6.2.                                     Струмообмежуючі резистор

У пристроях з трансформатором’на 50 Гц кидок струму при включенні обмежується мережевим трансформатором. В імпульсних мережевих джерелах напруга мережі через діоди мережевого випрямляча відразу подається на конденсатор мережевого фільтра. Якщо цей конденсатор був розряджений, то кидок струму сягає десятків ампер, що не дуже добре для випрямних діодів Dc. Ситуація ускладнюється, коли одночасно включається десятка два імпульсних джерел. Кидок струму при цьому може скласти сотні ампер. Мережа реагує на це викидом напруги, і викид може перевищити 1 кВ. Тому у вхідні ланцюг імпульсних джерел мережі зазвичай вводиться струмообмежуючі резистор R ^ ,,. При потужності джерела понад 20 … 30 Вт застосовуються спеціальні NTC термістори з негативним температурним коефіцієнтом (наприклад, серії SCK) з опором в холодному стані 10 … 20 Ом. При включенні термістор холодний, має високий опір і тому обмежує кидок струму. Коли джерело запускається, термістор розігрівається протікає через нього струмом. При цьому його сопротів-

ня падає до десятих часток ома і втрати потужності на Термістор мінімізуються. При потужності джерела менше 20 Вт замість порівняно дорогого термистора можна використовувати звичайний резистор на потужність 1 … 2 Вт опором 20 … S0 Ом. На таких потужностях середній струм споживання від мережі такий малий, що втратами, викликаними падінням напруги на R ^, можна знехтувати.

В якості обмежує резистора не можна використовувати плівкові резистори типу С2-23, оскільки при кидках струму у них вигорає металлизация. Можна застосовувати вуглецеві резистори С1-4 або старі, добрі МЛТ на потужність 1 Вт

5.2.                                         Вхідний фільтр перешкод СФП1, Ц *,

Як уже згадувалося, конденсатори мають опір і ємність висновків. У електролітичних конденсаторів (С, * – електролітичний) ці паразитні параметри мають набагато більшу, величину, ніж, скажімо, у керамічних. При роботі джерела по лініях випрямленої напруги мережі Un протікають імпульсні струми IOT, Амплітуда яких може становити кілька ампер. Ці короткі імпульси струму в поєднанні з опором і індуктивністю висновків конденсатора С ,, * створюють так звану «бороду» перешкод. Випрямні діоди VDC низькочастотні, тому вся ця «борода» проходить через діоди на клеми мережі та мережевої провід перетворюється на антену, що випромінює імпульсну заваду. Це легко перевірити, розмістивши джерело поруч з телевізором, працюючим від кімнатної антени. Для того щоб запобігти попаданню перешкоди в мережу, застосований вхідний фільтр перешкод. Фільтр складається з так званого поперечного трансформатора і конденсатора С, ^. Імпульси струму перешкоди в проводах підключення Ьфп мають протилежні знаки і рівні за амплітудою, оскільки протікають по одного ланцюга. Обмотки Ьфп містять однакову кількість витків і розміщені таким обра- \ зом, що магнітне поле, створюване однією обмоткою, компенсірует-] ся магнітним полем, створюваним другий обмоткою. Конденсатор СФП (! Замикає висновки трансформатора Ьфп для перешкод, які все-таки «пролізли» через трансформатор через несиметричності обмоток. В якості сердечника можна взяти ферритові кільце із зовнішнім діаметром 1S … 20 мм і проникністю 1000 … 2000. Перетин сердечника від 0,2 до 0,5 см2. Кількість витків – кілька десятків.

При намотуванні Ц *, на феритових кільцях проводом в лакової ізоляції намотувати обмотки в два дроти не можна, так як велика небезпека пробою ізоляції дроти. Тому обмотки доводиться розміщувати на різних половинах кільця, стежачи за тим, щоб напрямок намотування було однаковим. Зручно використання спеціалізованих Ш-образних сердечників для фільтрів з секціонованими каркасами. Найпростішим у виготовленні є намотування ферритового кільця (в два дроти) проводом під фторопластовою ізоляції (наприклад, МГТФ-0,2 або МГТФ-0,12). Кількість витків – 30-50.

Конденсатор Сфп, Повинен бути розрахований на напругу не нижче 400 В і мати ємність близько 0,1 мкФ на кожні 20 Вт вихідної потужності. Зручні плівкові конденсатори типу К73-17.

6.4.                                         Мережевий випрямляч

Діоди випрямляча повинні мати максимальне зворотне напруга не нижче 400 В. Враховуючи кидок струму при включенні, необхідний запас по Максимально допустимому току діодів Idmax, Особливо для малопотужних джерел. Дійсно, припустимо, що є джерело потужністю 20 Вт. Середній струм, споживаний від мережі 220 В, навіть з урахуванням ККД, буде не більше 0,1 А. Нехай діоди мережевого випрямляча мають максимально допустимий струм 0,2 А. У сталому режимі все нормально – навіть є дворазовий запас. Але при включенні кидок струму, навіть за наявності обмежує резистора, може перевищити 15 … 20 А. Зрозуміло, що діоди миттєво вийдуть з ладу.

Випрямні діоди без шкоди для себе витримують

30 .. .50-кратні разові перевантаження по струму, тому для їх вибору можна рекомендувати наступне правило: до 30 Вт струм Idmix = 1,2 А, від 30 до 60 Вт – Idma? = 2 А.

Конденсатор СФС – звичайний електролітичний на напругу

400 .. .450 В. Прийнятна величина пульсацій забезпечується, якщо використовувати наступне емпіричне правило:

• 1 мкФ на 1 Вт вихідної потужності при напрузі мережі 220 В ± 20%, 2 … 3 мкФ на 1 Вт вихідної потужності при напрузі мережі

85 .. .264 В.

6.5. Схема обмеження викиду напруги

При виключенні МОП-транзистора на його стоці утворюється викид напруги, викликаний індуктивністю розсіювання трансформатора Тр. Цей викид може мати величину один і більше кВ, що призводить до пробою МОП-транзистора. Для обмеження викиду напруги застосовується схема обмеження. Максимальна напруга на силовому ключі (стоці МОП-транзистора) складається з максимально випрямленої напруги мережі U “і обмеженого напруги викиду Uorp (Рис. ЗЛО, а).

Рис. ЗЛО. Графік обмеження викиду напруги при включенні МОП-траізісторов

Напруга обмеження іо1р повинно бути більше напруги «добавки» Up, Яке, власне, і визначає вихідну напругу джерела. В іншому випадку джерело ніколи не вийде на режим, оскільки розрахункової величини Up не вдасться досягти через обмеження. Величина напруги Up вибирається в межах 80 … 1S0 В, тому напруга обмеження вибирається з деяким запасом в межах

.200 В. Максимальна напруга мережі U = 264 В, що після ви Прямління дає максимальну величину . Складаючи два отриманих напруги, отримуємо максимальне напруження на силовому ключі

            , Що не перевищує максимально допустиму величину і. · … Для ТОР, рівну 700 В. Напруга обмеження, більшу 200 В, краще не вибирати, оскільки обмежений викид «пролазить» на вихід джерела і збільшує амплітуду пульсацій.

Найпростішою схемою обмеження є ланцюжок, що складається з діода VDC і високовольтного стабілітрона VDZC без R, і Сз (Рис. 3.7). Коли напруга викиду на силовому ключі перевищує напруга стабілізації стабілітрона іл, Діод VDc відкривається і відбувається обмеження. Напруга обмеження Uorp = υΛ. Стабілітрон може бути на 170 … 200 В, наприклад типу Р6КЕ170, Р6КЕ200. Аналогічні результати виходять при використанні захисних діодів 1,5КЕ170, 1,5КЕ200, 0,5КЕ170, 0,5КЕ200.

Іншим варіантом обмежувача може бути включення діода VDC і RC-ланцюжка R *, Сз без використання стабилитрона. У процесі виходу на режим конденсатор Сз заряджається до деякого напруги U0[p, Більшого, ніж Up. Обмеження викиду відбувається так само, як і в попередньому випадку, коли напруга викиду перевищує Ц * ,,, діод VDC відкривається. Постійна часу RC-ланцюга повинна бути набагато більше періоду проходження імпульсів, інакше буде витрачатися зайва енергія на підзаряд конденсатора Сз. Для більшості застосувань до 30 Вт – R ,. = (30 … 39) кОм, Сз = (1,5 … 2,2) нФ. Резистор R ,. – На потужність 1 Вт, конденсатор Сз керамічний на напругу не менше 600 В, наприклад типу К15-5.

І нарешті, може використовуватися схема обмеження, що об’єднує обидва варіанти і складається з резистора R *, конденсатора Сз і стабилитрона VDZC, Які підключаються до висновку D ТОР через діод VDC.

Слід особливо звернути увагу на вибір діода VDC. По-перше, він повинен мати максимальне зворотне напруга не менше U____________________________________________________

з деяким запасом – не менше 600 В. І, по-друге, діод VDC повинен мати час включення не більше часу включення МОП-траістора ТОР, т. е. не більше 50 нсек. В іншому випадку при викиді напруги діод не встигає відкритися і частина викиду залишається необмеженою (Рис. 3.10, Ь), причому необмежена частина викиду може досягати 40 … 70 В. Це небезпечно з точки зору пробою МОП-транзистора і, крім того, збільшує пульсації на виході.

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