Surse de alimentare secundare

Sursa de alimentare secundară de cercetare

Surse de alimentare secundare (IWEP) destinate să primească tensiunea necesară pentru a alimenta diverse dispozitive electronice. Valoarea efectivă a tensiunii de curent alternativ este de 220 V. În același timp, pentru dispozitive electronice au nevoie de tensiune constantă, a cărei valoare este de obicei, nu depășește câteva volți. Sursele secundare de energie obținută din surse primare: de curent alternativ, baterii reîncărcabile, etc ...

Schema bloc IWEP alimentat de la o rețea de curent alternativ, este prezentată în Fig. 9.1.1. Transformatorul Tr este folosit pentru a modifica nivelul de tensiune de curent alternativ și izolarea electrică a redresorului și sursa de alimentare. Redresorul transformă tensiunea alternativă sinusoidală la o tensiune ondulație de aceeași polaritate. Filtrul de netezire reduce ondulație de tensiune la ieșirea din redresor. Stabilizatorul reduce variațiile de tensiune la sarcină.

Considerată sursa de alimentare are o greutate mare și dimensiuni, este determinată în primul rând de mărimea transformatorului și filtrul de netezire. În prezent, astfel de IWEP înlocuit dispozitivele traductoarelor care funcționează la frecvențe care alcătuiesc zeci sau sute de kilohertzi. Astfel, este posibil să se reducă în mod semnificativ dimensiunea și greutatea dispozitivului.

Redresoarele sunt utilizate pentru a converti alternativ tensiunea rețelei într-o constantă. Principalele componente ale redresoarelor sunt valve - Elemente cu o caracteristică puternic curent-tensiune non-lineară. Deoarece aceste elemente sunt folosite diode de siliciu.

Redresor monoalternanță. Cel mai simplu este un redresor jumătate de undă (Fig. 9.1.2). Tensiunea și curentul de sarcină în forma prezentată în Fig. 9.1.3. Tensiunea de ieșire mai mică decât de intrare la căderea de tensiune pe dioda este deschisă.

Valoarea medie a tensiunii redresate

Aici - valoarea efectivă a tensiunii de intrare. Cu Formula (9.1.1), printr-o valoare de tensiune predeterminată poate fi găsit redresor de tensiune de intrare.

Tensiunea maximă inversă pe dioda

Curentul maxim al diodei

Un parametru important este raportul dintre ondulației redresor al tensiunii redresate, egală cu raportul dintre tensiunile medii și maxime. Pentru o jumătate de undă factor redresor ondulație

tensiune și curent rectificată în circuitul din Fig. 9.1.2 au un val mare. Prin urmare, în practică, acest sistem utilizat în dispozitive de putere mică, în acele cazuri în care nu necesită un grad ridicat de netezire tensiunii redresate.

Full-val redresor. O ondulație mai mică a tensiunii redresate poate fi obținută în redresor bialternanță. Fig. 9.1.4 arată circuitul redresor cu ieșirea de la punctul de mijloc al înfășurării transformatorului secundar.

În înfășurarea secundară a transformatorului și tensiunea indusă. având polaritate opusă. Diode de curent alternativ efectua, fiecare pentru o jumătate de ciclu. În ciclul pozitiv jumătate este deschis dioda VD 1, iar în negativ - dioda VD 2. Curentul în sarcina are aceeași direcție în ambele jumătăți de valuri, deci are forma tensiunii de sarcină, așa cum se arată în Fig. 9.1.5. Tensiunea de ieșire mai mică decât de intrare la căderea de tensiune pe dioda.

Redresorul bialternanță și o tensiune de curent continuu este componenta sa dublat comparativ cu schema de jumătate de undă:

Din ultima ecuație definim valoarea reală de tensiune a transformatorului secundar:

factor de ondulație în acest caz, este mult mai mică decât redresor jumătate de undă:

Deoarece curentul în înfășurarea de redresor transformator sinusoidale bialternanță secundar, nu pulsează, nu conține nici o componentă de curent continuu. Pierderile de căldură sunt reduse, reducând astfel mărimea transformatorului.

O deficiență majoră a circuitului din Fig. 9.1.4 este că dioda este aplicată tensiunea inversă blocată egală cu dublul amplitudinii tensiunii de una înfășurare secundară a umărului transformatorului :. Prin urmare, este necesar să se selecteze diode cu tensiune inversă de mare. diode utilizare mai rațională în punte redresoare (Fig. 9.1.6).

Acest sistem are aceeași valoare a tensiunii medii și coeficientul de unda ca cea a circuitului redresor cu ieșirea de la punctul de mijloc al transformatorului. Avantajul este că tensiunea inversă peste jumătate dioda. Mai mult decât atât, înfășurarea secundară a transformatorului cuprinde jumătate se transformă decât înfășurarea în circuitul din Fig secundar. 9.1.4.

9.1.3. netezirea filtre

Considerat de circuit redresor au valori relativ mari ale raportului pulsații. În același timp, pentru furnizarea de echipamente electronice de multe ori necesită o tensiune de rectificat cu un raport de unda nu mai mult de câteva procente. Pentru a reduce ondulație cu ajutorul unor dispozitive speciale - filtre de netezire.

Cel mai simplu este un filtru capacitiv (C -Filter). Luați în considerare exemplul de funcționare într-o jumătate de val redresor (Fig. 9.1.7).

Netezirea tensiunii redresate și riplul curentului se produce din cauza încărcarea periodică a condensatorului C (când tensiunea la bornele transformatorului înfășurare secundară depășește tensiunea pe sarcină) și descărcarea ulterioară a rezistenței de sarcină.

Diagramele de sincronizare tensiuni și curenți de redresor prezentat în Fig. 9.1.8. La momentul de timp dioda intervalul este deschis și condensatorul este încărcat. In dioda interval este închis și condensatorul se descarcă prin rezistența. Pentru a reduce condensator de unda trebuie să fie mare, astfel încât timpul de descărcare constanta a fost mult mai lungă decât perioada tensiunii de rectificat. Amplitudinea pulsația tensiunii redresate se determină prin formula aproximativă

În cazul în care - frecvența tensiunii de intrare.

Amplitudinea tensiunii ondulație la ieșire de val redresor este de două ori mai puțin:

Formulele (9.1.2) și (9.1.3) poate determina capacitatea condensatorului de uniformizare, care asigură o pulsație amplitudine predeterminată a tensiunii redresate.

După cum se poate observa din Fig. 9.1.8 dioda este deschis numai pe intervalul. Este mai scurt intervalul, cu atât mai mare amplitudinea curentului prin dioda. Modul diode de circuit redresor în filtru este destul de greu.

În practică, un circuit de filtrare netezirea mai sofisticate care cuprinde un condensator și bobină de inducție. Ele oferă o mai bună antialiasing. Principalul dezavantaj al acestor filtre - de mari dimensiuni și greutate.

9.1.4. protecție la supratensiuni

În timpul funcționării IWEP tensiunii de ieșire al filtrului de netezire poate varia din cauza fluctuațiilor de rezistență de sarcină, tensiunea sursei primare și de alți factori. Dacă abaterea de tensiune depășește valoarea admisibilă, o schemă este introdus IWEP stabilizatori - dispozitive care furnizează mici modificări ale tensiunii de ieșire.

Există două tipuri de stabilizatori: parametrice și de compensare. Cei parametrice stabilizatori de tensiune folosind elemente neliniare, având porțiuni VAC în care tensiunea rămâne constantă atunci când curentul. O astfel de porțiune are o ramură zener inversă VAC.

Schema de tensiune parametric stabilizator diodă Zener este prezentat în Fig. 9.1.9.

Circuitul este un divizor de tensiune format dintr-un rezistor și dioda Zener VD. Un rezistor de sarcină conectată în paralel cu zener. Prin urmare, în modul de stabilizare, atunci când tensiunea Zener este aproape constantă, este constantă și tensiunea peste sarcina.

Am găsit tensiune și curent de zener grafic. CVC diodă Zener și o parte liniară a circuitului prezentat în Fig. 9.1.10. Deoarece. ramuri inversă a diodei Zener este situat în primul cadran. sarcina liniară subcircuit caracteristică este o linie dreaptă care trece prin punctele corespunzătoare de mers în gol și scurtcircuit. Aici. Punctul de intersecție al liniei de încărcare și diode Zener BAX (punctul A din Fig. 9.1.10) este punctul de operare, și determină curentul și tensiunea dioda Zener. În cazul în care tensiunea de intrare se schimbă, linia de încărcare se deplasează paralel cu ea însăși. Și de a schimba coordonatele punctului de operare (punctul B
Fig. 9.1.10). În acest caz, variația tensiunii de ieșire va fi mic, atâta timp cât punctul de funcționare se află pe partea abruptă a zener VAC.

Pentru a menține rezistența la modul de stabilizare este calculată astfel încât punctul de funcționare situat în mijlocul porțiunii de lucru VAC. În cazul în care modificările de tensiune de intrare de la la. acesta poate fi găsit de formula

Aici - tensiune medie de intrare la stabilizator;
- curentul mediu al diodei Zener; - curentul de sarcină.

În cazul în care tensiunea de intrare este schimbat, se va schimba și un curent de diode Zener, dar tensiunea Zener, și, prin urmare, tensiunea va fi aproape constantă.

Principalii parametri ce caracterizează calitatea stabilizatorul sunt factorul de stabilizare. impedanță de ieșire. eficiență.

Factorul de stabilizare - raportul dintre modificarea relativă a tensiunii de intrare la o schimbare relativă a tensiunii de ieșire:

Factor de stabilizare stabilizator parametric poate fi determinată din formula aproximativă

În ultima expresie - rezistența dinamică a diodei Zener la locul de defalcare.

Deoarece. impedanță de ieșire prin parametri de diodă Zener.

Eficiența stabilizator este raportul dintre puterea transmisă la sarcina la putere absorbită de sursa de intrare.

9.1.5. Recomandări cu privire la punerea în aplicare a pre-calcul

Rezistența rezistenței de sarcină se calculează cu formula:

Capacitatea unui condensator de netezire pentru redresor semiundă (Fig. 9.1.7) se calculează cu formula aproximativă

Aici, - alternativ de frecventa sursa de tensiune (Hz);

- raportul pulsație (în unități relative).

Capacitanță pentru redresor bialternanță este mai mică de două ori:

Sursa de alimentare secundară cu tensiunea stabilizator parametric la ieșire redresor este indicat să se aleagă aproximativ de două ori tensiunea de sarcină. Când se folosește un redresor punte, o rezistență de balast este dată de

Aici - în tensiunea defalcare a modului Zener - Deschideți tensiunea dioda, - curentul minim de dioda Zener.

In Schema capacitate parametric stabilizatorului netezirea condensator se calculează conform formulei

9.1.6. Recomandări cu privire la circuite de asamblare

9.1. Transformator XFRM _ LINEAR ANALOG este în bibliotecă. SLB. Parametrii sunt inductanța primare și înfășurărilor secundare și. și coeficientul de cuplare de cuplare. cuplare factor de ceva mai puțin decât unitatea. Puteți selecta cuplarea = 0.99. Inductanțelor înfășurărilor primare și secundare sunt legate. în care - coeficientul de conversie.

2. La montarea modelului de circuit folosit diode D 1 și D N 4148 N 1 4002, modelul dioda Zener D 1 750 N (diodă Zener) din biblioteca EVAL. SLB.

3. Tensiunea de străpungere a Zener dioda D 1 750 N este de 4,7 V. Pentru tensiuni peste alta decât 4.7 V sarcină, utilizați circuit format din diode și diode Zener conectate în serie.

4. Exemple de circuite redresoare și IWEP pot fi găsite în W 1_1 fișiere, W 1_2, W 1_3 în domeniul electronicii \ Labs dosar.