Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Схема источника питания с стабилизатором тока

Решение задачи охлаждения SMD-компонентовс помощью тепловой перемычки ТПИ

В статье описаны новый чип-компонент и технические решения на его базе, обеспечивающие распределение тепла от теплонагруженных SMD активных и пассивных компонентов печатного узла. Снижение тепловыделения активных и пассивных компонентов на печатной плате при высокой плотности монтажа повышает надежность электронной техники.

Повышение доли электронной техники, использующей технологию поверхностного монтажа, требует снижения мощности компонентов и тепловыделения печатных узлов, а там, где это невозможно в полной мере, – новых подходов в обеспечении тепловых режимов. Охлаждение SMD-компонентов затруднено конструктивно из-за их малых пространственных объёмов.

Теплорассеяние печатного узла в целом возможно увеличить общей принудительной конвекцией (обдувом вентилятором). При этом точечные перегревы компонентов снизить затруднительно. Относительно большие компоненты (например, микросхемы процессоров, памяти и т.п.) охлаждают дополнительными низкопрофильными радиаторами или тепловыми трубками [1]. Подобные решения широко применяют в ноутбуках. Но что делать при точечных перегревах компонентов размерами 0,5…1,0 мм? Необходимо распределить и рассеять тепловые потоки в менее нагруженные зоны печатного узла. Такие решения в самом простом случае реализуемы топологическими методами – достаточно увеличить монтажную площадку, чтобы рассеять лишнюю тепловую энергию. Однако при плотном монтаже площадь для рассеяния мощности ограничена, ужесточается требование электрической изоляции, в том числе от теплоотвода.

Электрическая прочность изоляции важна, в частности, в медицинской, промышленности также необходимо выполнение критерия взрывозащищён-ности при работе с кислородом, горючими газами и легковоспламеняющимися жидкостями, т.е. работа без искро- и дугообразования. Для контроля электрической прочности изоляции оборудования проводят соответствующие испытания [2], и используемые электронные компоненты должны обладать заведомо большей стойкостью.

Для решения обеих проблем одновременно (распределения тепла и обеспечения электрической изоляции) и разработан новый пассивный чип-компонент, передающий тепловой поток и имеющий заданную электрическую прочность изоляции — тепловая перемычка типа ТПИ.

Разработка тепловой перемычки обусловлена требованиями новых технологий сборки и основана на достижениях современного материаловедения. Теплопроводность керамического основания тепловой перемычки λТ сопоставима с теплопроводностью металлов и составляет 170. 200 Вт/(м*К). При этом электрическая прочность материала составляет величину порядка 15 кВ/мм, что и обеспечивает отличную электрическую изоляцию при сохранении передачи теплового потока.


Рис. 1. Принцип функционирования тепловой перемычки

На рисунке 1 схематично показан принцип функционирования тепловой перемычки. Тепловой поток от источника тепла (например, тепловыделяющей микросхемы) через керамическое тело и монтажные контакты тепловой перемычки поступает к приёмнику тепла (например, площадке с металлизированными отверстиями, заполненными припоем, или общей шине). Распределённый таким образом тепловой поток может рассеяться естественной конвекцией и/или перейти в дополнительный теплоотвод.


Рис. 2. Тепловыделяющий компонент без использования тепловой перемычки

На рисунке 2 представлена типовая ситуация с офаниченнымтеплоотводом тепловыделяющего компонента на плате, приводящим к перегреву. Рисунок 3 иллюстрирует ту же ситуацию, но с установленной тепловой перемычкой для распределения тепла от тепловыделяющего компонента. Конечный теплоприемник на рисунке не показан. Тепловой режим компонента в данном случае улучшается.


Рис. 3. Тепловыделяющий компонент с использованием тепловой перемычки

Читайте так же:
Самодельный стабилизатор тока для зарядного устройства


Рис. 4. Использование тепловых перемычек для организации единого теплоотвода с гальванической развязкой

Рисунок 4 иллюстрирует возможность повышения плотности монтажа, когда за счёт высокой электрической прочности (Uпр > 1,5 кВ) и высокого сопротивления изоляции (Rиз > 999 МОм) тепловых перемычек возможно использование единого электропроводного теплоотвода. Кроме того, подобным способом возможно поддерживать в едином температурном режиме активные компоненты, которые должны работать в паре, но не могут при этом быть соединёнными электрически (например, комплементарная пара транзисторов и др.).

Тепловые перемычки, ввиду нормированного переходного теплового сопротивления и электрической изоляции, возможно использовать для термо-статирования режимов компонентов, требующих гальванической развязки с соответствующими датчиками, или иных аналогичных приложений.

Основным функциональным параметром тепловой перемычки является тепловое сопротивление, R1[°С/Вт], в практически требуемых случаях определяемое геометрическими размерами [3]:

где L H, B — длина, высота и ширина тепловой перемычки; λT = 170 Вт/(м·К) — теплопроводность керамики на основе нитрида алюминия.

Характеристики тепловых перемычек типа ТПИ приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1. Характеристики тепловых перемычек типа ТПИ

Таблица 2. Характеристики тепловых перемычек типа ТПИ

Заключение

Литература

1. Дульнев Г. Н. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре: Учебник для вузов по спец. «Конструир. и произв. радиоаппаратуры». — М.: Высш. шк, 1984. -247 с. ил., с. 146-150.
2. ГОСТ IEC 60950-1-2011 Оборудование информационных технологий. Требования безопасности. Часть 1. Общие требования
3. Уонг X. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров / Пер. с англ. // Справочник. — М.: Атомиздат, 1979- -216 с, ил.

Тема: Stereo headphone MONOLAMP DIAMOND

Опции темы
  • Версия для печати
  • Подписаться на эту тему…

Stereo headphone MONOLAMP DIAMOND

Запустил в отладочном режиме схему простого монолампового усилителя.
Схема до безобразия проста. когда появились в наличии трансформаторы для ушного унч стал вопрос что с ними делать вернее какую схему собирать. трансформаторы специально изготовлены для лампы 6э6п-е. Всё упиралось в тип смещения. перебрав все популярные виды вспомнил о проектеZarathustra,вернее о типе смещения. поиск в нете дал только один результат

http://www.audioworld.ru/DIY/Tubes/ampl_01.html
http://audioportal.com/showthread.ph. BD%D0%B8%D1%8F
Уже третий час работает режимы не плывут. На данный момент по звуку лучший режим смещение-1V . напряжение анода -100V.
Интересен режим с постоянным напряжением на сетке для без конденсаторного подключения к источнику с небольшим постоянным напряжением на выходе (до 3 вольт).Это напряжение компенсируется смещением в катоде.
Производитель трансформаторов
http://centris.nethouse.ru/products/7225381

Последний раз редактировалось FEDGEN; 02.09.2014 в 06:50 .

Re: Stereo headphone MONOLAMP DIAMOND

С таким смещением от стандартного источника с выходным напряжением 2-2,5 вольта лампа будет работать с сеточными токами, что не есть гуд, да и 100 вольт на аноде очень мало, посмотрите на ВАХ. Лампа очень хорошая, я пробовал её и в триодном, и в пентодном включении, об эту лампу на Аудиопортале уже давно столько копий сломано. Там есть тема Пред на трех деталях Шалина, указанные режимы, кстати более оптимальны по звуку.

6С17К и 6Э5П совершенно разные лампы, что работает с одно, может не сработать с другой.

Читайте так же:
Ток короткого замыкания стабилизатора

Последний раз редактировалось Aleks16; 01.09.2014 в 09:04 .

Re: Stereo headphone MONOLAMP DIAMOND

Резистор в катоде на до питать от источника тока, а не напряжения

Re: Stereo headphone MONOLAMP DIAMOND

fakel,если не затруднит схемку выложите источника тока. на данный момент идёт отладка.

Re: Stereo headphone MONOLAMP DIAMOND

Банальный ОБ. pnp-транзистор, коллектор к катоду, в эмиттер — резик, между базой и другим концом резика — свтодиод, с базы на землю — резик, чтобы светодиод горел. Точку эмиттерного резика и светодиода — на + низковольтного 5-9В источника питания. Светодиод желательно шунтировать танталом

———- Сообщение добавлено 19:01 ———- Предыдущее сообщение было 19:00 ———-

Вторичку обязательно заземлить, чтобы не получить по ушам 300В

———- Сообщение добавлено 19:04 ———- Предыдущее сообщение было 19:01 ———-

Какова причина в выборе именно такого варианта

———- Сообщение добавлено 19:05 ———- Предыдущее сообщение было 19:04 ———-

Хорошо идут по этой схеме для ушника 6П14П, 6П15П, 6П9 все в триоде

Re: Stereo headphone MONOLAMP DIAMOND

Есть уже готовые подобные схемы, может пригодятся .

Re: Stereo headphone MONOLAMP DIAMOND

Основная цель проекта обойтись без разделительного конденсатора,батарейки и полупроводников в цепи катода. Пока есть фон причину не искал но это в стабилизаторе питания скорей всего. Стаб. придётся переделать. Про звук пока писать не буду это уже когда будет законченная конструкция (по меряем. сравним).Если режим: смещение 1 вольт , анодное 100 вольт будет признан «звучащим» то резистор в катоде можно уменьшить в до 0.5-0.3ом(конструкция это позволяет).В этом резисторе вся фишка данного унч. Да, размеры получаются хорошие но ради звука на что только не пойдёшь.

Re: Stereo headphone MONOLAMP DIAMOND

Имхо смещение -1В очень маленькое, это же не «правая» лампа, от источника с выходом 1,5-2В будет работать с сеточными токами. На какую анодную нагрузку расчитаны трансформаторы?

Re: Stereo headphone MONOLAMP DIAMOND

смещение +1.
Сечение сердечника, см2 — 14.7.
Анодная нагрузка Ra, кОм — 5.
Сопротивление нагрузки Rн, Ом — 32.
Полоса частот по амплитуде при нагрузке 8 Ом на резисторах 3500 Ом / 30 Ом, Гц — 5..78000.
Индуктивность первички (BR2822, 100Гц), Гн – 20.
Индуктивность рассеяния (BR2822, 100Гц), Гн — 0.020.
Первичка, диаметр провода ПЭТВ-2 по меди, мм — 0.224.
Ктр — 11.8.
Зазор, мм — 0.16 прокладки плюс технологический.
Сердечник — импорт. М6 EI96 0.35 мм.
Отбор пары сердечников – не требуется.
Размеры ср. стержня сердечника, мм – 32*46.
Рабочий ток подмагничивания, мА — 40.
Первичка, активное сопротивление (В7-34А), Ом — 220.
Вторичка, диаметр провода ПЭТВ-2 по меди, мм — 0.71.
Вторичка, активное сопротивление (В7-34А), Ом — 2.05.
Изоляция — бумага, картон электротехнический, промазывались послойно.
Емкость первичка/вторичка (BR2822, 10000Гц), пФ — 650..1220.

———- Сообщение добавлено 14:09 ———- Предыдущее сообщение было 14:05 ———-

посмотрев на анодные характеристики 6э6п-е понял что идея будет реализована. Почему то мысль прошла сразу что при смещении +1 звук будет наилучшим, но это выяснится когда усилитель будет полностью построен.

Читайте так же:
Ток стабилизации стабилизатора напряжения

Re: Stereo headphone MONOLAMP DIAMOND

Трансформатор хороший! А вот по режиму лампы непонятно. Какой ток анода получился? И по смещению — получается, что источник имеет некоторую постоянку на выходе, которая, складываясь с +1в на первой сетке, дает необходимое смещение? Только какое? Хочется понять, какая же реальная рабочая точка лампы. У меня есть ВАХи 6Э5П в триоде (а 6Э5П и 6Э6П довольно близкие лампы), если принимать такой режим — смещение +1, анодное 100В, то получается анодный ток почти 90мА, это запредельный режим для неё. Да ещё и заход в сеточные токи.

Кстати. похожее решение у НЭМ было, в ихнем ЦАПе, лампы, кстати, лампы 6Э5П были, говорят, играет супер.

Последний раз редактировалось Konkere; 03.09.2014 в 20:40 . Причина: Ну вообще-то Вы их сами и удалили судя по логам.

Re: Stereo headphone MONOLAMP DIAMOND

то что у меня получилось при смещении +1,ток у одной лампы примерно 40мА у другой 30мА на аноде было 100 вольт. сейчас переделываю стабилизатор. Усилитель имеет регулировку анодного напряжения от 100 до 200 (примерно)и регулировку смещения 0-8 вольт.Регуляторы выведены на переднюю панель для оперативного изменения(интересно поиграться). естественно будет выявлен лучший режим а может два. посмотрим.

Дипломная работа: Разработка системы резервного электропитания

Рис.12.1 Структурная схема устройства

Назначение блоков следующее:

выпрямитель – включает в себя понижающий трансформатор и зарядное устройство для аккумулятора, величина выходного напряжения на выходе блока +29В;

аккумулятор — обеспечивает постоянное напряжение +24В в аварийном режиме, которое затем преобразуется в переменное 220В, а так же является источником напряжения для стабилизатора в аварийном и нормальном режиме;

стабилизатор — обеспечивает постоянное напряжение питания +5В для микросхем устройства, также является источником опорных напряжений для схем компараторов;

инвертор – преобразует постоянное напряжение аккумулятора +24В в переменное 220В частотой 50 Гц в аварийном режиме;

компаратор 1 — выполняет сравнение уровня напряжения с выхода выпрямителя и аккумулятора, в случае, если напряжение на аккумуляторе больше — вырабатывается управляющий сигнал, который соответствует аварийному режиму (напряжение сети меньше допустимого значения);

компаратор 2 – выполняет сравнение уровня напряжения с выхода аккумулятора и фиксированного значения Uоп2, в случае, если напряжение на аккумуляторе меньше — вырабатывается управляющий сигнал, который соответствует режиму разряженного аккумулятора (напряжение аккумулятора меньше допустимого значения);

компаратор 3 – в аварийном режиме выполняет сравнение уровня пониженного напряжения с выхода инвертора и фиксированного значения Uоп3, в случае, если напряжение на выходе инвертора меньше — вырабатывается управляющий сигнал, который соответствует режиму при котором ИБП не обеспечивает заданное значение на выходе источника (напряжение источника меньше допустимого значения);

ключ 1 – обеспечивает коммутацию сети и нагрузки в нормальном режиме;

ключ 2 – обеспечивает коммутацию аккумулятора и нагрузки в аварийном режиме;

Читайте так же:
Регулируемый стабилизатор тока 12 вольт

блок управления – обрабатывает управляющие сигналы с выходов компараторов и в зависимости от состояния компаратора 1 – управляет ключами 1 и 2, переходя в аварийный режим работы и индикатором “Аварийный режим”; состояния компаратора 2 – управляет индикатором “Аккумулятор разряжен”; состояния компаратора 3 – управляет индикатором “Смените источник питания”;

индикация – обеспечивает светодиодную индикацию для трех режимов работы — “Аварийный режим”, “Аккумулятор разряжен”, “Смените источник питания”.

1.3 Разработка принципиальной схемы

1.3.1 Расчет узлов и блоков

Расчет схемы блока выпрямителя:

Выпрямитель включает в себя понижающий трансформатор Тр1 и два диодных моста VD1-VD4, VD5-VD8. Принципиальная схема выпрямителя имеет вид в соответствии с рисунком 1.3.1.1.

Рис. 1.3.1.1 Принципиальная схема выпрямителя и компаратора 1

При наличии напряжения сети выпрямитель обеспечивает оптимальный режим заряда внешней аккумуляторной батареи (АКБ), состоящей из двух последовательно соединенных свинцово-кислотных аккумуляторов с номинальным напряжение 12 В и емкостью 17 А/ч каждый. Полная мощность двух последовательно соединенных аккумуляторов будет составлять 24∙17=408 (В∙А)/ч.

В качестве аккумуляторных батарей применим герметичные необслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторные батареи АКБ -17 производителя Alarm Power, имеющие параметры: 12В/17,0 А/ч, максимальный ток заряда 3 А, 181х76х167 мм, 6,1 кг, -10…+50ºС (оптимально 20ºС), [6]. Заряд АКБ происходит напряжением 27-29 В при максимальном токе заряда 3 А. Исходя из параметров АКБ рассчитываем выпрямитель VD1-VD4, VD5-VD8 и выбираем тип трансформатора.

Расчет мостовой схемы выпрямителя . Согласно справочных данных справедливо соотношение:

где Uобр max – максимальное обратное напряжение диода, В;

Uо – постоянное выпрямленное напряжение, В.

где Iср. пр – средний прямой ток диода, А;

Iо – постоянный выпрямленный ток, А.

Эквивалентная схема двигателя постоянного тока

ВНИМАНИЕ! К работам по монтажу, наладке, ремонту и обслуживанию технологического оборудования допускаются лица, имеющие техническое образование и специальную подготовку (обучение и проверку знаний) по безопасному производству работ в электроустановках с группой не ниже 2 для ремонтного персонала, а также имеющие опыт работ по обслуживанию оборудования, в конструкцию которого вносятся изменения и дополнения, либо производится модернизация. За неисправность оборудования и безопасность работников при неквалифицированном монтаже и обслуживании ООО «КИП‑Сервис» ответственности не несет.

Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока, при изменении во времени магнитного поля. Изменение магнитного поля, в силу закона электромагнитной индукции, приводит к возбуждению в контуре индуктивной электродвижущей силы (ЭДС). Процесс возникновения ЭДС индукции в проводящем контуре при изменении протекающего через контур тока называется самоиндукцией. Направление ЭДС самоиндукции всегда оказывается таким, что при возрастании тока в цепи ЭДС самоиндукции препятствует этому возрастанию, а при убывании тока — препятствует убыванию. Величина ЭДС самоиндукции определяется уравнением:

где:
E — ЭДС самоиндукции
L — индуктивность катушки
dI/dt — изменение тока во времени.

Знак «минус» означает, что ЭДС самоиндукции действует так, что индукционный ток препятствует изменению магнитного потока. Этот факт отражён в правиле Ленца:

Индукционный ток всегда имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток.

Читайте так же:
Конденсатор как стабилизатор тока

Явление самоиндукции можно наблюдать при включении и последующем выключении катушек соленоидов, промежуточных реле, электромагнитных пускателей. При подаче напряжения на катушку создается электромагнитное поле, в следствии чего образуется электродвижущая сила, которая препятствует мгновенному росту тока в катушке. Согласно принципу суперпозиции, основной ток в катушке можно представить в виде суммы токов, один из которых вызван внешним напряжением и сонаправлен с основным током, а второй вызван ЭДС самоиндукции и имеет противоположное направление основному току. Скорость изменения тока через катушку ограничена и определяется индуктивностью катушки. При протекании тока катушка «запасает» энергию в своём магнитном поле. При отключении внешнего источника тока катушка отдает запасенную энергию, стремясь поддержать величину тока в цепи. Это, в свою очередь, вызывает всплеск напряжения обратной полярности на катушке. Данный всплеск может достигать значений во много раз превышающих номинальное напряжение источника питания, что может помешать нормальной работе электронных устройств, вплоть до их разрушения.

Разберем более подробно, почему скачок ЭДС самоиндукции будет иметь обратную полярность. На рисунке 1 изображены две схемы, на которых стрелками обозначено направление движения тока, а так же потенциалы на всех элементах схемы при закрытом и открытом ключе.

Рисунок 1 — Направление тока при закрытом и открытом ключе

При закрытом ключе потенциалы на всех элементах совпадают с потенциалом источника питания (рисунок 1, а). Во время размыкания ключа, из схемы исключается источник питания, и ЭДС самоиндукции стремится поддержать ток в катушке. Для того, что бы сохранить направление тока в катушке, ЭДС меняет свой потенциал на противоположный по знаку источнику питания (рисунок 1, б). Именно поэтому всплеск ЭДС самоиндукции будет иметь обратную полярность.

Более наглядно этот всплеск показан на рисунке 2. На графике изображено напряжение источника питания Uпит, ток возникающий в катушке I, ЭДС самоиндукции.

Рисунок 2 — График изменения тока и напряжения при коммутации

Методы проверки изоляции

Перед подачей напряжения для предотвращения короткого замыкания необходимо проверить изоляцию между токоведущими частями и корпусом электромашины. В трёхфазных электродвигателях обмотки соединены между собой. Для проверки отсутствия замыкания между ними, при наличии возможности следует отключить обмотки друг от друга. Изоляция каждой из них проверяется относительно остальных катушек и корпуса машины. Проверка изоляции производится мегомметром. Для этого вывода к прибору подключаются на положение «мегаомы». Концы прикладываются к выводам и части корпуса, зачищенному от краски.

Информация! Вместо корпуса вывод можно приложить к валу электромашины.

Измерение производится вдвоём — один человек прикладывает вывода прибора к измеряемым элементам, а второй крутит ручку устройства в течение минуты, затем, не прекращая вращения, снимаются показания. При сомнительном результате измерения следует повторить. Провода и обмотки обладают электрической ёмкостью и во время измерения заряжаются от мегомметра, поэтому после завершения испытаний или перед повторной проверкой вывода прибора и измеряемые детали необходимо разрядить закорачиванием.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector