|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל ממיר להפעלת ציוד ביתי
אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / ממירי מתח, מיישרים, ממירי מתח אנו מציגים לקוראינו תיאור של ממיר גיבוי להפעלת ציוד ביתי בהיעדר מתח ברשת התאורה. המאפיין הייחודי שלו הוא נוכחותם של שני שלבי המרה: תדר גבוה ותדר נמוך, שאפשרו להפחית משמעותית את מידות ומשקל המכשיר. כיום יש עניין מוגבר בפיתוח וייצור ממירים רבי עוצמה להנעת ציוד ביתי שונים מסוללות נטענות. זה נובע בעיקר משני גורמים. ראשית, סוגים שונים של הגבלות והפרעות באספקת החשמל, שהפכו לאחרונה לנוהג נפוץ באזורים רבים בארץ. שנית, הישגים מודרניים בתחום הייצור התעשייתי של רכיבים אלקטרוניים מיוחדים לטכנולוגיית ממירים. אלה כוללים, קודם כל, טרנזיסטורי אפקט שדה חזקים במהירות גבוהה עם קלות השליטה הטבועה בהם והפסדים נמוכים במצב מופעל, כמו גם מגוון רחב של בקרי PWM משולבים, שהם למעשה ממירי שבב יחיד. יחידות בקרה. חשוב גם שלאחרונה הפך בסיס אלמנטלי שכזה לזמין לחובבי הרדיו הממוצע, הן מבחינת טווח המוצרים והן מבחינת העלות. כתוצאה מכך, התאפשר לפתח מכשירי ממירים המכילים מספר קטן של חלקים ובמקביל בעלי מאפייני אנרגיה וביצועים גבוהים. תיאורים של ממירים כאלה פורסמו יותר מפעם אחת בדפי רדיו [1, 2] ובספרות הטכנית הרלוונטית [3, 4]. תכונה ייחודית של מכשירים אלה היא שכולם פועלים בתדר המרה נמוך (בדרך כלל 50 הרץ). זה נובע מהצורך להבטיח שפרמטרי התפוקה של הממירים תואמים את מאפייני התדר של רשת החשמל הביתית, שכן יש מחלקה גדולה של מכשירי חשמל הדורשים מתח אספקה לסירוגין. אלה, למשל, כוללים את כל הצרכנים המכילים שנאי רשת או סוגים שונים של מנועי AC. יחד עם זאת, הבחירה בתדר המרה נמוך גורמת לקשיים עיצוביים ותפעוליים מסוימים: ייצור שנאי פלט חזק, שקובע בעיקר את המשקל והגודל של המכשיר כולו, ואת ה"זמזום" האופייני של הממיר במהלך פעולתו. בנוסף, הממירים המתוארים, ככלל, אינם מצוידים ביחידות לייצוב מתח המוצא בהתאם לעוצמת העומס המחובר אליהם או למידת הפריקה של סוללת האספקה. כתוצאה מכך, שינויים באמפליטודה של מתח החילופין של המוצא אפשריים בטווח רחב למדי (עד 30...40%), אשר לא תמיד משפיע לטובה על הצרכנים. כל האמור לעיל קבע מראש את העיצוב של הממיר המוצע, שפותח תוך התחשבות בחסרונות המצוינים הגלומים במכשירים קיימים. מבחינה פונקציונלית, הממיר מורכב משני חלקים עיקריים: מהפך חזק בתדר גבוה עם מיישר יציאה ומתג מהפך בתדר נמוך. מאפיינים טכניים עיקריים
תרשים המכשיר מוצג באיור. 1. המהפך בתדר גבוה עשוי לפי מעגל של ממיר push-pull קדימה באמצעות טרנזיסטורים VT1 -VT4 ושנאי T1. היתרונות של פתרון זה כוללים רמות אדווה נמוכות, שימוש טוב יותר בטרנזיסטורי מיתוג מבחינת זרם ויעילות גבוהה יותר מממירים המורכבים באמצעות מעגל גשר. רכיבי שיכוך VD2, VD3, R1, C3 משמשים להפחתת המשרעת של עליות מתח במהלך המיתוג ולהקל על פעולת הטרנזיסטורים.
ההגנה על המהפך מפני עומס יתר או קצר חשמלי במוצא מבוססת על ממסר הזרם K1 הכלול במעגל הכוח הראשי. זה נעשה על בסיס מתג קנה עם קבוצה אחת של מגעים סוגרים, הממוקם במרכז סליל של סיבוב אחד או שניים של חוט האספקה המגיע מהמסוף החיובי של הסוללה. יחד עם זאת, ההתנגדות הפנימית של ממסר כזה קטנה מאוד ואין לה השפעה כמעט על פעולת הממיר במצב רגיל. במקרה של עומס יתר, מגעי מתג ה-reed נסגרים, ושולחים את אות ההגנה המתאים ליחידת הבקרה של מהפך HF A1. מהירות התגובה של הגנת זרם היא 1...2 אלפיות השנייה. מיישר מתח המוצא נעשה על פי מעגל גשר באמצעות דיודות VD4-VD7, המאפשר גם להפחית את רמת האדוות ולהגדיל את קצב הניצול של שנאי הדופק T1. המתח המיושר מסופק למסנן ההחלקה L1C5-C7. אות משוב המתח, הדרוש לפעולת יחידת הבקרה של מהפך HF A1, מוסר ממחלק המתח ההתנגדות R3-R5. מתח DC מיוצב מסופק למהפך-קומוטטור בתדר נמוך, המיוצר על פי מעגל גשר מלא באמצעות טרנזיסטורים VT5-VT8. מתח החילופין המלבני של תדר הרשת שנוצר על ידי המתג מסופק לעומס הממיר. מצב הפעולה של המתג נקבע על ידי יחידת הבקרה של מהפך בתדר נמוך A2. טרנזיסטורים VT5-VT8 נשלטים על ידי דרייברים זהים A4-A7, מבודדים באופן גלווני משאר רכיבי הממיר. "הלב" של מהפך ה-HF הוא שבב הבקר PWM KR1156EU2 [5] (אנלוגי זר - UC3825 מבית Unitrode [6]), אשר תוכנן במיוחד לשליטה בספקי כוח מיתוג בדחיפה בתדירות מיתוג גבוהה, הפועלים עם מתח או משוב נוכחי. התוכנית של יחידת הבקרה של מהפך HF A1 מוצגת באיור. 2.
התדירות של מתנד המאסטר הפנימי של הבקר נקבעת על ידי הדירוגים של אלמנטים חיצוניים - הנגד R9 והקבלים C9, ובערכים המצוינים הוא בערך 50 קילו-הרץ. אות שן המסור הנדרש לפעולה, שנוצר על קבל C9, מסופק לכניסת RAMP של המיקרו-מעגל. הכניסה הישירה IN של מגבר אות השגיאה (ארה"ב) בתוך המיקרו-מעגל מסופקת עם מתח ממקור ייחוס של +5 V. חלק ממתח המוצא של המהפך, מתוקן על ידי גשר הדיודה VD4-VD7, מהמחלק ההתנגדות R3- R5 מסופק לכניסת היפוך IN של ה-USO. הרווח של המכשיר באזור תדר נמוך תלוי בהתנגדות של נגדים R10, R11 ושווה ל-100. קבל C11 נועד לתקן את תגובת התדר של המגבר באזור התדר הגבוה על מנת להגביר את היציבות של כל מערכת בקרת רוחב הדופק. השינוי ברוחב של פולסי בקרת המוצא מתרחש כתוצאה מהשוואה על ידי המשווה הפנימי של בקר המתח שן המסור הפועל בכניסת RAMP עם מתח המוצא של המכשיר. פולסי הבקרה המופקים עם תדירות חזרה של 25 קילו-הרץ מהיציאות OUTA ו-OUTB מסופקים לטרנזיסטורים VT1, VT2 ו-VT3, VT4, בהתאמה. קבל C10 קובע את פעולת יחידת ההפעלה ה"רכה" של הבקר. ברגע הפעלת המתח, הקבל מתחיל להיטען מהמקור בזרם של 9 μA, בעוד שהעלייה במתח בפין ה-SS בעת הטעינה מבטיחה עלייה חלקה של משך מחזור הפעולה של הבקר. כפי שניתן לראות מהתרשים הראשי (ראה איור 1), במקרה של עומס יתר של הממיר, ממסר הנוכחי K1 מופעל, סוגר את המגעים של מתג הקנים K1.1. במקרה זה, התיריסטור VS1 נפתח, וגורם לנורת ה-"הגנה" של HL1 להידלק, כמו גם להופעת מפל מתח של כ-2 V על פני הנגד R8. מתח זה מופעל על כניסת ה-SD של הבקר, ובכך מכניס אותו למצב חסימה. היציאות OUTA, OUTB של שבב DA1 מועברות למצב בעל עכבה גבוהה, וטרנזיסטורי המיתוג VT1-VT4 סגורים. על מנת להחזיר את המכשיר למצב תפעול לאחר ביטול עומס יתר, יהיה עליך לכבות את החשמל לממיר לזמן מה. המייצב הפרמטרי R12VD8 מגביל את מתח אספקת הבקר ל-12 V. יחידת אספקת הכוח של הנהג A2 היא ממיר דופק בעל הספק נמוך המיוצר על פי המעגל המוצג באיור. 3.
מתנד מאסטר מורכב על אלמנטים לוגיים DD1.1, DD1.2, ומייצר פולסים עם תדירות חזרה של כ-100 קילו-הרץ. לאחר מכן מגיע מחלק תדרים ב-4, שנוצר על הטריגרים של המיקרו-מעגל DD2. פולסים מהיציאות ההפוכות של הטריגרים DD2.1, DD2.2 והפלט הישיר של הדק DD2.2 מסופקים לאלמנטים לוגיים DD1.3 ו-DD1.4. מהפלטים של אלמנטים אלה, פולסי בקרה שנוצרו עם תדירות חזרה של כ-25 קילו-הרץ מסופקים לטרנזיסטורים VT9 ו-VT10, המעבירים את הזרם של הפיתול הראשי של השנאי T2. התרשים של יחידת הבקרה עבור מהפך בתדר נמוך A3 מוצג באיור. ארבע.
המתנד הראשי מורכב על הטיימר המשולב DA2, מחובר לפי מעגל סטנדרטי. תדירות החזרה של הפולסים שנוצרו נקבעת על ידי האלמנטים C17, R23, R24. עבור הדירוגים המצוינים הוא 100 הרץ. האות מהגנרטור מוזן למחלק תדרים ב-2, שנאסף על טריגר DD3.1, המשמש כמעצב אותות פארפאזה. לאחר מכן, מהמעצב, פולסים בתדר של 50 הרץ מסופקים לאלמנטים לוגיים DD4.1, DD4.2, מהמוצא שלהם, דרך הטרנזיסטורים VT11, VT12, הם מסופקים לנוריות ה-LED המתאימות של מצמדי הנהג ( A4-A7). התקן חד פעמי המורכב על טריגר DD3.2 נועד להשיג הפסקה בין פולסי בקרה. נוכחות של הפסקה כזו נחוצה כדי למנוע התרחשות של זרם דרך בכתפיים של גשר הטרנזיסטור VT5-VT8. משך ההפסקה שנוצרת נקבע על ידי ערכי האלמנטים C19, R25, R26, ועבור אלה המצוינים בתרשים הוא בערך 1 ms. דרייברים A4-A7 לשליטה בטרנזיסטורי מיתוג VT5-VT8 של המהפך בתדר נמוך מיוצרים על פי מעגלים זהים באיור. 5.
אות הבקרה מסופק לנהג באמצעות מצמד אופטו דיודה U1, המספק בידוד גלווני מיחידת הבקרה של מהפך LF. לאחר מכן, לאחר המגבר בטרנזיסטור VT13, האות עובר לשלב הפלט המשלים VT14VT15, נטען ישירות על מעגל השער של טרנזיסטור המיתוג VT5. הדרייבר מופעל על ידי ממיר פולסים בעל הספק נמוך A2 דרך שנאי בידוד T3 וגשר דיודה VD15 עם מסנן החלקה C21. מעגל R34VD14 מגביל את המתח המרבי בשער של טרנזיסטור אפקט השדה ל-15 V. בגרסה המקורית, הממיר מורכב במארז מתכת בגודל מתאים - 200x120x120 מ"מ. מראה המכשיר מוצג באיור. 6.
כל הרכיבים הפונקציונליים של הממיר מורכבים על לוחות מעגלים מודפסים נפרדים, למעט רכיבי חשמל. יש להקדיש תשומת לב מיוחדת לטופולוגיית הפריסה של לוח המעגלים המודפסים של בקר ה-PWM, תוך ניסיון להימנע מקרבה של מוליכים של מעגלי הקלט והפלט, וגם, אם אפשר, למזער את אורכם. אני ממליץ להכין את המעגל המודפס עבור יחידה זו מפיברגלס נייר כסף דו צדדי, באמצעות נייר כסף בצד אחד כחוט משותף. רכיבי דלק VT1 - VT4 של מהפך בתדר גבוה, כמו גם שנאי T1, קבלים C1, C2 ואלמנטים שיכוך VD2, VD3, R1, C3 מותקנים על הקיר האחורי של הבתים, עשויים מלוח דוראלומין מוצק עם מידות של 120x120 מ"מ ועובי של 8 מ"מ. ההתקנה מתבצעת עם חוט נחושת (אוטובוס) בחתך של 10 מ"מ. הקיר האחורי מבחוץ מצויד בסנפירים מסודרים אנכית, כך ששטח העבודה האפקטיבי של גוף הקירור שנוצר הוא כ-2 סמ"ר. השטח הנותר בדופן האחורית של המכשיר שמור למסופים לחיבור הסוללה והנתיך FU600. טרנזיסטורים VT2-VT1 מצוידים בגוף קירור קטנים, כל אחד בשטח של כ-5 מ"מ==8. במקום הטרנזיסטורים IRFZ34N (VT1-VT4) המצוינים בתרשים, IRFZ44, BUZ11, KP723A או כל MOSFET אחר עם ערוץ n מושרה, זרם ניקוז מרבי של לפחות 35 A, מתח ניקוז למקור מרבי של לפחות 55 וולט והתנגדות ערוץ פתוח של לא יותר מ-0,04 אוהם. במקום טרנזיסטורים IRF820 (VT5-VT8), מותר להשתמש ב-IRF830, BUZ90, KP707B1 או מבנים מתאימים אחרים עם זרם ניקוז מקסימלי של לפחות 2 A ומתח מקור ניקוז מרבי של לפחות 400 V. טרנזיסטורים KT972A ( VT9-VT12) ניתנים להחלפה עם KT829A או KT315 +KT815 מרוכבים עם כל מדדי אותיות. במקום הטרנזיסטורים הנותרים, אתה יכול להשתמש בכל אלה דו-קוטביים בעלי הספק נמוך במבנה המתאים. דיודות KD226G (VD4-VD7) ניתנות להחלפה ב-KD226D. קבלי תחמוצת C1, C2, C5, C6 - K50-24, K50-27, מסוגלים לפעול במעגלים עם אדוות זרם משמעותיות. קבלי התחמוצת הנותרים המשמשים במכשיר הם K50-6, K50-16, K53-14A, לא קוטביים - כל אלה קרמיים, למשל, KM-5, KM-6, K10-17. מתג Q1 - כל שהוא, מיועד לזרם נקוב של לפחות 20 A. ממסר זרם K1 נעשה על בסיס מתג ריד KEM-1 או דומה עם זוג אחד של מגעים פתוחים בדרך כלל, בעל זמן התגובה הקצר ביותר האפשרי. מתג הקנים ממוקם בצינור גלילי דק דופן מחומר לא מגנטי בקוטר מתאים. פיתול ממסר המכיל סיבוב אחד או שניים מלופף על הצינור. המספר המדויק של סיבובים נבחר במהלך ההגדרה. Choke L1 עשוי על בסיס ליבה מגנטית B28 העשויה מפריט M2000NM. הפיתול כרוך על גבי מסגרת הסליל עד למילוי חוט PEV-2 0,9. במהלך ההרכבה מונח בין חלקי המעגל המגנטי אטם העשוי מחומר לא מגנטי בעובי 0,1 מ"מ. השראות של משנק כזה היא בערך 1 mH. שנאי T1 מלופף על שתי ליבות מגנטיות טבעתיות K65x40x6 מקופלות יחד מפריט M4000NM. פיתול I מכיל 2x6 סיבובים של 60 מוליכים PEV-2 0,35, ופיתול II מכיל 220 סיבובים של חוט PEV-2 0,9. לפני סלילה, יש לעגל את הקצוות החדים של הליבה המגנטית. פיתול II מפותל תחילה, פנה להסתובב. לאחר מכן מניחים בידוד בין-מתפתל, שעליו מניחים פיתול I. כדי להפחית את השראות הדליפה, הוא מלופף לשני חוטים (בשתי צרורות של 60 מוליכים כל אחד) ומופץ באופן שווה לאורך הליבה המגנטית. עבור הפיתול הראשוני, אתה יכול להשתמש בצרור שנוצר מצמת מיגון נחושת של כבל קואקסיאלי בחתך מתאים (5...7 מ"מ). כדי להבטיח בידוד אינטרטורן, הצרור ממוקם בצינור של חומר בידוד (לדוגמה, פוליוויניל כלוריד) בקוטר מתאים. נקודת האמצע של הפיתול הראשוני מתקבלת על ידי חיבור תחילת חצי פיתול אחד לסוף השני. שנאי T2 עשוי על טבעת K28x16x9 עשויה פריט M2000NM. הפיתולים מכילים: ראשוני - 2x20, ומשני - 20 סיבובים של חוט PEV-2 0,4. ראשית, כמו בשנאי T1, הפיתול המשני מתפתל, ומעליו - בשני חוטים - הראשוני. על ידי חיבור תחילת חצי סלילה אחד לסוף השני, מתקבלת נקודת אמצע. כל שנאי כוח נהג TZ (ארבעה מהם יצטרכו להתבצע) מלופף על טבעת K20x12x6 העשויה מפריט M2000NM. הפיתולים מכילים: ראשוני - 30, משני - 40 סיבובים של חוט PEV-2 0,28. הפיתול המשני נפצע ראשון. כדי להגדיר את הממיר, תזדקק למקור מתח DC של 10...15 V עם זרם מוצא של 5...10 A. לשם כך ניתן להשתמש במטען מצבר לרכב, עדיף מצויד בעומס יתר של זרם המוצא הֲגָנָה. החלקים בתדר גבוה ובתדר נמוך של הממיר מותאמים בנפרד. לאחר הרכבת החלק בתדירות הגבוהה של המכשיר, יש להקפיד על התקנה נכונה ואיכותית. לאחר מכן המנוע של הנגד המשתנה R4 מוגדר למיקום העליון לפי התרשים. הספק מסופק למכשיר דרך נגד מגביל זרם בהתנגדות של 10 אוהם והספק של 5 וואט. במקרה זה, זרם ללא עומס לא יעלה על 300 mA, והמתח במוצא המיישר VD4-VD7 צריך להיות בטווח של 190...200 V. על ידי הזזת המחוון של הנגד המשתנה R4, עם התנגדות של כ-0,5 אוהם, בחר את מספר הסיבובים כך שמתג ה-reed יופעל בזרם של כ-25 A. לאחר מכן, ממסר הזרם מחובר למכשיר והחלק בתדר גבוה מותאם, ומפעיל אותו מהסוללה. על ידי הגדלת הספק העומס המחובר למיישר VD4-VD7 בהדרגה ל-200 W, צריכת הזרם, מתח המוצא ותנאי ההפעלה התרמיים של הממיר נשלטים. במהלך פעולה ארוכת טווח, טמפרטורת גוף הקירור לא תעלה על 60 מעלות צלזיוס. בשלב זה, ההתקנה של החלק בתדר גבוה של המכשיר יכולה להיחשב כמושלמה. יחידת אספקת החשמל של הנהג והדרייברים עצמם אינם דורשים התאמה במהלך התקנה ללא שגיאות. הגדרת יחידת הבקרה למהפך בתדר נמוך מורכבת מהגדרת התדר של מחולל השעון (100 הרץ) עם נגד חיתוך R23 ומשך ההפסקה בין פולסי המוצא (כ-1 ms) עם נגד חיתוך R26. לאחר הרכבת כל החלק בתדר הנמוך של הממיר, מופעל על הקלט שלו מתח קבוע של 10...15 V (בהתחשב בקוטביות), תוך ניטור מתח החילופין של המוצא על הנגד R6 באמצעות אוסילוסקופ. אות המוצא הנצפה צריך להיות מלבני, סימטרי עם מחזור עבודה של 2, ללא עיוות גלוי. במידת הצורך, בצע התאמות נוספות למשך ההפסקה בין חצאי המחזורים של הפיתול באמצעות נגד חיתוך R26. זה משלים את ההגדרה של החלק בתדר נמוך של הממיר. לאחר מכן, החלקים בתדר הגבוה והתדר הנמוך מחוברים זה לזה וביצועי הממיר בכללותו מנוטרים לאורך כל טווח ההספק, במידת הצורך, התאמת מתח חילופין פלט של 220 וולט עם נגד משתנה R4. יש למדוד את מתח המוצא באמצעות מכשיר מצביע המראה את הערך האפקטיבי (rms)! לסיכום, ברצוני לציין שקל להתאים את המכשיר המוצע למאפייני הפלט הנדרשים. על ידי בחירת מקדם החלוקה של המחלק ההתנגדות R3-R5, ניתן להגדיר מתח מוצא שונה (לדוגמה, 127 V), ועל ידי שינוי הדירוגים של אלמנטים C17, R24, ניתן לקבל ערכים אחרים של תדר מוצא (לדוגמה, 400 הרץ). ספרות
מחבר: I.Poley, יוז'נו-סחלינסק
עור מלאכותי לחיקוי מגע
15.04.2024 פסולת חתולים של Petgugu Global
15.04.2024 האטרקטיביות של גברים אכפתיים
14.04.2024
▪ חלק של האתר ספריות אלקטרוניות. בחירת מאמרים ▪ מאמר שי כן דייסה. ביטוי עממי ▪ מאמר איזה מהאורגניזמים החיים הוא הגדול ביותר? תשובה מפורטת ▪ מאמר חזזית איסלנדית. אגדות, טיפוח, שיטות יישום ▪ מאמר שיפור מטהר האוויר Air Wick. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל ▪ מאמר מתנד מאסטר להמרת רשת חד פאזית לרשת תלת פאזית. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל הערות על המאמר: פיטר יש לך לוחות למהפך הזה?
בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר
www.diagram.com.ua |
ראה מאמרים אחרים סעיף 
חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:
כל השפות של דף זה