Источник питания

Источник питания с малыми пульсациями (Hi-End AC-DC)

Рейтинг:  5 / 5

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна
 
Опубликовано: 03 Сентябрь 2015
Просмотров: 1217

Простейшие схемотехнические решения для выпрямителя переменного тока, описанные во многих источниках, не всегда удовлетворяют условиям практики.

Недостатки простейшей схемы (показанной на рис. 1):

  • для обеспечения работы с большой нагрузкой и качественным выпрямлением, потребуется конденсатор большой ёмкости, через него при включении длительное время будет течь ток близкий к току короткого замыкания.
  • при использовании нескольких каскадов из R-C фильтров КПД источника снизится, т.к. часть полезной энергии будет превращаться в тепло на сопротивлениях.  
  • простейший выпрямитель с диодным мостом
  • Рис 1 – простейший выпрямитель с диодным мостом

Указанные недостатки не существенны для схем с малым потреблением и низкими напряжениями (скажем, для 5В), но при формировании 250 В постоянного тока может потребоваться чрезмерный запас по токовым характеристикам  комплектующих. Также, прибор с большим потреблением на старте может негативно сказаться на бытовой электросети (перегрев, срабатывание защиты от КЗ ). 

концепция мало пульсирующего источника, схема

Рис 2  - схема, отображающая концепцию мало пульсирующего источника

 

Предлагается электролит с большой ёмкостью заряжать через ток ограничивающий резистор. Когда напряжение на обкладках конденсатора С1 вырастет до 70-80% от напряжения источника ЭДС, замыкается ключ SW1 и R2 шунтируется; тем самым, мы обеспечили плавный старт.

Расчёты. Если предположить, что в момент включения C1 имеет бесконечно малое сопротивление, с диодного моста мы получаем амплитудное (пиковое) значение 250В, сопротивление R2 = 1 КОм, то на участке 1-2 будет протекать максимальный ток 

250/1000 = 0,25 {А}

Чтобы оценить характеристики резистора R2 нам нужно рассчитать мощность. Для надёжной работы проектируемой схемы следует всегда учитывать мощность сопротивлений, чтобы понимать, способен данный компонент выделять нужное количество тепла или он превратиться в уголёк во время работы. Электрическая мощность W рассчитывается по формуле:

W = U*I (1)

Подставляем наши значения

W = 250 * 0,25 = 62,5 {Вт}

 

Процесс зарядки конденсатора при R2 = 1 КОм, C1 = 1мФ займёт следующее время (очень грубо):

 

Tau = 1000 *  0,001 = 1 {с}

 

На практике было установлено, что для данной схемы достаточно 20Вт резистора, т.к. после зарядки С1, R1 отключается на достаточно длительное время (до следующего включения прибора), а за 1 секунду данный резистор не успевает прогреться.  

Если габариты 20Вт резистора вас смущают, то можно использовать R1 = 10 КОм, тогда время зарядки займёт примерно 10 c., а максимальная мощность составит 6,25 Вт.

Результаты моделирования показывают, что в момент замыкания SW1 на 80% зарядки С1 (до 200В) диодный мост (мы используем КЦ405В Саранского Завода Точных Приборов) испытывает предельно допустимый бросок по току. Для уменьшения амплитуды броска по току предлагается использовать дроссель L1 – рис3.  

дроссель в качестве шунта, использование

Рис 3 – Использование дросселя в качестве шунта

 

Дроссель L1 следует подбирать из провода большого сечения, чтобы его активное сопротивление обмоток не превышало 10 Ом (иначе дроссель начнёт выделять заметное тепло и позволит развивать пульсации напряжения). Мы использовали дроссель с индуктивностью 300 мГн, но такая индуктивность явно избыточна (о расчёте индуктивности поговорим отдельно). Дроссель на 300 мГн можно применить для другой, более распространенной схемы (будет рассмотрена в отдельной статье), откуда мы его и взяли. :-) 

Что касается связки VM1 и SW1, её  реализация возможна на электромеханических элементах, но мы приняли решение пользоваться достижениями 20-го века (т.к. они не влияют на звуковой тракт усилителя) и предлагаем решение на модификации триггера Шмитта с силовым ключом на полевом транзисторе. Данное решение будет рассмотрено в следующей статье.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Инфу про танки быстрее всего найти здесь, а обзоры по играм - тут
  • spectrum_admin
    Есть даже положительные отзывы :lol ...

    Подробнее...

     
  • Black
    Ждем подробностей! тема радиодеталей для лампового усилителя для меня очень интересна!

    Подробнее...