![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
zepeteИх еще называют Генератором Ройера (Royer oscillator). В интернетах по их поводу гуляет много заблуждений. Любое электронное устройство по совокупности свойств без микросхем хуже подобного содержащего микросхем, но зато они позволяют добиться одной-двух выдающихся характеристик. Поэтому такие БП будут делаться, пока экологисты не запретят, так как позволяют сделать блок очень дешево, но ненадежно. Мне именно нужен был вариант надежно, просто, но цена и качество выходного напряжения не важно. Поэтому занялся исследованием автогенераторных БП.
Основные свойства инверторов с насыщающихся сердечником.
1. Есть защита от перегрузки: при перегрузке транзисторы перестают переключаться.
2. На холостом ходу потребляют около половины энергии номинального режима. Можно сделать лучше, но надо прикладывать дополнительные усилия для этого.
3. Тяжело запускаются. Часто в "исправном" блоке работает только один транзистор из двух.
4. К "электронным трансформаторам" для галогеновых ламп мой пост не относится. В них используется инвертор с двумя трансформаторами, в котором насыщается транзистор, а не трансформатор.
5. Подходят для преобразования пониженного напряжения, а не для встления в розетку. Это следствие из пунктов 2 и 4.
6. Во вторичной цепи выпрямитель и фильтр могут быть любыми, инвертор все равно работать будет. Главное не перегружать.
Простейшая схема принципиальная.
Эта схема из И.М. Готлиб, Источники Питания. Инверторы, конверторы, линейные и импульсные стабилизаторы. Москва: Постмаркет, 2002. -544с. Она хороша при напряжении питания близким к 5 Вольтам, то есть от 3 до 12 Вольт. При напряжении ниже 3В она может не запускаться, а при напряжении выше 12В неоправдано высокие потери напряжения на резисторах R1 и R2.
Расчет деталей.
1. К запертому транзистору прикладывается двойное напряжение питания из-за действия автотрансформатора. Поэтому транзисторы надо выбирать на напряжение Vceo в 3 раза выше напряжения питания.
2. R3 и R4 служат для протекания токов утечки транзисторов в обход базы. Вычисляется по формуле: 50mV/Iceo, где 50mV - одна десятая порогового напряжения перехода база-эмиттер, Iceo - обратный ток коллектор-база при оборванном эмиттере.
3. R1 и R2 обеспечивают положительную обратную связь. Номинал рассчитывается по формуле: 0.2*Ucc*Ucc/(Uout*Iout).
4. В трансформаторе я мотаю один виток на Вольт.
В интернетах гуляет такая ее модификация с добавленными разделительными конденсаторами от "муравей". Эта добавка снижает КПД. ИМХО, оптимален вариант из книги. Вообще, во всем модификациях генератора Ройера конденсаторы делают хуже.
Для напряжения питания выше 12 Вольт используют схемы с дополнительной обмоткой обратной связи. Когда с двумя обмотками, то проблем с ними нет. Схема из статьи "Электроизгородь", "Радио" №8, 1973
Она же в книге И.М. Готлиба.
Трансформатор наматывается тем же способом, что и в предыдущем случае, то есть один виток на Водьт. Обмотки обратной связи по 5 витков. R1=25В*Vcc/(V*I), где Vcc - напряжение питания инвертора, V и I - требуемое напряжение и сила тока нагрузки. R2=R1*(Vcc-Vb)/Vb, где Vb - пороговое напряжение транзистора (0.5-0.7 В). Нужен ли конденсатор - незнаю. Подозреваю делает хуже.
Эта схема имеет две обмотки ПОС, чем она меня не устраивает.
Схема с одной обмоткой ПОС.
В этой схеме часто запускается только один транзистор из двух, так как смещение не симметричное, в результате она сильно греется. Поэтому совместил первую схему (перекрестные резисторы) и эту (обмотку ПОС).
Трансформатор наматывается тем же способом, что и в предыдущем случае, то есть один виток на Водьт. Обмотки обратной связи по 5 витков. R3=50В*Vcc/(V*I), где Vcc - напряжение питания инвертора, V и I - требуемое напряжение и сила тока нагрузки. R1=R2=100*Vcc*Vcc/(V*I).
У всех этих схем есть один общий недостаток: большие потери энергии на холостом ходу. Википедия предлагает его исправлять общим дросселем в цепи питания. Интернеты ей поддакивают. По такому принципу.
На самом деле надо добавлять индуктивность в эмиттер каждого транзистора. Варинт интернетов вредный, он только увеличивает потери. Принцип действия индуктора такой: при насыщении трансформатора увеличивается скорость нарастания силы тока, а значит быстро увеличивается напряжение на индукторе в цепи эмиттера открытого транзистора до величины больше ЭДС обмотки обратной связи (5 Вольт). В результате момент времени, когда транзистор запирается наступает раньше, а значит потери меньше. Вариант википедии только мешает запуску и увеличивает потери энергии из-за более пологих фронтов напряжений на базах транзисторов.
Окончательная схема SMPS.
Индуктивности L1 и L2 выбираются в 10 раз меньше индуктивности первичной обмотки, что бы не мешали основному процессу. Добавка их позволила мне сократить потребление тока на холостом ходу в 5 раз.
Основные свойства инверторов с насыщающихся сердечником.
1. Есть защита от перегрузки: при перегрузке транзисторы перестают переключаться.
2. На холостом ходу потребляют около половины энергии номинального режима. Можно сделать лучше, но надо прикладывать дополнительные усилия для этого.
3. Тяжело запускаются. Часто в "исправном" блоке работает только один транзистор из двух.
4. К "электронным трансформаторам" для галогеновых ламп мой пост не относится. В них используется инвертор с двумя трансформаторами, в котором насыщается транзистор, а не трансформатор.
5. Подходят для преобразования пониженного напряжения, а не для встления в розетку. Это следствие из пунктов 2 и 4.
6. Во вторичной цепи выпрямитель и фильтр могут быть любыми, инвертор все равно работать будет. Главное не перегружать.
Простейшая схема принципиальная.
Эта схема из И.М. Готлиб, Источники Питания. Инверторы, конверторы, линейные и импульсные стабилизаторы. Москва: Постмаркет, 2002. -544с. Она хороша при напряжении питания близким к 5 Вольтам, то есть от 3 до 12 Вольт. При напряжении ниже 3В она может не запускаться, а при напряжении выше 12В неоправдано высокие потери напряжения на резисторах R1 и R2.
Расчет деталей.
1. К запертому транзистору прикладывается двойное напряжение питания из-за действия автотрансформатора. Поэтому транзисторы надо выбирать на напряжение Vceo в 3 раза выше напряжения питания.
2. R3 и R4 служат для протекания токов утечки транзисторов в обход базы. Вычисляется по формуле: 50mV/Iceo, где 50mV - одна десятая порогового напряжения перехода база-эмиттер, Iceo - обратный ток коллектор-база при оборванном эмиттере.
3. R1 и R2 обеспечивают положительную обратную связь. Номинал рассчитывается по формуле: 0.2*Ucc*Ucc/(Uout*Iout).
4. В трансформаторе я мотаю один виток на Вольт.
В интернетах гуляет такая ее модификация с добавленными разделительными конденсаторами от "муравей". Эта добавка снижает КПД. ИМХО, оптимален вариант из книги. Вообще, во всем модификациях генератора Ройера конденсаторы делают хуже.
Для напряжения питания выше 12 Вольт используют схемы с дополнительной обмоткой обратной связи. Когда с двумя обмотками, то проблем с ними нет. Схема из статьи "Электроизгородь", "Радио" №8, 1973
Она же в книге И.М. Готлиба.
Трансформатор наматывается тем же способом, что и в предыдущем случае, то есть один виток на Водьт. Обмотки обратной связи по 5 витков. R1=25В*Vcc/(V*I), где Vcc - напряжение питания инвертора, V и I - требуемое напряжение и сила тока нагрузки. R2=R1*(Vcc-Vb)/Vb, где Vb - пороговое напряжение транзистора (0.5-0.7 В). Нужен ли конденсатор - незнаю. Подозреваю делает хуже.
Эта схема имеет две обмотки ПОС, чем она меня не устраивает.
Схема с одной обмоткой ПОС.
В этой схеме часто запускается только один транзистор из двух, так как смещение не симметричное, в результате она сильно греется. Поэтому совместил первую схему (перекрестные резисторы) и эту (обмотку ПОС).
Трансформатор наматывается тем же способом, что и в предыдущем случае, то есть один виток на Водьт. Обмотки обратной связи по 5 витков. R3=50В*Vcc/(V*I), где Vcc - напряжение питания инвертора, V и I - требуемое напряжение и сила тока нагрузки. R1=R2=100*Vcc*Vcc/(V*I).
У всех этих схем есть один общий недостаток: большие потери энергии на холостом ходу. Википедия предлагает его исправлять общим дросселем в цепи питания. Интернеты ей поддакивают. По такому принципу.
На самом деле надо добавлять индуктивность в эмиттер каждого транзистора. Варинт интернетов вредный, он только увеличивает потери. Принцип действия индуктора такой: при насыщении трансформатора увеличивается скорость нарастания силы тока, а значит быстро увеличивается напряжение на индукторе в цепи эмиттера открытого транзистора до величины больше ЭДС обмотки обратной связи (5 Вольт). В результате момент времени, когда транзистор запирается наступает раньше, а значит потери меньше. Вариант википедии только мешает запуску и увеличивает потери энергии из-за более пологих фронтов напряжений на базах транзисторов.
Окончательная схема SMPS.
Индуктивности L1 и L2 выбираются в 10 раз меньше индуктивности первичной обмотки, что бы не мешали основному процессу. Добавка их позволила мне сократить потребление тока на холостом ходу в 5 раз.
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2021-08-14 06:54 pm (UTC)Но почему такой интерес к действительно устаревшей (с тех пор развелось множество несравненно более разумных решений.) концепции насыщаемого сердечника?
no subject
Date: 2021-08-14 09:27 pm (UTC)no subject
Date: 2021-08-15 05:42 am (UTC)А пока что - разве только на старинных (не говорю, что плохих) мощных подстанциях постоянного тока игнитроны эффективно применялись, ибо ЕМНИП целых 70 вольтов падение в открытом состоянии.
Кстати, именно в те стародавние времена и родилась "сверхновая" концепция ZVS - никаким иным образом закрыть игнитроны сии (а впоследствии - тиристоры. Впрочем, игнитроны "демократичнее" - любой хороший сварщик сварит такой хоть на мегаватт мощности, чётам надо - железная бочка и изоляторы.) не представлялось возможным.
А микросхемы и сам не люблю, ну разве что TL494 и MC34063, да и то - не особо. И люблю их исключительно за доступность, ни за что более. Увлечение всё более и более "новыми" ИС полагаю путём в никуда - подавляющее большинство "новых" ШИМ - лишь ремиксы старых добрых TL494 и MC34063, часто даже и неудачные.
Ачё лепите на Ваших преобразователях, или интерес чисто академический?
no subject
Date: 2021-08-15 08:00 am (UTC)no subject
Date: 2021-08-15 09:51 am (UTC)Можно, наверное, было бы ещё пару обмоток намотать, там и мотать немного, да страсть как не люблю этого дела.
Кончилось тем, что пришлось выдумывать свою версию двухтактника со всего-то единственной первичной обмоткой. Печатку тем более лень было громоздить, да и от лукавого всё это. Так и валялась в столе многие годы на проволочках, а может, и до сих пор где-то валяется, ибо и стола того уж нет.
А к чему это я - а к тому, что у меня тут тоже много чего любопытного было сделано безо всяких там печатных плат.
no subject
Date: 2021-12-16 01:35 pm (UTC)no subject
Date: 2021-12-16 10:30 pm (UTC)КПД только на третьем месте, после минимизации числа обмоток. Поэтому такой вариант выбрал.