Меню

Блок питания для электродвигателя постоянного тока

Как выбрать блок питания 24В постоянного тока

блок питания 24В постоянного тока

Блоки питания

Казалось бы, не такой уж и важный этот прибор – блок питания, ведь рынок просто завален ими от разных производителей, и частенько качество оставляет желать лучшего. И тот, кто стоит перед проблемой выбора, часто даже и не задумывается, что именно от этого небольшого прибора зависит качество и корректность работы остальных приборов, напрямую связанных с ним. Особенно это касается систем охраны и сигнализации. Необходимо отметить, что блок питания 24В постоянного тока или переменного тока – это самый простой прибор в системе охранной сигнализации и в плане их функциональности, и в плане конструкции.

Блок питания постоянного тока 24В

Но самое главное состоит в том, что именно эта самая простота и привела на рынок такое огромное количество производителей. А к чему это обычно приводит? К конкуренции, где некоторые производители просто обманывают потребителей, рекламируя низкого качества товар, уверяя, что он самый лучший. Обычно на это потребители и ведутся. А так как каких-то общепринятых стандартов относительно блоков питания отсутствуют, то предъявить претензии за низкое качество просто невозможно.

Многие могут сказать, мол практически все блоки питания, присутствующие на современном рынке, имеют сертификат качества. Скажем так, сертификат не является гарантом. Ведь в нем указаны лишь проверенные параметры прибора, которые производителем заявляются в технической документации.

Классификация блоков постоянного тока

Если говорить о типе использования, то все блоки можно разделить на две группы:

Блок бесперебойного питания

  1. Блоки бесперебойного питания – ББП.
  2. Блоки резервного питания – БРП.

Блок бесперебойного питания

Обычно эти приборы используются в тех случаях, когда в аппаратуре нет своего собственного источника питания. Само названия прибора говорит о том, что блок обеспечивает аппаратуру питанием с определенной нагрузкой. И эта нагрузка всегда постоянная. Поэтому устройство состоит из мощного сетевого источника питания, аккумулятора, зарядного устройства для аккумулятора и переключателя, который переводит нагрузку с источника питания на аккумулятор. Кстати, переключатель – это простейшая схема.

Этот вариант предназначается для обеспечения питанием электрических или электронных систем в тех случаях, когда отсутствует основной источник, то есть, отключена подача электроэнергии из сети напряжением 220 вольт. Их обычно устанавливают к аппаратуре, в которой отсутствует выход к резервному питанию и отсутствует встроенный источник питания. Если говорить простым языком, то это обычные зарядные устройства для аккумуляторных батарей или систем защиты.

Блок резервного питания

Блок резервного питания

Внимание! Блок бесперебойного питания постоянного тока можно использовать и в качестве резервного. А вот БРП использовать как ББП нельзя. К тому же резервные блоки питания практически на порядок дешевле постоянных. Все дело в отсутствии в их конструкции сетевого преобразователя большой мощности.

Есть еще один нюанс, на который потребители мало обращают внимание. Обозначить его можно так. Есть некоторые модели блоков питания, которые в режиме постоянного действия выдают ток меньшего значения, чем в режиме резервного питания. Почему так происходит? В виду того, что резервное питание – это подача электроэнергии от аккумуляторной батареи, то необходимо понимать, что аккумулятор может выдавать ток большой мощности. В некоторых ситуациях это нежелательно, поэтому в схему подачи устанавливаются защитные цепи.

Для примера можно привести ситуацию, связанную с работой системы пожаротушения. В штатном режиме, когда работает только контролирующая аппаратура, требования к мощности тока минимальные. Здесь происходит бесперебойная подача электричества. Как только случается внештатная ситуация, то есть, включается вся система пожаротушения, без большой мощности не обойтись. А это как раз резервный вариант. Поэтому в данном случае в качестве источника питания (основного и вспомогательного) выступают резервные системы. То есть, нет необходимости устанавливать и БПП, и БРП.

Схема блока питания на 24в

Схема блока питания на 24в

Классификация по схемотехническим решениям

Здесь всего три класса, каждый из которых отличается от остальных способом построения стабилизатора. В данных блоках он должен быть мощным и низковольтным.

Стабилизатор бестрансформаторный

Говорить об этом блоке питания можно так – много недостатков, преимущества сомнительные. К достоинствам можно отнести небольшие размеры и вес. Самый большой недостаток – низкий коэффициент полезного действия. Поэтому эти блоки имеют низкую популярность. Обычно их устанавливают в телевизоры и компьютеры. Пожалуй, и все. К недостатком можно отнести невозможность постоянной работы. То есть, такие блоки питания должны в течение дня обязательно отключаться. Поэтому их в различные системы (охранные, пожарные) не устанавливают. Хотя специалисты уверяют, что будущее именно за этими модификациями. Здесь важно правильно их укомплектовать.

Бестрансформаторный стабилизатор

Бестрансформаторный стабилизатор

ШИМ-стабилизаторы

Если говорить о достоинствах, то это высокий КПД, плюс приемлемая цена (одна из самых низких), если приобретается стабилизатор, работающий на токе выше 3 А. К сожалению, недостатки тоже присутствуют, где самый важный – низкая надежность. Необходимо отметить, что ШИМ-стабилизаторы все чаще стали применяться в системах, где есть необходимость перевести одно напряжение в другое. Поэтому их устанавливают на блоках питания, где есть два выхода: одно для переменного тока, второе для постоянного.

Линейные стабилизаторы

Специалисты сходятся во мнении, что это самые надежные стабилизаторы из всех присутствующих на рынке. Недостатки тоже есть – это большие габариты и вес изделий, плюс высокая цена. К сожалению, и КПД не очень высокого значения.

Линейный стабилизатор

Но вот что показывает опыт. Выбор блока питания на 24В постоянного тока зависит от того, в какой системе он будет использован. Если дело касается систем сигнализации, охраны и пожаротушения, то на первое место выходят такие характеристики, как запас прочности (долгосрочная эксплуатация) и надежность прибора. Поэтому потребители все чаще выбирают именно линейные модели.

  • Во-первых, они легко переносят атмосферное воздействие.
  • Во-вторых, не создают помех рядом стоящей аппаратуре.
  • В-третьих, если выбирается блок питания до 2 А, то это самые дешевые изделия из всей предлагаемой линейки.
  • В-четвертых, не стоит сбрасывать со счетов все восходящую тенденцию снижения потребления электроэнергии различными видами аппаратуры. Так что линейные блоки питания на 24 вольта еще долго будут являться классикой.

Выходное напряжение

Не все потребители знают, что напряжение на выходе из некоторых блоков питания поддерживается точно 24 вольта, у некоторых моделей такой точности нет. В некоторых приборах можно выходное напряжение регулировать. То есть, и здесь разнообразие присутствует. Получается так, что блоки питания, работающие в резервном режиме, постепенно снижают напряжение по мере истощения аккумуляторной батареи. Поэтому стабильность работы зависит от емкости АКБ. Но есть на рынке и приборы, у которых напряжение не падает. Обычно это ШИМ-преобразователи, в конструкции которых присутствуют сложные схемы.

Читайте также:  Индукция тока проводника расстояние

Поэтому выбирая блок питания постоянного тока на 24 вольта, необходимо убедиться, какой срок может прибор выдать стабильное напряжение (то есть, определяется диапазон этой величины). Отсюда, в принципе, и длительная работоспособность всей аппаратуры. Кстати, обязательно обращайте внимание на этот показатель, которые производители обязательно указывают в паспорте изделия. Некоторые компании указывают диапазон напряжений и при работе от сети, и при работе от аккумуляторных батарей.

Входное напряжение

Здесь ситуация совершенно другая. Все дело в том, что в российских линиях электропередач (кстати, по ГОСТу), напряжение может изменяться от номинального (220В) в пределах ±10%. О чем это говорит? Здесь две позиции:

  1. Если напряжение в подающей сети минимальное, а ток максимальный, то диапазон напряжений блок питания может гарантировать и при этом сохранить стабильность самого напряжения.
  2. Если напряжение максимальное и то же самое можно отнести и к току, то ни о какой стабилизации говорить нельзя. Просто блок перегреется. Вот вам и большая проблема.

Выходное напряжение блока питания

Особенно усугубляется ситуация, если температура окружающей среды повышена (это касается летнего периода). Что делают в этой ситуации некоторые производители? Они просто занижают показатели диапазона напряжений. Но от этого потребителю не становится лучше. Ведь в некоторых регионах России напряжение в сети около 190 вольт является нормой. Отсюда и последствия:

  • Аккумуляторы заряжаются не полностью.
  • Время работы блоков питания снижается.
  • Срыв стабилизации, особенно при резком скачке токопотребления.

Выходной ток

Честно говоря, все, о чем было сказано выше, является, слабо говоря, второстепенным критерием выбора. Потому что основной параметр блоков питания постоянного тока – это выходная сила тока, то есть, номинальный ток нагрузки.

Внимание! Запомните раз и навсегда, номинальный ток нагрузки должен передаваться от сети в нагрузку всегда и постоянно в независимости от обстоятельств работы прибора. Он должен действовать все время потребления без искажений, снижений и повышений. В независимости от того, какое напряжение в сети или от АКБ, какая температура внешней среды, есть ее перепады или нет.

Все остальные параметры являются дополнительными или вспомогательными. Некоторые производители указывают огромное количество величин и характеристик. Не введитесь на них, вам просто затуманивают голову.

  • И если номинальный ток нагрузки ни в паспорте, ни на корпусе блока не указано, значит, перед вами бесполезный кусок металла.
  • Если вы нашли вот такую надпись: «номинальный ток нагрузки без АКБ», то знайте, что через сеть он может быть номинальным, а через аккумулятор заниженным.

Полезные советы

  • Хорошо изучите паспорт блока питания, после чего делайте покупку.
  • Устанавливайте на одном объекте приборы только от одного производителя.
  • Старайтесь приобретать отечественные источники питания, они изготавливаются под российские условия эксплуатации.
  • Защита – основа долгосрочной службы, поэтому обращайте внимание на то, есть ли в схеме блока защита аккумулятора от глубокого разряда.

Не стоит приобретать дешевые приборы из Китая.

Источник

Какие существуют схемы подключения электродвигателей постоянного тока

В домашнем хозяйстве редко встретишь мотор, работающий на постоянном токе. Зато они всегда устанавливаются в детских игрушках, которые летают, ездят, шагают и т.д. Всегда они стоят в автомобилях: в различных приводах и вентиляторах. В электротранспорте чаще всего используют тоже их.

Другими словами, применяются двигатели постоянного тока там, где требуется достаточно широкий диапазон регулирования скорости и точность ее поддержания.

Электродвигатели постоянного тока

Электрическая мощность в моторе преобразуется в механическую, заставляющую его вращаться, а часть этой мощности расходуется на нагревание проводника. Конструкция двигателя электрического постоянного тока включает якорь и индуктор, которые разделяют воздушные зазоры. Индуктор, состоящий из добавочных и главных полюсов, и станины, предназначен для создания магнитного поля. Якорь, собранный из отдельных листов, обмотка рабочая и коллектор, благодаря которому постоянный ток подводится к рабочей обмотке, образуют магнитную систему. Коллектор – это насаженный на вал двигателя цилиндр, собранный из изолированных друг от друга медных пластин. К его выступам припаиваются концы обмотки якоря. Ток с коллектора снимается при помощи щеток, закрепленных в определенном положении в щеткодержателях, благодаря чему обеспечивается нужный прижим на поверхность коллектора. Щетки с корпусом двигателя соединяются с помощью траверса.

Щетки, в процессе работы, скользят по поверхности вращающегося коллектора, переходя от одной его пластины к другой. При этом, в параллельных секциях обмотки якоря происходит изменение тока (когда щетка накоротко замыкает виток). Процесс этот называют коммутацией.

Под влиянием своего магнитного поля, в замкнутой секции обмотки возникает ЭДС самоиндукции, вызывающая появление дополнительного тока, который на поверхности щеток распределяет неравномерно ток, что приводит к искрению.

Частота вращения – одна из важнейших его характеристик. Ее регулировать можно тремя способами: изменяя поток возбуждения, изменяя величину подводимого напряжения к двигателю, изменяя сопротивление в якорной цепи.

Два первых способа встречаются намного чаще третьего, ввиду его неэкономичности. Ток возбуждения регулируется при помощи любого устройства, у которого возможно изменять активное сопротивление (например, реостата). Регулирование при помощи изменения напряжения требует наличие источника постоянного тока: преобразователя или генератора. Такое регулирование применяют во всех промышленных электроприводах.

Торможение электрического двигателя постоянного тока

Для торможения электроприводов с ДПТ также есть три варианта: торможение противовключением, динамическое и рекуперативное. Первое происходит за счет изменения полярности тока в обмотке якоря и напряжения. Второе происходит благодаря замыканию накоротко (через резистор) обмотки якоря. Электрический двигатель при этом работает как генератор, преобразуя в электрическую, запасенную им механическую энергию, которая выделяется в виде тепла. Это торможение сопровождается мгновенной остановкой двигателя.

Последнее происходит, если электрический мотор, включенный в сеть, вращается со скоростью, которая выше скорости холостого хода. ЭДС обмотки двигателя в этом случае, превышает значение напряжении я в сети, что приводит к изменению на противоположное направление тока в обмотке мотора, т.е. двигатель отдает в сеть энергию, переходя в режим генератора. Одновременно возникает тормозной момент на валу.

Преимущества двигателей постоянного тока

Сравнивая их с асинхронными моторами, нужно отметить отличные пусковые качества, высокую (до 3000 об/мин) частоту вращения, а также хорошую регулировку. Из недостатков отметить можно? Сложность конструкции, низкую надежность, высокую стоимость и затраты на ремонт и обслуживание.

Принцип действия ДПТ

ДПТ, как и любой современный мотор, работает на основе «Правила левой руки», с которым все знакомы еще со школы и закона Фарадея. При подключении тока к нижней обмотке якоря в одном направлении, а к обмотке верхней – в другом, якорь начинает вращаться, а уложенные в его пазах проводники – выталкиваться магнитным полем статора или обмоток корпуса двигателя постоянного тока. Вправо выталкивается нижняя часть, а влево – верхняя. В результате якорь вращается до тех пор, пока его части не поменяются местами. Чтобы добиться непрерывного вращения, необходимо полярность обмотки якоря регулярно менять местами. Как раз этим и занимается коллектор, коммутирующий при вращении обмотки якоря. На коллектор от источника подается напряжение через пару прижимных щеток из графита.

Читайте также:  Ударит ли током если есть узо

Принципиальные схемы ДПТ

Двигатель переменного тока подключается просто, в отличие от ДПТ. Обычно у таких двигателей высокой и средней мощности имеются отдельные выводы в клеммной коробке (от обмотки и якоря). На якорь обычно подается полное напряжение, а на обмотку — ток, регулировать который можно реостатом или напряжением переменным. От величины тока, имеющегося на обмотке возбуждения, прямопропорционально зависят обороты двигателя переменного тока.

В зависимости от того, какая используется схема подключения электродвигателя постоянного тока, двигатель электрический может быть постоянного тока, разделяют на самовозбуждающиеся и с независимым возбуждением (от отдельного источника).

Схема подключения двигателя с независимым возбуждением обмотки, подключенной к источнику питания, отдельному от якоря

Схема для подключения двигателя с возбуждением параллельным

Она аналогична предыдущей, но не имеет отдельного источника питания.

Схема с паралельным возбуждением

Когда требуется большой пусковой ток, применяют двигатели с возбуждением последовательным: в городском электротранспорте (троллейбусах, трамваях, электровозах).

Схема с последовательным возбуждением

Токи обоих обмоток в этом случае одинаковы. Недостаток – требуется постоянная нагрузка на вал, поскольку при ее уменьшении на 25%, резко увеличивается частота вращения и происходит отказ двигателя.

Есть еще моторы, которые крайне редко используются — со смешанным возбуждением. Их схема представлена ниже.

Схема со смешеным возбуждением

Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением

Под понятием «возбуждение» понимают создание в электрических машинах магнитного поля, которое необходимо, чтобы заработал двигатель. Схем возбуждения несколько:

  • С независимым возбуждением (питание обмотки происходит от постороннего источника).
  • Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением (источник питания обмотки возбуждения и якоря включены параллельно) – шунтовые.
  • С последовательным возбуждением (обе обмотки включены последовательно) – сериесные.
  • Со смешанным возбуждением – компаундные.

Бесщеточные моторы

Но, двигатель со щетками, которые быстро изнашиваются и приводят к искрению, не может использоваться там, где необходима высокая надежность, поэтому среди электротранспорта (электровелосипедов, скутеров, мотоциклов и электромобилей) наибольшее применение нашли бесщеточные электродвигатели. Они отличаются высоким КПД, невысокой стоимостью, хорошей удельной емкостью, длительным сроком службы, малыми размерами, бесшумной работой.

Работа этого двигателя основывается на взаимодействии магнитных полей электромагнита и постоянного. Когда за окном 21 век, а вокруг полно мощных и недорогих проводников, логично заменить механический инвертор цифровым, добавить датчик положения ротора, решающий в какой момент на конкретную катушку необходимо подать напряжение, и получить бесщеточный электродвигатель постоянного тока. В качестве датчика чаще используется датчик Холла.

Поскольку в этом двигателе удалены щетки, он не нуждается в регулярном обслуживании. Управляется двигатель постоянного тока при помощи блока управления, позволяющего изменять частоту вращения вала мотора, стабилизировать на определенном уровне обороты (независимо от имеющейся на валу нагрузки).

Состоит блок управления из нескольких узлов:

  • Системы импульсно-фазового управления СИФУ.
  • Регулятора
  • Защиты.

Источник

Блок питания для электродвигателя постоянного тока

26.12.2014 22:49 |

alt

Описанная в статье конструкция разрабатывалась для управления электродвигателями на электротранспорте с напряжением питания 24 вольта. Это устройство с таким же успехом можно использовать для регулирования мощности в других устройствах.

Испытания устройства показали, что схема не годится для управления очень большими токами. Причина заключается в большой величине времени спада и нарастания фронтов импульсов управления транзисторами. Значение 150 нс крутизны фронтов микросхемы КР1006ВИ1 (NE555) заявленные в даташитах не соответствуют действительности. По некоторым не проверенным источникам можно полагать, что величина крутизны фронтов близка к 300 нс. Испытания проходили с аналогом интегрального таймера — NE555

Издержкой данной схемы являются паразитные импульсы при нулевом положении задающего потенциометра. Они слышны на двигателе, но этим можно пренебречь из-за малой мощности импульсов.

Рекомендуемый ток управления данным устройством до 70 ампер. При этом необходимо помнить, что устройство не имеет защит по току и температуре, поэтому целесообразно установить амперметр и контролировать ток визуально.

Частота коммутации определяется конденсатором С2 величиной 20нф и составляет 5 килогерц. Причем устройство имеет особенность изменять частоту с увеличением тока нагрузки. Частота меняется примерно с 3 до 5 кГц. Для ШИМ регулятора это не критично, и даже благоприятно для силовых транзисторов.

Кстати, уменьшая частоту коммутации до 1 кГц и чуть ниже, можно снизить величину нагрева выходных транзисторов и тем самым увеличить ток коммутации. А при работе с нагрузками отличными от электродвигателя частоту можно понизить до 50-100 Гц.

Переменный резистор R2 (датчик положения дроссельной заслонки инжекторных автомобилей ВАЗ) служит для регулирования тока через нагрузку. Ток меняется путем заполнения ШИМ импульса, т.е. длительности импульса. Применение именно этого потенциометра имеет недостаток, а именно не весь диапазон изменения длительности импульса можно получить.. Заполнение ШИМ импульса удается увеличить только до 90%. Для полного включения нагрузки можно с помощью тумблера замыкать подвижный контакт потенциометра на нижний по схеме вывод потенциометра. Причиной неполного заполнения ШИМ является резистор величиной 1.5 Ком включенный в цепь подвижного контакта потенциометра.
Проблема решается путем замены потенциометра на обычный радиотехнический, но такой потенциометр проблематично установить на транспортное средство по причине сложности конструкции для его управления педалью или ручкой газа, да и выносливость (долговечность) его желает лучшего. При использовании ШИМ регулятора в бытовых условиях необходимо использовать именно обычный потенциометр.
После замены потенциометра может измениться диапазон работы ШИМ, поэтому необходимо подобрать резистор R1 для настройки работы ШИМ регулятора в рабочем диапазоне.

Диоды подключенные с потенциометру определяют цепи заряда и разряда конденсатора С2.

С выхода интегрального компаратора управляющий импульс поступает на двухтактный усилитель на транзисторах КТ815 и КТ816, далее уже на силовые транзисторы. Расчет величины резисторов в базовых цепях транзисторов не приводится. Эту информацию можно почерпнуть в статье на этом же сайте «ШИМ регулятор на IR2110 на токи до 100 а»

В схеме были испытаны транзисторы КТ972 и КТ973 имеющие более высокие показатели по частоте, но реально работают в схеме несколько хуже. Всё-таки лучше использовать КТ815 и КТ816. Проводились эксперименты без усилительного каскада на транзисторах, т.е. управление силовыми транзисторами сразу с выхода интегрального таймера, но при этом нагрев выходных транзисторов заметно усиливался. Двухтактный каскад улучшает крутизну импульса.

Читайте также:  Единицы измерения мощности электрического тока перевод

Печатная плата изготавливается из одностороннего стеклотекстолита размерами 50х50 мм.

Рис.2 Плата печатная

На печатной плате изображено два резистора по 50 ом мощностью по 2 ватта, отсутствующие на принципиальной схеме. Они предназначены для подключения вентилятора обдува, заимствованного от кулера процессора компьютеров.

При использовании в качестве нагрузки электродвигателя его необходимо заблокировать демпферным (фиксирующим) диодом с параметрами в два раза превышающими напряжение питания и в два раза ток нагрузки. Например 150EBU02 или изготовить сборку из диодов КД213, исходя из тока нагрузки. Работа устройства без этого диода практически невозможна, а иногда приводит к выходу из строя мощных силовых транзисторов, их чрезмерному перегреву. Диод (диоды) также необходимо поместить на теплоотвод.Но здесь не требуется радиатор больших размеров.Достаточно платины размером 30 кв.см.

Потери мощности на регулирующих ключах не велики, но к подбору теплоотвода надо отнестись тщательно. В оригинальной конструкции использован кулер от компютерного процессора. Вентилятор подключен через ограничивающее сопротивление величиной 100 ом, о котором только что упоминалось, к питающему напряжению 24 вольта.

Рис.3 Устройство в сборе

При изготовлении устройства очень настоятельно рекомендую правильно сделать силовой блок. Рис.3 частично подсказывает как надо его делать. Должно быть минимум изгибов проводников с большими токами. Да и к разводке печатной платы тоже предьявляются серьезные требования.

Упоминаемая выше крутизна фронтов существенно зависит и от топологии платы.

Еще обращу внимание на подачу питания. Питание на печатную плату подавать с клеммы аккумулятора, избегать подключения к проводу нагрузки, во избежание проникновения высокочастотных помех и пульсаций в цепи питания электронного устройства и как следствие сбоев работы устройства в целом.Питание устройства осуществляется интегральным стабилизатором КР142ЕН8В(Е), для лучшего отфильтровывания наводок поступающих по проводам питания.

Имеется недостаток: В случае неполного использования всего диапазона регулировки потенциометра, невозможно отрегулировать полный диапазон регулирования мощности нагрузки. Т.е. конструкция узла управления оборотами должна обеспечить полный ход движка регулятора.

И ещё пожелание. При разгоне и трогании транспортного средства необходимо контролировать максимальный ток через нагрузку. Устройство не имеет функции ограничения тока. Для контроля тока используйте подходящий по параметрам амперметр.

Источник



Источник питания для двигателей постоянного тока с возможностью изменения скорости вращения на базе микросхем Power Integrations

Спецификация:

  • Входное напряжение: 90-265 V AC.
  • Выходное напряжение: 12 V.
  • Выходная мощность: 35 W (75 W — пиковая).
  • Топология: обратноходовая.
  • Микросхема: PKS606Y.
  • Применение — питание двигателей постоянного тока.

Преимущества конструкции:

  1. Схема заменяет источник питания с 2 — мя ступенями линейный ИП и чоппер, простым одноступенчатым источником питания.
  2. Не требуется использовать чоппер, обычно используемый для получения контроля скорости двигателей постоянного тока.
  3. Скорость двигателя контролируется небольшим потенциометром или постоянным напряжением от 3,6 V DC до 10 V DC.
  4. Низкое число компонентов. В данном ИП задействованы всего 47 компонентов.
  5. КПД >77% (при нагрузке 35 W).
  6. Соответствует стандарту EN55022 В.
  7. Схема управления работает стабильно во всем диапазоне скоростей двигателя.

Схема источника питания (кликните на рисунке для увеличения).

Описание работы:

Обратноходовый преобразователь, показанный на рис. выше использует микросхему PKS606Y семейства PeakSwitch от Power Integrations. Источник питания питает двигатель мощностью 35 W, при этом при старте обеспечивает пиковую мощность до 75 W. Скорость вращения регулируется 2мя методами:

1) Потенциометром R 20, подсоединенным на выводы J3.

2) Постоянным напряжением 3,6. 10 V DC от внешнего источника питания подсоединенного к J4.

Скорость вращения двигателя зависит от постоянного напряжения на выходе источника питания.

Контроллер в микросхеме U1 получает сигнал обратной связи с выхода источника питания и на его основании включает или нет преобразование встроенного MOSFET транзистора. Поддержание нужного уровня напряжения осуществляется путем совершения или пропуском рабочих циклов. Выходное напряжение распознается последовательной цепью R12, диодом Зенера VR2 и светодиодом в оптопаре U2 (включенным в парралель с R13). Как только выходное напряжение поднимается выше допустимого, ток начинает течь через VR2 засвечивая светодиод в U2, что в свою очередь отпирает транзистор Q3. Q3 в свою очередь открывает ток на вывод EN/UV микросхемы U1, при этом микросхема начинает пропуск рабочих циклов соответвтенно меньше энергии передается в нагрузку и напряжение падает. Как только оно достигает нужного уровня, преобразование возобновляется.

Напряжение с обмотки смещения (выводы 4 и 5 трансформатора T1) выпрямляется и фильтруется элементами D7 и С6 и запитывает током U1 через R7. Цепь распозавания входного переменного напряжения составлена из элементов D5, C7, R5 и R6. Эта цепь реализует защиту от пониженного входного напряжения, а также включает функцию «защелки» микросхемы U1. Функция частотного джиттера микросхемы U1 в сумме с экранными обмотками трансформатора и двумя небольшими Y-конденсаторами (С10 и С19) снижает уровень наведенных ЭМИ. Это позволяет использовать на входе один фильтр (L1), небольшой X-конденсатор (С3) и 2 Y-конденсатора (C1 и С2) и при этом истояник питания будет соответствовать требованиям по ЭМС стандарта EN55022 B. Цепь R3, C5, D6 и VR1 поглощает высоковольтный выброс и держит напряжение на стоке MOSFET транзистора микросхемы U1 на безопасном для него уровне 700 В.

Графики работы источника питания:

1) Зависимость КПД от выходной мощности.

2) Уровень наведенных ЭМИ. (Vin=230VAC, Iout=4А (48W)).

Параметры трансформатора.

Параметры трансформатора.

1/2 Первичной: 19в, 2х31AWG

Смещения: 5в, 2x29AWG

Вторичная: 4в, 4×23 AWG

Экранная: 7в. 4×23 AWG

1/2 Первичной: 19в, 2х31AWG

Порядок намотки (номера выводов)

Особенности дизайна:

* Управление вращением двигателя внешним напряжением осуществляется следующим образом: напряжение меньше 3.6 VDC устанавливает выходное напряжение на уровне 12 Вольт (что соответствует максимальной скорости врещения), напряжение больше 7 VDC устанавливает выходное напряжение на уровне 2 Вольт (наименьшая скорость вращения).

* Если для управления вращенем будет использован резистивный способ, необходимо удалить перемычку JP3.

* Если двигатель будет остановлен внешним воздействием более чем на 30 ms, срабатывает защита микросхемы U1 и источник питания «защелкивается». При этом питание нагрузки не произойдет пока с входных клемм не будет снято напряжение и не приложено вновь. Если функция защелки не нужна, ее можно убрать, путем неустановки следующих элементов: D5, C7, R5 и R6.

Источник