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数字机无交流供电解决方案详析(上)

2011-12-30 17:49| 发布者: 123456000000| 查看: 24| 评论: 0

摘要: 为了知足室外寻星和移动的领受的需要,并解决一些偏远海岛、边防哨所及沙漠沙漠区、林牧区无交流供电的问题,卫星领受机厂家和一些卫视烧友设计了一些解决法子,年夜体上可归纳为以下三个方案: 1、外置逆变器; 2、 ...

为了知足室外寻星和移动的领受的需要,并解决一些偏远海岛、边防哨所及沙漠沙漠区、林牧区无交流供电的问题,卫星领受机厂家和一些卫视烧友设计了一些解决法子,年夜体上可归纳为以下三个方案:

1、外置逆变器;
2、选择交直流两用卫星数字领受机;
3、给领受机加装直流供电装配;

下面就具体剖析一下这几种方案的电路事理、选用芯片的参数机强人设置装备摆设和 廉价的相关体例。
外置逆变器
逆变器是一种将低压(12或24V)直流电改变为220V交流电的电子设备,凡是,我们将220V交流整流酿成直流电来使用,而逆变器的浸染与此相反,因而得名。因为办公、通信、休闲和娱乐等勾当的“移动性”需求,人们不单需要由电池或电瓶供给的低压直流电,同时更需要在日常情形中不成或缺的220V交流电,而逆变器就可以知足这种需求。

1、制品逆变器
常用的逆变器按输出波形划分,在正弦波、准正弦波和方波逆变器三类,具体机能及用途。

外置逆变器按使用场所分有呈ё儇逆变器和家用逆变器两种。
(1)呈ё儇逆变器
呈ё儇逆变器可以直接插在汽车灯揭捉?器孔上使用,一般采用铝合金整体外壳,兼作内部在功率管的散热片,其外形轻盈、坚贞、美不美观。呈ё儇逆变器不仅合用于在各类车辆上、船舶上使用,也可以在外旅游、宿管、划船或野外功课时使用标识表记标帜本电脑、数码相机、摄像机等电器设备供给应急电源。使用时可携带的小型偏馈天线和卫星数字领受机,经由过程呈ё儇12V供电的看管器,就可以在郊外进行卫视领受。

(2)家用逆变器
家用逆变器年夜都采用PWM节制手艺,所谓的PWM(Pules Width Modulation )即脉宽调制,其功能是检测输出直流电压,与基准电压斗劲,进行放年夜,节制振荡器的脉冲宽度,年夜而节制推挽开关电路,以连结输出电压的不变。家用逆变器功率较年夜,可直接用下地彩电、日光灯、电风扇,仪器仪表等220V小型交流电源设备,有输入反接及过热呵护、蓄电沁低压呵护等功能。

此外还有电脑用的UPS(Uninterruptable Power Supply ,不间断电源),它是一种以逆变器为首要元件、不变稳频输出的计较机电源呵护设备。可以解决市电系统的断电问题,供给姑且供电,使计较机系统和拓馇运行加倍不变平安。UPS电源首要由整流器、蓄电池、逆变器和静态开关这几部门组成。

2、廉价逆变顺
(1)选用逆变组件
廉价逆变器时,一般可选用100W 50Hz 方波制品逆变组件,配一个220V/2×12V 100W不异功率的变压器,工作时变压器一次二次反接,一次输出交流电压,二次接在逆变组件上;所配比变压器,不得不于用电器的总功耗,否则压降年夜。因变压器是倒接,双12V绕组接在逆变组件输出端上,其转变不成小于12V,如小于12V使变压器输出电压升高有可能损坏逆变组件和交流输出端的电器,但变压器的转变可以在13V-14V之间工作,相反交流输出电压也成比例下降。试验中发现,因年夜多卫星领受机的使用电压规模在90-240V摆布,所以只要电压不低于100V,领受机仍能正常工作。

不外市场上也有制品的逆变器主板出售,只要配一个恰当的外壳和电瓶即可工作。

(2)廉价逆变电路
廉价逆变有多种电路,现介绍一种由TL494组成的400W年夜功率稳压逆变器电路。

·TL494的工作事理
TL494是美国德州仪器公司出产的它激式电压驱动型脉冲宽调制器,今朝所有的双端输出驱动芯片中,TL494功能最完美、驱动能力最强。一般在输出功率≥1KW的开关电源、DC/DC变换器、逆变器等电路上有普遍的运用如电脑、显示器上的开关电源年夜都采用TL494节制芯片。虽说TL494是为驱动双极型开关管而设计,但对于采用MOS FET 开关管的电路,可经由过程增设灌流电路来解决。

·由TL494组成的400W年夜功率稳压逆变器电路
电路工作事理剖析
①驱动节制电路
第8、11脚为内部驱动输出三极管集中电极,第12脚为TL494前级供电端,此三端经由过程逆变器的节制开关S节制TL494的工作或遏制。当S1关断时,TL494无输出脉冲,是以开关管VT4-VT6无任何电流。S1接通后,此三脚电压值为蓄电池的正常电压。第9、10脚为内部驱动三极管发射极,输出两路时序分歧的正脉冲。第14脚输出5V基准电压, 使13脚有5V高电平,节制门电路,触发器输出两路驱动脉冲,用于推挽开关电路。

②主变电路
主变电路由VQ1、VQ2、VD3、VD4组成灌电流驱动电路,驱动两路各两只60V/30A的MOS FET 开关管,再经由升压变压器T1耦合输出约235V的交流(方波)电压。如需提高输出功率,每路可采有用3-4只开关管并联应用,电路不变。

③稳压电路
第1、2脚组成稳压取样、误差放年夜系统,正相输入端1脚输入逆变器次级取样绕组整流输出的15V直流电压,经R1、R2分压,使第1脚在逆变器正常工作时有近4.7-5.6V取样电压。反相输入端2脚输入5V基准电压。当输出电压降低时,1脚电压降低,误差放年夜器输出低电平,经由过程PWM电路使输出电压升高。

④过压呵护电路
第15脚外接5V电压,成为误差放年夜器反相输入的基准电压,以和同相输入端16脚组成高电平呵护输入端。当第16脚输入>5V时,可经由过程稳压浸染降低输出电压,或关断驱动脉冲而实现呵护。但在它激逆变器中输出超压的可能性几乎没有,故该电路中第16脚文暌姑,改由电阻R8接地。电路正常工作时,TL494各引脚端的在线电压。

该电路的具体建造体例可以考相关资料。
交直流两用卫星数字领受机
卫星数字领受机普遍采用的开关电源,已经履历了由开初的用分立元件组成的开关电源,到现在跟着集成电路手艺前进而采用新械燎源打点芯片的开关电源的成长,使得设计方案精练而高效。

今朝国内市场上独一的交直流两用领受机是福建二菱电子有限公司出产的二菱EDR-3085卫星数字领受机。它采用SG3524集成节制芯片,只要接上12V电瓶即可使用。

1、SG3524电路事理剖析
(1)SG3524的工作事理
今朝国内外出产的PWM型和PFM(脉频调制)型开关集成节制器已达上百种,其中PWM型集成节制器以SG3524较为风行,它是美国硅通用公司(Silicon General)出产的双端输出式脉宽调制芯片,搜罗了所有无电源变压器开关电源所要求的根基功能,如节制、呵护、取样放年夜等功能,使用便利矫捷,同时在制造上采用常规的平面工艺。SG3524可为脉宽调制式推挽、桥式、单端及串联型SMPS(固定频率开关电源)供给全数节制电路系统的节制单元。由它组成的PWM型开关电源的工作频率可达100KHz,适宜组成100-500W中功率推挽输出式开关电源。

SG3524采用是定额PWM电路,DIP-16型封装。
SG3524的基准源属于常规的串联式线性直流稳压电源,它向集成块内部的斜波发生器、PWM斗劲器、T型触发器等以及经由过程16脚向外均供给+5V的工作电压和基准电压,振荡器先发生0.6V-3.5V的持续不合错误称锯齿波电压Vj,再变换成矩形波电压,送至触发器、或非门,并由③脚输出。振荡器频率由SG3524的⑥脚、⑦脚外接电容器CT和外接电阻器RT抉择,其值为:f=1.15/RTCT。考虑到对CT的充电电流为(1.2-3.6/RT 一般为30μA-2mA),是以RT的取值规模为1.8kΩ-100kΩ,CT为0.001μF-0.1μF,其最高振荡频率为300kHz。

开关电源输出电压经取样后接至误差放年夜器的反相输入端,与同相端的基准电压进行斗劲后,发生误差电压Vr,送至PWM斗劲器的一个输入端,另一个则接锯齿波电压,由此可节制PWM斗劲器输出的脉宽调制旌旗灯号Vb,最后依次经由过程或非门HF1、HF2,功率放年夜管VQ1、VQ2输出,VQ1和VQ2A集电极和发射极都悬空,提高了电路设计的矫捷性。

或非门HF1、HF2各有3个输入端,其特点是只要有一端呈高电平,输出即为低电平。因触发器有二分频浸染,故开关频率为f/2,其每路输出的占空比调节规模为0-45%。建造几十瓦的小功率开关电源时,亦可将VQ1和VQ2A作单端并联输出,此时f′=f,占空比调节规模为0-90%。

限流斗劲器需外接过流检测电阻器Rs,常态下它输出高电平,一旦Rs上的压降跨越200mV,就知道低电平,迫使Vr等于零,关断输出,起到过流呵护浸染。同时可以操作关断电路强行关断输出,当⑩脚输入0.7V的高电日常平常,即何使关断电路内部的晶体管饱和导通,将Vr拉成OV,使PWM遏制工作,接低电平则可正常工作。

(2)用SG3524组成逆变电源
常用的由SG3524组成逆变电源,采用推挽式电路,初级线包中心抽头接蓄电池,两头用开关管节制来进行交替工作,双组线包工作的变压器的体积斗劲小,可提高占空比,增年夜输出功率,以提高转换效率。

电子快乐喜爱者采用SG3524设计的最简单的12V 100W小型逆变器电路图。

其中E型变压器的铁芯取28mm(芯)×30mm(厚),初级线包采用Φ=1.45mm的漆包线,两根并绕2×24匝,头尾相连。次级线包采用Φ=0.48mm的漆包线,550、600匝各抽出一根头,作为低、高档输出电压选择。

2、二菱EDR-3085卫星数字领受机开关电源电路事理 电路工作事理剖析
(1)电源输入电路
在该开关电路中,220V交流市电经电源工频变压器B和整流滤波电路VD502-VD505,经由过程直流熔丝F502和直流电源开关K送到主变电路中, 因为采用了电源工频变压器,使得对很宽频率规模内的对称或非对儿性干扰有很好的滤波按捺浸染,是以省略了抗干扰电路。

12-24V直流电源也经由过程F502和K送到主变电路中,不外在此间串接了一个整流二极管D501,它在这里起两个浸染:①因为二极管具有的单向导电性,可防止外接直流电源极性接反。②将交流市电和直流电源的输入隔离,因为二极管的箝位,可防止两种输入同时工作。

(2)主变电路
管脚⑥和管脚⑦对地分袂接有R502(4.7 kΩ)和C2(0.047μF),由式(2)可计较出颇振荡频率约为5kHz。+5V输出电压经取样电阻器R501(5.6KΩ)、R502(5.1KΩ)分压后获得+2.5V的取样电压,送至误差放年夜器反相输入端;+5V基准电压由采样电阻器R503(5.1KΩ)、R504(5.1KΩ)分压成+2.5V电压,接同相输入端。当输出电压上升时,U1(SG3524)内部误差电压Vr将上升,VB的脉冲宽度将蹦窄,经输出电路迫使Vo下降,年夜而达到稳压目的。

出于对现实使用功率及成本的考虑,该电路只采用一个场效应管进行功率敦促,其中R507(1kΩ)是内部VTB的负载电阻器,依次经由过程或非门、场效应单管(VD501)功率放年夜和高频变压器(T501)输出高频交流电,过流检测电阻器R7(0.1Ω)经管脚④、管脚⑤惹人过流呵护电路,其巨细抉择着输出电流的极限值。C505(100pF)、R506(20kΩ)是误差放年夜器的频率抵偿元件,用作内部误差放年夜器的相位抵偿,否则会有自激发生。

(3)直流输出电路
直流输出电路和一般的卫星数字领受机事理不异,由D506组成的一路+5V电源一方面向音频D/A转换器、调谐器等供电,另一方面经由过程低压差(LDO)三端稳压集成块(IC502)2910CT-3.3V)输出的+3.3V电源向解改暌姑器、解码顺、解调器等供电;由D508组成的一路+30V电源向调谐器中的AGC电路供电;由D509组成的一路+21V电源经由主板电路的二次稳压后,向LNB供给13/18V极化切换电压;由VD510和三端稳压集成块(IC503)组成的一路+12V电源向音频放年夜电路、DiSEqC1.2极轴座等设备供电。


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