I dag tager vi et skridt et skridt højere i elektronikVi samler nemlig en synkron ensretter. Enheden er ikke ny, men endnu ikke særlig populær.
Forfatteren til dette hjemmelavede produkt er Roman (forfatter af YouTube-kanalen "Open Frime TV").
Som du ved, er output i enhver strømforsyning en ensretterdiode. For nylig er Schottky-dioder vidt brugt, da de har et lavere spændingsfald, og derfor opvarmes de mindre. Men der er stadig opvarmning, og ved høje kræfter er det imponerende.
Hvis du lægger en ultrahurtig diode, er situationen endnu værre, da spændingsfaldet er større, og herfra opstår et af de vigtigste problemer - dette er radiatorer.
På en god måde kan du ikke indstille den høje side og den lave side på en radiator, da der kan opstå en sammenbrud, og høj spænding kommer til udgangen. Så du er nødt til at adskille den varme og kolde side på forskellige radiatorer. Men ikke alle har den rigtige mængde radiatorer til at køle alt. Og ved høje kapaciteter kan man ikke undvære tvungen køling.
Smarte mennesker begyndte at tænke over dette problem og fandt en enkel udvej - at bruge felteffekttransistorer i stedet for dioder.
Deres modstand mod åben kanal er meget lille, og derfor vil strømmen gennem dem producere mindre varme. Ved første øjekast er alt enkelt, men nej. For korrekt drift har transistorer brug for korrekt kontrol. Her arbejdede også smarte mennesker og skabte mikrokredsløb til styring af transistorer i en synkron ensretter.
Vi er bare nødt til at samle kredsløbet og finde ud af, hvordan det fungerer. Selve ordningen er foran dig:
Som du kan se, er der overhovedet intet her. Likretterchippen findes kun i smd-pakken.
Herfra viser det sig, at kontrolordningen ikke vil tage meget plads, og effektiviteten øges markant. Så lad os prøve at finde ud af, hvordan det fungerer. Den første ting, der fanger øjet, er, at midtpunktet vil være et plus, og sidepunkterne vil være et minus.
Det skyldes, at transistorer tænder i den modsatte retning.
Udligeren fungerer på denne måde: for eksempel under den første puls har vi sådanne tegn på viklingerne.
Denne chip overvåger og åbner den nedre transistor.
Strøm strømmer på dette tidspunkt langs dette kredsløb:
Dette efterfølges af en anden impuls.
Nu åbner den øverste transistor og fører strøm til belastningen.
Erfarne elektronikingeniører husker med det samme den interne diode i transistoren, men hvis du ser på spændingsskiltene igen, bliver det klart, hvorfor transistoren er tændt i den modsatte retning.
Mens en transistor er åben, understøttes den anden af en høj spænding, og dioden a priori kan ikke passere strøm.
Men hver handling har konsekvenser, i vores tilfælde manifesteres dette i det faktum, at to spændingsamplituder påføres transistoren. Som du forstår, er det dårligt. Vi lærer mere om dette ved reel beregning.
Nu, hvad angår de resterende elementer i kredsløbet. En zenerdiode er nødvendig for at begrænse strømforsyningen til mikrokredsløbet, da den ikke bør overstige 20V.
Kondensatoren udjævner spændingen på chippen.
Modstanden, der går til jorden, kan vælges i området fra 25 til 150 kOhm, det påvirker hastigheden af åbningen af transistoren. Forfatteren valgte en 30 kOhm modstand, hvilket er nok.
Portmotstanden påvirker også åbningshastigheden, dens rating kan være fra 10 til 30 ohm, du kan udvide grænsen mere, dette er op til dig.
For at teste driften af dette kredsløb måtte jeg tegne et signalet. Dette er et rent synkront ensretterkort. Du kan downloade kredsløb og signet HER.
Det kan indbygges i enhver halvbro-strømforsyning og glemme overophedning af outputdelen. Som du kan se, viste sig signalet at være kompakt. Bredden af strømsporene er lille, men som tidligere nævnt er dette layout.
Når brættet er blevet ætset, lod det. Vanskeligheder kan kun opstå med mikrokredsløbet, men hvis du prøver, så fungerer alt sammen. Som et resultat får vi en sådan smuk enhed:
Lad os nu tale mere detaljeret om beregningen. Da dette er en prøveversion af forfatteren, og han ikke er udstyret med en master-del, vil vi bruge en ekstern transformer fra et eller andet gammelt projekt til at starte det. Hoveddelen her er IR2153. Outputet skal modtage ca. 24V.
Beregningerne af denne blok foran dig:
Vi er interesseret i en sådan parameter som amplitudeværdien af den sekundære spænding, vi har 28V. Og nu multiplicerer vi denne værdi med 2, hvorfor som nævnt ovenfor. Og på den modtagne spænding er vi nødt til at vælge en transistor. Vi går ind i kataloget over transistorer på radiomarkedet og begynder at se på, hvad der er tilgængeligt.
Og her kommer minuserne for den synkrone ensretter op, de vises i forholdet mellem pris, transistor spænding og åben kanal modstand.
Som du kan se, jo højere spænding, desto større er modstanden, og hvis modstanden er lav, så er prisen på denne transistor ret høj. Men så bestemmer alle, om han har brug for en sådan ensretter eller ej.
For optimalt at vælge en transistor, er vi nødt til at forstå, hvor meget strøm den vil sprede. Bedstemor Ohms lov vil hjælpe os med dette.
Vælg transistor i dobbelt amplitude. Pris-mod-resistens-forholdet for kanalen, valget faldt på 75nf75.
Efter beregning af en strøm på 10A opnår vi en effekt på 1,1W. Sammenlign nu den synkrone ensretter med en schottky diode. Med den samme 10A får vi 4W. Resultatet er åbenlyst.
Generelt er betydningen af en sådan ensretter som følger, ved lave spændinger er den flere gange bedre end en diode, men med en stigning i spænding bliver billedet allerede ikke så smukt.
Prisen på komponenter er høj, og effektiviteten er et par procent højere. Lad os se, hvordan enheden fungerer. Vi forbinder det sekundære kredsløb med ledninger direkte til brættet og ser udgangsspændingen, det er ca. 24V, hvilket svarer til det tidligere beregnede.
Dette betyder, at bestyrelsen fungerer normalt. Det anbefales ikke at udføre en opvarmningstest, da føreren er svag. Nu kontrollerer vi kun ydelsen.
For at demonstrere arbejdet kan vi nu stille oscilloskopproben på transistorens port og se, hvordan den åbner.
Som du kan se, er momentumet lidt overvældet. Dette betyder, at skiftetab tilføjes opvarmningen, men de er ikke så betydningsfulde.
Ja, og alligevel, under konstruktionen af denne ensretter, kan du nemt træde på riven. De vises i form af ikke-originale transistorer, hvor modstanden i den åbne kanal er meget mere angivet i databladet. Dette er nu et meget relevant emne.
Nå, dette er tiden til at afslutte. Tak for din opmærksomhed. Vi ses snart!