Главная » Статьи » Статьи » Источники питания

Регулирование выходной мощности автогенераторных полумостовых инверторов
Автогенераторные полумостовые инверторы до сих пор находят широкое применение из-за исключительной простоты схемы. Автор предлагаемой статьи заметил, что полумостовой автогенератор в определенном смысла аналогичен тринистору, и предложил оригинальные способы управления выходной мощностью инвертора.
Вавтогенераторных полумостовых инверторах, широко применяемых в импульсных источниках питания, частота преобразования и длительность коммутирующих импульсов определяются конструктивными параметрами трансформатора обратной связи. Работая в режиме перемагничивания и насыщения магнитопровода, этот трансформатор обеспечивает длительность импульсов возбуждения, почти равную половине периода частоты преобразования, и не позволяет ее менять. Тем не
мый в тринисторных регуляторах. Сама переделка очень проста, а подвергнуть ей можно любой полумостовой автогенератор, имеющий цепь автозапуска. Не имеет значения, как реализована в нем положительная обратная связь: по току или напряжению. Не важен и тип порогового элемента в цепи автозапуска — это может быть не только динис-тор, но и лавинный транзистор или даже неоновая лампа.
Рассмотрим введение такого регулирования на примере блока питания,
Рис. 1
менее ШИ регулирование такого инвертора возможно, хотя и не на частоте преобразования. В предлагаемой статье рассмотрены два способа такого регулирования.
Первый способ — ШИ регулирование на удвоенной частоте электросети (100 Гц). Для того чтобы понять его принцип, рассмотрим особенности автозапуска лолумостового автогенератора. Пока импульс запуска не подан, генератор не работает несмотря на включенное питание. После подачи импульса запуск! генератор работает до тех пор, пока питание не будет отключено. Такой процесс поразительно напоминает работу тринистора. Получается, что цепь автозапуска — это эквивалент управляющего электрода тринистора, и можно применить фазоимпульсный способ управления, широко используе-
изготовленного на основе начинки энергосберегающей лампы. О его использовании для питания нагрузки без регулирования выходной мощности рассказано в статье [1]. Схема переделанного блока питания показана на рис. 1. Узел инвертора обведен штрих-пунктирной линией. Номиналы его элементов могут быть другими. Транзисторы и диоды также могут быть из других серий. Из сетевого выпрямителя удален сглаживающий оксидный конденсатор С2, перечеркнутый на рис. 1. Изменено подключение нижнего по схеме вывода резистора R3 (ранее он был соединен с верхним по схеме выводом конденсатора С3). Добавлены компоненты R8, R9, С5, на рис. 1 они выделены утолщенной линией. Переменный резистор R8 предназначен для регулирования выходной мощности, резистор
R9

определяет максимальную выходную мощность, конденсатор С5 улучшает симметрию выходной цепи. Для питания нагрузки применен выходной трансформатор Т2, об изготовлении и о способах подключения которого подробно рассказано в статье [1].
Вначале необходимо проверить работоспособность блока питания с трансформатором Т2 без регулирования. Затем выполняют описанные выше изменения. Движок переменного резистора R8 ставят в нижнее по схеме положение. Если на этом этапе включить инвертор и рассмотреть осциллограмму его выходного напряжения, то можно увидеть, что несущая ультразвуковой частоты промодулирована выпрямленным, но не сглаженным напряжением с диодного моста. При более детальном рассмотрении заметно, что начало и конец каждого полупериода "подрезаны" (рис. 2). Начало — из-за того, что пороговый элемент цепи автозапуска включается при определенном напряжении (около 30 В для симметричного динис-тора DB3), поэтому интервал с меньшим выпрямленным напряжением сети выпадает из интервала регулирования. Конец — из-за срыва генерации инвертора после уменьшения напряжения его литания ниже некоторого предела.
Если высота среза в начале полупериода значительно превышает пороговое напряжение динистора, значит постоянная времени R9C3 слишком велика, из-за чего импульс запуска запаздывает, уменьшая интервал регулирования со стороны максимальной мощ-
Рис.2
ности. В этом случае следует уменьшить емкость конденсатора С3 или сопротивление резистора R9, снижая нерегулируемую зону в начале полупериода, насколько это возможно. В таком состоянии инвертор имеет максимальную выходную мощность. Но эта мощность меньше той, что была до введения регулирования, поскольку действующее значение несглаженного напряжения питания, да еще с учетом "подрезов" полупериодов, меньше, чем сглаженного. Поэтому для восстановления прежней максимальной выходной мощности число витков обмотки II выходного трансформатора Т2 необходимо уве-личить на 40...50 %.
Затем уточняют сопротивление переменного резистора R8, необходимое, чтобы получить требуемый интервал регулирования мощности нагрузки. После этого переделанный блок можно установить на место постоянной эксплуатации. Дополнительное его преимущество в том, что он не содержит сглаживающего конденсатора в сетевом выпрямителе, и поэтому ему не нужен корректор коэффициента мощности.
Второй способ регулирования заключается в том, что питание, получаемое инвертором от выпрямителя, коммутируется с помощью ключа, управляемого от ШИ регулятора, как описано в статье [2].
Схема регулятора показана на рис. 3. Сглаживающий конденсатор сетевого выпрямителя C1 (C2 на рис. 1) не только не следует удалять, но лучше увеличить его емкость в несколько раз. Резистор R1, конденсатор С2 и стабилитрон VD1 образуют параметрический стабилизатор напряжения, от которого получает питание микросхема DD1. На элементе DD1.1 собран генератор импульсов управления, скважность которых можно регулировать изменением положения движка переменного резистора R3. Частота генерации обратно пропорциональна емкости конденсатора С3. Если регулировка мощности должна быть несимметричной, например, от 50 до 100 %, то резистор R2 можно заменить двумя — R2.1 и R2.2 разного сопротивления, один из которых включен последовательно с диодом VD2, другой― с VD3, как показано на рис. 4.
Остальные элементы микросхемы DD1, соединенные параллельно, обеспечивают нагрузочную способность, достаточную для управления мощным транзистором, имеющим межэлектродную емкость несколько сотен пикофа-рад. Мощный полевой транзистор VT1 коммутирует цепь питания инвертора, который подключают к выходу регулятора. Элементы автозапуска инвертора (VD5, VS11 С3 на рис. 1) удаляют. Запуск осуществляется каждый период ШИ регулирования подачей фронта импульса генератора через конденсатор С4 на базу транзистора VT2 (см. рис. 1). Номиналы элементов С3 и R3 подбирают по требуемой частоте импульсов регулирования, a R3 — по нужному интервалу регулирования мощности. Аналогично можно подключить любой полумостовой инвертор с жестким самовозбуждением.
В случае, если нагрузка достаточно инерционна (например, нагреватель), то частоту коммутации выбирают единицы-доли герц [2]. Для питания менее инерционной нагрузки, например, осветительной лампы, частоту коммутации необходимо увеличить до десятков-сотен герц. Но ее можно увеличить еще больше — до нескольких килогерц. Это бывает весьма полезно, когда на выходе инвертора включен двухполупериод-ный выпрямитель, как показано на рис. 3 в [1], в случае необходимости к выходу подключают оксидный конденсатор, соблюдая полярность. Его емкость и индуктивность дросселя L3 (рис. 3 в [1]) выбирают исходя из необходимого подавления частоты ШИ регулирования, а также учитывая пульсацию удвоенной частоты сети в случае недостаточной емкости сглаживающего конденсатора сетевого выпрямителя.
Что касается взаимодействия между инвертором и регулятором, то здесь есть некоторые тонкости. Действительно, для нормального ШИ регулирования необходимо, чтобы инвертор успел выйти на полную амплитуду за время





самого короткого регулирующего импульса, а за время самой короткой паузы генерация должна быть полностью прекращена. Поскольку инвертор с жестким самовозбуждением тратит на "разгон" и на "торможение" не более одного-двух периодов колебаний, то для выполнения этого условия достаточно выбрать частоту генератора импульсов управления так, чтобы даже при самом коротком импульсе регулирования инвертор успел выдать в нагрузку не менее 10—20 импульсов. Это важно и для того, чтобы обеспечить на самой малой мощности симметричный (без постоянного подмагничивания) режим работы магнитопровода выходного трансформатора.
К регулятору можно подключить полумостовой инвертор с мягким самовозбуждением, например, схема которого показана на рис. 2 в [1], или преобразователь напряжения для питания галогенных ламп, описанный в статье [3]. Такой инвертор не имеет цепей автозапуска и не нуждается в запускающих импульсах. В этом случае конденсатор С4 (см. рис. 3) не устанавливают. Инвертор подключают к регулятору без каких-либо переделок входных цепей. Но при этом надо иметь в виду, что время выхода на полную амплитуду у таких генераторов может оказаться намного больше. Поэтому частоту регулирования в этом случае лучше выбрать пониже. Выяснить, хватает ли инвертору времени для достижения полной амплитуды, поможет осциллографирование его выходного напряжения под нагрузкой.
Может возникнуть соблазн применить предложенные в этой статье методы для управления яркостью самих энергосберегающих ламп. Надо предупредить,
что регуляторы яркости для таких ламп строят иначе. Кроме того, энергосберегающая лампа не рассчитана на сколько-нибудь длительную работу в стартовом режиме. Если при работе регулятора поджиг лампы затянется, она выйдет из строя. Автор статьи эту идею не проверял, однако считает, что регулятор по схеме рис. 3 можно попробовать применить для этой цели, а регулятор по схеме рис. 1 — нельзя.
ЛИТЕРАТУРА
1. Стрюков в. Малогабаритный блок питания — из электронного балласта. — Радио, 2004, № 3, с. 38, 39.
2. Нечаев и. Регулятор мощности на полевых транзисторах. — Радио, 2005, № 4, с. 42.
3. Янгалиев Н. Блок питания на основе преобразователя напряжения для питания галогенных ламп. — Радио, 2005, № 5, с. 36,37.
Категория: Источники питания | Добавил: admin (30.04.2012)
Просмотров: 10073 | Комментарии: 1 | Теги: источник питания | Рейтинг: 3.0/2
Всего комментариев: 1
1 Sergler  
0
<a href=http://zmkshop.ru/novosti/proizvodstvennoy-ploshchadkoy-zavoda-otgruzheny-kabelnye-estakady/>эстакада для переезда труб и кабелей</a>

Имя *:
Email *:
Код *:

Случайное

Cкачать журнал радио № 7 2011 года

  • Скачать



  • Cкачать журнал радио № 2 2011 года

  • Скачать



  • Cкачать журнал радио № 6 2011 года

  • Скачать



  • Cкачать журнал радио № 4 2011 года

  • Скачать



  • Cкачать журнал радио № 9 2011 года

  • Скачать



  • Случайное

    Прибор для измерения силы удара

  • Читать далее...



  • Аппаратный декодер телеграфных сигналов

  • Читать далее...



  • Датчик изменения сопротивления — индикатор состояния здоровья человека

  • Читать далее...



  • Тахометр для FORD SIERRA

  • Читать далее...



  • Устройство проигрывателей оптических дисков

  • Читать далее...



  • Статистика


    Онлайн всего: 1
    Гостей: 1
    Пользователей: 0