האמיתיים זה בהחלט יופיע ברגע הכי לא מתאים. הרי הפרמטרים של השנאי צפים... לכן, מומלץ להגן על השער בדיודות, ובמקביל לראשוני של המתמר - עם נגד.

בקרי דור ראשון, במיוחד מבוגרים יותר, עלולים להיות מאוד לא יציבים הן מבחינת מתחי הייחוס (אפשר לחיות עם זה) והן מבחינת פרמטרי תזמון, עד לרצף שגוי של טריגרים וסחיפה מוגזמת של תדר הנשא (תלוי היציבות של רמות הייחוס). אם תרצה, השתמש ב-IP משנת שחרור אחרונה, או עם סיומות המציינות אפשרויות "משופרות". הָהֵן. TL594 ולא TL494 וכו'.

לדוגמה, תכונה לא מתועדת של Bryansk IC KR1156EU2 (אנלוגי 3825) - עם ספק כוח 12V, חיווט נכון, עם רמה מעכבת בכניסת ILIM, פלט 14 הוא ברמה נמוכה (רגיל) וקצר, כ-11 ns פסגות מופיעות ביציאה 100 - חזיתות "חתוך" של משרעת הספק עד 9V. איפשהו הדק לא עובד כמו שצריך. אבל שאריות אלה מספיקות כדי לפתוח את התריס ו(מה אם) להרוג את המעגל.

לגבי תדר החיתוך של לולאת מערכת ההפעלה

לגבי מדידת רווח PN עם לולאת משוב סגורה - עדיף למדוד אותו כמתואר בסעיף הבא, באמצעות מנתח ספקטרום (מחולל לא מספיק).

עבור PNs קדימה ו-flyback כאשר נשלט על ידי מתח, תדר החיתוך צריך להיות לא יותר מרבע מתדר האפס של פונקציית ההעברה בחצי הימני של המישור המורכב. אם מילוי תנאי זה אינו מאפשר לייצב את הפלט בצורה מהימנה, יש צורך לבצע מחדש את מסנן הפלט.

עבור כל PN - תדר החיתוך לא יעלה על 1/8 מתדר הנשא.

עלייה בתדר החיתוך מוגבלת על ידי רעש בלתי נמנע, צלצולים ותופעות טפיליות אחרות ב-PN ברמה של כ-15 קילו-הרץ. אם מסיבה כלשהי אתה צריך להבין את זה, הסיבוך של המעגל הוא בלתי נמנע - הצגת מגבר שגיאה חיצוני במהירות גבוהה בלולאת מערכת ההפעלה.

הדבר החשוב ביותר הוא שתדר החיתוך של מערכת ההפעלה אינו מטרה בפני עצמה. מה שחשוב הוא עכבת מוצא על פני טווח התדרים הנדרש על ידי העומס, דיכוי אי יציבות מתח הכניסה ודיכוי רעשי הכניסה.

מדידת לולאה של מערכת ההפעלה

הקפד למדוד את התנהגות לולאת מערכת ההפעלה לפני הפעלת המכשיר.

המכשיר, אשר נדון להלן, מציג מקור מתח (מחולל סוויפ) למעגל הפתוח של מערכת ההפעלה (נקודות 1-2). אז ספקטרום האותות נרשמות בכל שתי נקודות של המעגל ומוצגת תגובת התדר של היחס בין ספקטרום אלה. היחס בין ספקטרום הפלט לספקטרום הכניסה הוא מאפיין ההעברה (במשרעת). אתה יכול לשכפל את המכשיר ביעילות באמצעות גנרטור עם פלט שנאי וייצוב מתח על הפיתול המשני, ואוסילוסקופ.

מדידת פרמטרי לולאה באמצעות מנתח ספקטרום AR102V - PN עם בידוד מצמד אופטו

נקודות החיבור של בדיקות ערוץ A ו-B מאפשרות למדוד פונקציות העברה שונות