Діод VDC повинен бути розрахований на імпульсний струм не менше 1 А. При вихідної потужності до 60 Вт практично завжди хороші результати дає застосування імпульсних діодів BYV26C, які мають реальний час включення близько 30 нсек.

Вибір конкретної схеми обмеження залежить від енергії викиду напруги. Енергія викиду залежить від конструкції трансформатора (за великим рахунком, від форми і матеріалу сердечника) і від вихідної потужності джерела. За інших рівних умов енергію викиду можна трохи знизити, зменшивши напругу «добавки» Up. Тому при використанні незнайомого сердечника і потужності понад 15 Вт слід застосувати схему обмеження «по повній програмі», т. Е. З установкою R ^ VDZC і Сз. Це гарантує захист ТОР від пробою МОП-транзистора при будь-якій якості трансформатора. Напруга Up для цього пробного варіанту слід вибрати близько 100 В. Далі, при випробуваннях зібраного джерела, слід поступово підвищувати навантаження, вимірюючи при цьому напруга на конденсаторі Сз щодо спільного проведення ТОР (висновок S). Якщо при максимальній потужності джерела цю напругу на перевищує (550 … 600) В, то можна спробувати відключити стабілітрон VDZC. Далі слід перевірити, чи не перегрівається чи діод VDC. При перегрів VDC і нав’язливому бажанні обійтися без стабилитрона доведеться знизити величину Up і далі, перерахувати і перемотати трансформатор.

При пробному включенні можна спробувати залишити в обмежувачі тільки діод VDC і стабілітрон. Поступово підвищуючи потужність, перевірити, чи не перегрівається чи стабілітрон і VDC. При перегрів цих елементів і небажанні використовувати Rp, Сз доведеться зменшити величину ір, Чго змусить перемотати трансформатор. Зменшення величи ни напруги Up призводить до збільшення максимального зворотної напруги на випрямному діоді VD ^. Доводиться застосовувати більш високовольтні діоди, які мають більшу в порівнянні з низьковольтними пряме падіння напруги і, отже, великі втрати.

Якщо навіть для простих варіантів обмежувача його елементи не перегріваються, то можна збільшити величину Up до 130 … 140 В.

При потужності джерела до 10 Вт, напрузі Up = 100 … 120 В і сердечниках типу PQ, EFD, ЄС, КВ як обмежувача досить застосувати діод VDC і стабілітрон VDZc-

Слід також зазначити, що схема обмеження досить ефективно демпфує паразитні коливання, що виникають при розмиканні силового ключа (рис. 3.10).

6.6.                                            Фільтр вихідних перешкод ‘

Включення конденсатора Сфп2 дозволяє в 5-10 разів знизити амплітуду пульсацій на виході джерела. Таке рішення (придатне для абсолютної більшості застосувань) передбачає, що один з вихідних проводів U, ^ буде заземлений. Для деяких цілей (наприклад, для вимірювань, електричних сигналів мозку або надтонких наукових експериментів) такий метод зниження пульсацій не придатний, так як існує якийсь слабкий пульсуючий струм в ланцюзі заземлення. У такому випадку конденсатор Сдо не ставиться, а в ланцюзі вихідної напруги UBUX включається диференційний фільтр, аналогічний Сф “” Цп (Рис. 3.7).

6.7. Вихідний випрямляч

Вимоги до діода VD0Ut наступні. Максимальний імпульсний струм діода

де 1ВИхщах – максимальний постійний вихідний струм джерела,

ЦПП – величина робочого циклу при максимальній напрузі живильної мережі.

Максимальна зворотна напруга де ііпіх – Максимальне випрямлена напруга живильної мережі.

Час виключення МОП-транзистора в ТОР становить 100 нсек. Якщо діод VD ^, вимикається за більший час, то при зміні полярності на його аноді діод буде якийсь час відкрито на початку «прямого ходу» перетворювача. Тобто запізнювання закривання діода призводить до того, що на час запізнювання повільний діод є просто провідником. Це тягне втрати потужності і перегрів діода VD0Ut. Тому в якості VD ^ слід використовувати діоди Шоки, що володіють достатнім швидкодією.

З урахуванням того, що форма імпульсу струму не прямокутна і з додаванням деякого запасу повинен бути обраний діод з максимальним імпульсним струмом:

і максимальним зворотною напругою:

I

Сумарна величина ємності конденсаторів = Q *, + С ^:

I

Якщо у фільтрі вихідного випрямляча використовувати тільки один конденсатор С **, то через переривчастого характеру струму, що заряджає / розряджатися цей конденсатор, напруга пульсацій матиме «ступінчасту» складову, викликану падінням напруги на опорі висновків С ^. Для усунення цих «сходинок» застосовується LC-фільтр L * ,, Ο *. Зрозуміло, що збільшення величини індуктивності L, *, до нескінченності призведе до повної фільтрації «сходинок». Однак при великій величині вхід схеми зворотного зв’язку виявиться розв’язаним від виходу джерела при кидках навантаження, що призведе до втрати стабілізації. Дійсно, при зміні струму навантаження 1ВИХІД ток в дроселі не може миттєво змінитися. При великій величині індуктивності схем% зворотного зв’язку не буде «відчувати» зміну навантаження, поки струм дроселя стане рівним вихідному. Тобто джерело буде стабілізувати повільні зміни вихідної напруги і не помічати швидкі.

Щоб не плодити додаткових міркувань, можна покласти, що для більшості практичних випадків індуктивність дроселя Ц ,,,, слід вибирати в межах 4 … 10 мкГн. Це може бити готова індуктивність, наприклад типу КІГ на відповідний струм. При самостійному виготовленні Ц * ,, можна використовувати уламок ферритового стрижня діаметром 6 … 10 мм і довжиною 1S … 20 мм або взяти гантелеобразную сердечник (У просторіччі – «грибок») з діаметром капелюшка 10 … 12 мм. В обох випадках проникність фериту повинна бути в межах 1000 … 2000, а кількість витків – 8 … 15.

Ємність конденсатора Сош2 вибирається в межах 0,1 … 0,5 від Qmtl (але сумарна ємністьповинна задовольняти усло вию 6.3.

Слід особливо зупинитися на виборі типу конденсаторів Qxitl> Cout2. Струми заряду / розряду цих конденсаторів можуть становити кілька ампер, що призводить до їх нагрівання. При вихідної потужності джерела менше 20 … 30. У це не так помітно, але при великих потужностях можливо «Закипання» електроліту в конденсаторі і його вибух. Уникнути таких неприємностей дозволить застосування електролітичних конденсаторів, спеціально розроблених для імпульсних джерел живлення (але дорогих). Іншим варіантом буде заміна кожного конденсатора двома-трьома конденсаторами з сумарною ємністю, рівної розрахункової, і робочою напругою, в 2-3 рази перевищує UBb(X. Таке розпаралелювання дозволяє також зменшити паразитне індуктивність висновків.

6.8.                                                  Схема зворотного зв’язку

Схема зворотного зв’язку виконує три основні функції:

• вимірює відхилення величини вихідної напруги джерела івих від номінального зцаченія і виробляє сигнал помилки, пропорційний виміряному відхиленню. Цей сигнал у вигляді керуючого струму подається на висновок З ТОР;

• після запуску джерела забезпечує харчування внутрішньої схеми управління ТОР через той же висновок С;

• забезпечує гальванічну розв’язку вихідних ланцюгів джерела від мережі живлення.

Найдешевший варіант схеми управління представлений на f рис. 3.11. I

Передбачається, що вихідна обмотка п2 і службова обмотка пь, жорстко пов’язані через магнітне поле сердечника трансформатора Тр і тому випрямлена напруга службової обмотки має однозначну відповідність з вихідним напругою джерела U>HX. Обмотки розраховуються таким чином, щоб при но- ‘мінальної напрузі іюх (7,5 В для розглянутого прикладу)

напруга на виході службового випрямляча VD1, LI, С1 дорівнювало υαορ + Цм, де Uaop = 5,8 В – напруга на виводі З ТОР в робочому режимі, a Udz2Напруга стабілізації-стабилитрона VD2. Після запуску перетворювача напруга UBMX починає зростати. Коли напруга на виході службового випрямляча стає рівним напрузі стабілізації стабілітрона, останній відкривається. Однак напруги на виводі С не достатньо для роботи ТОР. Коли напруга UBUX досягає 7,5 В, напруга на виході службового випрямляча стає рівним 5,8 + 4,3 = 10,1 В, а на виведенні З ТОР – 5,8 В. ТОР входить в робочий режим. При підвищенні напруги на виході службового випрямляча збільшується струм виводу С, що викликає зменшення величини робочого циклу D і зменшення напруги на виході службового випрямляча. При зниженні цієї напруги відбувається зворотний процес. Резистори Rl, R2, R3 і конденсатори С2, СЗ утворюють фільтр ланцюга зворотного зв’язку. Його параметри рекомендовані виробниками ТОР.

Схема зворотного зв’язку (рис. 3.11) задовільно працює при I сильного зв’язку обмоток п ,, nte. Таку схему можна рекомендувати для джерел з фіксованою навантаженням. У випадку, наприклад, скидання навантаження до нуля напруга може підскочити в 1,2 … 1,8 рази залежно від конструкції трансформатора і типу сердечника.

Джерело: За редакцією А. Я. Гріфа, Оригінальні схеми і конструкції. Творити разом! – М .: СОЛОН-Пресс, 2004. – 200 с .: іл. – (Серія «СОЛОН – радіоаматори», вип. 23)