Воскресенье, 25.02.2024

В помощь радиолюбителю
Приветствую Вас Гость
Главная | Регистрация | Вход | RSS
Источники питания » Блоки питания
Переключение обмоток трансформатора лабораторных источников питания. Часть вторая.


Николай Петрушов

Электронный коммутатор обмоток трансформатора лабораторных источников питания.

В первой части нашего повествования, была рассмотрена схема коммутатора вторичной обмотки силового трансформатора, выполненная на электромагнитных реле. Для тех, кто мало работает с блоком питания в режиме стабилизации тока, и не изменяет выходное напряжение под нагрузкой - схема вполне подойдёт и прослужит очень долго, но и у неё имеются определённые недостатки.
При регулировке выходного напряжения БП слышны щелчки срабатываемых реле. Так как коммутация обмоток происходит с прерыванием тока, контакты реле могут обгорать, особенно в режиме стабилизации  тока с подключенной нагрузкой.
Всех этих недостатков не имеет электронный вариант коммутатора вторичных обмоток трансформатора ЛБП, рассматриваемый ниже.

Схема электронного коммутатора выполнена на симисторах и работает в режиме вольт добавки. Ей абсолютно всё равно, в какой момент полупериода переменного напряжения включится или выключится симистор, и сколько включится симисторов. Она просто добавляет или уменьшает (но не прерывает) входное напряжение на блок питания, которое зависит от количества включенных симисторов и соответственно выходного напряжения блока питания.
Идея использования вольт добавки, предложенная kotosob-ом с форума сайта "Паяльник", я здесь лишь предлагаю свой вариант её исполнения.

Схема этого варианта коммутатора, так же, как и в первой части, собрана на микросхеме К555ИВ3. Без неё было бы трудно реализовать алгоритм переключения симисторов, да и увеличилось бы количество отводов вторичной обмотки силового трансформатора и используемых в схеме диодов и симисторов, при аналогичных пределах переключений и используемых напряжений.
В силовой части коммутатора используются четыре симистора (соответственно четыре симисторных оптрона) и три диодных моста, которые при применении симисторов в изолированных корпусах, можно установить на общий радиатор.

highslide.js

Схема блока переключения обмоток трансформатора.

Как видно из схемы, она похожа на релейный вариант коммутатора, рассмотренного в первой части.
Для задания порогов переключения, здесь так же используются стабилитроны на рабочее напряжение 6,2 - 6,8 вольт. Лучше конечно использовать стабилитроны на рабочее напряжение 6,8 вольт, тогда пороги переключений будут следующие - 6,8 v; 13,6 v; 20,4 v; 27,2 v; 34 v; 40,8 v.

В электронном коммутаторе используются четыре симистора, которые коммутируют вторичные обмотки силового трансформатора таким образом, что выходное напряжение с моста, подаваемое на вход блока питания (на электролитические конденсаторы фильтра), изменяется от 8-ми до 44 вольт, с пределом изменения в 6 вольт, в зависимости от выходного напряжения блока питания, то есть равняется 8, 14, 20, 26, 32, 38, 44. Необходимое напряжение вторичных обмоток силового трансформатора для данного варианта блока питания, указано на схеме силовой части коммутатора.
С таким коммутатором можно построить блок питания с выходным напряжением, изменяемым от 0 и до 40-45 вольт, с током нагрузки 5-10 ампер с хорошим КПД во всём диапазоне выходных напряжений.

highslide.js

Схема силовой части.

Если в фильтре блока питания применить электролитические конденсаторы на рабочее напряжение 80 вольт, то можно построить блок питания, максимальное выходное напряжение которого, может достигать 55-65 вольт.
Для этого необходимо будет намотать силовой трансформатор, первые три секции которого (I, II, III) имеют выходное напряжение по 8 вольт, две последующие (IV, V) по 16 вольт, соответственно проводом, рассчитанным на необходимый ток нагрузки. Напряжения, подаваемые на вход блока питания в этом случае будут следующие - 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56 вольт. Так же все стабилитроны необходимо будет заменить на стабилитроны с напряжением стабилизации 7,5 - 8,2 вольта, для расширения порогов переключения электронного коммутатора.

Работа электронной схемы, аналогична схеме релейного коммутатора, описанного в первой части, а силовая часть работает следующим образом.
Если выходное напряжение БП не превышает 6,2-6,8 вольт (рабочее напряжение стабилитрона), то все симисторы закрыты, и на вход БП поступает напряжение 8 вольт с III-части вторичной обмотки силового трансформатора. При повышении выходного напряжения, открывается первый стабилитрон, на выходе 1 (вывод 9) микросхемы К555ИВ3 появляется логический ноль, загорается светодиод оптрона U3, открывается симистор VS3.
К диодам второго моста VD9-VD10 подключается II-часть вторичной обмотки и к 8-ми вольтовой обмотке добавляется 6 вольт. В итоге выходное напряжение повышается на 6 вольт (8+6).
Выпрямительные диоды VD7-VD8 при этом запираются поступающим на них повышенным обратным напряжением с диодов VD9-VD10 и исключаются из работы.
В дальнейшем при повышении выходного напряжения БП, открывается второй стабилитрон. На выходе 2 (вывод 7) микросхемы К555ИВ3 - появляется логический ноль, на выходе 1 (вывод 9) - логическая единица.
Загорается светодиод оптрона U2, симистор VS2 открывается, а светодиод  оптрона U3 гаснет и симистор VS3 - закрывается.
В работу вступают диоды VD3-VD4 (и VD7-VD8), которые запирают диоды VD5-VD6. К 8-ми вольтовой обмотке добавляется 12 вольт, а 6 вольт (VS3, VD9-VD10) отключается. Итоговое напряжение на входе БП повышается ещё на 6 вольт (8+12).

В дальнейшем при повышении выходного напряжения БП - симисторы VS1-VS3 (точнее будет VS3-VS1), срабатывают в двоичном коде и напряжение ступенями по 6 вольт повышается до максимума. Последним открывается симистор VS4. При уменьшении выходного напряжения блока питания, всё происходит в обратном порядке.

Переключатель обмоток собран на печатной плате, размером 56х77 мм.

highslide.js

Печатная плата коммутатора.

Печатную плату для коммутатора любезно предоставил пользователь нашего сайта Анатолий Соколов (anatolurew). Печатная плата в формате Sprint-Layout от Анатолия Соколова добавлена к статье в прикреплении (архиве) для скачивания.

Зарубежные аналоги для микросхемы К555ИВ3, как указывалось в первой части - 74LS/HC/HCT 147.
В качестве диодных мостов (VD1-VD4, VD5-VD8, VD9-VD12) и силовых симисторов, можно применить любые симисторы и диодные мосты, а так же отдельные диоды, рассчитанные на требуемый ток и соответствующее напряжение. В качестве транзисторов - любые маломощные транзисторы. Оптроны так же можно применять любые из имеющихся, но только симисторные. транзисторные и диодные не подойдут. Можно вместо них в крайнем случае поставить и маломощные электромагнитные (герконовые) реле. Резисторы по 330 ом, которые включены последовательно со светодиодами оптронов в этом случае исключаются, а контакты реле подключаются вместо симисторов оптронов.


Приложение:

Скачать архив.

 

 



Категория: Блоки питания | Просмотров: 617055 | Добавил: spb-nik

Понравилась статья - нажми на кнопку!

 Нравится 

Всего кликов: 283

Назад

Поделись с друзьями:





Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться или войти на сайт под своим именем.


Всего комментариев: 37
1 2 »
* * 37) Добавил: nean Андрей (19.02.2024 12:13) [Материал]

Желательно-бы, чтобы обмотка 10 вольт имела напряжение 15-16 вольт. Её бы одну только перемотать. А то будет нелинейное приращение напряжения.
Если ничего не трогать, то напряжение будет добавляться так.
На входе моста будет 8 - 16 - 18 - 26 - 33 - 41 - 48.

Можно так транс и оставить, не перематывать, тогда стабилитроны нужно будет поставить такие.
Д1-6,8 вольт, Д2-6,8 вольт, Д3-2,5 вольт, Д4- 6,8 вольт, Д5-6,8 вольт, Д6-6,8.
Выходное напряжение БП может быть в районе 44-45 вольт.

* * 36) Добавил: markovskydim dima markovsky (19.02.2024 05:53) [Материал]

Всем привет. У меня трансформатор с выходными напряжениями 7-8-8-10-15 вольт. Подойдёт такой без переделок?

* * 35) Добавил: nean Андрей (05.01.2024 11:20) [Материал]

Любой выпрямительный диод на ток от 1 А.

* * 34) Добавил: markovskydim dima markovsky (05.01.2024 10:13) [Материал]

Подскажите какой защитный диод ставить между входом и выходом кренки?

* * 33) Добавил: nean Андрей (24.12.2023 22:01) [Материал]


Цитата
Всем привет. U1 U2 U3 это что на схеме блока переключения обмоток?
Это симисторные оптроны

Цитата
Что бы блок питания получился с выходным напряжением 40-45 вольт на какое напряжение ставить электролитические
конденсаторы в фильтре блока питания и какой ёмкости?
Ставить минимум на 63 вольта, вторичка тогда должна иметь выходное напряжение ХХ 40 вольт, а ёмкость ставить исходя из тока нагрузки, примерно 1000 мкФ на 1 Ампер.
Если у вторички выходное напряжение будет больше 40 вольт, то конденсаторы ставить на 80 вольт.

* * 32) Добавил: Дмитрий3862 Дмитрий (24.12.2023 14:01) [Материал]

Что бы блок питания получился с выходным напряжением 40-45 вольт на какое напряжение ставить электролитические конденсаторы в фильтре блока питания и какой ёмкости?

* * 31) Добавил: Дмитрий3862 Дмитрий (24.12.2023 13:19) [Материал]

Всем привет. U1 U2 U3 это что на схеме блока переключения обмоток?

* * 30) Добавил: Дмитрий3862 Дмитрий (08.10.2023 18:16) [Материал]

Здравствуйте.Посоветуйте схему с печатной платой лабораторного блока питания с регулированием тока и напряжения 0...44 вольт до 10 ампер.

* * 29) Добавил: nean Андрей (03.10.2023 22:33) [Материал]

Вы первой части на электромагнитных реле посмотрите схемы и почитайте. Там в схеме управления стабилизатор нарисован. Он питает микросхему. Здесь схема почти аналогичная.

* * 28) Добавил: Дмитрий3862 Дмитрий (03.10.2023 17:25) [Материал]

Или он стоит в схеме переключения обмоток?

* * 27) Добавил: Дмитрий3862 Дмитрий (03.10.2023 17:21) [Материал]

А на печатной плате в этом месте стабилизатор напряжения стоит.

* * 26) Добавил: nean Андрей (03.10.2023 10:55) [Материал]

В силовой части квадратиком обозначен ваш будущий блок питания, который может быть по любой схеме.
На нём и написано "БП". И плюсовой выход с него должен идти к стабилитронам платы управления.

* * 25) Добавил: Дмитрий3862 Дмитрий (02.10.2023 18:27) [Материал]

lm7805 .

* * 24) Добавил: Дмитрий3862 Дмитрий (02.10.2023 18:25) [Материал]

В силовой части разве не стабилизатор стоит на выходе?

* * 23) Добавил: nean Андрей (01.10.2023 21:40) [Материал]


Цитата
А что это за диод на печатной плате между входом и выходом стабилизатора напряжения? На схеме его нет.
На схеме нет и стабилизатора.
Это защитный диод. Можете его ставить, а можете не ставить.

* * 22) Добавил: Дмитрий3862 Дмитрий (01.10.2023 20:22) [Материал]

Здравствуйте. А что это за диод на печатной плате между входом и выходом стабилизатора напряжения? На схеме его нет.

* * 21) Добавил: serg Сергей (30.09.2023 18:53) [Материал]


Цитата
Соответствующий ток это максимальный ток нагрузки трансформатора?
Ну да, максимальный ток, на который рассчитываете нагружать свой БП плюс 30-50% на симисторы.
Например рассчитываете нагружать БП максимальным током 10 А, значит диоды должны быть на такой ток, а симисторы на 16 А, подойдут ВТ139, ВТА16.
Цитата
Как рассчитать предохранитель в силовой части?
Так-же, как и ток симисторов - плюс 30-50% от максимального тока нагрузки.

* * 20) Добавил: Дмитрий3862 Дмитрий (30.09.2023 11:10) [Материал]

Как рассчитать предохранитель в силовой части?

* * 19) Добавил: Дмитрий3862 Дмитрий (30.09.2023 10:09) [Материал]

Соответствующий ток это максимальный ток нагрузки трансформатора?

* * 18) Добавил: nean Андрей (30.09.2023 09:56) [Материал]

Диоды и симисторы любые на соответствующий ток. Например симисторы из серии ВТ или ВТА (ВТ139, ВТА16 и т. д.). Оптроны из распространённых серии МОС302х, т.е. МОС3020, МОС3021, МОС3022. Их разных на Алике куча, да и Чипе-Дипе подобные в районе 20-25 р.

1-20 21-37