전력 변압기가 없는 전력 증폭기. 계획, 설명

변압기는 전기 유도를 통해 한 회로에서 다른 회로로 에너지를 전달하는 장치입니다. 이는 전류 및 전압 값 변환, 전기 회로의 갈바니 분리, 저항 크기 변환 및 기타 목적을 위한 것입니다.

변압기는 두 개 이상의 권선으로 구성될 수 있습니다. 강자성 코어가 없는 두 개의 분리된 권선으로 구성된 변압기(공기 변압기)를 고려해 보겠습니다. 그 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 5.12.

단자 1-1'이 전원에 연결된 권선이 1차 권선이고, 부하 저항이 연결된 권선이 2차 권선입니다. 1차 권선 저항 , 2차 저항 - .

코일의 허용 극성과 전류 방향을 갖는 변압기 방정식의 형식은 다음과 같습니다.

- 1차 권선용

2차 권선용

변압기 입력 임피던스

2차 회로의 능동 저항을 표시해 보겠습니다.

그런 다음 방정식을 다시 작성할 수 있습니다

(5.22)

변압기 입력 임피던스. 고려해 보면 첫 번째 방정식(5.21)을 대체하면 다음을 얻습니다.

따라서 1차 단자 측 변압기의 입력 저항은 두 가지 용어로 구성됩니다. - 상호 유도 현상으로 인해 나타나는 상호 유도를 고려하지 않은 1차 권선의 저항. 저항은 말하자면 2차 코일에서 추가(도입)되므로 도입 저항이라고 합니다.

이상적인 변압기의 입력 임피던스.

이상적인 변압기(이론적 개념)는 조건을 만족하는 변압기이다.

(5.24)

또한, 특정 오차가 있으면 이러한 조건은 낮은 활성 저항을 가진 와이어가 감긴 투자율이 높은 코어를 가진 변압기에서 충족될 수 있습니다.

이 변압기의 입력 임피던스는 다음과 같습니다.

(5.25)

결과적으로, 부하와 에너지원 사이에 연결된 이상적인 변압기는 변환비 n의 제곱에 비례하여 부하 저항을 변화시킵니다.

저항값을 변환하는 변압기의 특성은 전기 공학, 통신, 무선 공학, 자동화 등 다양한 분야에서 널리 사용되며, 무엇보다도 소스와 부하의 저항을 일치시키는 목적으로 사용됩니다.

변압기 등가 회로

강자성 코어가 없는 2권선 변압기의 회로는 그림 1과 같이 나타낼 수 있습니다. 5.14. 전류 분포는 그림 1의 회로와 동일합니다. 5.12 권선 사이에 공통점이 없습니다.

그림의 다이어그램에서 이를 수행해 보겠습니다. 5.14 유도결합의 분리. 이 경우 자기 연결이없는 변압기 등가 회로 (그림 5.15)를 얻습니다.

유도 결합 코일의 에너지 프로세스

공기 변압기의 미분 방정식(그림 5.15):

(5.25)

첫 번째 방정식에 다음을 곱하고 두 번째 방정식에 다음을 곱해 보겠습니다.

(5.26)

이러한 방정식을 추가하면 소스에서 소비되고 변압기의 1차 및 2차 권선과 부하에서 소비되는 총 순간 전력을 얻습니다.

(5.27)

부하에서의 순간 전력은 어디에 있습니까?

– 변압기 권선의 열에 소비되는 순간 전력, ;

- 에너지 자기장변압기 권선, .

3상 발전기.

3상 회로(시스템)는 3상 소스(발전기), 부하 및 연결 와이어의 조합으로 이해됩니다.

균일한 자기장에서 도체가 회전하면 EMF가 유도되는 것으로 알려져 있습니다.

. (1.1)

공간에서 서로에 대해 (120°) 변위된 세 개의 동일한 코일(권선)을 한 축에 단단히 고정하고 각속도 w로 균일한 자기장에서 회전을 시작합니다(그림 1.1).

이 경우 코일 A가 유도됩니다.

동일한 EMF 값은 코일 B와 C에 나타나지만 회전 시작 후 각각 120°와 240°에 나타납니다.

(1.3)

동일한 축에서 각속도 w로 회전하는 3개의 코일(권선) 세트를 EMF가 유도되고 크기가 동일하며 서로 120° 각도만큼 이동하는 세트를 대칭 3상 발전기라고 합니다. 각 발전기 코일은 발전기 단계입니다. 그림의 발전기에서 1.1 위상 B는 위상 A를 "따르고" 위상 C는 위상 B를 따릅니다. 이러한 위상 교대 시퀀스를 직접 시퀀스라고 합니다. 발전기의 회전 방향을 바꾸면 역상 시퀀스가 ​​발생합니다. 관계식 (1.2, 1.3)을 기반으로 한 직접 시퀀스는 그림 1에 표시된 EMF 벡터 다이어그램에 해당합니다. 그림 1.2, a, EMF의 역방향 벡터 다이어그램 1.2, 나.

앞으로 3상 회로 계산에 대한 모든 논의는 발전기 EMF의 직접 시퀀스가 ​​있는 3상 시스템에만 관련됩니다.

y = 90°에서 순간 EMF 값의 변화 그래프가 그림 1에 나와 있습니다. 1.3. 매 순간 EMF의 대수적 합은 0입니다.

코일(권선)의 극점을 끝과 시작이라고 합니다. 코일의 시작 부분은 A, B, C로 지정되고 끝은 각각 X, Y, Z로 지정됩니다(그림 1.4, a).

3상 발전기의 위상 권선은 EMF 소스로 묘사될 수 있습니다(그림 1.4, b).

이는 NE555 m/s를 기반으로 구축된 간단한 부스트 컨버터이며 여기서는 펄스 발생기의 기능을 수행합니다. 출력 전압은 110-220V 사이에서 달라질 수 있습니다(전위차계로 조절됨).

적용분야

이 컨버터는 Nixie 클록 튜브 또는 저전력 또는 헤드폰 앰프에 전원을 공급하는 데 이상적이며 기존 전원 공급 장치를 대체합니다. 높은 전압변압기에. 이 장치를 만드는 목적은 회로가 고전압 전원 역할을 하는 진공 표시기를 기반으로 하는 시계를 설계하는 것이었습니다. 컨버터는 9V에서 전력을 공급받으며 약 120mA(10mA 부하에서)의 전류를 소비합니다.

회로의 작동 원리

보시다시피 이것은 표준 승압 전압 변환기입니다. U1 칩(NE555)의 출력 주파수는 R1(56k), R3(10k), C2(2.2nF) 요소의 정격에 따라 결정되며 약 45kHz입니다. 발전기의 출력은 코일 L1을 통해 흐르는 전류를 전환하는 MOSFET 트랜지스터 T1을 직접 구동합니다. 정상 작동 중에 코일 L1은 주기적으로 에너지를 저장하고 방출하여 출력 전압을 높입니다.

555 인버터 회로

트랜지스터 T1(IRF740)이 켜지고 코일 L1(100μH)에 전원을 공급할 때(전류는 전원에서 접지로 흐릅니다. 이것이 첫 번째 단계입니다. 두 번째 단계에서는 트랜지스터가 꺼지면 전류가 정류 법칙에 따라 코일은 전도 방향으로 분극될 때까지 다이오드 D1(BA159)의 양극 전압을 증가시킵니다. 코일은 커패시터 C4(2.2uF)로 방전됩니다. 따라서 C4의 전압은 증가합니다. 분배기 R5(220k), P1(1k) 및 R6 470R의 출력 전압이 약 0.7V의 값으로 상승하지 않을 때까지 이렇게 하면 트랜지스터 T2(BC547)가 켜지고 555 생성기가 꺼집니다. 출력 전압이 떨어지면 트랜지스터 T2가 닫히고 발전기가 다시 켜지므로 변환기의 출력 전압의 크기가 조절됩니다.

납땜 준비 보드

커패시터 C1(470uF)은 회로 공급 전압을 필터링합니다. 출력 전압은 전위차계 P1을 사용하여 조정됩니다.

무변압기 컨버터 조립

조립된 9-150V 변환기

변환기는 인쇄 회로 기판에 납땜될 수 있습니다. 거울 이미지 및 부품 위치를 포함한 보드의 PDF 도면 - . 설치가 간단하고 부품 납땜이 무료입니다. U1 칩용 소켓을 사용하는 것이 합리적입니다. 장치는 9V의 전압으로 전원을 공급받아야 합니다.

요즘 집에는 지속적인 전력이 필요한 소형 장비가 많이 있습니다. 여기에는 LED 디스플레이가 있는 시계, 온도계, 소형 수신기 등이 포함됩니다. 원칙적으로 배터리용으로 설계되었지만 가장 부적절한 순간에 배터리가 소진됩니다. 간단한 방법은 네트워크 전원 공급 장치에서 전원을 공급하는 것입니다. 그러나 소형 네트워크(강압) 변압기라도 상당히 무겁고 공간을 많이 차지하며, 스위칭 전원 공급 장치도 여전히 복잡해 제조에 일정한 경험과 고가의 장비가 필요합니다.

특정 조건이 충족되는 경우 이 문제에 대한 해결책은 퀀칭 커패시터가 있는 무변압기 전원 공급 장치일 수 있습니다. 이러한 조건은 다음과 같습니다.

• 전원 공급 장치의 완전한 자율성, 즉 외부 장치를 연결해서는 안 됩니다(예: 프로그램 녹화를 위해 수신기에 테이프 레코더를 연결하는 경우).
• 유전체(비전도성) 하우징과 전원 공급 장치 자체 및 이에 연결된 장치에 대한 동일한 제어 손잡이.

이는 변압기가 없는 장치에서 전원을 공급받을 때 장치가 네트워크 전위에 있고 비절연 요소를 만지면 잘 "흔들" 수 있기 때문입니다. 이러한 전원 공급 장치를 설정할 때 안전 규칙과 주의 사항을 따라야 한다는 점을 덧붙일 가치가 있습니다.

필요한 경우 오실로스코프를 사용하여 설정하고 전원 공급 장치는 절연 변압기를 통해 연결해야 합니다.

가장 단순한 형태의 무변압기 전원 공급 장치 회로는 그림 1과 같은 형태를 갖습니다.

장치를 네트워크에 연결할 때 돌입 전류를 제한하기 위해 저항 R2를 커패시터 C1 및 정류기 브리지 VD1과 직렬로 연결하고 저항 R1을 병렬로 연결하여 연결 해제 후 커패시터를 방전시킵니다.

일반적으로 무변압기 전원 공급 장치는 정류기와 파라메트릭 안정기의 공생입니다. 교류용 커패시터 C1은 용량성(반응성, 즉 에너지를 소비하지 않음) 저항 Xc이며, 그 값은 다음 공식에 의해 결정됩니다.

여기서 ( - 네트워크 주파수 (50Hz); C - 커패시터 C1, F의 커패시턴스

그러면 소스의 출력 전류는 대략 다음과 같이 결정될 수 있습니다.

여기서 Uc는 네트워크 전압(220V)입니다.

다른 전원 공급 장치(그림 2a)의 입력 부분에는 안정기 커패시터 C1과 다이오드 VD1, VD2 및 제너 다이오드 VD3, VD4로 구성된 브리지 정류기가 포함되어 있습니다. 저항 R1, R2는 첫 번째 회로와 동일한 역할을 합니다. 블록 출력 전압의 오실로그램은 그림 2b에 나와 있습니다(출력 전압이 제너 다이오드의 안정화 전압을 초과하는 경우 그렇지 않으면 일반 다이오드처럼 작동함).

커패시터 C1을 통과하는 전류의 양의 반주기 시작부터 순간 t1까지 제너 다이오드 VD3 및 다이오드 VD2가 열리고 제너 다이오드 VD4 및 다이오드 VD1이 닫힙니다. 시간 간격 t1...t3에서 제너 다이오드 VD3과 다이오드 VD2는 열린 상태로 유지되고 안정화 전류 펄스는 열린 제너 다이오드 VD4를 통과합니다. 출력 Uout과 제너 다이오드 VD4의 전압은 안정화 전압 Ust와 같습니다.

다이오드-제너 다이오드 정류기를 통과하는 펄스 안정화 전류는 브리지 출력에 연결된 RH 부하를 우회합니다. 시간 t2에서 안정화 전류는 최대에 도달하고 시간 t3에서는 0입니다. 양의 반주기가 끝날 때까지 제너 다이오드 VD3 및 다이오드 VD2는 열린 상태로 유지됩니다.

순간 t4에서 양의 반주기가 끝나고 음의 반주기가 시작됩니다. 시작부터 순간 t5까지 제너 다이오드 VD4와 다이오드 VD1은 이미 열려 있고 제너 다이오드 VD3과 다이오드 VD2는 닫혀 있습니다. 시간 간격 t5-t7 동안 제너 다이오드 VD4와 다이오드 VD1은 계속 개방된 상태를 유지하고 통과 안정화 전류 펄스는 시간 t6에서 최대값인 UCT 전압에서 제너 다이오드 VD3을 통과합니다. t7부터 음의 반주기가 끝날 때까지 제너 다이오드 VD4와 다이오드 VD1은 열린 상태로 유지됩니다. 다이오드-제너 다이오드 정류기의 고려된 작동 주기는 다음 주전원 전압 기간에서 반복됩니다.

따라서 정류된 전류는 제너 다이오드 VD3, VD4를 통해 양극에서 음극으로 흐르고 펄스 안정화 전류는 반대 방향으로 흐릅니다. t1...t3 및 t5...t7 시간 간격에서 안정화 전압은 몇 퍼센트 이하로 변경됩니다. 브리지 VD1...VD4의 입력에서 교류 전류의 값은 첫 번째 근사치에 따르면 안정기 커패시터 C1의 커패시턴스에 대한 네트워크 전압의 비율과 같습니다.

통과 전류를 제한하는 안정기 커패시터 없이 다이오드-제너 다이오드 정류기의 작동은 불가능합니다. 기능적으로 이들은 분리될 수 없으며 단일 전체, 즉 커패시터-제너 다이오드 정류기를 형성합니다.

동일한 유형의 제너 다이오드 UCT 값의 확산은 약 10%이며 이는 공급 네트워크의 주파수에 따라 출력 전압에 추가 리플을 발생시킵니다. 리플 전압의 진폭은 제너 다이오드 VD3 및 VD4의 Ust 값.

강력한 제너 다이오드 D815A...D817G를 사용할 때 유형 지정에 "PP" 문자가 포함되어 있으면 일반 라디에이터에 설치할 수 있습니다(제너 다이오드 D815APP...D817GPP는 단자의 극성이 반대임). 그렇지 않으면 다이오드와 제너 다이오드를 교체해야 합니다.

무변압기 전원 공급 장치는 일반적으로 퀀칭 커패시터, AC 전압 정류기, 필터 커패시터, 안정기 등의 고전적인 방식에 따라 조립됩니다. 용량성 필터는 출력 전압 리플을 완화합니다. 필터 커패시터의 커패시턴스가 클수록 리플이 줄어들고 그에 따라 출력 전압의 일정한 구성 요소가 커집니다. 그러나 어떤 경우에는 그러한 전원의 가장 번거로운 구성 요소인 필터 없이도 수행할 수 있습니다.

회로에 연결된 커패시터로 알려져 있습니다. 교류, 위상이 90°만큼 이동합니다. 예를 들어 3상 모터를 단상 네트워크에 연결할 때 위상 변이 커패시터가 사용됩니다. 정류된 전압의 반파의 상호 중첩을 보장하는 위상 편이 커패시터를 정류기에 사용하는 경우 대부분의 경우 부피가 큰 용량성 필터 없이 수행하거나 커패시턴스를 크게 줄일 수 있습니다. 이러한 안정화된 정류기의 회로는 그림 3에 나와 있습니다.

3상 정류기 VD1.VD6은 능동(저항 R1) 및 용량성(커패시터 C1) 저항을 통해 교류 전압원에 연결됩니다.

정류기의 출력 전압은 제너 다이오드 VD7을 안정화시킵니다. 위상 편이 커패시터 C1은 교류 회로에서 작동하도록 설계되어야 합니다. 예를 들어, 작동 전압이 400V 이상인 K73-17 유형의 커패시터가 적합합니다.

이러한 정류기는 전자 장치의 크기를 줄여야 하는 경우에 사용할 수 있습니다. 왜냐하면 용량성 필터의 산화물 커패시터의 크기는 일반적으로 상대적으로 작은 위상 변이 커패시터의 크기보다 훨씬 크기 때문입니다. 용량.

제안된 옵션의 또 다른 장점은 전류 소비가 거의 일정하다는 것입니다(일정한 부하의 경우). 반면 용량성 필터가 있는 정류기에서는 스위치를 켜는 순간 시동 전류가 정상 상태 값을 크게 초과합니다. 필터 커패시터의 전하로 인해) 어떤 경우에는 매우 바람직하지 않습니다.

설명된 장치는 전압 안정화가 필요하지 않은 부하뿐만 아니라 일정한 부하를 갖는 직렬 전압 안정기와 함께 사용할 수도 있습니다.

완전히 간단한 무변압기 전원 공급 장치(그림 4)를 문자 그대로 30분 만에 "무릎 위에" 구축할 수 있습니다.

이 실시예에서 회로는 6.8V의 출력 전압과 300mA의 전류를 위해 설계되었습니다. 제너 다이오드 VD4를 교체하고 필요한 경우 VD3을 교체하여 전압을 변경할 수 있으며 라디에이터에 트랜지스터를 설치하면 부하 전류를 높일 수 있습니다. 다이오드 브리지 - 최소 400V의 역 전압을 위해 설계된 것입니다. 그런데 "고대"다이오드에 대해서도 기억할 수 있습니다. D226B.

또 다른 무변압기 소스(그림 5)에서는 KR142EN8 마이크로 회로가 안정제로 사용됩니다. 출력 전압은 12V입니다. 출력 전압 조정이 필요한 경우 DA1 마이크로 회로의 핀 2는 다음을 통해 공통 와이어에 연결됩니다. 가변 저항기예를 들어, SPO-1 유형(저항 변화의 선형 특성 있음)입니다. 그러면 출력 전압은 12~22V 범위에서 달라질 수 있습니다.

DA1 마이크로 회로로서 다른 출력 전압을 얻으려면 KR142EN5, KR1212EN5, KR1157EN5A 등과 같은 적절한 통합 안정기를 사용해야합니다. 커패시터 C1의 작동 전압은 최소 300V, 브랜드 K76-3, K73이어야합니다. -17 또는 유사(무극성, 고전압). 산화물 커패시터 C2는 전원 공급 장치 필터 역할을 하며 전압 리플을 완화합니다. 커패시터 C3은 고주파 간섭을 줄입니다. 저항 R1, R2는 MLT-0.25 유형입니다. 다이오드 VD1...VD4는 KD105B...KD105G, KD103A, B, KD202E로 교체할 수 있습니다. 안정화 전압이 22...27V인 제너 다이오드 VD5는 소스가 켜질 때 전압 서지로부터 마이크로 회로를 보호합니다.

이론적으로 AC 회로의 커패시터는 전력을 소비하지 않지만 실제로는 손실로 인해 약간의 열이 발생할 수 있습니다. 간단히 주전원에 연결하고 30분 후에 케이스 온도를 평가함으로써 무변압기 소스에 사용하기 위한 댐핑 커패시터로서 커패시터의 적합성을 확인할 수 있습니다. 커패시터가 눈에 띄게 예열되면 적합하지 않습니다. 산업용 전기 설비용 특수 커패시터는 실제로 가열되지 않습니다. 반응성). 이러한 커패시터는 일반적으로 다음과 같은 용도로 사용됩니다. 형광등, 비동기 전기 모터의 안정기 등

최대 0.3A의 부하 전류를 갖는 5V 소스(그림 6)에서는 커패시터 전압 분배기가 사용됩니다. 이는 종이 커패시터 C1과 2개의 산화물 커패시터 C2 및 C3으로 구성되며, 100μF 용량(커패시터의 역직렬 연결)을 갖는 하부(회로에 따라) 비극성 암을 형성합니다. 산화물 쌍의 극성 다이오드는 브리지 다이오드입니다. 표시된 요소 정격을 사용하면 전원 공급 장치 출력의 단락 전류는 600mA이고 부하가 없을 때 커패시터 C4의 전압은 27V입니다.

휴대용 수신기용 전원 공급 장치(그림 7)는 배터리 칸에 쉽게 맞습니다. 다이오드 브리지 VD1은 작동 전류용으로 설계되었으며 최대 전압은 제너 다이오드 VD2에서 제공하는 전압에 의해 결정됩니다. 요소 R3, VD2. VT1은 강력한 제너 다이오드와 유사합니다. 이러한 제너 다이오드의 최대 전류 및 전력 손실은 트랜지스터 VT1에 의해 결정됩니다. 방열판이 필요할 수 있습니다. 그러나 어떤 경우에도 이 트랜지스터의 최대 전류는 부하 전류보다 낮아서는 안됩니다. 요소 R4, VD3 - 출력 전압의 존재를 나타내는 회로. 낮은 부하 전류에서는 이 회로가 소비하는 전류를 고려해야 합니다. 저항 R5는 전원 회로에 낮은 전류를 로드하여 작동을 안정화시킵니다.

퀀칭 커패시터 C1 및 C2는 KBG 유형 또는 이와 유사합니다. 400V의 작동 전압으로 K73-17을 사용할 수도 있습니다(직렬로 연결되어 있으므로 250V도 적합합니다). 출력 전압은 교류 전류에 대한 급랭 커패시터의 저항, 실제 부하 전류 및 제너 다이오드의 안정화 전압에 따라 달라집니다.

켄칭 커패시터를 사용하여 무변압기 전원 공급 장치의 전압을 안정화하려면 대칭형 디니스터를 사용할 수 있습니다(그림 8).

필터 커패시터 C2가 dinistor VS1의 개방 전압까지 충전되면 켜지고 다이오드 브리지의 입력을 바이패스합니다. 이때 부하는 커패시터 C2로부터 전력을 공급받고, 다음 반주기가 시작될 때 C2는 다시 동일한 전압으로 재충전되는 과정을 반복한다. 커패시터 C2의 초기 방전 전압은 부하 전류 및 네트워크 전압에 의존하지 않으므로 장치 출력 전압의 안정성이 상당히 높습니다.

전원을 켰을 때 디니스터 양단의 전압 강하는 작으며, 전력 손실 및 그에 따른 발열은 제너 다이오드의 전압 강하보다 훨씬 적습니다. dinistor를 통과하는 최대 전류는 약 60mA입니다. 이 값이 필요한 출력 전류를 얻기에 충분하지 않은 경우 "트라이액 또는 사이리스터를 사용하여 dinistor에 전원을 공급할 수 있습니다(그림 9). 이러한 전원 공급 장치의 단점은 스위칭 전압에 의해 결정되는 출력 전압 선택이 제한적이라는 것입니다. 디니스터의.

출력 전압을 조정할 수 있는 무변압기 전원 공급 장치가 그림 10a에 나와 있습니다.

그 특징은 다이오드 브리지의 출력과 병렬로 연결된 장치의 출력에서 ​​트랜지스터 스테이지 VT1까지 조정 가능한 네거티브 피드백을 사용하는 것입니다. 이 단계는 규제 요소이며 단일 단계 증폭기 출력에서 ​​VT2로 전달되는 신호에 의해 제어됩니다.

출력 신호 VT2는 전원 공급 장치의 출력과 병렬로 연결된 가변 저항 R7과 다이오드 VD3, VD4의 기준 전압 소스에서 공급되는 전압 차이에 따라 달라집니다. 기본적으로 이 회로는 조정 가능한 병렬 조정기입니다. 안정기 저항의 역할은 켄칭 커패시터 C1에 의해 수행되고, 병렬 제어 요소는 트랜지스터 VT1에 의해 수행됩니다.

이 전원 공급 장치는 다음과 같이 작동합니다.

네트워크에 연결되면 트랜지스터 VT1 및 VT2가 잠기고 저장 커패시터 C2는 다이오드 VD2를 통해 충전됩니다. 트랜지스터 VT2의 베이스가 다이오드 VD3, VD4의 기준 전압과 동일한 전압에 도달하면 트랜지스터 VT2 및 VT1이 잠금 해제됩니다. 트랜지스터 VT1은 다이오드 브리지의 출력을 분류하고 출력 전압이 떨어지며, 이로 인해 저장 커패시터 C2의 전압이 감소하고 트랜지스터 VT2 및 VT1이 차단됩니다. 그러면 C2의 전압이 증가하고 VT2, VT1이 잠금 해제되고 사이클이 반복됩니다.

이러한 방식으로 작동하는 네거티브 피드백으로 인해 출력 전압은 부하가 켜져 있을 때(R9)와 부하가 없을 때(유휴 상태) 모두 일정하게(안정화) 유지됩니다. 그 값은 전위차계 R7의 위치에 따라 달라집니다.

다이어그램에 따르면 엔진의 위쪽 위치는 더 높은 출력 전압에 해당합니다. 해당 장치의 최대 출력 전력은 2W입니다. 출력 전압 조정 한계는 16~26V이고 단락 다이오드 VD4의 경우 15~19.5V입니다. 부하의 리플 수준은 70mV 이하입니다.

트랜지스터 VT1은 교번 모드에서 작동합니다. 부하가 있을 때 - 선형 모드, 유휴 상태 - 커패시터 C2의 전압 맥동 주파수가 100Hz인 펄스 폭 변조(PWM) 모드에서 작동합니다. 이 경우 VT1 컬렉터의 전압 펄스는 평평한 가장자리를 갖습니다.

커패시턴스 C1의 올바른 선택 기준은 부하에서 필요한 최대 전압을 얻는 것입니다. 용량이 감소하면 정격 부하에서 최대 출력 전압이 달성되지 않습니다. C1을 선택하는 또 다른 기준은 다이오드 브리지 출력에서 ​​전압 오실로그램의 불변성입니다(그림 10b).

전압 오실로그램은 양의 사인파 반파의 제한된(평평한) 피크를 갖는 주전원 전압의 정현파 반파 시퀀스 형태를 가지며, 피크의 진폭은 R7 슬라이더의 위치에 따라 가변 값입니다. , 회전하면서 선형적으로 변합니다. 그러나 각 반파장은 반드시 0에 도달해야 하며, 일정한 성분(그림 10b에서 점선으로 표시)의 존재는 허용되지 않습니다. 이 경우 안정화 체제가 위반됩니다.

선형 모드는 가볍고 트랜지스터 VT1은 발열이 거의 없으며 방열판 없이도 실제로 작동할 수 있습니다. R7 엔진의 하단 위치(최소 출력 전압에서)에 약간의 발열이 발생합니다. 유휴 상태에서는 R7 엔진의 상단 위치에서 트랜지스터 VT1의 열 상태가 악화됩니다.이 경우 트랜지스터 VT1은 사각형 알루미늄 판으로 만든 "플래그" 형태와 같은 작은 라디에이터에 설치해야 합니다. 측면 30mm, 두께 1~2mm.

조정 트랜지스터 VT1은 중간 전력이며 전송 계수가 높습니다. 컬렉터 전류는 최대 부하 전류보다 2~3배 커야 하며, 허용되는 컬렉터-이미터 전압은 전원 공급 장치의 최대 출력 전압보다 낮아서는 안 됩니다. 트랜지스터 KT972A, KT829A, KT827A 등을 VT1로 사용할 수 있습니다. 트랜지스터 VT2는 저전류 모드에서 작동하므로 KT203, KT361 등 모든 저전력 pnp 트랜지스터가 적합합니다.

저항 R1, R2는 보호용입니다. 장치가 네트워크에 연결되어 있을 때 과도 프로세스 중에 전류 과부하로 인해 제어 트랜지스터 VT1이 고장나는 것을 방지합니다.

무변압기 커패시터 정류기(그림 11)는 출력 전압의 자동 안정화 기능으로 작동합니다. 이는 다이오드 브리지와 저장 커패시터의 연결 시간을 변경하여 달성됩니다. 스위치 모드에서 작동하는 트랜지스터 VT1은 다이오드 브리지의 출력에 병렬로 연결됩니다. VT1 베이스는 제너 다이오드 VD3을 통해 저장 커패시터 C2에 연결되며, VT1이 열려 있을 때 급속 방전을 방지하기 위해 다이오드 VD2에 의해 브리지 출력에서 ​​직류로 분리됩니다. C2의 전압이 안정화 전압 VD3보다 낮으면 정류기는 평소대로 작동합니다. C2의 전압이 증가하고 VD3이 열리면 트랜지스터 VT1도 열리고 정류기 브리지의 출력이 션트됩니다. 브리지 출력의 전압은 갑자기 거의 0으로 감소하여 C2의 전압이 감소하고 제너 다이오드와 주요 트랜지스터가 꺼집니다.

다음으로, 제너 다이오드와 트랜지스터가 켜질 때까지 커패시터 C2의 전압이 다시 증가합니다. 출력 전압의 자동 안정화 프로세스는 펄스 폭 조정 기능을 갖춘 펄스 전압 안정기의 작동과 매우 유사합니다. 제안된 장치에서만 펄스 반복률이 C2의 전압 리플 주파수와 동일합니다. 손실을 줄이려면 주요 트랜지스터 VT1의 이득이 높아야 합니다(예: KT972A, KT829A, KT827A 등). 고전압 제너 다이오드(저전압 체인)를 사용하여 정류기의 출력 전압을 높일 수 있습니다. 직렬로 연결). 두 개의 제너 다이오드 D814V, D814D와 2μF의 커패시터 C1 커패시턴스를 사용하면 저항이 250Ω인 부하의 출력 전압은 23...24V가 될 수 있습니다.

마찬가지로 반파장 다이오드 커패시터 정류기의 출력 전압을 안정화할 수 있습니다(그림 12).

양의 출력 전압을 갖는 정류기의 경우 n-p-n 트랜지스터는 다이오드 VD1과 병렬로 연결되며 제너 다이오드 VD3을 통해 정류기의 출력에서 ​​제어됩니다. 커패시터 C2가 제너 다이오드가 열리는 순간에 해당하는 전압에 도달하면 트랜지스터 VT1도 열립니다. 결과적으로 다이오드 VD2를 통해 C2에 공급되는 양의 반파 전압의 진폭은 거의 0으로 감소합니다. C2의 전압이 감소하면 제너 다이오드로 인해 트랜지스터 VT1이 닫히고 출력 전압이 증가합니다. 이 프로세스에는 입력 VD2에서 펄스 지속 시간의 펄스 폭 조절이 수반되므로 커패시터 C2의 전압이 안정화됩니다.

음의 출력 전압을 갖는 정류기에서는 pnp 트랜지스터 KT973A 또는 KT825A를 다이오드 VD1과 병렬로 연결해야 합니다. 저항이 470Ω인 부하의 출력 안정화 전압은 약 11V이고 리플 전압은 0.3...0.4V입니다.

두 옵션 모두에서 제너 다이오드는 정류기 부하 전류, 켄칭 커패시터의 커패시턴스 변화 및 네트워크 전압 변동과 전혀 관련이 없는 몇 밀리암페어의 전류에서 펄스 모드로 작동합니다. 따라서 손실이 크게 줄어들고 방열판이 필요하지 않습니다. 주요 트랜지스터에는 라디에이터도 필요하지 않습니다.

이 회로의 저항 R1, R2는 장치가 네트워크에 연결되는 순간 과도 프로세스 동안 입력 전류를 제한합니다. 전원 플러그 접점의 불가피한 "반동"으로 인해 스위칭 프로세스에는 일련의 단기 단락 및 개방 회로가 수반됩니다. 이러한 단락 중 하나가 발생하는 동안 켄칭 커패시터 C1은 네트워크 전압의 전체 진폭 값으로 충전될 수 있습니다. 최대 약 300V. "바운싱"으로 인해 회로가 차단되고 폐쇄된 후 이 전압과 주전원 전압이 합산되어 총 약 600V에 달할 수 있습니다. 이는 최악의 경우이므로 고려해야 할 사항입니다. 장치의 안정적인 작동을 보장하기 위한 계정입니다.

주요 무변압기 전원 공급 회로의 또 다른 버전이 그림 13에 나와 있습니다.

주전원 전압 VD1.VD4의 다이오드 브리지를 통과하는 는 약 300V의 맥동 진폭으로 변환됩니다. 트랜지스터 VT1은 비교기이고 VT2는 스위치입니다. 저항 R1, R2는 VT1의 전압 분배기를 형성합니다. R2를 조정하면 비교기의 응답 전압을 설정할 수 있습니다. 다이오드 브리지 출력의 전압이 설정된 임계값에 도달할 때까지 트랜지스터 VT1은 닫히고 게이트 VT2는 잠금 해제 전압을 가지며 열려 있습니다. 커패시터 C1은 VT2 및 다이오드 VD5를 통해 충전됩니다.

설정된 작동 임계값에 도달하면 트랜지스터 VT1이 열리고 게이트 VT2를 우회합니다. 브리지 출력의 전압이 비교기 작동 임계값보다 낮아지면 키가 닫혔다가 다시 열립니다. 따라서 C1에 전압이 설정되고, 이는 통합 안정기(DA1)에 의해 안정화된다.

다이어그램에 표시된 정격을 사용하면 소스는 최대 100mA의 전류에서 5V의 출력 전압을 제공합니다. 설정은 응답 임계값 VT1 설정으로 구성됩니다. 대신 IRF730을 사용할 수 있습니다. KP752A, IRF720, BUZ60, 2N6517은 KT504A로 대체됩니다.

교류 전압을 직접 전압으로 직접 변환하는 HV-2405E 칩(그림 14)에 저전력 장치용 소형 무변압기 전원 공급 장치를 구축할 수 있습니다.

IC의 입력 전압 범위는 -15~275V입니다. 출력 전압 범위는 5~24V이며 최대 출력 전류는 50mA입니다. 평평한 플라스틱 하우징 DIP-8로 제공됩니다. 마이크로 회로의 구조는 그림 15a에 표시되고 핀아웃은 그림 15b에 표시됩니다.

소스 회로에서 (그림 14) 특별한 관심저항 R1과 R2에 주의를 기울여야 합니다. 총 저항은 약 150Ω이어야 하며 소비되는 전력은 최소 3W여야 합니다. 입력 고전압 커패시터 C1은 0.033~0.1μF의 커패시턴스를 가질 수 있습니다. 배리스터 Rv는 230.250V의 작동 전압으로 거의 모든 유형에 사용할 수 있습니다. 저항 R3은 필요한 출력 전압에 따라 선택됩니다. 출력 5와 6이 닫혀 있는 경우 출력 전압은 5V보다 약간 높으며 저항이 20kOhm이면 출력 전압은 약 23V입니다. 저항 대신 다음을 사용하여 제너 다이오드를 켤 수 있습니다. 필요한 안정화 전압(5~21V). 작동 전압 선택을 제외하고 다른 부품에 대한 특별한 요구 사항은 없습니다. 전해 콘덴서(계산 공식은 다이어그램에 표시되어 있습니다).

무변압기 소스의 잠재적인 위험을 고려하면 경우에 따라 급냉 커패시터와 변압기를 사용하는 절충안 옵션이 흥미로울 수 있습니다(그림 16).

필요한 정류 전압은 커패시터 C1의 커패시턴스를 선택하여 설정되므로 고전압 2차 권선이 있는 변압기가 여기에 적합합니다. 가장 중요한 것은 변압기 권선이 필요한 전류를 제공한다는 것입니다.

부하 연결이 끊어졌을 때 장치가 오작동하는 것을 방지하려면 D815P 제너 다이오드를 VD1...VD4 브리지의 출력에 연결해야 합니다. 일반 모드에서는 안정화 전압이 브리지 출력의 작동 전압보다 높기 때문에 작동하지 않습니다. 퓨즈 FU1은 커패시터 C1이 고장난 경우 변압기와 안정기를 보호합니다.

이러한 유형의 소스에서는 직렬 연결된 용량성(커패시터 C1) 및 유도성(변압기 T1) 저항의 회로에서 전압 공명이 발생할 수 있습니다. 오실로스코프를 사용하여 전압을 설정하고 모니터링할 때 이 점을 기억해야 합니다.

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220V에서 12V까지의 인버터는 다양한 모양과 크기로 생산됩니다. 변압기형과 펄스형이 있습니다. 변압기 변환기 220-12V 이름에서 알 수 있듯이 설계는 다음을 기반으로 합니다. 강압 변압기.

변환기 유형 및 설계

변압기는 두 가지 주요 부분으로 구성된 제품입니다.

• 전기강판으로 조립된 코어;
• 도체 재료의 회전 형태로 만들어진 권선.

그 작업은 닫힌 전도성 회로에서 기전력이 나타나는 것을 기반으로 합니다. 1차 권선에 교류 전류가 흐르면 교번 자속선이 형성됩니다. 이 선은 기전력이 나타나는 코어와 모든 권선을 관통합니다. 2차 권선에 부하가 걸리면 이 힘의 영향으로 전류가 흐르기 시작합니다.

전위차의 값은 1차 권선과 2차 권선의 권선 수 비율에 따라 결정됩니다. 따라서 이 비율을 변경하면 어떤 값이든 얻을 수 있습니다.

전압 값을 줄이기 위해 2차 권선의 권선 수를 줄입니다. 위의 내용은 AC가 1차 권선에 적용될 때만 작동한다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 사용 직류 EMF를 유도하지 않고 에너지가 전달되지 않는 일정한 자속이 생성됩니다.

220V에서 12V까지의 무변압기 변환기

이러한 전력 장치를 스위칭 전력 장치라고 합니다. 주요 부분이러한 장치는 일반적으로 특수 마이크로 회로(펄스 폭 변조기)입니다.

220V에서 12V로의 반전은 다음과 같이 발생합니다. 주전원 전압은 정류기 회로에 공급된 다음 공칭 값 300-400V의 커패시턴스로 평활화됩니다. 그런 다음 정류된 신호는 트랜지스터를 사용하여 고주파 신호로 변환됩니다. 사각 펄스필요한 듀티 사이클로. 펄스형 변환기는 반전 회로를 사용하여 출력에서 ​​안정적인 전압을 생성합니다. 이 경우 출력 회로의 갈바닉 절연을 사용하거나 사용하지 않고 변환이 발생합니다.

첫 번째 경우에는 최대 110kHz의 고주파 신호를 수신하는 펄스 변압기가 사용됩니다.

강자성체는 코어 제조에 사용되므로 무게와 크기가 줄어듭니다. 두 번째는 변압기 대신 저역 통과 필터를 사용합니다.

펄스 소스의 장점은 다음과 같습니다.

1. 가벼운 무게;
2. 향상된 효율성;
3. 염가;
4. 내장된 보호 기능이 있습니다.

단점은 직장에서 사용한다는 사실을 포함합니다 고주파 펄스, 장치 자체가 간섭을 생성합니다. 이를 제거해야 하며 전기 회로가 복잡해집니다.

220V에서 12V를 직접 만드는 방법

가장 쉬운 방법은 토러스 변압기를 기반으로 아날로그 장치를 만드는 것입니다. 이 장치는 스스로 만들기 쉽습니다. 이렇게 하려면 정격 220V의 1차 권선이 있는 변압기가 필요합니다. 2차 권선은 간단한 공식에 따라 계산되거나 실제로 선택됩니다.

선택하려면 다음이 필요할 수 있습니다.

• 전압 측정 장치;
• 절연 테이프;
• 키퍼 테이프;
• 구리 와이어;
• 납땜 인두;
• 분해 도구(니퍼, 드라이버, 펜치, 칼 등).

우선, 변환되는 변압기의 어느 쪽에 2차 권선이 위치하는지 결정하는 것이 필요합니다. 접근할 수 있도록 보호층을 조심스럽게 제거하세요. 테스터를 사용하여 단자의 전압을 측정합니다.

전압이 더 낮은 경우 권선의 양쪽 끝에 와이어를 납땜하여 연결 지점을 조심스럽게 절연합니다. 이 와이어를 사용하여 10번을 돌다그리고 다시 전압을 측정해 보세요. 전압이 얼마나 증가했는지에 따라 추가 회전 수를 계산하십시오.

전압이 필요한 수준을 초과하면 반대 조치가 취해집니다. 10개의 회전을 풀고 전압을 측정한 후 제거해야 하는 회전 수를 계산합니다. 그런 다음 여분의 와이어를 잘라내어 터미널에 납땜합니다.

다이오드 브리지를 사용하는 경우 출력 전위차는 교류 전압과 값 1.41의 곱만큼 증가합니다.

변압기 변환의 주요 장점은 단순성과 높은 신뢰성입니다. 단점은 크기와 무게입니다.

펄스 인버터의 자체 조립은 전자 공학에 대한 높은 수준의 교육과 지식이 있어야만 가능합니다. 기성품 KIT 키트를 구입할 수도 있습니다. 이 키트에는 인쇄 회로 기판과 전자 부품. 세트에는 다음이 포함됩니다. 전기 다이어그램 그리고 그림요소의 상세한 배열로. 남은 것은 모든 것을 조심스럽게 풀어내는 것입니다.

펄스 기술을 사용하면 12V에서 220V까지의 변환기를 만들 수도 있습니다. 자동차에서 사용할 때 매우 유용합니다. 놀라운 예소스 역할을 할 수 있습니다 무정전 전원 공급 장치고정식 장비로 제작되었습니다.