Из чего состоит импульсный блок питания часть 2

Состояния устройства и алгоритм работы

Устройство может находиться в одном из четырех состояний.

  1. ОТКЛ – оба реле обесточены. Резистор R_CD соединяет выход схемы с землей.
     
  2. ЗАРЯД – подано входное напряжение. Relay_CHRG включается сразу и подключает вывод резистора R_CD (1) ко входу. Вывод резистора R_CD (2) пока подключен к конденсатору C_F. Конденсатор C_F начинает процесс заряда через этот резистор. Relay_CHRG отрабатывает задержку, и за это время конденсатор успевает зарядиться через резистор до некоторого напряжения, при котором переход на прямое подключение (состояние РАБОТА) не вызывает сильного броска тока.
     
  3. РАБОТА – основное состояние. Оба реле под полным напряжением, конденсатор C_F подключен к входному напряжению напрямую, резистор R_CD зашунтирован контактами реле.
     
  4. РАЗРЯД – состоит из двух фаз: Разряд_А и Разряд_Б.
  • Разряд_А – входное напряжение отключено, реле разряда отключается сразу и подключает вывод резистора R_CD (1) к земле.
    Реле заряда находится во включенном состоянии за счет напряжение на конденсаторе C_DELAY. C_DELAY разряжается через обмотку реле заряда и через D2 и обмотку реле разряда, отрабатывается задержка отключения, и по ее окончании вывод резистора R_CD (2) подключается к конденсатору C_F. В процессе разряда обмотки обоих реле соединяются параллельно через диод D2, что заметно ускоряет процесс разряда конденсатора C_DELAY и уменьшает время начала фазы Разряд_Б.
     
  • Разряд_Б – реле заряда отключается и разряжает C_F через резистор R_CD на землю.
    Временные диаграммы напряжений в различных узлах схемы показаны на Рисунке 2.
Рисунок 2. Временные диаграммы напряжений в различных узлах схемы. VIN – входное напряжение,
VOUT – выходное напряжение, V_CHRG – напряжение на обмотке реле заряда,
V_DSCHRG – напряжение на обмотке реле разряда.

Пример расчета компонентов

Вот пример расчета для следующего набора входных и выходных параметров:

Входное напряжение модуля VIN = 400 В постоянного тока.

Выходной ток модуля IOUT = 16 А.

Номинальное рабочее напряжение реле VR = 24 В постоянного тока.

Сопротивление обмотки постоянному току RR = 600 Ом.

Ток через обмотку реле в рабочем режиме

Сначала рассчитываем полное сопротивление делителя на основе тока через реле

В нашем случае это

С учетом сопротивления обмотки 600 Ом получаем сопротивление последовательного резистора, равным 9.4 кОм. Фактически были выбраны резисторы чуть меньшего сопротивления (8.2 кОм), чтобы обеспечить надежный режим работы реле при небольших возможных колебаниях входного напряжения

Очень важно отметить, что резисторы эти при работе нагреваются, и нужно рассчитать и выбрать резисторы с запасом по мощности

Мощность, рассеиваемая на резисторе, составит

Очень рекомендуется выбрать резистор с запасом по мощности. Автор при изготовлении конструкции использовал резисторы мощностью 50 Вт, установленные на шасси.

Выбор резистора R_CD достаточно произволен. Автором выбран резистор сопротивлением 400 Ом и мощностью 20 Вт, чтобы ограничить максимальный зарядный ток на уровне 1 А. Следует отметить, что этот резистор работает в первый момент после включения – в фазе ЗАРЯД, и в самый последний момент при выключении – в фазе РАЗРЯД, и ток, напряжение и мощность на нем быстро падают по мере заряда/разряда выходного конденсатора.

Диод D1 должен иметь прямой максимальный ток, больший, чем максимальный ток, отдаваемый выпрямителем, и обратное напряжение, большее, чем максимальное входное напряжение модуля.

Диод D2 должен иметь рабочий ток выше, чем рабочий ток обмотки реле, а обратное напряжение больше входного напряжения модуля. Любой диод с напряжением 600 В и током в 1 А с успехом подойдет.

Величина конденсатора задержки не рассчитывалась, а подбиралась экспериментально при симуляции схемы в программе Multisim. При указанных величинах напряжений, резисторов и конденсаторов время фазы заряда составляет 0.7 с, время задержки разряда 1.0 с, время разряда примерно 3.0 с.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий