Мощный импульсный блок питания УМЗЧ

May 12, 2011 by admin Комментировать »


кликните по картинке чтобы увеличить

Входное
напряжение ИБП — 180…240 В, номинальное выходное
напряжение (при входном 220 В) — 2×50 В, максимальная мощ­ность нагрузки — 800
Вт, рабочая частота преобразователя — 90 кГц. Принципиальная схема ИБП
изображена на рисунке. Как видно, это преобразователь с внешним возбуждением
без стаби­лизации выходного напряжения. На входе устройства включен
высокочастотный фильтр CI, LI, С2,
предотвращающий попада­ние помех в сеть. Пройдя его, сетевое напряжение
выпрямляется диодным мостом VD1…VD4, пульсации сглаживаются
конденса­тором СЗ. Выпрямленное постоянное напряжение (около 310 В)
используется для питания высокочастотного преобразователя.

Устройство
управления преобразователем выполнено на микро­схемах DD1…DD3. Питается оно от отдельного
стабилизирован­ного источника, состоящего из понижающего трансформатора Т1, выпрямителя VD5 и стабилизатора напряжения на
транзисторах VT1, VT2 и стабилитроне VD6. На элементах DDl.l, DDI.2 собран задающий генератор,
вырабатывающий импульсы с частотой сле­дования около 360 кГц. Далее следует
делитель частоты на 4, выполненный
на триггерах микросхемы DD2. С помощью эле­ментов DD3.1, DD3.2 создаются
дополнительные паузы между импульсами. Паузой является не что иное, как уровень
логичес­кого 0 на выходах этих элементов, появляющийся при наличии уровня
логической 1 на выходах элемента DDI.2 и триггеров DD2.1 и DD2.2. Напряжение
низкого уровня на выходе DD3.I (DD3.2) блокирует DD1.3 (DD1.4) в «закрытом»
состоянии (на выходе — уровень логической 1).
Длительность паузы равна 1/3 от длитель­ности импульса напряжений на выводах 1 DD3.1 и 13 DD3.2, чего вполне
достаточно для закрывания ключевого транзистора. С выходов элементов DD1.3 и DDI.4 окончательно
сформированные импульсы поступают на транзисторные ключи (VT5, VT6), кото­рые через
резисторы R10, R11 управляют затворами мощных полевых
транзисторов VT9, VT10.

Импульсы с прямого и
инверсного выходов триггера DD2.2 пос­тупают на входы устройства,
выполненного на транзисторах VT3, VT4, VT7, VT8. Открываясь поочередно, VT3 и VT7, VT4 и VT8 создают условия для
быстрой разрядки входных емкостей ключе­вых транзисторов VT9, VT10, т.е. их быстрого
закрывания. В цепи затворов транзисторов VT9 и VT10 включены резисторы относи­тельно большого
сопротивления R10 и R11. Вместе с емкостью затворов они образуют
фильтры нижних частот, уменьшающие уровень гармоник при открывании ключей.

С этой же целью
введены элементы VD9…VD12, R16, R17, С12, С13. В стоковые цепи транзисторов VT9, VT10 включена первич­ная
обмотка трансформатора Т2. Выпрямители выходного напря­жения
выполнены по мостовой схеме на диодах VD13…VD20, что несколько уменьшает КПД устройства,
но значительно (более чем в пять раз) снижает уровень пульсации на выходе ИБП.
Важно отметить,, что форма колебаний, почти прямоугольная при мак­симальной
нагрузке, плавно переходит в близкую к синусоидаль­ной
при уменьшении мощности до 10…20 Вт, что положительно сказывается на уровне
шумов питаемого от этого блока УМЗЧ при малой громкости. Выпрямленное
напряжение обмотки IV трансформатора Т2 используют для
питания вентиляторов.

В устройстве применены конденсаторы К73-17
(О, С2, С4), К50-17 (СЗ), МБМ (С12, С13), К73-16
(С14…С21, С24, С25), К50-35 (С5…С7), КМ
(остальные). Вместо указанных на схеме допустимо применение микросхем серий
К176, К564. Диоды Д246 (VD1…VD4)

заменимы на любые
другие, рассчитанные на прямой ток не ме­нее 5 А и
обратное напряжение не менее 350 В (КД202К, КД202М, КД202Р, КД206Б, Д247Б), или
диодный выпрямительный мост с такими же параметрами, диоды КД2997А (VD13…VD20) — на КД2997Б, КД2999Б,
стабилитрон Д810 (VD6)
– на Д814В. В ка­честве VT1 можно использовать любые транзисторы серий
КТ817, КТ819, в качестве VT2…VT4 и VT5, VT6 — соответственно, любые из серий КТ315,
КТ503, КТ3102 и КТ361, КТ502, КТ3107, на мес­те VT9, VT10 – КП707В1,
КП707Е1. Транзисторы КТ3102Ж (VT7, VT8) заменять не рекомендуется.

Трансформатор Т1 —
ТС-10-1 или любой другой с напряжением вторичной обмотки 11…13 В при токе нагрузки не менее 150 мА. Катушку L1 сетевого фильтра
наматывают на ферритовом (М2000НМ1) кольце типоразмера К31х18,5х7 проводом
ПЭВ-1-1.0 (2×25 витков), трансформатор Т2 — на трех
склеенных вместе кольцах из феррита той же марки, но типоразмера К45х28х12.
Обмотка I содержит 2×42 витка провода ПЭВ-2-1,0 (наматывают в два провода),
обмотки II и III — по 7 витков (в пять проводов ПЭВ-2-0,8), обмотка IV – 2
витка ПЭВ-2-0,8. Между обмотками прокладывают три слоя изоляции из
фторопластовой ленты.

Магнитопроводы
дросселей L2, L3 — ферритовые (1500НМЗ) стержни диаметром 6
и длиной 25 мм (подстроечники от броне­вых
сердечников Б48). Обмотки содержат по 12 витков провода ПЭВ-1-1,5. Транзисторы VT9, VT10 устанавливают на теплоотводах с вентиляторами, применяемых для охлаждения
микропро­цессоров Pentium (подойдут
аналогичные узлы и от процессоров 486). Диоды VD13…VD20 закрепляют на теплоотводах с площадью поверхности около 200 см2.

 
При монтаже ИБП
следует стремиться к тому, чтобы все соедине­ния были
возможно короче, а в силовой части использовать провод возможно большего
сечения. ИБП желательно заключить в метал­лический экран и соединить его с
выводом 0 В выхода источника. Общий провод силовой
части с экраном соединяться не должен. Поскольку ИБП не оснащен
устройством защиты от короткого замыкания и перегрузки, в цепи питания
необходимо включить предохранители на 10 А. В налаживании описанный ИБП
практически не нуждается. Важно только пра­вильно сфазировать
половины первичной обмотки трансформато­ра Т2. При
исправных деталях и отсутствии ошибок в монтаже блок начинает работать сразу
после включения в сеть. Если необ­ходимо, частоту преобразователя подстраивают
подбором резисто­ра R3. Для повышения надежности ИБП желательно
эксплуатиро­вать его с УМЗЧ, в котором предусмотрена сквозная продувка
вентилятором.

 

А. Колганов, Радио
2000 №2

 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты