ספק כוח מעבדתי רב עוצמה עם יעילות מוגברת. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

ספק כוח מעבדתי רב עוצמה עם יעילות מוגברת. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / ספקי כוח

ספק כוח מוסדר הוא חלק בלתי נפרד ממעבדת רדיו חובבים. מכשירים דומים רבים תוארו במגזין "רדיו", אך לחלקם יש יעילות נמוכה. העובדה היא שלרוב ספקי כוח מעבדתיים מיוצרים על בסיס מייצבים ליניאריים, מכיוון שלעתים קרובות קשה מאוד לחסל את החיסרון העיקרי של מיתוג מקורות - רמה מוגברת של אדווה. ככלל, התוצאה של עיצוב מעגל כזה היא הפסדי כוח מוגברים. המחבר מציע פתרון משלו לבעיה זו.

ניתן להגביר את היעילות של המייצב על ידי הפיכתו דו-שלבי: השלב הראשון הוא מייצב מקדים פועם; השני הוא ליניארי רגיל. שני השלבים מכוסים על ידי משוב, שבזכותו המייצב הליניארי שומר על ירידת המתח המינימלית המותרת ובכך מבטיח יעילות גבוהה.

מייצבי פעימה, המורכבים על בסיס אלמנט מודרני [1, 2], מספקים פרמטרים של ביצועים גבוהים, כולל הפסדים נמוכים. התקנים אלה נלקחו כבסיס בעת פיתוח אספקת החשמל המעבדתית המוצעת.

מאפיינים טכניים עיקריים

מתח כניסה, V......43
מרווח מתח מוצא, V......0...35
זרם עומס מרבי, A ...... 7,5
תדר המרה של מייצב מיתוג, kHz......55

תרשים המכשיר מוצג באיור. 1. מייצב המיתוג השלב הראשון מורכב על שבב בקר PHI TL598 (DA4) מבית Texas Instruments, השולט על טרנזיסטור המיתוג IRF9540 (VT3). מעגל המיקרו TL598 שונה מה-TL494 הנפוץ בנוכחות מגבר דחיפה ביציאה (בקר PHI הביתי הקרוב ביותר מבחינת מאפיינים הוא KR1114EU4). השימוש במיקרו-מעגל המסוים הזה נובע מהפרמטרים הטכניים הגבוהים שלו: זרם פלט של עד 0,2 A, תדר שעון עד 300 קילו-הרץ, כמו גם מחיר נמוך.

(לחץ להגדלה)

השימוש בטרנזיסטור אפקט שדה מיתוג IRF9540 (VT3) ודיודת Schottky KD2998G (VD2) עם ירידת מתח נמוכה וזמן התאוששות אפשרו להגביר את היעילות של מייצב המיתוג לכ-90%. כדי להגביר את גבולות ויסות מתח המוצא, מגבר החיץ במכלול הטרנזיסטור VT2 מופעל על ידי מייצב עזר בשבב DA2. מייצב מתח פרמטרי המבוסס על טרנזיסטור אפקט שדה VT4 ודיודת זנר VD9 משפר את מקדם הייצוב ומאפשר פעולה במתח כניסה גבוה יותר. הנגד R9 במעגל קבלי המסנן C8 מגן על שבב DA2 מעומס יתר כאשר המכשיר מופעל.

מהפלט של מייצב המיתוג, המתח מסופק למייצב ליניארי המורכב על מעגל המיקרו DA1 עם ירידת מתח נמוכה. עם עיצוב מעגל זה, מאפייני הפלט של יחידת המעבדה נקבעים על ידי הפרמטרים של המיקרו-מעגל, המספק דיכוי אדווה, הגנה מפני זרם והתחממות יתר, ואובדן הכוח בו הוא כ-5%.

על מנת לווסת את מתח המוצא של היחידה מאפס, מתח של -1 וולט מסופק למעגל פלט הבקרה של המיקרו-מעגל DA15 ממקור נפרד.

מצמד אופטו טרנזיסטור U1 שומר על ירידת מתח על פני הרגולטור הליניארי של כ-1,5 V. אם ירידת המתח על פני השבב גדלה (לדוגמה, עקב עלייה במתח הכניסה), הדיודה הפולטת של המצמד האופטו מופעלת, ובהתאם לכך, הפוטוטרנזיסטור. בקר PHI נכבה, סוגר את טרנזיסטור המיתוג. המתח בכניסה של המייצב הליניארי יקטן.

כדי להגביר את היציבות, הנגד R3 ממוקם קרוב ככל האפשר לשבב המייצב DA1.

משנקים L1, L2 הם קטעים של צינורות פריט המוצבים על מסופי השער של טרנזיסטורי אפקט שדה VT1, VT3. אורכם של צינורות אלה הוא כמחצית מאורך העופרת.

ספק כוח מעבדתי רב עוצמה עם יעילות מוגברת

משרן L3 מלופף על שתי ליבות מגנטיות טבעתיות K36x25x7,5 מקופלות יחד מ-MP140 permalloy. הפיתול שלו מכיל 45 סיבובים, המפותלים לשני חוטי PEV-2 בקוטר של 1 מ"מ, המונחים באופן שווה סביב היקף הליבה המגנטית.

מכיוון שבזרם עומס קרוב למקסימום, משתחרר כוח משמעותי על המייצב DA1 ועל הטרנזיסטור VT3, יש להתקין אותם על גופי קירור בשטח של לפחות 30 ס"מ. ניתן להחליף את הטרנזיסטור IRF2 (VT9540) ב-IRF3, ואת הטרנזיסטור IRF4905N (VT1010) ב-BUZ1, IRF11, KP540B.

שטח גופי הקירור מחושב לפי השיטה המתוארת ב[3].

אם נדרשת יחידה עם זרם מוצא העולה על 7,5 A, יש צורך להוסיף מייצב נוסף DA5 במקביל ל-DA1 (איור 2). אז זרם העומס המרבי יגיע ל- 15 A. במקרה זה, המשרן L3 מתפתל עם צרור המורכב מארבעה חוטי PEV-2 בקוטר של 1 מ"מ, והקיבול של הקבלים C1-C3 מוכפל בערך. נגדים R18, R19 נבחרים על פי אותה דרגת חימום של מיקרו-מעגלים DA1, DA5. יש להחליף את בקר PHI באחר המאפשר הפעלה בתדר גבוה יותר, למשל KR1156EU2.

אם אין צורך בזרם עומס גדול, ניתן להחליף את מייצב KR142EN22A ב-KR142EN22 (זרם מקסימלי 5 A) או KR142EN12A (1,5A).

ספרות

מירונוב א' מייצב מתח מיתוג ביעילות מוגברת. - רדיו, 2000, מס' 11, עמ'. 44, 45.
מירונוב א. יישום מיישרים סינכרוניים במייצבי מתח פולסים. - רדיו, 2001, מס' 10, עמ'. 38, 39.
Semenov B.Yu. אלקטרוניקת כוח לחובבנים ומקצוענים. - מ.: Solon-R 2001, p. 115-121

מחבר: S.Korenev, Krasnoyarsk

ראה מאמרים אחרים סעיף ספקי כוח.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

Attoclocks המסוגלים למדוד את פרמטרי הזמן של תנועת אלקטרונים 12.05.2018

כל מה שקורה ברמה האטומית והמולקולרית קורה כל כך מהר עד שלא ניתן לחוש אותו בשום חושים אנושיים. לדוגמה, אלקטרון זעיר, על מנת לעבור מאטום אחד לאחר במהלך תגובה כימית, לוקח רק כמה מאות אטושניות. מהי אטו-שנייה? קחו שנייה וחלקו אותו למיליארד חלקים, ואז חלקו חלק אחד למיליארד חלקים קטנים יותר. אטושניה היא 1*10^-18 שניות.

אבל, כדי להבין מה קורה ב"יקום" הבלתי נראה של אירועים קוונטיים, אנשים צריכים להיות מסוגלים למדוד מרווחי זמן בסולם אטושניות. וזה מה שמסוגלים "שעוני אטו" חדשים שנוצרו על ידי חוקרים ממעבדת המאיץ הליניארי של SLAC באוניברסיטת סטנפורד. השעון החדש מבוסס על לייזר רנטגן המסוגל לייצר פולסים של כמה עשרות אטושניות, ששימש בעבר לצילום וידאו של אירועים המתרחשים ברמה המולקולרית.

עם זאת, לכידת אירועים הקשורים לפיזיקה קוונטית שונה מהותית מלכידת אירועים מתחום הפיזיקה והכימיה הקלאסית. בעבר, מדענים חסרו את היכולת לא רק למדוד, אלא גם לשלוט בכוחם של פולסי רנטגן. ופולסים חזקים מדי השפיעו על המצב הקוונטי השביר ועל התנהגותם של חלקיקים, מה שאיפשר לפרש נכון את הנתונים שהתקבלו.

העקרונות של עיצוב שעון אטו הוצעו על ידי פיזיקאים שוויצרים לפני כעשור. אבל רק עכשיו החלה להופיע האפשרות ליצור מכשיר כזה, המבוסס על ציוד מסויים שכבר זמין למומחים של מעבדת SLAC. קוטר המכשיר הוא 0.6 מטר והוא ממוקם בתוך תא ואקום קטן. מבנה ה-atto-clock כולל 16 חיישנים גליליים המותקנים כמו חישורים בגלגל.

"הלב" של שעון אטו הוא אטום או מולקולה, שהם גם מושא למחקר בו זמנית. אובייקט זה ממוקם במרכז המעגל שנוצר על ידי החיישנים, ומפעילים עליו פולסי רנטגן. האטום(ים) מיוננים ומאבדים חלק מהאלקטרונים שלהם, אשר בהשפעת השדה החשמלי של אור הלייזר, מופנים לעבר החיישנים ונלכדים על ידי אחד מהם. "לתפוס" אלקטרון חופשי, מדענים יכולים לחשב את הערך המדויק של האנרגיה הכלולה בפולס הרנטגן, ואת זמן ההשפעה המדויק של הדופק הזה על האובייקט הנחקר.

עוד חדשות מעניינות:

▪ אפוד חסין כדורים עשוי מחומר קרבון בעל ננו-מבנה

▪ טאבלט מיוחד לבתי ספר Galaxy Tab E

▪ אוצר זהב בעמק הוורדים

▪ מנהור אלקטרונים קולקטיבי

▪ ננוטכנולוגיה על זכוכית

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע אתר ציוד מדידה. בחירת מאמרים

▪ מאמר כמובן, הבטחתי, אבל יש גבול לכל דבר. ביטוי עממי

▪ מאמר האם היקום מסתיים? תשובה מפורטת

▪ מאמר סגול. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר מספר FSK קובע. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר הפיכת מטבע אחד לשניים. פוקוס סוד

השאר את תגובתך למאמר זה:

הערות על המאמר:

סרגיי
הרכיבו מעגל המרת מתח דופק כדי לשים בדל ליניארי במוצא. מתח על אחד, אגב, לא מיקרו-מעגל זול? זו באמת החלטה מוזרה... האם לא יהיה קל יותר לשים זוג מסנני LC ביציאה כדי לדכא אדוות? האם זה הגיוני בכלל להרכיב מעגל המרת דחפים, אם הפלט עדיין KR142EN22A? מישהו שיכפל את הדפוס הזה?

מקסים סרנצ'ין
ניסיתי לעשות את ה-PSU הזה בזמנו. הרווח עם שינוי הבקרה של הטרנזיסטור VT3. לא ניתן היה להתחיל עם הסכימה המקורית (צומת זה לא עובד). המחבר עצמו כנראה לא ניסה. ובכן, כן, המייצב הליניארי מעט חם, נניח ב-10V ו-8A.

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר