Danas smo napravili korak korak više elektronikanaime, sastavit ćemo sinkroni ispravljač. Uređaj nije nov, ali još nije baš popularan.
Autor ovog domaćeg proizvoda je Roman (autor YouTube kanala "Open Frime TV").
Kao što znate, u svakom napajanju izlaz je ispravljačka dioda. U posljednje vrijeme Schottky diode se široko koriste jer imaju manji pad napona i, stoga, zagrijavaju manje. Ali još uvijek postoji grijanje, a pri velikim snagama je impresivno.
Ako stavite ultrabrzu diodu, onda je situacija još gora, jer je pad napona veći, a odavde nastaje jedan od najvažnijih problema - to su radijatori.
Na dobar način ne možete postaviti visoku i nisku stranu na jednom radijatoru, jer može doći do kvara i doći će do visokog napona. Stoga trebate razdvojiti toplu i hladnu stranu na različitim radijatorima. Ali nemaju svi pravu količinu radijatora za hlađenje svega. A kod visokih kapaciteta ne može se bez prisilnog hlađenja.
Pametni ljudi počeli su razmišljati o ovom problemu i pronašli su jednostavan izlaz - koristiti tranzistore s efektom polja umjesto dioda.
Otpor njihovog otvorenog kanala je vrlo mali i, prema tome, struja koja teče kroz njih proizvest će manje topline. Na prvi pogled sve je jednostavno, ali ne. Za ispravan rad, tranzistori trebaju ispravnu kontrolu. Ovdje su pametni ljudi također radili i stvarali mikrovezu za kontrolu tranzistora u sinkronom ispravljaču.
Moramo samo sastaviti sklop i shvatiti kako to funkcionira. Pred vama je sama shema:
Kao što vidite, ovdje nema ništa. Čip ispravljača nalazi se samo u paketu smd.
Iz toga proizlazi da upravljačka shema neće zauzeti puno prostora, a učinkovitost će se značajno povećati. Dakle, pokušajmo shvatiti kako to funkcionira. Prvo što vam plijeni oko je da će srednja točka biti plus, a bočne točke minus.
To je zato što se tranzistori uključuju u suprotnom smjeru.
Ispravljač djeluje na ovaj način: na primjer, tijekom prvog pulsa imamo takve znakove na namotima.
Ovaj čip nadgleda i otvara donji tranzistor.
Struja u ovom trenutku teče duž ovog kruga:
Nakon toga slijedi drugi impuls.
Sada se gornji tranzistor otvara i prenosi struju do opterećenja.
Iskusni inženjeri elektronike odmah će se sjetiti unutarnje diode u tranzistoru, ali ako ponovno pogledate znakove napona, postaje jasno zašto je tranzistor uključen u suprotnom smjeru.
Dok je jedan tranzistor otvoren, drugi je podržan visokim naponom i dioda a priori ne može prolaziti struju.
Ali svaka akcija ima posljedice, u našem se slučaju to očituje u činjenici da se na tranzistor primjenjuju dvije amplitude napona. Kao što razumijete, to je loše. O tome više saznajemo u stvarnom proračunu.
Sada, što se tiče preostalih elemenata kruga. Zener dioda je potrebna za ograničavanje napajanja mikrostrukog sklopa, jer ne bi trebala biti veća od 20V.
Kondenzator zaglađuje napon napajanja čipa.
Otpor koji ide prema zemlji može se odabrati u rasponu od 25 do 150 kOhm, utječe na brzinu otvaranja tranzistora. Autor je odabrao otpornik od 30 kOhm, što je dovoljno.
Također, otpornik vrata utječe na brzinu otvaranja, njegova ocjena može biti od 10 do 30 Ohma, više možete proširiti granicu, to je na vama.
Da bih testirao operabilnost ovog kruga, morao sam nacrtati potpis. Ovo je čista sinkronska ispravljačka ploča. Možete preuzeti krug i signet OVDJE.
Može se ugraditi u bilo koje naponsko napajanje i zaboraviti na pregrijavanje izlaznog dijela. Kao što vidite, signalni pečat pokazao se kompaktan. Širina napajanja je mala, ali kao što je spomenuto ranije, ovo je izgled.
Kad je ploča urezana, lepite je. Poteškoće se mogu pojaviti samo s mikrokontrolerom, ali ako pokušate, sve će uspjeti. Kao rezultat, dobivamo ovako lijep uređaj:
Sada razgovarajmo detaljnije o izračunu. Budući da je ovo probna verzija autora, a on nije opremljen glavnim dijelom, upotrijebit ćemo vanjski transformator iz nekog starog projekta za njegovo pokretanje. Glavni dio ovdje je IR2153. Izlaz bi trebao primiti oko 24V.
Izračuni ovog bloka pred vama:
Zanima nas takav parametar kao što je vrijednost amplitude sekundarnog napona, imamo 28V. I sada ovu vrijednost množimo s 2, zašto, kao što je već spomenuto. A na primljenom naponu trebamo odabrati tranzistor. Ulazimo u katalog tranzistora radio tržišta i počinjemo gledati što je na raspolaganju.
I ovdje se pojavljuju minusi sinkronog ispravljača, pojavljuju se u omjeru cijene, napona tranzistora i otvora otvorenog kanala.
Kao što vidite, veći je napon, veći je otpor, a ako je otpor nizak, onda je cijena ovog tranzistora prilično visoka. Ali tada će svatko odlučiti treba li mu takav ispravljač ili ne.
Da bismo optimalno odabrali tranzistor, trebamo shvatiti koliku će snagu rasipati. Bakin Ohmov zakon pomoći će nam u tome.
Odaberite tranzistor dvostruke amplitude. Omjer cijene i otpora kanala, izbor je pao na 75nf75.
Nakon izračuna za struju od 10 A, dobivamo izlaznu snagu od 1,1 W. Sada usporedite sinkroni ispravljač sa šoktidnom diodom. S istim 10A dobivamo 4W. Rezultat je očit.
Općenito, značenje takvog ispravljača je sljedeće, pri niskim naponima nekoliko je puta bolje od diode, ali s porastom napona slika već postaje ne tako lijepa.
Cijena komponenti je visoka, a učinkovitost je par posto veća. Pogledajmo kako uređaj radi. Spojni sekundarni krug žicama povezujemo izravno na ploču i gledamo izlazni napon, iznosi oko 24 V, što odgovara prethodno izračunatoj.
To znači da ploča radi normalno. Nije preporučljivo provoditi test grijanja jer je vozač slab. Sada samo provjeravamo izvedbu.
Sada, da pokažemo djelo, možemo postaviti sondu osciloskopa na kapiju tranzistora i vidjeti kako se otvara.
Kao što vidite, zamah je pomalo preplavljen. To znači da će se grijanju dodati grijani gubici, ali oni nisu toliko značajni.
Da, i ipak, tijekom izrade ovog ispravljača, lako možete zakoračiti na grablje. Pojavljuju se u obliku neoriginalnih tranzistora, u kojima je otpor otvorenog kanala znatno izraženiji u podatkovnom listu. Ovo je sada vrlo relevantna tema.
Pa, ovo je vrijeme za kraj. Hvala na pažnji. Vidimo se uskoro!