TPI 4 3 caracteristici tehnice. Sursă de alimentare comutată pentru șurubelniță - Surse de alimentare (în comutare) - Surse de alimentare. Principalele caracteristici tehnice ale unei surse de alimentare cu comutare

Transformatoarele de putere cu impulsuri (TPI) sunt utilizate în dispozitivele de alimentare cu impulsuri pentru echipamente de uz casnic și de birou cu conversia intermediară a tensiunii de alimentare de 127 sau 220 V cu o frecvență de 50 Hz în impulsuri dreptunghiulare cu o frecvență de repetiție de până la 30 kHz, realizate sub formă de module sau surse de alimentare: PSU, MP-1, MP-2, MP-Z, MP-403, etc. Modulele au același circuit și diferă doar prin tipul de transformator de impuls utilizat și ratingul de unul. a condensatorilor la ieșirea filtrului, care este determinat de caracteristicile modelului în care sunt utilizați.
Transformatoarele TPI puternice pentru comutarea surselor de alimentare sunt folosite pentru decuplarea și transferul energiei către circuitele secundare. Stocarea energiei în aceste transformatoare este nedorită. La proiectarea unor astfel de transformatoare, ca prim pas este necesar să se determine amplitudinea oscilațiilor inducției magnetice a DV în stare staționară. Transformatorul trebuie proiectat să funcționeze la cea mai mare valoare DV posibilă, ceea ce face posibilă existența unui număr mai mic de spire în înfășurarea magnetizatoare, creșterea puterii nominale și reducerea inductanței de scurgere. În practică, valoarea DV poate fi limitată fie de inducția de saturație a miezului B s, sau prin pierderi în circuitul magnetic al transformatorului.
În majoritatea circuitelor de punct mediu cu punte întreagă, semipunte și undă completă (echilibrate), transformatorul este condus simetric. În acest caz, valoarea inducției magnetice se modifică simetric față de zero al caracteristicii de magnetizare, ceea ce face posibilă obținerea unei valori maxime teoretice a DV egală cu dublul valorii inducției de saturație Bs. În majoritatea circuitelor cu un singur ciclu utilizate, de exemplu, în convertoarele cu un singur ciclu, inducția magnetică fluctuează complet în primul cadran al caracteristicii de magnetizare de la inducția reziduală Br la inducția de saturație Bs, limitând maximul teoretic al DV la valoare (Bs - BR). Aceasta înseamnă că, dacă DV nu este limitat de pierderi în circuitul magnetic (de obicei la frecvențe sub 50 ... 100 kHz), circuitele cu un singur capăt vor necesita un transformator mai mare la aceeași putere de ieșire.
În circuitele alimentate cu tensiune (care includ toate circuitele regulatoare buck), conform legii lui Faraday, valoarea DV este determinată de produsul volt-secundă al înfășurării primare. În stare staționară, produsul volt-secundă de pe înfășurarea primară este setat la un nivel constant. Gama de oscilații a inducției magnetice este, de asemenea, constantă.
Cu toate acestea, cu metoda obișnuită de control al ciclului de lucru, care este utilizată de majoritatea IC-urilor pentru comutarea regulatoarelor, la pornire și în timpul unei creșteri puternice a curentului de sarcină, valoarea DV poate atinge de două ori valoarea în starea de echilibru miezul să nu devină saturat în timpul tranzitorii, valoarea la starea staționară a DV ar trebui să fie jumătate din maximul teoretic. Cu toate acestea, dacă este utilizat un microcircuit care vă permite să controlați valoarea produsului volt-secundă (circuite care monitorizează perturbațiile tensiunii de intrare), atunci valoarea maximă a produsului volt-secundă este fixată la un nivel ușor mai mare decât starea staționară. Acest lucru vă permite să creșteți valoarea DV și să îmbunătățiți performanța transformatorului.
Valoarea inducției de saturație B s pentru majoritatea feritelor pentru câmpuri magnetice puternice, cum ar fi 2500 NMS, depășește 0,3 Tesla. În circuitele alimentate cu tensiune push-pull, mărimea creșterii inducției DV este de obicei limitată la o valoare de 0,3 Tesla. Pe măsură ce frecvența de excitație crește la 50 kHz, pierderile din circuitul magnetic se apropie de pierderile din fire. O creștere a pierderilor în circuitul magnetic la frecvențe peste 50 kHz duce la o scădere a valorii DV.
În circuitele cu un singur ciclu fără fixarea produsului volt-secundă pentru nucleele cu (Bs - Br) egal cu 0,2 T și ținând cont de procesele tranzitorii, valoarea constantă a DV este limitată la doar 0,1 T. Pierderi în magnetic circuitul la o frecvență de 50 kHz va fi nesemnificativ din cauza amplitudinii mici a fluctuațiilor inducției magnetice. În circuitele cu o valoare fixă ​​a produsului volt-secundă, valoarea DV poate lua valori de până la 0,2 T, ceea ce face posibilă reducerea semnificativă a dimensiunilor totale ale unui transformator de impulsuri.
În circuitele de alimentare acționate de curent (convertoare de amplificare și regulatoare buck controlate de curent pe inductoarele cuplate), valoarea DV este determinată de produsul volt-secundă pe înfășurarea secundară la o tensiune de ieșire fixă. Deoarece produsul volt-secundă de ieșire este independent de modificările tensiunii de intrare, circuitele alimentate cu curent pot funcționa la valori DV apropiate de maximul teoretic (ignorând pierderile de miez) fără a fi nevoie să limiteze produsul volt-secundă.
La frecvențe peste 50. Valoarea DV de 100 kHz este de obicei limitată de pierderile din circuitul magnetic.
Al doilea pas atunci când proiectați transformatoare puternice pentru comutarea surselor de alimentare este să faceți alegerea corectă a tipului de miez care nu se va satura la un anumit produs de volt-secundă și va oferi pierderi acceptabile în miezul magnetic și înfășurările poate utiliza un proces de calcul iterativ, dar formulele prezentate mai jos ( 3 1) și (3 2) fac posibilă calcularea valorii aproximative a produsului zonelor de bază S o S c (produsul ariei ferestrei centrale S o și aria secțiunii transversale a miezului magnetic S c) Formula (3 1) este utilizată atunci când valoarea DV este limitată de saturație, iar formula (3.2) - când valoarea DV este limitată de pierderi în circuit magnetic, în cazuri îndoielnice, ambele valori sunt calculate și cel mai mare dintre tabelele de date de referință este utilizat pentru diferite miezuri pentru care produsul S o S c depășește valoarea calculată;

Unde
Rin = Rout/l = (putere de ieșire/eficiență);
K este un coeficient care ia în considerare gradul de utilizare a ferestrei de bază, aria înfășurării primare și factorul de proiectare (a se vedea Tabelul 3 1); fp - frecvența de funcționare a transformatorului


Pentru majoritatea feritelor pentru câmpuri magnetice puternice, coeficientul de histerezis este K k = 4 10 5, iar coeficientul de pierdere cu curent turbionar este K w = 4 10 10.
Formulele (3.1) și (3.2) presupun că înfășurările ocupă 40% din suprafața ferestrei miezului, raportul dintre zonele înfășurărilor primare și secundare corespunde aceleiași densități de curent în ambele înfășurări, egală cu 420 A/cm2 și că pierderile totale în miezul magnetic și înfășurările conduc la o diferență de temperatură în zona de încălzire de 30 °C în timpul răcirii naturale.
Ca al treilea pas la proiectarea transformatoarelor de mare putere pentru comutarea surselor de alimentare, este necesar să se calculeze înfășurările transformatorului de impulsuri.
În tabel 3.2 prezintă transformatoare de alimentare unificate de tip TPI utilizate la receptoarele de televiziune.








Datele de înfășurare ale transformatoarelor de tip TPI care funcționează în surse de alimentare în impulsuri pentru receptoarele de televiziune staționare și portabile sunt prezentate în Tabelul 3. 3 Schemele electrice schematice ale transformatoarelor TPI sunt prezentate în Fig. 3. 1

[ 27 ]

În circuitele cu un singur ciclu fără fixarea produsului volt-secundă pentru nucleele cu (Bs - Br) egal cu 0,2 T și ținând cont de procesele tranzitorii, valoarea constantă a DV este limitată la doar 0,1 T. Pierderi în magnetic circuitul la o frecvență de 50 kHz va fi nesemnificativ din cauza gamei mici de oscilații ale inducției magnetice. În circuitele cu o valoare fixă ​​a produsului volt-secundă, valoarea DV poate lua valori de până la 0,2 T, ceea ce face posibilă reducerea semnificativă a dimensiunilor totale ale transformatorului de impulsuri

În circuitele de alimentare acționate de curent (convertoare de amplificare și regulatoare buck controlate de curent pe inductoarele cuplate), valoarea DV este determinată de produsul volt-secundă pe înfășurarea secundară la o tensiune de ieșire fixă. Deoarece produsul volt-secundă de ieșire este independent de modificările tensiunii de intrare, circuitele alimentate cu curent pot funcționa la valori DV apropiate de maximul teoretic (ignorând pierderile de miez) fără a fi nevoie să limiteze valoarea produsului volt-secundă.

La frecvențe peste 50. Valoarea AB de 100 kHz este de obicei limitată de pierderile din circuitul magnetic.

Al doilea pas atunci când proiectați transformatoare puternice pentru comutarea surselor de alimentare este să faceți alegerea corectă a tipului de miez care nu se va satura la un anumit produs de volt-secundă și va oferi pierderi acceptabile în miezul magnetic și înfășurările utilizați un proces de calcul iterativ, dar formulele prezentate mai jos (3 1 ) și (3 2) fac posibilă calcularea valorii aproximative a produsului dintre ariile miezului SoSc (produsul zonei ferestrei de bază So și crucea -aria secțională a miezului magnetic Sc) Formula (3 1) este utilizată atunci când valoarea DV este limitată de saturație, iar formula (3.2) - când valoarea DV este limitată pierderi în circuitul magnetic În mod îndoielnic cazuri, se calculează ambele valori și se utilizează cea mai mare Din tabelele de date de referință pentru diferite miezuri, este selectat tipul de miez al cărui produs So Sc depășește valoarea calculată.

SoSc = (12,1-) [cm],

-)-(Krf+KBTf)°.

Rin = Rout/ri = (putere de ieșire/eficiență);

K este un coeficient care ia în considerare gradul de utilizare a ferestrei de bază, aria înfășurării primare și factorul de proiectare (a se vedea Tabelul 3 1); fp - frecvența de funcționare a transformatorului

Tabelul 3.1. Valorile coeficientului K pentru transformatoarele de tip TPI

Pentru majoritatea feritelor pentru câmpuri magnetice puternice, coeficientul de histerezis este Kg = 4 10, iar coeficientul de pierdere cu curent turbionar este KW = 4 10 °.

Formulele (3.1) și (3.2) presupun că înfășurările ocupă 40% din suprafața ferestrei miezului, raportul dintre zonele înfășurărilor primare și secundare corespunde aceleiași densități de curent în ambele înfășurări, egală cu 420 A/cm și că pierderile totale în miezul magnetic și înfășurările conduc la o diferență de temperatură în zona de încălzire de 30 °C în timpul răcirii naturale

Ca al treilea pas atunci când se proiectează transformatoare de mare putere pentru comutarea surselor de alimentare, este necesar să se calculeze înfășurările transformatorului de impulsuri.

În tabel 3.2 prezintă transformatoare de alimentare unificate de tip TPI utilizate la receptoarele de televiziune.

Tabelul 3.2. Transformatoare de putere unificate de tip TPI utilizate la receptoarele de televiziune

Tabelul 3.3. Datele de înfășurare ale transformatoarelor de impulsuri utilizate în televizoare

Continuarea tabelului 3.3

Denumirea transformatorului	Tip de circuit magnetic	Denumirea înfășurărilor transformatorului	Borne de înfășurare	Tip de bobinaj	Numărul de ture	Marca și diametrul firului, mm	Rezistenta DC. Ohm
		Magnetizarea
				in 2 fire
		Stabilizare		Privat, pas 2,5 mm		PEVTL-2 0,45
		Weekend de la Uvy, V
			6-12 8-12 10-20 12-18	Privat Privat și în 2 fire
		Feedback				PEVTL-2 0,45
		Magnetizarea		Privat in 2 fire
		Stabilizare		Privat, pas 2,5 mm
		Weekend de la Uvy, V	6-12 8-12 10-20 12-18	Privat Privat și în 2 fire
		Feedback				PEVTL-2 0,45
	50 12 farfurii	Primar
		Secundar
		Primar
		Secundar
	Cupa M2000 NM-1	Primar				Sfârșitul mesei. 2.2 Număr w IV IVa IV6 IV6 IV6 V VI Nume înfășurare Feedback pozitiv Redresoare 125, 24, 18 V Redresor 15 V Redresor 12 V Concluzii 11 6-12 inclusiv: 6-10 10-4 4-8 8-12 14 -18 16 -20 Număr de spire 16 74 54 7 5 12 10 10 Marca fir PEVTL-0.355 ZZIM PEVTL-0.355 PEVTL-0.355 Tip de înfășurare Obișnuit în trei fire Obișnuit în două fire, două straturi Obișnuit în două fire Același -“- Obișnuit în patru fire Aceeași rezistență, Ohm 0,2 1,2 0,9 0,2 0,2 ​​0,2 ​​0,2 ​​0,2 ​​Notă. Transformatoarele TPI-3, TPI 4 2, TPI-4-3, TPI-5 sunt realizate pe un miez magnetic M300NMS Ш12Х20Х15 cu un spațiu de aer de 1,3 mm în tija din mijloc, transformatorul TPI-8-1 este realizat pe un magnetic închis. miezul M300NMS-2 Ш12Х20Х21 cu un spațiu de aer un spațiu de 1,37 mm în tija mijlocie a oricăror modificări electrice, dar în acest caz conectorul X2 al modulului MP-4-6 trebuie deplasat la stânga cu un contact (al doilea contactul devine ca primul contact) sau la conectarea MP-44-3 în loc de MP-3, al patrulea contact al conectorului X2 devine, parcă, primul contact. În tabel 2 2 arată datele de înfășurare ale transformatoarelor de putere cu impulsuri. Vederea generală, dimensiunile generale și aspectul plăcii de circuit imprimat pentru instalarea transformatoarelor de putere cu impulsuri sunt prezentate în Fig. 2.16. Orez. 2.16. Vedere generală, dimensiuni generale și aspectul plăcii de circuit imprimat pentru instalarea transformatoarelor de putere cu impulsuri O caracteristică a SMPS este că acestea nu pot fi pornite fără sarcină. Cu alte cuvinte, la repararea MP, acesta trebuie conectat la televizor sau echivalentele de sarcină trebuie conectate la ieșirile MP. Schema circuitului pentru conectarea echivalentelor de sarcină este prezentată în Fig. 2 17. În circuit trebuie instalate următoarele sarcini echivalente: R1-rezistor cu o rezistență de 20 Ohmi ±5%, cu o putere de minim 10 W; R2—rezistor cu o rezistență de 36 Ohmi ±5%, putere de cel puțin 15 W; R3 - rezistor cu o rezistență de 82 Ohmi ±5%, putere de minim 15 W; R4 -RPSh 0,6 A =1000 Ohm; în practica radioamatorilor, în loc de reostat, se folosește adesea o lampă electrică de 220 V cu o putere de cel puțin 25 W sau o lampă de 127 V cu o putere de 40 W; Orez. 2.17. Schema de conectare a echivalentelor de sarcină la modulul de putere R5 - un rezistor cu o rezistență de 3,6 ohmi, o putere de cel puțin 50 W; C1 - condensator tip K50-35-25 V, 470 μF; C2 - condensator tip K50-35-25 V, 1000 μF; Condensator SZ tip K50-35-40 V, 470 µF. Curenții de sarcină trebuie să fie: pentru un circuit de 12 V 1„o„=0,6 A; pe un circuit 15 V 1nom = 0,4 A (curent minim 0,015 A), maxim 1 A); de-a lungul unui circuit de 28 V 1„OM=0,35 A; de-a lungul circuitului 125... 135 V 1„Ohm = 0,4 A (curent minim 0,3 A, maxim 0,5 A). O sursă de alimentare comutată are circuite conectate direct la tensiunea de rețea. Prin urmare, atunci când reparați un MP, acesta trebuie conectat la rețea printr-un transformator de izolare. Zona de pericol de pe placa MP din partea de imprimare este indicată prin hașurare cu linii continue. Înlocuiți elementele defecte din modul numai după ce ați oprit televizorul și ați descărcat condensatorii de oxid din circuitele de filtrare ale redresorului de rețea. Reparația MP ar trebui să înceapă cu îndepărtarea capacelor sale de protecție, îndepărtarea prafului și murdăriei și verificarea vizuală pentru defecte de instalare și elemente radio cu daune externe. 2.6, Posibile defecțiuni și metode pentru eliminarea lor Principiul de construcție a modelelor de bază ale televizoarelor 4USCT este același, tensiunile de ieșire ale surselor de alimentare cu comutație secundare sunt, de asemenea, aproape aceleași și sunt concepute pentru a alimenta aceleași secțiuni ale circuitului TV . Prin urmare, în nucleul său, manifestarea exterioară a defecțiunilor, posibila lor39 O șurubelniță sau un burghiu cu acumulator este un instrument foarte convenabil, dar există și un dezavantaj semnificativ - cu utilizare activă, bateria se descarcă foarte repede - în câteva zeci de minute și este nevoie de ore pentru a încărca. Nici măcar a avea o baterie de rezervă nu ajută. O ieșire bună atunci când lucrați în interior cu o sursă de alimentare de 220 V care funcționează ar fi o sursă externă pentru alimentarea șurubelniței de la rețea, care ar putea fi folosită în locul unei baterii. Dar, din păcate, sursele specializate pentru alimentarea șurubelnițelor de la rețea nu sunt produse comercial (doar încărcătoare pentru baterii, care nu pot fi folosite ca sursă de rețea din cauza curentului de ieșire insuficient, ci doar ca încărcător). În literatura de specialitate și pe Internet există propuneri de utilizare a încărcătoarelor de mașină bazate pe un transformator de putere, precum și a surselor de alimentare de la computere personale și pentru lămpi cu halogen, ca sursă de alimentare pentru o șurubelniță cu o tensiune nominală de 13V. Toate acestea sunt probabil opțiuni bune, dar fără a pretinde că sunt originale, vă sugerez să faceți singur o sursă de alimentare specială. Mai mult, pe baza circuitului pe care l-am dat, puteți face o sursă de alimentare în alt scop. Și astfel, diagrama sursă este prezentată în figura din textul articolului. Acesta este un convertor AC-DC clasic bazat pe generatorul UC3842 PWM. Tensiunea din rețea este furnizată la punte folosind diode VD1-VD4. La condensatorul C1 este eliberată o tensiune constantă de aproximativ 300 V. Această tensiune alimentează un generator de impulsuri cu transformatorul T1 la ieșire. Inițial, tensiunea de declanșare este furnizată pinului de alimentare 7 al IC A1 prin rezistorul R1. Generatorul de impulsuri al microcircuitului este pornit și produce impulsuri la pinul 6. Acestea sunt alimentate la poarta puternicului tranzistor cu efect de câmp VT1 în circuitul de dren al cărui înfășurare primară a transformatorului de impulsuri T1 este conectată. Transformatorul începe să funcționeze și pe înfășurările secundare apar tensiuni secundare. Tensiunea de la înfășurarea 7-11 este redresată de dioda VD6 și utilizată pentru a alimenta microcircuitul A1, care, după ce a trecut în modul de generare constantă, începe să consume curent pe care sursa de pornire a rezistorului R1 nu este capabilă să-l suporte. Prin urmare, dacă dioda VD6 funcționează defectuos, sursa pulsează - prin R1, condensatorul C4 este încărcat la tensiunea necesară pentru pornirea generatorului de microcircuit, iar când generatorul pornește, curentul crescut C4 se descarcă și generarea se oprește. Apoi procesul se repetă. Dacă VD6 funcționează corect, imediat după pornire circuitul trece la alimentare de la înfășurarea 11 -7 a transformatorului T1. Tensiunea secundară 14V (la ralanti 15V, la sarcină maximă 11V) este preluată de la înfășurarea 14-18. Este rectificat de dioda VD7 și netezit de condensatorul C7. Spre deosebire de circuitul standard, aici nu este utilizat un circuit de protecție pentru tranzistorul de comutare de ieșire VT1 de la creșterea curentului sursă de scurgere. Iar intrarea de protecție, pinul 3 al microcircuitului, este pur și simplu conectată la negativul comun al sursei de alimentare. Motivul acestei decizii este că autorul nu are rezistența necesară de rezistență scăzută (la urma urmei, trebuie să faceți unul din ceea ce este disponibil). Deci tranzistorul de aici nu este protejat de supracurent, ceea ce desigur nu este foarte bun. Cu toate acestea, schema funcționează de mult timp fără această protecție. Cu toate acestea, dacă doriți, puteți face cu ușurință protecție urmând schema de conectare tipică a UC3842 IC. Detalii. Transformatorul de impulsuri T1 este un TPI-8-1 gata făcut de la modulul de alimentare MP-403 al unui televizor color casnic de tip 3-USTST sau 4-USTST. Aceste televizoare sunt acum adesea demontate sau aruncate cu totul. Da, iar transformatoarele TPI-8-1 sunt la vânzare. În diagramă, numerele terminalelor înfășurărilor transformatorului sunt afișate în conformitate cu marcajele de pe aceasta și pe schema de circuit a modulului de putere MP-403. Transformatorul TPI-8-1 are alte înfășurări secundare, așa că puteți obține încă 14V folosind înfășurarea 16-20 (sau 28V prin conectarea 16-20 și 14-18 în serie), 18V de la înfășurarea 12-8, 29V de la înfășurarea 12 - 10 si 125V de la infasurarea 12-6. În acest fel, puteți obține o sursă de alimentare pentru a alimenta orice dispozitiv electronic, de exemplu, un ULF cu o etapă preliminară. Cu toate acestea, problema se limitează la asta, deoarece rebobinarea transformatorului TPI-8-1 este o muncă destul de ingrată. Miezul său este strâns lipit și când încercați să-l separați, nu se rupe unde vă așteptați. Deci, în general, nu veți putea obține nicio tensiune de la această unitate, cu excepția, poate, cu ajutorul unui stabilizator secundar. Tranzistorul IRF840 poate fi înlocuit cu un IRFBC40 (care practic este același), sau cu un BUZ90, KP707V2. Dioda KD202 poate fi înlocuită cu orice diodă redresoare mai modernă cu un curent continuu de cel puțin 10A. Ca radiator pentru tranzistorul VT1, puteți folosi radiatorul cheie cu tranzistor disponibil pe placa modulului MP-403, modificându-l ușor. Titlu: Repara Distribuie Postări înrudite Pune-ți o dorință pe hârtie, pe o lumânare Ritualuri de bani pentru noroc în luna plină Anexita (inflamația anexelor) Costul consultației cu un ginecolog Ce tipuri de masaj există pentru sugari?