Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Разработка принципиальной схемы импульсного источника питания




Постановка задачи

 

Разработать источник питания с защитой от перегрузок и цифровым отсчётом тока нагрузки:

 

 

Все напряжения 50 В стабилизированы: Uпул 1 мВ. Напряжение +300 В стабилизировано: Uпул 100 мВ.н(+-50 В)=5 Ан(+300 В)=1 мА

Источник питания бестрансформаторный с защитой от КЗ.

 


Структурная схема

 

 

Функционально блок питания состоит из следующих узлов:

Ф1 - фильтр и выпрямитель, питающий высокочастотный преобразователь.

ИП- источник питания генератора.

Г1 - генератор прямоугольных импульсов.

Ф2 - фильтр и выпрямитель выходного напряжения.

Р - регулирующий элемент стабилизатора.

П - датчик перегрузки.

К - коммутатор сигналов. После него интегратор и компаратор.

Т - RS триггер.

Г2 - генератор прямоугольных сигналов.

СТ - счётчик импульсов.- регистр и дешифратор с выходом на семисегментный индикатор.

 

Принцип действия

 

В разрабатываемом источнике питания применён импульсный преобразователь напряжения.

Напряжение сети 220В подаётся на выпрямитель и фильтр, предотвращающий попадание помех в сеть. Выпрямлённое постоянное напряжение используется для питания высокочастотного преобразователя, выполненного на полевых транзисторах. Сигналы прямоугольной формы подаются на транзисторы с генератора, который также обеспечивает разрядку ёмкости затворов транзисторов для быстрого и надёжного запирания транзисторов. После высокочастотного трансформатора преобразованное напряжение подаётся на выпрямитель и фильтр. Выпрямлённое напряжение, затем, подаётся на стабилизаторы напряжения, имеющие защиту от перегрузок.

Для питания элементов генератора используется маломощный источник питания на основе низкочастотного трансформатора.

Для измерения тока нагрузки используется аналого-цифровой преобразователь, выполненный по схеме с использованием интегрирования входного сигнала. Напряжение, снимаемое с трансформатора, включенного последовательно с нагрузкой, пропорционально току, протекающему через его первичную обмотку. Число импульсов, пришедших на счётчик, зависит от входного напряжения. Измеренное напряжение индицируется на семисегментном индикаторе в цифровой форме.

 


Разработка принципиальной схемы

 

Разработка принципиальной схемы импульсного источника питания

 

В импульсных блоках питания используют одно- и двухтактные высокочастотные преобразователи. Двухтактные преобразователи позволяют получить гораздо большую выходную мощность. Исходя из требуемой мощности, для разрабатываемого блока питания выбран двухтактный преобразователь. По схеме включения ключевых транзисторов к трансформатору: с первичной обмоткой, имеющей отвод от середины. Это позволило получить мощный источник питания с высоким КПД, низким уровнем пульсаций и помех окружающим приборам.

Данный источник питания имеет внешнее возбуждение ключевых транзисторов без стабилизации выходного напряжения. На его входе включен высокочастотный фильтр C1L1C2, который препятствует попаданию помех в сеть. Затем напряжение выпрямляется диодным мостом VD1 - VD4 и сглаживается конденсатором C3. Выпрямлённое напряжение подаётся на высокочастотный преобразователь, выполненный на транзисторах VT9, VT10.

Управляет преобразователем схема на микросхемах DD1 - DD3. Питание для них осуществляется стабилизированным источником, состоящем из трансформатора T1, диодного моста VD5, стабилизатора на VT1VT2 и стабилитроне VD6.

Тактовый генератор выполнен на элементах DD1.1 - DD1.3. Частота этого генератора в два раза больше частоты переключения ключевых транзисторов. Элементы R4C10 необходимы для формирования коротких импульсов, которые управляют работой формирователя паузы DD2.1. Затем импульсы поступают на элементы DD3.1, DD2.2, DD2.3, они распределяют импульсы.

Таким образом, на выходе формирователя присутствуют импульсы, низкие уровни которых, управляют работой ключевых транзисторов. При необходимости, можно отрегулировать длительность управляющих импульсов резистором R3, а паузы резистором R5.

Для закрывания ключевых транзисторов достаточно иметь длительность паузы в 3 раза меньшую длительности импульса управления. С выходов элементов DD2.2, DD2.3 импульсы поступают на транзисторные ключи VT5, VT6, затем они поступают на затворы мощных полевых транзисторов VT9, VT10. Резисторы R6 - R9 необходимы для согласования амплитуды управляющего напряжения транзисторов с выходным напряжением микросхем.

Импульсы с прямого и инверсного выходов триггера DD3.1 поступают на элементы VT3, VT4, VT7, VT8. Открываясь в соответствии с временной диаграммой они подключают затворы полевых транзисторов к общему проводу, тем самым обеспечивают быструю разрядку входных ёмкостей, т.е. их быстрое закрывание. Согласно теории, без этих элементов через первичную обмотку трансформатора протекал бы сквозной ток, который бы уменьшил КПД и надёжность устройства.

Импульсное высокое напряжение подводится к первичной обмотке трансформатора T2. Выпрямители выходного напряжения выполнены на диодных мостах VD9 - VD16, VD31 - VD34. Такое включение диодов значительно снижает уровень пульсаций напряжения на выходе источника. Конденсаторы C16, C17 сглаживают пульсации. Элементы L2, L3, C14, C15, C18, C19 образуют фильтры высоких частот, препятствуя проникновению помех в нагрузку.

Таким образом, на выходе импульсного преобразователя имеются нестабилизированные напряжения +50, -50, +300 В.

 


Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...