динения резисторов R29, R30. Повышение напряжения в этой точке фиксируется пороговым устройством Л, а при превышении первичным током допустимого значения последнее срабатывает и снимает управляющее напряжение с транзисторов VT8, VT9. .

Устройство управления и защиты выполнено на плате размером 120Х70Х X 10 мм. Модуль питания УУЗ представляет особый узел ограниченного применения, необходимый для питания автономного (единичного) ИВЭП, и представляет собой АНПН, выполненный на элементах VT10~VT 14, Т4 и подключенный к переменному напряжению сети через выпрямитель и балластный конденсатор С;7 (К73-11, 400В 1,0 мкФ). Модуль размещен на плате размером 120Х 50х; 18 мм.

На основе модулей разработаны ИВЭП, имеющие следующие технические характеристики:

Напряжение сети, В......... 2201 {5%

Выходные напряжения, В........5; 6; 12; 27

Мощность нагрузки, Вт.........75-120 Вт

Суммарная нестабильность выходного напряжения, % ±2 Пульсации выходного напряжения, % . . , , 1

Частота преобразования, кГц.......30

Удельная мощность ИВЭП, Вт/дм...... 70-110

8.3. ИСТОЧНИК ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ МАЛОГАБАРИТНОГО АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРИБОРА

Автоматический перенос схемотехники мощных ИВЭП с бестрансформаторным входом на малые мощности (единицы, десятки ватт) приводит к значительному ухудшению таких показателей ИВЭП, как КПД, удельная масса и габариты прибора. Это происходит за счет увеличения относительной доли потребления УУ ( -5 Вт) и значительных размеров платы управления со своим источником питания, выполненной на дискретных элементах. Кроме того, резко ухудшается такой показатель ИВЭП, как стоимость 1 Вт преобразованной энергии. В свете этого весьма актуальной является задача построения самовозбуждающихся преобразователей со стабилизацией выходного напряжения, имеющих мини-

Рис. 8.3

мальное количество комплектующих элементов; однако совмещение простоты устройства и удовлетворение всех требований к ИВЭП, с бестрансформаторным входом (см. гл. IV) является весьма противоречивой задачей.

Анализ АСПН (см. гл. VI) показал перспективность применения однотактных ПН с «обратным» включением диода рис. 6.5 при высоких питающих напряжениях. Рассмотрим особенности практической схемы АСПН рис. 8.3, имеющей следующие технические характеристики;

Напряжение сети, В . . . Вы\()ДИ1)1с напряжения, В Токи ня1-рузк1, А:

по Kan.j.iy, 5 В .

по каналу ±14В . . Потребляемая мощность, Вт Коэффициент полезного действия Пульсации напряжения. В:

на выходе 28 В . .

на входе 5 В Нестабильность напряжения по каналу 28 зоне изменения напряжения сети и при мощности нагрузки до 5 Вт, Удельная мощность, Вт/дм

В в диапа уменьшени!

2201}!; % 5; ±14

0,2 20

пе менее 0,8

0,1 0,02

+ 1 60

Входной фильтр выпрямленного напряжения сети, С1, С2 общей емкостью 44 мкФ обеспечивает пульсации, не превышающие допустимых для конденсаторов типа К50-29. Уменьшить потери в ограничительном резисторе R1 можно параллельным соединением диодных мостов (VDI - VD4) аналогично соединению на схеме рис. 8.1. л г> п и i

Преобразовательный блок содержит однотактный АСПН [77] на мощном транзисторе VT1 типа КТ828А и АНПН [70] для канала 5В - 2А на транзисторах VT4, VT5. Для фиксации амплитуды коллекторного тока VT1 на заданном уровне ~ 0,5 А использована схема «самозащищенного» транзисторного

ключа VT1 - VT2. которая функционирует при выходных напряжениях, меньших номинального, т. е. в режиме ограничения тока нагрузки (/„ > У н.ном) I в переходном режиме при включении АСПН в течение времени заряда фильтровых конденсаторов С5 - С8. СЮ. Внешняя характеристика ПН иа этом участке (6/н < (т ном) определяется выбранным значением параметра .И =--1,2 [см. (6.13), и рис. 6.5, в]. Для исключения кратковременных всп.тесков напряжения, связанных с индуктивностью рассеяния первичной обмотки Г/, служит цепочка VD5, R2, СЗ.

Стабилизация напряжения (по каналу 28 В) осуществляется устройством управления Л/. VT2, Т2 путем подачи закрывающих импульсов в базу мощного транзистора VT1 (см. рис. 6.7). Закрывающий ток базы ограничен сопротивлением резистора R7, а для того чтобы магнитопровод импульсного трансформатора Т2 успевал вернуться в исходное состояние {В = В,.) за время передачи энергии индуктивности трансформатора Т1 в нагрузку, напряжение пробоя стабилитрона VDU должно быть не меньше чем Dcm > *-п + М) - 28 В-2,2 = 61 В. На такое же напряжение должен быть рассчитан и транзистор УТЗ.

Автогенераторный нерегулируемый ПН выполнен по схеме с мягким запуском и коммутирующим дросселем L (см. рис. 5.12). При использовании высокочастотных транзисторов {VT4, УТЗ К286ЕПЗ) частота преобразования АНПН может быть выбряна достаточно высокой: 50 кГц. Для уменьшения потерь в низковольтном выпрямителе УВ20. У021 использованы дноды Шотки типа КД224.

Поскольку устройство автоматически защищено от коротких замыканий нагрузки, то защита от перенапряжений на выходе АСПН, необходимость которой оценивают вероятностью выхода из строя только элементов УУ (в том числе обрыв цепи ООС), может быть выполнена в виде тиристора УО!5, срабатываюиего

от измерителя уровня {VD14, R14). При открывании тиристора VD15 АСПН работает на короткозамкиутую нагрузку, при этом ток короткого замыкания (среднее значение) определится соотношением /к.з /н.ном О + М).

Однако наряду с таким несомненным достоинством схем АНПН с «обратным» диодом, как предельная простота (один мощный транзистор и один моточный узел Ti), им присущи вполне определенные недостатки, ограничивающие область их применения. Так, зависимости мощности ПН при /н - /нтах максимального коллекторного тока I и ЭДС источника питания Е для АСПН с «обратным»

диодом и ПН с дросселем в цепи постоянного тока (например, по рис. 8.1) имеют соответственно вид

т1-/к;п .2 (.Иг 1) < 0,27/к„, М < 1 ,3; (8.1)

т2--/кт (i г<)/2 < 0,72/к, где М < 0,8, ki < 0,8.

(8.2)

Схел!ы с дросселем в цепи переменного тока (см. § 6.2) характеризуются выражением (8.2) при ki = О, где ki /min max - кратность изменения мгновенного тока дросселя в течение периода коммутации. Для них имеем

Ргг, < 0,4/ Е.

(8.3)

Сравнение выражений (8.1)-(8.3) показывает, что при равных мощностях преобразования Р,„ и питающих }1апряжениях Е амплитуда коллекторного тока транзисторов схем АСПН (рис. 8.3) примерно в 2,6 раза больше, чем в схеме по рис. 8.1.

Другим существенным недостатком рассматриваемых устройств является наличие чисго емкостного фильтра, обладающего наибольшей эффективностью при высоких значениях поскольку емкость фильтрового конденсатора имеет следующую зависимость от напряжения на выходе АСПН: С Р-т г„/7гд Ul. где йд - А(/н/f/н - пульсации выходного напряжения.

Таким образом, область рационального использования АСПН с обратным диодом принадлежит ИВЭП с малыми мощностями « 10 - 50 Вт при повышенных выходных напряжениях f7„ > 20 В. Данные трансформаторов Tl, ТЗ н дросселя L приведены в табл. 8.2.

Таблица 8.2

iMariniTOiipi)BO;i,a

Обозначение обмо.-ки

Число витков

Диаметр провода, мм

Т1 МП-140 К24Х13Х14

М2000НМ1 К10Х6ХЗ

Л12000НМ1 К16Х10Х4.5

.М2000НМ1 К5ХЗХ1.5

200 10

90 15

40 8

2X1?

0,39 0,8X2

0,19

0,30

0,19 0,44 0,5lXi

0,19

4 5.

9. 10.

18 19.

20 21.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Мкртчян Ж. А. Электропитание электронно-вычислительных машин.- М.: Энергия, 1980.- 207 с.

Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и систем, В. И. Владимиров, А. Л. Докторов, Ф. В. Елизаров и др.; Под ред. Н. М. Царькова. - М.: Радио и связь, 1985,- 272 с. Система электропитания специализированной ЦВМЮ. В. Зайцев. В. М. Кондрахин, В. П. Миловзоров и др.- Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ, 1976, вып. 6, с. 137-144.

Источники вторичного электропитания/С.с. Букреев, В. А. Головацкий, Г. Н. Гулякович и др.; Под ред. Ю. И. Конева.- М.: Радио и связь, 1983, Колосов В. Д., Буденный А. П., Шерихов Е. С. Стабилизированный транзисторный преобразователь напряжения - источник питания для ЦВМ,- Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ, 1974, вып. 8, с. 122-133. Прянишников в. А., Петров Е. А., Прянишников С. В. Унифицированные источники с бестрансформаторным входом и микроэлектронные узлы схем управления: Проблемы миниатюризации ВИН РЭА. - М.: Изд. МДНТП, 1979, с. 145-155.

Мотовилов Н. И. Бестрансформаторные источники питания: Обзор.- Зарубежная радиоэлектроника, 1983, № I.e. 61-79.

Мелешин В. И. Энергетические соотношения в ключевых преобразователях постоянного напряжения/Под ред. Ю. И. Конева.- iM. Сов. радио, 1977, вып. 9, с. 83-97.

A. с. 493877 (СССР). Инвертор со ступенчатым регулированием выходного напряжения/А. К- Мусолин, В. П. Миловзоров, Ю. В. Зайцев и др. Справочник по электролитическим конденсаторам/М. Н. Дьяконов, В. И. Ка-рабанов, В. И. Просняков и др.; Под общ. ред. И.И. Четвертакова и

B. ф. Смирнова.- М.: Радио и связь, 1983.-576 с.

Бландова Е. С, Бочарников М. Я. К вопросу разработки вторичных источников питания с бестрансформаторным входом. - Электронная техника. Сер Радиодетали и радиокомпоненты, 1976, вып. 4, с. 74-84.

Мощные диоды с барьером Шотки и особенности их применения во вторичных источниках питания/Е. А. Альперович, В. Г. Воронин, Э. Е. Вольфсон и др. - ЭТвАПод ред. Ю. И. Конева.- М.: Сов. радио, 1981, вып. 12, с. 37-42. Мощные полупроводниковые приборы. Транзисторы: Справочник; Б. А. Бородин, В М. Ломакин, В. В. .Мокряков и др.: Под ред А. В. Голомедова.-

- М. Радио и связь, 1985 -560 с.

Злобим В. А. Муромкина Т. С, Поспелов П. В. Изделия из ферритов и маг-нитодиэлектриков: Справочник Под общ. ред. Н. Д. Горбунова и Г. А. Матвеева.- М.: Сов. радио. 1972.-240 с.

Александров Ф. И., Сиваков А. Р, Импульсные полупроводниковые преобразователи и стабилизаторы постоянного напряжения. - Л. Энергия, 1970,-

- 188 с.

А. с. 639105 (СССР). Однотактный преобразователь постоянного напряжения /В. В. Петров, В. Я. Гавриленко.

А. с. 951596 (СССР). Преобразователь постоянного напряжения/ С. Д. Рудык, В. Е. Турчанинов.

А. с. 750676 (СССР). Конвертор А.Н. Федосов.

А. с. 936287 (СССР). Однотактный преобразователь постоянного напряжения/С. Д. Рудык, В. Е. Турчанинов.

Остапенко Л. А., Рудык С Д., Турчанинов В. Е. Однотактные преобразователи с повышенным размахом индукции силового трансформатора: Проблемы преобразовательной техники.- Киев; Изд. ИЭД АН УССР, 1983, ч. 1, с. 194 - 197.

Л. с. 575745 (СССР). Импульсный стабилизированный однотактный кон-вертор/Б А. Багинский, Е. В. Ярославцев.

22. А. с. 978293 (СССР). Преобразователь постоянного напряжения/ С. Д. Ру-дык, В. Е. Турчанинов, А. М. Тюрин, А. А. Черепнин.

23. Моим В. С, Лаптев Н. Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи.- М.: Энергия, 1972.-312 с.

24. Охотников В. А., Фомичев В. В. Методы снижения мощности, рассеиваемой в высоковольтных транзисторах преобразователей напряжения промышленной сети. - ЭТвА/ Под ред. Ю. И. Конева.-М.: Радио и связь, 1980, вып. 11, с. 100 - 105.

25. Ромаш Э. М. Транзисторные преобразователи в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры.- М.; Энергия, 1975. -175 с.

26. Драбович Ю. И., Комаров Н. С, Марченко Н. Б. Транзисторные источники электропитания с бестрансформаторным входом. - Киев: Наукова думка, 1984. -158 с.

27. А. С. 928329 (СССР). Импульсный стабилизатор напряжения/ .А. И. Гинзбург, А. Ф. Кривцов, Л. И. Свительман, И. М. Разумахина.

28. Эраносян С. А., Журавлев Б. Н. Особенности построения бестрансформаторных инверторов: Современные задачи преобразовательной техники.- Киев: Изд. ИЭД АН УССР, 1975, ч. 6, с. 391-395.

29. Воронин В. Г., Жорно С. Е. Построение вторичных источников питания с бестрансформаторным входом: Полупроводниковые приборы в технике электросвязи/Под ред. И. Ф. Николаевского.- М.: Связь, 1975, вып. 15, с. 107- 113.

30. А. с. 447797 (СССР). Импульсный стабилизатор /А. В. Горбач.

31. А. С. 807468 (СССР). Стабилизированный инвертор /В.А. Атаназевич.

32. А. с. 932582 (СССР). Регулируемый преобразователь постоянного напряжения в постоянное/В. А. Климов, В. К. Ковальков.

33. Мелешии В. И., Конев Ю. И. Миниатюризация преобразователей переменного напряжения в стабилизированное постоянное - ЭТвА/ Под ред. Ю. И. Конева.- М.: Сов. радио, 1975, вып. 7, с. 36-45.

34. А. с. 1142546 (СССР). Самовозбуждающийся инвертор/А. П. Мишачев, А. В. Романов.

35. Юрченко А. И. Преобразователь сетевого напряжения в стабилизированное постоянное - ЭТвА/Под ред. Ю. И. Конева.-М.: Радио и связь, 1981, вып. 12, с. 42-47.

36. А. с. 796829 (СССР). Ключевой стабилизатор преобразователь постоянного напряжения/А.А. Бас.

37. А. с. 384177 (СССР). Преобразователь постоянного напряжения/ Г.А. Жу-рин, В. И. Куротченко.

38. А. с. 699503 (СССР). Устройство для дискретного регулирования выпрямленного напряжения/В.Е. Болтнев, В. П. Миловзоров. А. К. Мусолин.

39. Болтнев В. Е., Мусолин А. К- Анализ потерь в магнитно-транзисторных ключах дискретных трансформаторных регуляторах стабилизаторов напряжения (ДТРСН): Межвуз. сб. «Магнитно-полупроводниковые и электромашинные элементы автоматики».- Рязань: Изд. РРТИ, 1977, вып. 7, с. 28-36.

40. Болтнев В. Е., Несов В. А., Андреев И. А. Сравнительная оценка регулирующих органов дискретного действия; Межвуз. сб. «Магнитно-полупроводниковые и электромашинные элементы автоматики».- Рязань; Изд. РРТИ, 1982, вып. 12, с. 73-83,

41. А. с. 1077036 (СССР). Мостовой инвертор/В. И. Овдин, В. Л. Хромушин.

42. А. с. 860243 (СССР). Инвертор/А.А. Бас.

43. Пат. 2375750 (Франция). Onduleur en Н,а Transistors, Equilibre/D. Stolitza.

44. Головацкий В. А., Юрченко А. И. Применение магнитного пояса в транзисторных преобразователях- ЭТвА/Под ред. Ю. И. Конева.- М.;. Сов. радио, 1981, вып. 12. с. 71-76.

45. Мелешин В. И., Опадчий Ю. Ф. Симметрирование транзисторных преобразователей напряжения с внешним управлением - ЭТвА /Под ред. Ю. И. Конева. - М.; Сов. радио, 1974, вып. 6, с. 50-55.

46. А. с. 982161 (СССР). Двухтактный преобразователь напряжения А. И. Гинз бург.

47. А. с. 877737 (СССР). Конвертор/А. А. Бас, С Н. Федячихин.

48. А. с. 959242 (СССР). Транзисторный преобразователь напряжения, А.А. Бас.

49. Бас. А. А. О симметрировании транзисторных инверторов.: Проблемы преобразовательной техники.- Киев: Изд. ИЭД АН УССР, 1979, ч. 2, с. 150-153.

50. Сетевой стабилизированный ВИП 5В-30А А.А. Бас, Ф. Г. Кроз, А. М. Ульянов, С. Н. Федячихин.- Проблемы преобразовательной техники- Киев; Изд. ИЭД АН УССР. 1979, ч. 5, с. 120-123.

51. Корнеев В. Ф. Однотактные преобразователи напряжения в структурах вторичных источников электропитания.- Проблемы миниатюризации и унификации ВИП РЭА.- М.: Изд. МДНТП, 1979, с. 48-53.

52. Надежность технических систем; Справочник/Под ред. И. А. Ушакова.- М.: Радио и связь, 1985.- 608 с.

53. Драбович Ю. И., Комаров Н. С, Мартынов В. В. Фазовый способ управления импульсным регулятором.- Киев (Препринт АН УССР, ИЭД, № 211), 1979.-47 с.

54. А. с. 788312 (СССР). Инвертор/А.А. Бас, СН. Федячихин.

55. А. с. 877506 (СССР). Источник питания с защитой от перегрузок/А. А. Бас, В.П. Миловзоров, А. К. Мусолин, С. Н. Федячихин.

56. А. с. 688954 (СССР). Способ защиты двухтактного транзисторного инвертора от перегрузок/А. А. Бас, А. К. Мусолин, С. Н. Федячихин.

57. Бас. А. А., Мишачев А. П. Сравнительный анализ цепей управления магнитно-транзисторных автогенераторов/Материалы семинара «Электронные средства преобразования энергии»-М.: ЦНИИ НиТЭИ, 1983, с. 18-21.

58. Мишачев А. П., Романов А. В. Анализ условий мягкого самовозбуждения двухтактного транзисторного преобразователя напряжения; Проблемы преобразовательной техники.- Киев; Изд. ИЭД АН УССР, 1983, ч. 5, с. 103.

59. Исаев Э. А. Полупроводниковые преобразователи напряжения. - М.; Во-ениздат, 1962.-112 с.

60. А. с. 877735 (СССР). Преобразователь постоянного напряжения в перемен-ное/Н. О. Костин, Е. А. Кривешко, Н. Б. Марченко.

61. А. с. 494 833 (СССР). Транзисторный инвертор/В.К- Зайцевский.

62. Многофазный импульсный стабилизатор постоянного напряжения/ А. И. Юрченко, В. А. Головацкий, В. П. Брагин и др.-ЭТвА/Под ред. Ю.И. Конева.- М.: Сов. радио, 1978, вып. 10, с. 111.

63. А. с. №788233 (СССР). Транзисторный преобразователь напряжения/А.А. Бас.

64. А. с. 909776 (СССР). Преобразователь напряжения/А. П. Мишачев,

A. В. Романов.

65. А. с. 630724 (СССР). Двухтактный транзисторный инвертор/В.С. Ярыгин, Э. Л. Якунин, В. Ф. Шалагинов.

66. А. с. 765954 (СССР). Автогенератор-/А.А. Бас, А. К. Мусолин, С. Н. Федячихин.

67. А. с. 919028 (СССР). Транзисторный преобразователь/Э. А. Мурадханян, Ж. А. Мкртчян.

68. Пат. 4127894 (США). Converter Protection Circuit Operative to Limit and Counteract Transformer Saturation /J. D. Bishop.

69. A. c. 780129 (СССР). Инвертор/А.A. Бас.

70. A.с. П59135(СССР). Преобразователь напряжения/А.А. Бас.

71. Бертинов А. И. Гершберг В. С, Кофман Д. Б. Регулируемый статический преобразователь для заряда емкостного накопителя.- Устройства преобразовательной техники, Киев: Наукова думка, 1969, вып. 2, с. 205-218.

72. А. с. 414715 (СССР). Устройство управления усилителем мощности/

B. А. Поляков.

73. А. с. 535888 (СССР). Преобразователь постоянного напряжения/Л. С. Зис-ман.