Схемы источники питания

Использование сетевых трансформаторов с высоким напряжением

У радиолюбителей зачастую не находят применения трансформаторы от списанной радиоаппаратуры разного назначения с высоким выходным напряжением. Перемотать такие трансформаторы на желаемое напряжение часто не удается из-за трудностей разборки (поржавевшее железо, покрытая толстым слоем лака обмотка, старый каркас и пр.).

С повышенным вторичным напряжением и первичным напряжением 110-127-220 В изготавливались сетевые трансформаторы для ламповой аппаратуры прошлого века. Перед использованием таких трансформаторов вначале следует проверить обмотки на обрыв. Если они исправны, стоит попытаться по номерам выводов определить сетевые и вторичные обмотки, а затем поискать в справочниках данные на этот трансформатор. При отсутствии информации действовать придется экспериментально.

На ту обмотку, которая предварительно определена как первичная, подают сетевое напряжение (через предохранитель 1-2 А) и измеряют напряжения на других обмотках. Если они выше, чем напряжение сети, самую повышающую обмотку можно использовать в сетевом включении. Тогда на остальных обмотках напряжение будет пониженным. Трансформатор нужно некоторое время "погонять" в таком включении, чтобы убедиться, что он не перегревается током холостого хода.

Другой метод — подать на обмотку исследуемого трансформатора с

низким сопротивлением переменное напряжение (от блока питания или отдельного трансформатора) 6...12 В, и по измеренным напряжениям на остальных обмотках "расклассифицировать" их.

Иногда встречаются 3-фазные трансформаторы (380/220 В). Если обмотку на 380 В включить в сеть 220 В, тогда на вторичной обмотке напряжение будет пониженным в 1,7 раза, т.е. примерно 170 В.

Для определения допустимой мощности вторичной обмотки трансформатора ее нагружают, например, одной или несколькими лампочками накаливания (220 В, 25...100 Вт). Если напряжение на вторичной обмотке под нагрузкой снизилось не более чем на 10%, такой трансформатор можно использовать в аппаратуре с соответствующей мощностью потребления.

В частности, для получения стандартных постоянных напряжений (12...15 В) к трансформатору можно подключить предлагаемый инвертор (рис.1). Схема инвертора ввиду пониженного входного напряжения не требует использования высоковольтных транзисторов и конденсаторов фильтра питания, которые достаточно дороги.

Конденсаторы (на 200 В) можно извлечь из блоков питания устаревших компьютеров и мониторов. От них же используется и высокочастотный трансформатор ТЗ. В таких трансформаторах обычно на одной из сторон выводов обмоток меньше, чем на про-

Источник: Журнал Радиомир №3 за 2010

Использование сетевых трансформаторов с высоким напряжением

Массовый ежемесячный научно-технический журнал

——

Журнал Радиомир №3 за 2010Использование сетевых трансформаторов с высоким напряжением

тивоположной. Количество обмоток —одна, максимум, две. На вторичной стороне выводы обмоток выполнены, как правило, жгутом из двух и более одножильных проводов, так как токи вторичных обмоток больше, чем первичных, а толстый одножильный провод в таких обмотках не применяется из-за скин-эффекта (распределения высокочастотного тока по поверхности провода, а не внутри).

Определить обмотки по внутреннему сопротивлению в высокочастотных трансформаторах вряд ли удастся: они все — низкоомные и представляют высокое индуктивное сопротивление только на используемых в блоках питания частотах (20...200 кГц). Потребность в таких частотах преобразования понятна: чем выше частота, тем меньше габариты и масса высокочастотного трансформатора.

В схеме инвертора происходит тройное преобразование:

-  переменного напряжения сети (50 Гц) — в постоянное (выпрямленное мостом VD2 и сглаженное конденсатором С5);

-  постоянного напряжения — во вторичное высокочастотное, с помощью инвертора на ключевом транзисторе VT2 и трансформаторе ТЗ;

- высокочастотного напряжения — в постоянное напряжение нагрузки путем выпрямления диодом VD6 и сглаживания фильтром L1-C9.

Входной фильтр Т1-СЗ устраняет сетевые помехи и препятствует проникновению в сеть импульсных помех от инвертора. На транзисторе VT3 собран стабилизатор напряжения питания инвертора, который снижает входное напряжение, защищая инвертор и цепи питания от повышенного напряжения. Стабилизированное напряжение зависит от параметров стабилитрона VD3, его можно установить резистором R12 в пределах 100... 150 В, исходя из выходных параметров силового трансформатора Т2. В цепь базы транзистора VT3 включен параллельный стабилизатор (управляемый стабилитрон) DA3, через который осуществляется стабилизация выходного напряжения инвертора при изменении нагрузки.

Задающий генератор импульсов выполнен на однопере-ходном транзисторе VT1 и RC-цепочке (R1+R2)-C1. Конденсатор С1 заряжается через резисторы R1, R2, пока напряжение на нем не достигает порога   отпирания VT1. В этот момент транзистор открывается, и конденсатор С1 разряжается через резистор R4. Когда напряжение на конденсаторе С1 падает до минимального значения(примерно 2 В), транзистор закрывается, и цикл повторяется. Конденсатор С2 ускоряет переключение транзистора. Период колебаний генератора практически не зависит от питающего напряжения и температуры. Напряжение питания генератора не должно превышать 35 В, поэтому в цепь питания включен параметрический стабилизатор VD1-R5.

Транзисторный ключ инвертора выполнен на мощном биполярном транзисторе VT2. Импульс положительной полярности с нагрузки R4 однопереходного транзистора VT1 поступает на базу VT2. Транзистор открывается, и в первичной цепи высокочастотного трансформатора ТЗ создается импульс тока, насыщающий энергией трансформатор. По окончании импульса ключевой транзистор закрывается, и энергия, накопленная в трансформаторе, передается в его вторичную цепь. Возникшее на выводах вторичной обмотки ТЗ напряжение выпрямляется диодом VD6 и сглаживается фильтром L1-C9.

Использование сетевых трансформаторов с высоким напряжением
Использование сетевых трансформаторов с высоким напряжением

Режим работы ключевого транзистора зависит от напряжения смещения, создаваемого цепочкой R6-R9 с коллектора VT2 на базу транзистора.

Амплитуда импульсов тока в первичной обмотке трансформатора ТЗ ограничена цепью обратной связи с эмиттерной нагрузки VT2 (R11) на управляющий электрод управляемого стабилитрона DA2. Транзистор VT2 закрывается несколько раньше, чем заканчивается положительный импульс. Это устраняет возможное насыщение высокочастотного трансформатора ТЗ.

Цепочка VD4-R13-C6 позволяет утилизировать обратный ток первичной обмотки трансформатора ТЗ, От повреждений импульсами обратного напряжения трансформатора ТЗ ключевой транзистор защищен параллельно включенным диодом VD5.

Повышение выходного напряжения на конденсаторе С9 при уменьшении нагрузки передается через резисторы R17-R18 на управляющий электрод DA3. Это понижает напряжение на базе транзистора VT3, транзистор призакрывается и снижает напряжение питания инвертора. В результате, напряжение на нагрузке также понижается, т.е. происходит стабилизация выходного напряжения.

В схеме применены радиодетали, в основном, от устаревших источников питания компьютеров. Транзистор КТ117А заменим на КТ117Б или 2N1489.. .2N1494 (2N2417A.. .2N2422). Высоковольтный транзистор VT2 должен иметь допустимое напряжение эммитер-коллектор не менее 400 В при токе свыше 4 А на частоте не менее 15 МГц. Транзистор крепится на алюминиевом радиаторе размерами 65x40 мм через слюдяную прокладку. На этот же радиатор устанавливается транзистор VT3 стабилизатора.

Высокочастотный трансформатор ТЗ — от компьютерных блоков питания типа R320, А-450Х-1Т1 или мониторов — KG9242K, 9025,9701.9121Т. CS-9250, 4127. Трансформатор ТЗ можно выполнить и на ферритовом кольце диаметром 36...42 мм. Первичная обмотка состоит из 36 витков

провода ПЭЛ 00,62 мм, вторичная — из 18 витков жгута из 3-х проводов 00,62 мм. Кольцо предварительно раскалывают на две половинки, обматывают стеклотканью и по окончании намотки склеивают клеем БФ-6.

Устройство выполнено на печатной плате из одностороннего стеклотекстолита размерами 115x63 мм (рис.2). Трансформатор Т2 со вторичным напряжением 110...127 В мощностью 80...150 Вт установлен в корпусе отдельно.

При наладке сначала цепи инвертора отключают от конденсатора С7 и вместо них подключают лампочку 40...60 Вт (220 В). На ней регулятором R12 устанавливают напряжение 110...150 В. Подключив инвертор, на-

блюдают свечение светодиода HL2. Если это происходит, к выходу подсоединяют нагрузку (лампочку от автомобиля 12 В, 50 Вт). Резисторами R1 и R6 устанавливают ее максимальную яркость при напряжении на нагрузке 13,2 В. Регулировкой R8 добиваются минимальной температуры ключевого транзистора VT2. Отключение нагрузки может повлиять на выходное напряжение преобразователя. Стабилизировать его можно изменением сопротивления R18.

 

В.КОНОВАЛОВ, А.ВАНТЕЕВ, Творческая лаборатория "Автоматика и телемеханика", г.Иркутск.

Использование сетевых трансформаторов с высоким напряжением

Рейтинг@Mail.ru
Яндекс.Метрика