Комментарии 50
залезу со своим "шкурным" вопросом - можно ли заменить резистор R1 на плавкий предохранитель? Сейчас китайцы активно применяют в этом месте resistor fusible (резисторы легкоплавкие), но такие в моем городе можно найти только под заказ, а плавких предохранителей - валом.
Кетайцы(sic!) в своём познании настолько преисполнились, что ставят вместо предохранителя печатную дорожку в виде предохранителя. Вам посоветую поставить не вместо резистора предохранитель, а вместе с резистором. Резистор обязательно надо ставить проволочный, графитные горят. Я ставил 10 Ом в 20Ватт светильники. (Отремонтировал не одну сотню китайских БП для светильников. Пакетами менял графитные резисторы на проволочные)
спасибо за ответ, но не понимаю для чего резистор в этой цепи ... почему не просто плавкий предохранитель?
Ограничить ток заряда конденсатора до уровня:
- безопасного для диодов;
- безопасного для самого конденсатора;
- не вызывающего перегорание передохранителя с замедленной характеристикой.
Резистор для ограничения тока зарядки конденсатора, это написано в статье. Просто предохранитель не выдержит в какой-то момент и сгорит. Да и коммутирующие контакты сильно страдают от огромных зарядным токов, электролит разряженный в момент включения являет из себя короткое замыкание (почти)
да, плохой блок питания искрит при подключении.
Но статья вредная, хотя я и не читал. Я слишком серьезно воспринимал книжки преподавателей в ВУЗах и журнал Радио. Оказалось, что это все протухло лет 50 назад. И попытки применить подобное в профессиональной деятельности обречено на провал.
Для начала в схеме нет дросселя по входу. Вся проводка в доме будет свистеть. Самый дешманский китай ставит хотя бы катушку.
Биполярный транзистор? Прогрессивное человечество переходит на нитрид галлия. Ну хотя бы полевик, хотя без копеечной микросхемы все это несеръезно. Как будет охлаждаться ваш компонент, что будет в широком температурном диапазоне.
К сожалению, в молодости, никто мне про это не рассказал и я потерял время на подобном нерелевантном радиолюбительстве.
Правильный ответ: SPICE-моделирование и осциллограф с дифференциальным входом. Желателен тепловизор и климокамера.
Действительно серьезные вопросы по построению БП - как впихнуть в малый корпус (КПД и охлаждение), эмиссия при необходимости сертификации. Чтобы дешево. Расширенный температурный диапазон.
ограничение зарядного тока конденсатора
Спасибо, статья написано неплохо. Один лишь вопрос: где в современном мире надо применять на индуктивную нагрузку в БП именно биполярник?
Как минимум там, где есть много бесплатных биполярников, ну и в обучающих целях.
Например в источниках питания люминесцентных ламп.
Я так понимаю, что в статье идёт речь о "принципе работы обратноходового (fly-back) преобразователя". Применить в качестве ключа можно то, что есть. Например - в корректоре коэффициента мощности современных блоков питания ATX - биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT).
Это хорошая статья для любителя. Схема любительская и показывают как ее надо читать, понимать. Любитель это не только сбилдил Ардуино с гита, кто то сам с нуля любит и посчитать и шишки побить. И такой инфы недостаток.
А статей тип 10 советов при конструировании тип - сотни и все под копирку
Константин, добрый день
Для начала спасибо Вам за развёрнутый комментарий
Но к сожалению, сказать, что я с ним согласен на 100% не могу
Данная публикация является флагманом в линейке статей, посвященных тотальному, всеобъемлющему анализу абсолютно всех процессов, казалось бы такой мизерной, простейшей схемы и без такого, как Вы выразились, "Суконного, формального" языка, к сожалению, никуда
К тому же, повторюсь, я толком не знал и пока еще не знаю границы дозволенной лексики/речевых оборотов на этом ресурсе, поэтому прошу простить сухость лекционного материала. В дальнейшем постараюсь его (материал) расшевелить
ПРЕКРАСНО понимаю вашу мысль о недостатке так же всеобъемлющих, но простых гайдов
Однако, сейчас от курса отклоняться я не могу. Моя первостепенная задача объяснить процессы, обосновывая мою точку зрения лишь на чётких зависимостях. Когда этот этап будет пройден, и для моих предполагаемых читателей и для меня будет постепенно открываться мир практики и реальных советов. А пока всё что придумал для упрощения - это поверхностный анализ общей работы схемы, и текстовые вставки при разборе каждого из этапов работы транзистора на индуктивную нагрузку
В схеме ошибки. В цепи ограничения тока ключа (левый вывод R4 надо на верхний R5). В цепи ООС по выходному напряжению на "горячей" стороне (всё не так, чуть позже начерчу).
Спасибо за Ваш комментарий
Вы правы, по опрометчивости забыл поставить точку узла соединения R4-R5, непременно исправлю!
Суть утверждения в третьем предложении, признаюсь, не очень понял. Было бы интересно ознакомиться с Вашей точкой зрения
Думаю, так - лучше.
Полностью согласен, что не хватало узла
По поводу подключения коллектора фототранзистора к базе VT1 - по моему субъективному мнению, не лучшее решение. Да, с одной стороны при активации ОР11 откроется фототранзистор и база VT1, хотя и на короткий промежуток времени, будет шунтирована через ёмкость и малое сопротивление R5 на корпус. НО. Предлагаю к Вашему обозрению обратную философию. Если рассмотреть первоначальную схему, мы получим эффект аккумуляции энергии электрического поля на обкладках конденсатора С3 во время наличия магнитного поля у катушки Т1-2. И за несколько циклов С3 будет заряжен до максимально возможного значения напряжения. Разрядиться он не сможет из-за, с одной стороны, закрытого VD5, с другой - коллектора ОР12. И в момент превышения порогового значения напряжения на выходе схемы, через ОР11 вся мощь конденсатора С3 окажется у эмиттера VT1 (что повысит потенциал эмиттера относительно базы и транзистор закроется) и у базы VT2, что в свою очередь притянет базу VT1 на корпус и приведет к закрытию последнего
Если я не правильно истолковал Вашу мысль - прошу меня вразумить
Обратите внимание на полярность D5. И на тот факт, что регулировка выходного напряжения происходит не в каждом цикле вкл-выкл VT1, а интегрально по нескольким [десяткам даже] периодам (C5 и, возможно, конденсатор параллельно OP1.1 или с катода на управляющий электрод TL431, применённого вместо VD8).
Т.е. оптрон работает в линейном режиме и подаёт на базу VT1 некое запирающее напряжение с C3, зависящее от нагрузки на выходе.
Разрешите вопрос задать, как схемотехник-схемотехнику. Столкнулся с интересным поведением биполярного (и также IGBT) транзистора. Нужно было коммутировать резистивную нагрузку, ток небольшой, но высокое напряжение - 600-800 В. Так вот, после открытия биполярный транзистор было невозможно закрыть. Ни снятием тока базы, ни закорачиванием перехода Б-Э, ни даже подачей небольшого отрицательного напряжения на Б-Э. Транзистор при этом находился в неком линейном режиме, рассеивая большую мощность и быстро разогреваясь. При этом, транзистор не дох, после снятия напряжения он закрывался. За область безопасной работы я если и выходил, то кратковременно, намного менее того что транзистор мог терпеть. Пробовал разные транзисторы, отечественные и импортные - ведут себя одинаково. Почему так происходит и как это побороть я так и не выяснил, хотя достаточно долго гуглил. Поставил в схему чистый полевик - с ним все работает четко и без проблем.
Тип подопытного и какое напряжение устанавливалось на коллекторе в аномальном режиме?
Любой высоковольтный npn из строчных разверток ТВ. Например кт838а. Напряжение точно не помню, но порядка 10-20 В.
Вы, наверно такой же древний, как кт838? Такой и в симулятор то и не вставить)
Я же написал: любой высоковольтный из разверток тв. Берите любой и вставляйте в вашу симуляцию. Я их несколько разных перепробовал, все ведут себя одинаково.
С таким сталкивался при использовании полевиков при рабочем токе сток-исток на три порядка ниже максимального тока транзистора. Транзистор очень долго закрывался при разряде затвора. Предполагаю что в вашем случае что-то подобное с биполярными транзисторами. Сейчас до симулятора далеко, попробуйте поставить транзистор на малый ток, или увеличить рабочий ток
ток небольшой, но высокое напряжение - 600-800 В
Ответ в этом. У биполярных транзисторов всегда есть ток утечки (I_ут), и ток утечки зависит от температуры экспоненциально. Во время переходных процессов транзистор нагревается, ток утечки увеличивается, и падение напряжения на транзисторе в закрытом состоянии (U_зап) становится меньше. Вскоре ток утечки увеличивается достаточно, чтобы в закрытом состоянии разогревать транзистор (т.е. мощность I_ут * U_зап больше Отводимой от кристалла тепловой мощности P_расс). В обычных схемах за время порядка миллисекунд это приводит к перегреву и выходу транзистора из строя. В Вашей схеме выручает высокое сопротивление нагрузки, и транзистор переходит в некий установившийся режим. Выход из ситуации зависит от соотношения частоты коммутации и быстродействия транзистора. Поскольку нагрев транзистора в рабочем режиме происходит в основном во время коммутационных процессов, необходимо оценить качество фронтов отпирающих импульсов (т.е. качество схемы управления). Кроме того, может помочь небольшая индуктивная нагрузка в паре с обратным диодом. В общем, как всегда - дьявол скрывается в мелочах :=)
Спасибо за ответ, но он немного не про то. Я, наверное, не очень понятно описал суть процесса. В закрытом состоянии с транзистором все ок. Обратный ток коллектора для кт838, например, не более 1мА, для современных транзисторов - еще на порядки меньше, что дает рассеиваемую мощность при 800 В не более 1 Вт, что для мощного транзистора - очень мало. В открытом состоянии с транзистором также все ок - напряжение насыщение вкупе с рабочим током не дает большой рассеиваемой мощности. Рабочий ток порядка 1 А, сопротивление нагрузки порядка килоома, то есть не настолько высокое. Транзистор включается на 0,5 - 1с раз в несколько минут.
Проблема возникает при закрытии транзистора, он остается в приоткрытом состоянии вне зависимости от напряжения на базе. Поэтому качество схемы управления никак не может влиять на этот процесс.
Все же, как мне кажется, имеет место мягкий обратимый пробой транзистора. Вопрос в том, как его избежать.
Какой у вас коэффициент насыщения транзистора и как долго держится такой режим полуоткрытого транзистора?
Посмотрите осциллографом напряжение на коллекторе. Или хотя бы на шунте, включённом последовательно с нагрузкой. Очень похоже на возбуждение.
del
Не нашёл на схеме узлов "а" и "b". Хорошо бы отдельные картинки со стрелками протекания тока, потому что схема в одном месте статьи, а текст совсем в другом (далеко).
В перечне сокращений нет ИБП и ПИБП. Плюс его неплохо бы по алфавиту упорядочить.
Перед "первым допущением" ток через R1, VD1, C1 и VD4?
спасибо, прекрасная статья, особенно если будет цикл.
может проще будет донести до молодых то что сам методом тыка с формулировок в учебниках доходил уже гораздо позже выпуска!
С практической точки зрения переходный процесс циклического заряда и
разряда конденсатора С данной цепи не представляет интереса,
Представляет. Пик напряжения выброса на коллекторе всегда интересен.
Организация отрицательной обратной связи (ООС) усилительного каскада по напряжению через ёмкость Скб
Данный процесс не несёт практического интереса
Несёт, потому что при зарытии транзистора резко увеличивается напряжение на коллекторе и оно через делитель Скб и Cбэ поступает на базу.
При открытии транзистора Cкб также работает в паре с Сбэ, т.к. его тоже надо перезарядить.
Спасибо Вам за этот комментарий, однако, не могу сказать, что согласен с ним на сто процентов
По поводу первого цитирования. Вы не правильно поняли хронологию рассказа."Закрытие коллектора по экспоненциальному закону" оговаривается, что, как раз таки, пик напряжения, падающего в основном на сопротивлении коллектора, имеет колоссально значимый приоритет. Ведь из всего процесса работы схемы, этот момент самый опасный. Обязательно внесу коррективы и добавления в уточнение степени значимости момента пробоя коллектора. Фраза "не представляет интереса" - была написана о кривых изменения напряжения и тока при переходном процессе, происходящем уже после выделения пикового напряжения.
По поводу второго Вашего цитирования. Согласен, гипотеза о делении напряжения при повышении напряжения коллектора не была в должной мере описана. Обязательно исправлю. Однако, себе в оправдание могу привести лишь факт того, что в исходной схеме база VT1 шунтируется на корпус через VT2 в момент открытия последнего. Поэтому мною не была учтена девиация напряжения базы VT1, о которой, весьма справедливо, сказали Вы
Обязательно пересмотрю содержание и очередность изложения этих тонких моментов
Вот при рассмотрении начальных условий перед разрядом C1 не соглашусь с п.2 -- Автор рассматривает только обмотку Т1-2 (да, согласен --там кратковременно "обрыв цепи"), но параллельно ей есть цепочка VD5-C3, которая с превеликим удовольствием пропускает через себя ток ( С3 в КЗ) и открывает транзистор VT2.
Да, вы правы. Стоило осмотрительнее отнестись к току заряда С3. Об этом действительно стоило хотя бы упомянуть. Однако, изначально расчёт делался из размышлений о том, что энергия проходящая через достаточно длинный путь, состоящий помимо прочего из ряда сопротивлений, попросту не осилит открытие VT2 в должной мере. И ток, проходящий только через R2 окажет явно больший эффект на работу схемы, закрыв VT2
Если я не прав, прошу меня поправить
Статья претендует на максимально формальный, академический стиль. Так что позволю и я себе немного подушнить ;) в качестве обратной связи по ней. Всю статью, вероятно, разобрать в таком стиле не будет сил, но, надеюсь, по аналогии дальше автор сможет сам провести повторную вычитку. В случае заинтересованности в повышении её корректности ;) Однако, в любом случае, большое спасибо за статью, даже в существующем варианте! Полезно для изучения схемотехники.
В книгах со времен рассвета полупроводниковой импульсной силовой схемотехники отечественного (СССР) и зарубежного производства, авторы зачатую прибегают к рассказу принципов работы того или иного устройства основываясь лишь на базовых схемотехнических постулатах...
"основываясь лишь на базовых..." - "прибегают, основываясь" - начало деепричастного оборота, выделяется запятой.
Данная статья является попыткой автора систематически собрать воедино многие фрагменты знаний электроники и электротехники, с целью...
"Систематически" говорит о повторяемости действия, "собрать" - о завершённости. Путает, так как, если действие повторяемое, оно, скорее всего, ещё не завершено. Да, и зачем здесь запятая?
" В далее излагаемом материале" - лишний пробел в начале.
На схеме, помимо уже упомянутой другими комментаторами точки соединения R4-R5, не хватает точек у обмоток трансформатора, обозначающих их начала. Можно догадаться по логике, но это затрудняет разбор работы.
"При заряде конденсатора С1 в контуре: клемма источника переменного напряжения, резистор R1, диод VD1, ESR C" - что такое ESR? Термин не описан ни здесь, ни в конце. Лучше, как минимум, давать расшифровку терминов по мере ввода их в текст статьи.
"однако, в данном контуре в начальный момент ЭДС самоиндукции катушки Т1-2 по закону коммутации численно равно напряжению источника питания" - параллельно этой катушке стоит диод VD5 и конденсатор C3, последний - разряжен. Исходя из этого, напряжение на выводах катушки будет не больше напряжения падения на переходе диода. Током в этом контуре пренебрегать нельзя или нужно вводить какое-то ещё допущение.
"Но так как в первоначальный момент времени б-э переход транзистора представляет собой незаряженную ёмкость Cбэ, и его сопротивлением можно пренебречь." - союз "и" - лишний с учётом наличия вводной части "так как". Нужно убрать либо её, либо "и". Сейчас же выглядит как: "но так как ААА, и БББ".
"Это наводит в сердечнике трансформатора переменное магнитное поле, которое в свою очередь пронизывает вторичную, согласно включенную (относительно первичной Т1-1) логическую обмотку трансформатора Т1-2 и в ней" - перед "и" запятая - причастный оборот к слову "обмотку".
"Это наводит в сердечнике трансформатора переменное магнитное поле, которое в свою очередь пронизывает вторичную, согласно включенную (относительно первичной Т1-1) логическую обмотку трансформатора Т1-2 и в ней по закону Фарадея наводится ЭДС." - с учётом (6) сложно понять, как будет комбинироваться самоиндукция этой катушки и наведённая от T1-1 индукция. Конденсатор C3 итак бы заряжался по цепочке R2-C2-R3-VD5-R5, даже при отсутствии транзистора VT1, и в устоявшемся состоянии C2-C3 образовали бы ёмкостной делитель. Здесь же происходит сложный процесс, зависящий от количественных значений соответствующих элементов. "В сумме с постоянным током смещения R2, наводимый ток обмотки Т1-2 уводит режим работы транзистора в область насыщения." - про какой транзистор идёт речь? Мы говорим о транзисторе VT1? И к току R2-VT1(бэ)-R5 добавляется ток от C2-R3-T1_2? Хм, мне весьма сложно представить процесс комбинации токов этих двух путей без дополнительной информации о скорости процессов и относительных величинах элементов.
Дальнейший анализ, лично у меня в голове, обрастает чрезмерно большим количеством домыслов. Оценок реальных активно-реактивных параметров интересующих цепочек провести нельзя, так как номиналов элементов нет. Вынужден закончить чтение на этом месте.
Спасибо за статью.
Конденсатор С, ёмкость L и сопротивление RL вместе составляют последовательный колебательный контур.
Имеется ввиду ёмкость, индуктивность и сопротивление. В заблуждение не ввело, но глаз зацепляется.
В момент подачи положительного импульса на базу транзистора начинает заряжаться входная ёмкость каскада Сбэ по экспоненциальному закону. Вместе с этим так же по экспоненте изменяется сопротивление коллектор-эмиттер, так как в коллекторной цепи стоит (предположительно) только индуктивная нагрузка в первоначальный момент ее ток мгновенно измениться не может и при полном заряде Сбэ (т.е. при максимально возможном токе базы при заданном сопротивление базы Rб) ЭДС катушки стремится к напряжению источника питания. Таким образом, за счет двух противодействующих источников: Е1 и εL (приблизительно равных по номиналу ЭДС) - потенциал коллектора транзистора оказывается нулевым.
Можно проще сказать ) Когда транзистор был закрыт, ток через катушку был равен 0 и напряжение на коллекторе равно напряжению источника. Когда транзистор открылся - ток через катушку не может мгновенно измениться, то есть в первый момент времени сопротивление катушки равно бесконечности и напряжение на коллекторе "мгновенно" стало равным 0 (ну с оговорками насчет этих емкостей Сбэ, кэ, кб)
По мне так проще оперировать током через катушку, чем ее (противо) ЭДС.
Почему так-то? Транзистор закрывается, почему напряжение на коллекторе в минус уходит, а потом в ноль? А если частоту генератора уменьшить, оно что, так в нуле и будет?
Транзистор закрывается, катушка гонит ток, который на увеличивающемся сопротивлении к-э будет создавать положительный выброс напряжения. ( ну вот в начале он есть) Потом ток катушки быстро спадает и напряжение на коллекторе будет стремиться к напряжению источника, как и было до коммутации, пока транзистор был закрыт.
Практическое применение нынче? Релюшку включить микроконтроллером! Дешевле биполяров управляемых ключей не найдёте.
Индуктивная нагрузка биполярного транзистора