Tänään otamme askeleen askeleen korkeammalle elektroniikka, nimittäin kokoamme synkronisen tasasuuntaajan. Laite ei ole uusi, mutta ei vielä kovin suosittu.
Tämän kotitekoisen tuotteen kirjoittaja on Roman (YouTube-kanavan "Open Frime TV" kirjoittaja).
Kuten tiedät, jokaisessa virtalähteessä lähtö on tasasuuntaajadiodi. Viime aikoina Schottky-diodeja käytetään laajalti, koska niiden jännitehäviöt ovat pienemmät ja siksi ne kuumenevat vähemmän. Mutta lämmitys on edelleen, ja suurilla voimilla se on vaikuttava.
Jos laitat ultranopean diodin, niin tilanne on vielä huonompi, koska jännitehäviö on suurempi, ja tästä eteenpäin syntyy yksi tärkeimmistä ongelmista - nämä ovat pattereita.
Hyvällä tavalla et voi asettaa korkeata ja matalampaa yhtä lämpöpatteria, koska vika voi tapahtua ja korkea jännite tulee ulos. Joten sinun on erotettava kuuma ja kylmä puoli erilaisista pattereista. Mutta kaikilla ei ole oikea määrä pattereita kaiken jäähdyttämiseksi. Ja suurella kapasiteetilla ei voi tehdä ilman pakkojäähdytystä.
Älykkäät ihmiset alkoivat miettiä tätä ongelmaa ja löysivät yksinkertaisen ratkaisun - käyttää kenttäteho-transistoreita diodien sijasta.
Niiden avoimen kanavan vastus on hyvin pieni, ja siksi niiden läpi virtaava virta tuottaa vähemmän lämpöä. Ensi silmäyksellä kaikki on yksinkertaista, mutta ei. Oikean toiminnan kannalta transistorit tarvitsevat asianmukaista ohjausta. Täällä älykkäät ihmiset myös työskentelivät ja loivat mikropiirejä transistorien ohjaamiseksi synkronisessa tasasuuntaajassa.
Meidän täytyy vain koota piiri ja selvittää miten se toimii. Itse järjestelmä on edessäsi:
Kuten huomaat, täällä ei ole mitään. Tasasuuntaajan siru on vain smd-paketissa.
Tästä käy ilmi, että ohjausjärjestelmä ei vie paljon tilaa ja tehokkuus kasvaa merkittävästi. Yritetään siis selvittää, miten se toimii. Ensimmäinen asia, joka kiinnittää huomion, on, että keskipiste on plus ja sivupisteet ovat miinus.
Tämä johtuu siitä, että transistorit kytkeytyvät päinvastaiseen suuntaan.
Tasasuuntaaja toimii tällä tavalla: esimerkiksi ensimmäisen pulssin aikana meillä on sellaisia merkkejä käämityksissä.
Tämä siru tarkkailee ja avaa alemman transistorin.
Tällä hetkellä virta virtaa tätä piiriä pitkin:
Tätä seuraa toinen impulssi.
Nyt ylempi transistori avautuu ja siirtää virran kuormaan.
Kokeneet elektroniikkainsinöörit muistavat välittömästi transistorin sisäisen diodin, mutta jos tarkastellaan uudelleen jännitemerkkejä, käy selväksi, miksi transistori kytketään vastakkaiseen suuntaan.
Kun yksi transistori on auki, toista tukee korkea jännite ja diodi ei voi ennalta siirtää virtaa.
Mutta jokaisella toiminnolla on seurauksia, meidän tapauksessamme tämä käy ilmi siitä, että transistoriin kohdistetaan kaksi jänniteamplitudia. Kuten ymmärrät, se on huono. Opimme tästä lisää todellisessa laskelmassa.
Nyt, kuten piirin jäljellä oleville elementeille. Zener-diodi tarvitaan mikropiirin virransyötön rajoittamiseksi, koska sen ei tulisi ylittää 20 V.
Kondensaattori tasoittaa sirun syöttöjännitettä.
Maahan menevä vastus voidaan valita välillä 25 - 150 kOhm, se vaikuttaa transistorin avautumisnopeuteen. Kirjoittaja valitsi 30 kOhm: n vastuksen, joka riittää.
Myös hilavastus vaikuttaa avautumisnopeuteen, sen luokitus voi olla 10 - 30 ohmia, voit laajentaa rajaa enemmän, tämä on sinun.
Tämän piirin toimivuuden testaamiseksi minun piti piirtää merkki. Tämä on puhdas synkroninen tasasuuntaajakortti. Voit ladata piirin ja merkin TÄSTÄ.
Se voidaan rakentaa mihin tahansa puolisillan virtalähteeseen ja unohtaa lähtöosan ylikuumeneminen. Kuten näette, merkki osoittautui kompakti. Voimaratojen leveys on pieni, mutta kuten aiemmin mainittiin, tämä on ulkoasu.
Kun levy on syövytetty, juota se. Vaikeuksia voi syntyä vain mikrosirulla, mutta jos yrität, kaikki toimii. Seurauksena on, että saamme niin kauniin laitteen:
Nyt puhutaan tarkemmin laskelmasta. Koska tämä on kirjoittajan kokeiluversio eikä häntä ole varustettu pääosalla, käytämme jonkin vanhan projektin ulkoista muuntajaa sen käynnistämiseksi. Suurin osa tässä on IR2153. Lähtön tulisi olla noin 24 V.
Tämän edessä olevan lohkon laskelmat:
Olemme kiinnostuneita sellaisesta parametrista kuin sekundaarijännitteen amplitudiarvo, meillä on 28 V. Ja nyt kerrotaan tämä arvo kahdella, miksi, kuten edellä mainittiin. Ja vastaanotetussa jännitteessä meidän on valittava transistori. Menemme radiomarkkinoiden transistorien luetteloon ja alamme tutkia mitä on saatavilla.
Ja tässä syntyy synkronisen tasasuuntaajan miinuksia, ne ilmenevät suhteessa hintaan, transistorin jännitteeseen ja avoimen kanavan resistanssiin.
Kuten näette, mitä korkeampi jännite, sitä suurempi vastus ja jos vastus on pieni, tämän transistorin hinta on melko korkea. Mutta sitten jokainen päättää, tarvitseeko hän tällaista tasasuuntaajaa vai ei.
Jotta voimme valita optimaalisesti transistorin, meidän on ymmärrettävä, kuinka paljon tehoa se häviää. Isoäiti Ohmin laki auttaa meitä tässä.
Valitse transistori kaksois amplitudilla. Kanavan hinta-vastus-suhde, valinta laski 75nf75: een.
Laskettuaan 10A: n virran saamme 1,1 W: n tehon. Vertaa nyt synkronista tasasuuntaajaa schottky-diodilla. Samalla 10A saadaan 4W. Tulos on ilmeinen.
Tällaisen tasasuuntaajan tarkoitus on yleensä seuraava, pienillä jännitteillä se on useita kertoja parempi kuin diodi, mutta jännitteen kasvaessa kuva ei jo muuttu niin kauniiksi.
Komponenttien hinta on korkea ja hyötysuhde pari prosenttia korkeampi. Katsotaan kuinka laite toimii. Yhdistämme toisiopiirin johtimilla suoraan levyyn ja tarkkailemme lähtöjännitettä, se on noin 24 V, mikä vastaa aiemmin laskettua.
Tämä tarkoittaa, että levy toimii normaalisti. Lämmitystestiä ei ole vielä suositeltavaa suorittaa, koska kuljettaja on heikko. Nyt tarkistamme vain suorituskykyä.
Nyt työn esittelemiseksi voimme seistä oskilloskooppianturin transistorin portilla ja nähdä kuinka se aukeaa.
Kuten näette, vauhti on hiukan ylittynyt. Tämä tarkoittaa, että kytkentähäviöt lisätään lämmitykseen, mutta ne eivät ole niin merkittäviä.
Kyllä, ja silti tämän tasasuuntaajan rakentamisen aikana voit helposti astua harapaan. Ne esiintyvät ei-alkuperäisten transistorien muodossa, joissa avoimen kanavan vastus on paljon enemmän ilmoitettu lomakkeessa. Tämä on nyt erittäin aiheellinen aihe.
No, nyt on aika päättyä. Kiitos huomiosta. Nähdään pian!