Главная » Статьи » Статьи » Источники питания

Расширение интервала напряжения трансформаторных блоков питания

Многие сетевые трансформаторы имеют отвод на напряжение 127 В. Предлагаемое устройство использует этот отвод для значительного расширения интервала напряжения сети (85...250 В), в котором питаемый от нее прибор сохраняет работоспособность. Причиной, побудившей меня разработать предлагаемое устройство, стало заметное ухудшение качества работы звуковоспроизводящей аппаратуры при значительном снижении сетевого напряжения (140 В и менее). Блоки питания этой аппаратуры собраны по традиционной схеме с низкочастотным сетевым трансформатором. Наличие у многих трансформаторов отвода первичной обмотки на 127 В натолкнуло на мысль автоматического переключения сети на этот отвод в случае, если напряжение в ней становится меньше 145 В. Такой принцип реализован в предлагаемом устройстве, в результате чего работоспособность питаемых нагрузок обеспечена в очень широком интервале напряжения сети — 85...250 В. Если напряжение в сети превысит верхний предел, расширитель отключит нагрузку. Схема расширителя показана на рис. 1. Выпрямленное диодным мостом VD2 напряжение поступает через делитель из резисторов R1-R3 на операционные усилители микросхемы DA1, используемые как компараторы. Микросхема DA1 получает питание от параметрического стабилизатора R4VD3. Конденсатор С1 сглаживает пульсации напряжения сравнения, а С2 —питающего напряжения. Образцовое напряжение для компараторов формирует светодиод HL1, использованный как стабистор, ток через который стабилизирован транзистором VT1. Напряжение сети в зависимости от его значения, может быть подано на выход 1 или на выход 2 относительно выхода 3 или же отключено от них. Пока напряжение сети находится в пределах 145...250 В, на выходах компараторов DA1.1 и DA1.2 высокие уровни напряжения. В результате этого транзистор VT2 открыт. Ток протекает через светодиод HL3 и излучающий диод оптрона U2.1. Фотосимистор оптро- на U2.2 открыт и поддерживает в открытом состоянии симистор VS1, через который напряжение сети поступает на выход 1. Ток через элементы HL2 и U1.1 не течет, поэтому фотосимистор U1.2 и симистор VS2 закрыты, соответственно, выход 2 отключен. В случае уменьшения напряжения сети ниже 145 В на выходе компаратора DA1.2 сохраняется высокий уровень напряжения, а на выходе DA1.1 становится низким. Поэтому транзистор VT2 закрывается, ток через светодиод HL3 и излучающий диод оптрона U2.1 прекращается. Фотосимистор U2.2 и симистор VS1 закрываются, отключая выход 1. Через светодиод HL2 и излучающий диод оптрона U1.1 течет ток, фотосимистор U1.2 и симистор VS2 открываются, напряжение сети поступает на выход 2. Резистор R5 создает положительную обратную связь, в результате действия которой появляется гистерезис переключения с шириной зоны около 1 В по сетевому напряжению. Гистерезис предотвращает многократные переключения выходов в случае, когда напряжение в сети колеблется вблизи порогового уровня. Уменьшение сопротивления резистора R5 расширяет зону гистерезиса. Если напряжение сети превысит 250 В, на выходе компаратора DA1.2 появится сигнал низкого уровня. Через элементы HL2, HL3, U1.1, U1.2 не может протекать ток, поскольку они получают питание с выхода этого компаратора. Поэтому оба симистора VS1 и VS2 закрыты, выходы устройства отключены от сети, что индицирует включенный светодиод HL4. Диод VD1 — дополнительный элемент защиты. Он открывается, вызывая перегорание предохранителя FU1, если амплитуда напряжения сети превысит 440 В (эффективное значение — около 310 В). В качестве примера на рис. 2 показано подключение к расширителю трансформаторного низковольтного блока питания. К выходам 1 и 3 подключают всю первичную обмотку трансформатора Т1, рассчитанную на напряжение 220 В, а к выходам 2 и 3 — часть этой обмотки 1.2 на напряжение 127 В. На рис. 3 показан график зависимости выпрямленного напряжения от напряжения сети. Расширитель собран на односторонней печатной плате (рис. 4), на которой смонтированы все детали, кроме симисто- ров VS1 и VS2. Светодио- ды можно применить любые (желательно, но не обязательно разного цвета). ОУ LM358N (DA1) можно заменить его аналогами КР1040УД1, КР1464УД1Р. Симисторы ТС106-10-5 (VS1, VS2) заменимы на другие, способные коммутировать ток не менее 5 А при напряжении не менее 500 В; ток управляющего электрода, вызывающий открывание симистора, не должен превышать 0,1 А. Для налаживания необходим ЛАТР с вольтметром переменного напряжения на выходе. Движок подстроенного резистора R2 устанавливают приблизительно в среднее положение. На выходе ЛАТР устанавливают напряжение 250 В, которое подают на вход устройства. Рис.1. Рис.2. Рис.3. Подбором сопротивления резистора R3 (временно его можно заменить подстроенным) добиваются включения светодиода HL4. За тем напряжение на выходе ЛАТР снижают до 145 В. Если включен светодиод HL2, перемещают движок подстроенного резистора R2 вверх (по схеме) до гашения этого светодиода и включения светодиода HL3. Затем перемещают движок подстроенного резистора в противоположном направлении, пока не погаснет светодиод HL3 и не включится HL2. Можно подобрать сопротивление резистора R5 для установки желаемой ширины зоны гистерезиса. Рис.4. К предлагаемому устройству возможно подключить параллельно несколько сетевых трансформаторов суммарной мощностью не более 400 Вт. Желательно с помощью ЛАТРа проверить, что подключаемый трансформатор выдерживает напряжение 250 В, подаваемое на обмотку 220 В, и 140 В — на обмотку 127 В без перегрузки. Если это не так, снижают пороги срабатывания компараторов.
1 2 3 4 5 Категория: Источники питания \| Добавил: admin (07.05.2012)
Просмотров: 2592 \| Теги: Трансформатор, Ларт, источник питания \| Рейтинг: 5.0/1