מעגל ספק כוח ללא שנאי זרם גבוה

התצורה הפשוטה של ​​מעגל אספקת חשמל ללא שנאים המוצגת להלן מסוגלת לספק זרם גבוה בכל רמת מתח קבועה שהוקצתה. נראה כי הרעיון פתר את הבעיה בהפקת זרם גבוה מספקי כוח קיבוליים שנראו קודם לכן הצעה קשה. אני מניח שאני האדם הראשון שהמציא זאת.

מבוא

דנתי בכמה מעגלי אספקת חשמל ללא שנאים בבלוג זה טובים רק עם יישומים בעלי צריכת חשמל נמוכה ונוטים להיות פחות יעילים או חסרי תועלת עם עומסי זרם גבוהים.

הרעיון הנ'ל משתמש במתח גבוה קבלים PP להורדת מתח החשמל לרמה הנדרשת, אולם הוא אינו מסוגל להעלות את רמות הזרם לפי כל יישום מסוים הרצוי.

אמנם, מכיוון שהזרם הוא ביחס ישר ל תגובת הקבלים , פירוש הדבר שניתן להרים את הזרם רק על ידי שילוב קבלים נוספים במקביל. אך זה מהווה סיכון לזרמי נחשול ראשוניים גבוהים העלולים להרוס את המעגל האלקטרוני המעורב באופן מיידי.

הוספת קבלים להגברת הזרם

לכן הוספת קבלים עשויה לסייע בהגדלת המפרט הנוכחי של ספקי כוח כאלה, אך יש לדאוג תחילה לגורם הזינוק כדי להפוך את המעגל לביצועי לשימוש מעשי.

המעגל של אספקת חשמל ללא שנאי זרם גבוה מוסבר כאן בתקווה, מטפל ביעילות ב נחשול המתפתח ממעברי כוח כך שהפלט הופך חופשי מהסכנות, ומספק את אספקת הזרם הנדרשת ברמות המתח המדורג.

כל מה שנמצא במעגל נשמר בדיוק כמו מקבילו הישן, וחוסם את הכללת רשת הטריאק והזנר שהיא למעשה רשת מוטות , המשמש להארקה של כל מה שעולה על המתח המדורג.

במעגל זה הפלט בתקווה יספק מתח יציב של כ- 12+ וולט בסביבות 500 מיליאמפר זרם ללא הסכנות שבמתח מקרי או זרם זרם.

זהירות: המעגל אינו מבודד מעיקרי החשמל ולכן כרוך בסיכון גבוה לחשמל, יש לנקוט בזהירות נאותה.

עדכון: ניתן ללמוד בזה עיצוב טוב ומתקדם יותר מעגל אספקת חשמל ללא שנאי מבוקר ללא מעבר

רשימת חלקים

• R1 = 1M, 1 / 4W
• R2, R3 = 1K, 1/4 וואט
• C1 ---- C5 = 2uF / 400V PPC, כל אחד
• C6 = 100uF / 25V
• כל הדיודים = 1N4007
• Z1 = 15V, 1 וואט
• טריאק = BT136

ניתן לראות למטה לוח PCB מסודר לאספקת החשמל ללא שנאי הנוכחי הגבוה, והוא תוכנן על ידי מר פטריק ברוין, אחד החסידים הנלהבים של הבלוג הזה.

עדכון

ניתוח מעמיק יותר של המעגל הראה כי הטריאק זורק כמות משמעותית של זרם תוך הגבלת הזינוק ושליטה על הזרם.

הגישה הננקטת במעגל הנ'ל לשליטה במתח ובזינוק היא שלילית מבחינת יעילות.

על מנת להשיג את התוצאות המיועדות כפי שהוצע בתכנון לעיל ובלעדיה shunting מגברים יקרים, צריך ליישם מעגל עם תגובה הפוכה בדיוק, כפי שמוצג לעיל

מעניין שכאן הטריאק אינה מוגדרת לזרוק חשמל אלא היא מחוברת בצורה כזו שהיא מכבה את החשמל ברגע שהפלט מגיע לגבול המתח הבטוח שצוין, אשר מתגלה על ידי שלב ה- BJT.

עדכון חדש:

בתכנון ששונה לעיל הטריאק עלול שלא להתנהל כראוי בגלל מיקומו המביך למדי. התרשים הבא מציע גרסה מוגדרת כהלכה של האמור לעיל, שניתן לצפות שתפעל בהתאם לציפיות. בתכנון זה שילבנו SCR במקום triac מכיוון שמיקום המכשיר הוא אחרי מיישר הגשר ולכן הקלט הוא בצורה של אדוות DC ולא AC.

שיפור העיצוב הנ'ל:

במעגל אספקת החשמל ללא שנאי מבוסס SCR לעיל, הפלט מוגן באמצעות SCR, אך ה- BC546 אינו מוגן. על מנת להבטיח הגנה מלאה על כל המעגל יחד עם שלב הנהג BC546, יש להוסיף שלב B546 להפעלת הספק נמוך. ניתן לראות את העיצוב המתוקן להלן:

ניתן לשפר את העיצוב הנ'ל על ידי שינוי מיקום ה- SCR כמוצג להלן:

עד כה למדנו כמה עיצובים של ספקי כוח ללא שנאים עם מפרט זרם גבוה, ולמדנו גם לגבי מצבי התצורה השונים שלהם.

להלן נתקדם מעט יותר ונלמד כיצד ליצור מעגל גרסה משתנה באמצעות SCR. העיצוב המוסבר לא רק מספק אפשרות לקבל פלט משתנה באופן רציף אלא גם מוגן בפני נחשולים, ולכן הופך להיות אמין בהרבה עם הפונקציות המיועדות לו.

ניתן להבין את המעגל מהתיאור הבא:

מבצע מעגל

החלק הצדדי השמאלי של המעגל מוכר לנו למדי, קבל הקלט יחד עם ארבע הדיודות וקבל המסנן מהווים את החלקים במעגל אספקת חשמל ללא שנאי מתח קבוע משותף ולא אמין.

התפוקה מקטע זה תהיה לא יציבה, נוטה לזרמי נחשול ומסוכנת יחסית להפעלת מעגלים אלקטרוניים רגישים.

החלק של המעגל בצד ימין של הנתיך הופך אותו לעיצוב חדש ומתוחכם לחלוטין.

רשת Crowbar

זו למעשה רשת מוטות, שהוצגה עבור כמה פונקציות מעניינות.

דיודת הזנר יחד עם R1 ו- P1 יוצרים מעין מהדק מתח המחליט באיזו רמת מתח על ה- SCR לירות.

P1 למעשה משתנה את מתח הזנר מאפס לדירוג המקסימלי שלו, כך שכאן יש להניח שהוא אפס עד 24 וולט.

בהתאם להתאמה זו, מתח הירי של ה- SCR נקבע.

אם נניח ש- P1 מגדיר טווח של 12 וולט לשער SCR, ברגע שמפעילים את החשמל, מתח המתח המתוקן מתחיל להתפתח על פני D1 ו- P1.

ברגע שהוא מגיע לציון 12 וולט, ה- SCR מקבל מתח הפעלה מספיק ומתנהל באופן מיידי ומקצר את מסופי הפלט.

קיצור המוצא נוטה להוריד את המתח לעבר אפס, אולם ברגע שירידת המתח עוברת מתחת לסימון הוולט המוגדר, SCR מונע ממתח השער הנדרש והוא חוזר למצב שאינו מוליך .... המצב שוב מאפשר למתח לעלות, ו- SCR חוזר על התהליך ומוודא שהמתח לעולם לא יעלה מעל הסף שנקבע.

הכללת עיצוב המוטות מבטיחה גם תפוקה נטולת נחשולים מכיוון שה- SCR לעולם אינו מאפשר לשום נחשול לעבור ליציאה בכל הנסיבות, ומאפשר גם פעולות זרם גבוהות יחסית.

תרשים מעגל