Оптимизация  режима 

БП

Регулирующие элементы стабилизаторов блока питания при большом падении напряжения на них рассеивают большую мощность, которая выделяется в виде тепла. Тем самым, уменьшается КПД БП и снижается его надежность. С другой стороны, и электрическая сеть не всегда стабильна,особенно в сельской местности. Колебания напряжения в ней нередко достигают 30...50 В и более, что и вынуждает делать запас напряжения, подаваемого на стабилизатор, чтобы тот не вышел из режима стабилизации при минимальном напряжении в сети.

-

Конечно, применяя автоматическое регулирование сетевого напряжения, например, с помощью феррорезо-нансного стабилизатора переменного напряжения, можно несколько улучшить ситуацию, но это не решает проблему полностью и, кроме того, усложняет конструкцию БП. В любительских условиях проще обеспечить регулировку режима работы стабилизатора вручную, переключая отводы первичной обмотки силового трансформатора (рис.1). При намотке силового трансформатора Т1 в первичной обмотке делают ряд отводов, например, на напряжения 190, 200, 210, 220, 230, 240 и 250 В (дискретность 10 В оказывается вполне приемлемой на практике).

-

 Коммутируя отводы переключателем SA2, можно подобрать оптимальный тепловой режим БП и его максимальный КПД. Защита от больших скачков сетевого напряжения возложена на плавкий предохранитель FU1. На схеме регулирующий полевой транзистор VT1 для наглядности вынесен из блока стабилизатора. Конденсаторы С2 и СЗ — развязывающие по питанию (керамические), относящиеся к схеме стабилизатора. Переключатель SA2 должен обеспечивать коммутацию сетевого напряжения, т.е. иметь достаточные расстояния между контактами и хорошую изоляцию между ними. Сами контакты могут быть относительно маломощными.

-

Во втором варианте (рис.2) отводы сделаны у вторичной обмотки трансформатора, хотя можно использовать и комбинированное переключение отводов первичной и вторичной обмоток. Переключатель SA2 должен иметь мощные контакты, рассчитанные на рабочие токи, выдаваемые БП, но может быть низковольтным. Третий вариант (рис.3) применим в случае, когда у силового трансформатора Т1 нет возможности сделать отводы. В разрыв одной из шин (какой удобнее конструктивно), идущих от выпрямителя к стабилизатору, включается последовательная цепочка мощных кремниевых диодов (VD3. .VD9), которые рассчитаны

Схемы источники питания

Оптимизация  режима  БП

с запасом) на рабочий ток БП и устанавливаются на отдельный радиатор для теплоотвода. Переключая диоды в цепочке, можно регулировать входное напряжение стабилизатора, тем самым, обеспечивая щадящий режим управляющему элементу (транзистору) VT1. Падение напряжения на мощных диодах при токах порядка 10.. .20 А составляет 0,6.. .0,8 В на экземпляр, соответственно, на столько же будет "легче" транзистору.

-

Вместо диодов можно применить и набор из мощных автомобильных ламп, проволочных резисторов и т.п., но это не так удобно на практике, как применение диодов.

При больших выходных токах БП (более 20 А) полезно применять параллельные модули, состоящие из регулирующего транзистора и включенного в прямом направлении мощного диода (рис.4). Желательно, чтобы экземпляры диодов и транзисторов были близкими по параметрам между собой для равномерного рас-пределения тока (рассеиваемой мощности) между ними.

-

На каждый модуль (VT1-VD3 и VT2-VD4) приходится половина тока, проходящего через стабилизатор, т.е

транзисторы VT1 и VT2 (в идеале) рассеивают половину общей мощности, приходящейся на стабилизатор.

Для уменьшения нагрева регулирующих элементов полезно и последовательное включение нескольких стабилизаторов (рис.5). При этом рассеиваемая мощность распределяется на них в соответствии с падением напряжения. Например, стабилизатор 1 выдает 15 В, стабилизатор 2 — 9 В. При входном напряжении 18 В и токе 10 А на регулирующем транзисторе первого стабилизатора будет рассеиваться мощность (18-15)*10=30 (Вт), второго — (15-9)10=60 (Вт). Если использовать один стабилизатор, то на нем рассеивалась бы мощность 90 Вт.

-

Следует упомянуть, что в мощных БП необходимо обеспечить минимальное тепловое сопротивление между регулирующим транзистором и радиатором. Самым лучшим способом его уменьшения является пайка транзистора к радиатору (непосредственно по всей площади выходящего "язычка" транзистора). На пластмассовый корпус транзистора следует обильно нанести теплопроводную пасту и обжать его металлической пружинной скобкой по размеру корпуса. Размеры радиатора лучше выбирать с запасом или применять вентиляторы. Правда, вентиляторы создают довольно раздражающий шум, поэтому тут уж нужно оценить варианты.

В.БЕСЕДИН,

г.Тюмень.

Рейтинг@Mail.ru
Яндекс.Метрика

Источник: Журнал Радиомир № 8 за 2013

Оптимизация  режима  БП

Массовый ежемесячный научно-технический журнал

——

Источник: Журнал Радиомир № 8 за 2013
Оптимизация  режима  БП
Оптимизация  режима  БП
Оптимизация  режима  БП
Оптимизация  режима  БП