Каталог радиолюбительских схем

ЭКОНОМИЧНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ

В. ЦИБУЛЬСКИЙ

Уменьшение массы и габаритов и повышение экономичности источников питания является одной из актуальных задач при конструировании современной радиоэлектронной аппаратуры. Наиболее просто эта задача решается заменой традиционного выпрямителя (с сетевым трансформатором и емкостным фильтром) высокочастотным преобразователем с последующим выпрямлением высокочастотного напряжения. Такие источники питания, благодаря тому, что преобразование напряжения происходит на относительно высокой частоте (10...40 кГц), имеют трансформаторы и всю конструкцию значительно меньших размеров и отсюда более высокую удельную мощность, доходящую до 200...400 Вт/дм³, что в несколько раз больше, чем у традиционных блоков питания.

Принципиальная схема такого источника питания изображена на рисунке. На выходе блока получают двуполярное напряжение 2x27 В при токе нагрузки до 0,6 А. Амплитуда пульсаций выходного напряжения при максимальном токе нагрузки не превышает 30 мВ.

Выпрямитель сетевого напряжения собран на диодах V1-V4. Преобразователь выпрямленного напряжения выполнен на транзисторах V6, V7 и трансформаторах Т1 и Т2, а выпрямитель напряжения повышенной частоты — на диодах V8-V11. Рабочая частота преобразователя напряжения 22 кГц. Конденсаторы С1 и С2 необходимы для защиты питающей сети от помех, возникающих при работе преобразователя, Резисторы R1 и R2 совместно с конденсаторами С3С4 являются первичным фильтром и одновременно делителем напряжения для преобразователя. Цепочка V5, R3, С5, R5 служит для облегчения запуска генератора преобразователя. Фильтром выпрямленного высокочастотного напряжения служат конденсаторы С6, С7. Использование двух трансформаторов в преобразователе напряжения позволило увеличить его КПД. В обычных преобразователях с одним трансформатором последний работает в режиме насыщения. В преобразователе с двумя трансформаторами выходной трансформатор Т1 работает в линейном режиме при значительно меньших индукциях, чем в однотрансформаторном преобразователе. Это позволяет уменьшить потери в сердечнике, а следовательно, повысить КПД преобразователя. Насыщающийся трансформатор Т2 рассчитан только на мощность, потребляемую базовыми цепями транзисторов V6 и V7 и поэтому имеет небольшие размеры. В преобразователях с одним трансформатором в момент переключения транзисторов появляется значительный выброс коллекторного тока. В преобразователе с двумя трансформаторами этот выброс практически отсутствует, что значительно снижает так называемые динамические потери и повышает общий КПД преобразователя.

Наличие связи между трансформаторами через обмотки III приводит к тому, что в нужный момент трансформатор Т2 входит в режим насыщения. Это необходимо для того, чтобы выполнялись условия работы преобразователя, о которых было сказано выше. Трансформатор 12 является коммутирующим элементом, включенным в базовые цепи транзисторов V6 и V7. При насыщении трансформатора T2 его намагничивающий ток быстро возрастает, вследствие чего возрастает падение напряжения на резисторе R4 и уменьшается напряжение на обмотке III, а следовательно, и на обмотках I и II, что приводит к уменьшению тока базы и выходу открытого транзистора в активную область, и переключению транзисторов. Частота переключения определяется временем перемагничивания сердечника насыщающегося трансформатора T2. Дроссели Др1 и Др2 обеспечивают задержку открывания одного транзистора до тех пор, пока другой полностью не закроется. Это необходимо для устранения сквозных токов и уменьшения потерь при переключении транзисторов.

Данные трансформаторов и дросселей помещены в таблице. Правильно собранный блок питания налаживания не требует.

Таблица

г. Тернополь

Журнал «Радио», 1981, № 10, с. 56

Источник материала