دستگاه هایی با راندمان مدار بسیار بالا. مبدل های شبه تشدید با راندمان بالا. Rostec در حال "حصارکشی" و تجاوز به افتخارات سامسونگ و جنرال الکتریک است

صنعت خودروسازی مدرن به سطحی از توسعه رسیده است که در آن، بدون اساسی است تحقیقات علمیدستیابی به پیشرفت های اساسی در طراحی موتورهای سنتی تقریبا غیرممکن است احتراق داخلی. این وضعیت طراحان را مجبور به توجه می کند طرح های جایگزین نیروگاه. برخی از مراکز مهندسی تلاش خود را بر ایجاد و انطباق با تولید سریال هیبریدی و مدل های برقی، خودروسازان دیگر در حال سرمایه گذاری در توسعه موتورهایی با استفاده از سوخت از منابع تجدید پذیر هستند (به عنوان مثال، بیودیزل با استفاده از روغن کلزا). پروژه های پیشرانه دیگری نیز وجود دارند که می توانند در نهایت به سیستم پیشرانه استاندارد جدید برای وسایل نقلیه تبدیل شوند.

از جمله منابع احتمالی انرژی مکانیکیبرای خودروهای آینده باید از موتور احتراق خارجی نام برد که در اواسط قرن نوزدهم توسط رابرت استرلینگ اسکاتلندی به عنوان موتور انبساط حرارتی اختراع شد.

طرح عملیات

موتور استرلینگ انرژی حرارتی تامین شده از خارج را به مفید تبدیل می کند کار مکانیکیبه دلیل تغییرات دمای سیال کار(گاز یا مایع) در حال گردش در حجم بسته.

در نمای کلینمودار عملکرد دستگاه به شرح زیر است: در قسمت پایین موتور، ماده کار (به عنوان مثال، هوا) گرم می شود و با افزایش حجم، پیستون را به سمت بالا هل می دهد. هوای گرم وارد قسمت بالایی موتور می شود و در آنجا توسط رادیاتور خنک می شود. فشار سیال کار کاهش می یابد، پیستون برای چرخه بعدی پایین می آید. در این حالت سیستم آب بندی می شود و ماده کار مصرف نمی شود و فقط در داخل سیلندر حرکت می کند.

چندین گزینه طراحی برای واحدهای قدرت با استفاده از اصل استرلینگ وجود دارد.

اصلاح استرلینگ "آلفا"

موتور از دو پیستون قدرت مجزا (گرم و سرد) تشکیل شده است که هر کدام در سیلندر خود قرار دارند. گرما با پیستون داغ به سیلندر می رسد و سیلندر سرد در یک مبدل حرارتی خنک کننده قرار دارد.

اصلاح استرلینگ "بتا"

سیلندر حاوی پیستون در یک انتها گرم شده و در انتهای مخالف سرد می شود. یک پیستون قدرت و یک جابجایی در سیلندر حرکت می کنند که برای تغییر حجم گاز کار طراحی شده است. احیا کننده حرکت برگشت ماده کار خنک شده را به داخل حفره داغ موتور انجام می دهد.

اصلاح استرلینگ "گاما"

این طرح از دو سیلندر تشکیل شده است. اولی کاملاً سرد است که در آن پیستون قدرت حرکت می کند و دومی که از یک طرف گرم و از طرف دیگر سرد است برای حرکت جابجایی عمل می کند. یک احیا کننده برای گردش گاز سرد می تواند برای هر دو سیلندر مشترک باشد یا بخشی از طرح جابجایی باشد.

مزایای موتور استرلینگ

مانند اکثر موتورهای احتراق خارجی، استرلینگ نیز مشخص است چند سوختی: موتور به دلیل تغییرات دما بدون توجه به دلایلی که باعث آن شده است کار می کند.

واقعیت جالب!یک بار نصبی نشان داده شد که روی بیست گزینه سوخت کار می کرد. بدون توقف موتور، بنزین، گازوئیل، متان، نفت خام و روغن نباتی- واحد برق به طور پیوسته به کار خود ادامه داد.

موتور دارد سادگی طراحیو نیازی به سیستم ها و پیوست های اضافی (تسمه تایم، استارت، گیربکس) ندارد.

ویژگی های دستگاه طول عمر طولانی را تضمین می کند: بیش از صد هزار ساعت کار مداوم.

موتور استرلینگ بی صدا است، زیرا انفجار در سیلندرها رخ نمی دهد و نیازی به حذف گازهای خروجی نیست. اصلاح "بتا"، مجهز به مکانیزم میل لنگ لوزی، یک سیستم کاملا متعادل است که هیچ لرزشی در حین کار ندارد.

هیچ فرآیندی در سیلندرهای موتور اتفاق نمی افتد که بتواند تأثیر منفی بر محیط زیست داشته باشد. هنگام انتخاب یک منبع گرما مناسب (به عنوان مثال انرژی خورشیدی) استرلینگ می تواند کاملاً باشد سازگار با محیط زیستواحد قدرت

معایب طرح استرلینگ

با وجود تمام خواص مثبت، استفاده انبوه فوری از موتورهای استرلینگ به دلایل زیر غیرممکن است:

مشکل اصلی مصرف مصالح سازه است. خنک کردن سیال کار به رادیاتورهای با حجم زیاد نیاز دارد که به طور قابل توجهی اندازه و مصرف فلز نصب را افزایش می دهد.

سطح فن آوری فعلی به موتور استرلینگ اجازه می دهد تا از نظر عملکرد با موتورهای بنزینی مدرن فقط از طریق استفاده از گونه های پیچیدهسیال کاری (هلیوم یا هیدروژن) تحت فشار بیش از صد اتمسفر. این واقعیت هم در زمینه علم مواد و هم در تضمین ایمنی کاربر سؤالات جدی ایجاد می کند.

یک مشکل مهم عملیاتی مربوط به مسائل هدایت حرارتی و مقاومت دمایی فلزات است. گرما از طریق مبدل های حرارتی به حجم کار می رسد که منجر به تلفات اجتناب ناپذیر می شود. علاوه بر این، مبدل حرارتی باید از فلزات مقاوم در برابر حرارت ساخته شده باشد که در برابر آن مقاوم هستند فشار خون بالا. مواد مناسب بسیار گران هستند و پردازش آنها دشوار است.

اصول تغییر حالت های موتور استرلینگ نیز به طور اساسی با موارد سنتی متفاوت است که نیاز به توسعه دستگاه های کنترل ویژه دارد. بنابراین، برای تغییر توان لازم است که فشار در سیلندرها، زاویه فاز بین جابجایی و پیستون قدرت را تغییر دهید یا ظرفیت حفره را با سیال کار تحت تأثیر قرار دهید.

یکی از راه های کنترل سرعت چرخش شفت در مدل موتور استرلینگ را می توان در ویدیوی زیر مشاهده کرد:

کارایی

در محاسبات نظری، راندمان موتور استرلینگ به اختلاف دمای سیال عامل بستگی دارد و می تواند مطابق با چرخه کارنو به 70 درصد یا بیشتر برسد.

با این حال، اولین نمونه های ساخته شده در فلز به دلایل زیر بازده بسیار پایینی داشتند:

  • گزینه های بی اثر خنک کننده (سیال کار) که حداکثر دمای گرمایش را محدود می کند.
  • تلفات انرژی به دلیل اصطکاک قطعات و هدایت حرارتی محفظه موتور.
  • عدم وجود مصالح ساختمانی مقاوم در برابر فشار بالا.

راه حل های مهندسی به طور مداوم طراحی واحد نیرو را بهبود می بخشد. بنابراین، در نیمه دوم قرن بیستم، یک خودروی چهار سیلندر موتور استرلینگ با درایو لوزی در آزمایشات بازدهی 35 درصدی را نشان دادبر روی یک خنک کننده آب با دمای 55 درجه سانتیگراد. توسعه طراحی دقیق، استفاده از مواد جدید و تنظیم دقیق واحدهای کاری تضمین کرد که بازده نمونه های آزمایشی 39٪ بود.

توجه داشته باشید! موتورهای بنزینی مدرن با قدرت مشابه دارای راندمان 28-30٪ و موتورهای توربوشارژ دیزل بین 32-35٪ هستند.

نمونه های مدرن موتور استرلینگ، مانند آنچه توسط شرکت آمریکایی Mechanical Technology Inc ساخته شده است، کارایی تا 43.5٪ را نشان می دهد. و با توسعه تولید سرامیک های مقاوم در برابر حرارت و مواد ابتکاری مشابه، افزایش قابل توجه دمای محیط کار و دستیابی به راندمان 60 درصد امکان پذیر خواهد بود.

نمونه هایی از اجرای موفقیت آمیز استرلینگ های خودرو

با وجود تمام مشکلات، بسیاری از مدل‌های کارآمد موتور استرلینگ شناخته شده‌اند که در صنعت خودروسازی قابل استفاده هستند.

علاقه به استرلینگ، مناسب برای نصب در ماشین، در دهه 50 قرن بیستم ظاهر شد. کار در این جهت توسط نگرانی هایی مانند شرکت فورد موتور، گروه فولکس واگن و دیگران انجام شد.

شرکت UNITED STIRLING (سوئد) استرلینگ را توسعه داد که از قطعات سریال و مجموعه های تولید شده توسط خودروسازان (میل لنگ، میله های اتصال) حداکثر استفاده را کرد. موتور چهار سیلندر V شکل حاصل دارای وزن ویژه 2.4 کیلوگرم بر کیلووات بود که با ویژگی های یک موتور دیزلی فشرده قابل مقایسه است. این واحد به عنوان نیروگاه وانت بار هفت تنی با موفقیت آزمایش شد.

یکی از نمونه های موفق موتور چهار سیلندر استرلینگ ساخت هلند مدل "Philips 4-125DA" است که برای نصب در خودروی سواری در نظر گرفته شده است. این موتور 173 اسب بخار قدرت داشت. با. در ابعادی مشابه واحد بنزینی کلاسیک.

مهندسان جنرال موتورز با ساخت یک موتور استرلینگ هشت سیلندر (4 سیلندر کار و 4 سیلندر تراکمی) V شکل با مکانیزم میل لنگ استاندارد در دهه 70 به نتایج قابل توجهی دست یافتند.

مشابه نیروگاهدر سال 1972 مجهز به سری محدود از خودروهای فورد تورینوکه مصرف سوخت آن در مقایسه با هشت کلاسیک بنزینی V شکل 25 درصد کاهش یافته است.

در حال حاضر بیش از پنجاه شرکت خارجی برای بهبود طراحی موتور استرلینگ به منظور تطبیق آن با تولید انبوه برای نیازهای صنعت خودرو کار می کنند. و اگر بتوان معایب این نوع موتورها را برطرف کرد و در عین حال مزایای آن را نیز حفظ کرد، این استرلینگ خواهد بود و نه توربین ها و موتورهای الکتریکی که جایگزین موتورهای احتراق داخلی بنزینی می شوند.

مبدل های تک سر با راندمان بالا 12/220 ولت

برخی از لوازم برقی معمولی خانگی، مانند لامپ نور روز، فلاش عکس و تعدادی دیگر، گاهی اوقات استفاده از آن در ماشین راحت است.

از آنجایی که اکثر دستگاه ها برای تغذیه از شبکه با ولتاژ کاری 220 ولت طراحی شده اند، به یک مبدل پله آپ نیاز است. یک تیغ برقی یا یک لامپ فلورسنت کوچک بیش از 6 ... 25 وات برق مصرف نمی کند. علاوه بر این، چنین مبدلی اغلب مورد نیاز نیست ولتاژ متناوبدر راه خروج وسایل برقی خانگی فوق زمانی که با جریان ضربانی مستقیم یا تک قطبی تغذیه می شوند، به طور معمول کار می کنند.

اولین نسخه مبدل ولتاژ DC پالسی تک چرخه (flyback) 12 V/220 V بر روی یک تراشه کنترل‌کننده PWM وارداتی UC3845N و یک ترانزیستور جلوه میدان قدرتمند کانال N BUZ11 ساخته شده است (شکل 4.10). این عناصر نسبت به همتایان داخلی خود مقرون به صرفه تر هستند و دستیابی به راندمان بالا را از دستگاه ممکن می سازند، از جمله به دلیل افت ولتاژ منبع تخلیه کم در ترانزیستور اثر میدان باز (بازده مبدل نیز به نسبت بستگی دارد. از عرض پالس هایی که انرژی را به ترانسفورماتور تا مکث منتقل می کنند).

ریز مدار مشخص شده مخصوص مبدل های تک چرخه طراحی شده است و دارای تمام اجزای لازم در داخل است که امکان کاهش تعداد عناصر خارجی را فراهم می کند. دارای یک مرحله خروجی شبه مکمل با جریان بالا است که به طور خاص برای کنترل مستقیم توان طراحی شده است. ترانزیستور اثر میدانی کانال M با گیت عایق. فرکانس پالس کاری در خروجی ریز مدار می تواند به 500 کیلوهرتز برسد. فرکانس با درجه بندی عناصر R4-C4 تعیین می شود و در مدار فوق حدود 33 کیلوهرتز (T = 50 μs) است.

برنج. 4.10. مدار مبدل پالس تک سیکل که ولتاژ را افزایش می دهد

این تراشه همچنین دارای یک مدار حفاظتی برای خاموش کردن مبدل در زمانی که ولتاژ منبع تغذیه به زیر 7.6 ولت می‌رسد، در هنگام تغذیه دستگاه‌ها از باتری مفید است.

بیایید نگاهی دقیق تر به عملکرد مبدل بیندازیم. در شکل شکل 4.11 نمودارهای ولتاژ را نشان می دهد که فرآیندهای در حال انجام را توضیح می دهد. هنگامی که پالس های مثبت روی دروازه ظاهر می شوند ترانزیستور اثر میدانی(شکل 4.11، a) باز می شود و در مقاومت های R7-R8 پالس هایی وجود دارد که در شکل نشان داده شده است. 4.11، ج.

شیب بالای پالس به اندوکتانس سیم پیچ ترانسفورماتور بستگی دارد و اگر در بالا افزایش شدید دامنه ولتاژ وجود داشته باشد، همانطور که توسط خط نقطه چین نشان داده شده است، این نشان دهنده اشباع مدار مغناطیسی است. در همان زمان، تلفات تبدیل به شدت افزایش می یابد، که منجر به گرم شدن عناصر و بدتر شدن عملکرد دستگاه می شود. برای از بین بردن اشباع، باید عرض پالس را کاهش دهید یا شکاف مرکز مدار مغناطیسی را افزایش دهید. معمولاً فاصله 0.1 ... 0.5 میلی متر کافی است.

هنگامی که ترانزیستور قدرت خاموش می شود، اندوکتانس سیم پیچ های ترانسفورماتور باعث ایجاد نوسانات ولتاژ می شود، همانطور که در شکل ها نشان داده شده است.

برنج. 4.11. نمودارهای ولتاژ در نقاط کنترل مدار

در تولید صحیحترانسفورماتور T1 (برش سیم پیچ ثانویه) و منبع تغذیه ولتاژ پایین، دامنه نوسان به مقدار خطرناکی برای ترانزیستور نمی رسد و بنابراین در این طرح اقدامات ویژه ای به شکل مدارهای میرایی در سیم پیچ اولیه T1 انجام می شود. استفاده نشده است. و به منظور سرکوب نوسانات در سیگنال بازخورد فعلی که به ورودی ریزمدار DA1.3 می رسد، یک فیلتر RC ساده از عناصر R6-C5 نصب شده است.

ولتاژ ورودی مبدل بسته به وضعیت باتری می تواند از 9 تا 15 ولت (که 40 درصد است) متغیر باشد. برای محدود کردن تغییر در ولتاژ خروجی، بازخورد ورودی از تقسیم‌کننده مقاومت‌های R1-R2 حذف می‌شود. در این حالت، ولتاژ خروجی در بار در محدوده 210...230 ولت (Rload = 2200 اهم) حفظ خواهد شد، جدول را ببینید. 4.2، یعنی بیش از 10٪ تغییر نمی کند که کاملا قابل قبول است.

جدول 4.2. پارامترهای مدار هنگام تغییر ولتاژ تغذیه

تثبیت ولتاژ خروجی با تغییر خودکار عرض پالسی که ترانزیستور VT1 را باز می کند از 20 میکروثانیه در Upit = 9 ولت به 15 میکرو ثانیه (Upit = 15 V) انجام می شود.

تمام عناصر مدار، به جز خازن C6، بر روی یک برد مدار چاپی یک طرفه ساخته شده از فایبرگلاس با ابعاد 90x55 میلی متر قرار می گیرند (شکل 4.12).

برنج. 4.12. توپولوژی برد مدار چاپیو چیدمان عناصر

ترانسفورماتور T1 با استفاده از یک پیچ M4x30 از طریق یک واشر لاستیکی، همانطور که در شکل نشان داده شده است، روی برد نصب می شود. 4.13.

برنج. 4.13 نوع نصب ترانسفورماتور T1

ترانزیستور VT1 روی رادیاتور نصب شده است. طراحی دوشاخه XP1 باید از تغذیه اشتباه ولتاژ به مدار جلوگیری کند.

ترانسفورماتور پالس T1 با استفاده از فنجان های زرهی BZO که به طور گسترده استفاده می شود از هسته مغناطیسی M2000NM1 ساخته شده است. در همان زمان، در قسمت مرکزی آنها باید یک شکاف 0.1 ... 0.5 میلی متر داشته باشند.

هسته مغناطیسی را می توان با یک شکاف موجود خریداری کرد یا می توان آن را با استفاده از خشن ساخت کاغذ سنباده. بهتر است هنگام تنظیم، اندازه شکاف را به طور تجربی انتخاب کنید تا مدار مغناطیسی وارد حالت اشباع نشود - این برای کنترل با شکل ولتاژ در منبع VT1 راحت است (شکل 4.11، ج را ببینید).

برای ترانسفورماتور T1، سیم پیچ 1-2 شامل 9 دور سیم با قطر 0.5-0.6 میلی متر، سیم پیچ های 3-4 و 5-6 هر کدام شامل 180 دور سیم با قطر 0.15...0.23 میلی متر (نوع سیم PEL) است. یا PEV). در این مورد، سیم پیچ اولیه (1-2) بین دو سیم پیچ ثانویه قرار دارد، یعنی. ابتدا سیم پیچ 3-4 و سپس 1-2 و 5-6 زخم می شود.

هنگام اتصال سیم پیچ های ترانسفورماتور، رعایت فازبندی نشان داده شده در نمودار مهم است. فازبندی نادرست به مدار آسیب نمی رساند، اما آنطور که در نظر گرفته شده است کار نخواهد کرد.

در هنگام مونتاژ از قطعات زیر استفاده شد: مقاومت تنظیم شده R2 - SPZ-19a، مقاومت های ثابت R7 و R8 نوع S5-16M برای 1 وات، بقیه می توانند از هر نوع باشند. خازن های الکترولیتی C1 - K50-35 برای 25 ولت، C2 - K53-1A برای 16 ولت، C6 - K50-29V برای 450 ولت و بقیه از نوع K10-17 هستند. ترانزیستور VT1 روی یک رادیاتور کوچک (به اندازه تخته) ساخته شده از پروفیل دورالومین نصب شده است. راه اندازی مدار شامل بررسی عبارت صحیح اتصال سیم پیچ ثانویه با استفاده از اسیلوسکوپ و همچنین تنظیم مقاومت R4 در فرکانس مورد نظر است. مقاومت R2 ولتاژ خروجی را در سوکت های XS1 زمانی که بار روشن است تنظیم می کند.

مدار مبدل داده شده برای کار با توان بار شناخته شده قبلی (6...30 وات - متصل دائمی) طراحی شده است. در حالت بیکار، ولتاژ در خروجی مدار می تواند به 400 ولت برسد که برای همه دستگاه ها قابل قبول نیست، زیرا می تواند منجر به آسیب به دلیل خرابی عایق شود.

اگر مبدل برای استفاده با باری با توان متفاوت در نظر گرفته شده است، که در حین کار مبدل نیز روشن می شود، لازم است سیگنال بازخورد ولتاژ را از خروجی حذف کنید. گونه ای از چنین طرحی در شکل نشان داده شده است. 4.14. این نه تنها به شما امکان می دهد ولتاژ خروجی مدار را در حالت بیکار به 245 ولت محدود کنید، بلکه مصرف برق در این حالت را تا حدود 10 برابر کاهش می دهد (Ipot=0.19 A؛ P=2.28 W؛ Uh=245 V).

برنج. 4.14. مدار مبدل تک چرخه با حداکثر محدودیت ولتاژ بدون بار

ترانسفورماتور T1 دارای مدار مغناطیسی و داده های سیم پیچی مانند مدار است (شکل 4.10)، اما حاوی یک سیم پیچ اضافی (7-4) است - 14 دور سیم PELSHO با قطر 0.12.0.18 میلی متر (آخرین پیچ می شود) . سیم پیچ های باقی مانده به همان روشی که در ترانسفورماتور شرح داده شده در بالا ساخته می شوند.

برای ساخت ترانسفورماتور پالس می توانید از هسته های مربعی این سری نیز استفاده کنید. KV12 ساخته شده از فریت M2500NM - تعداد چرخش در سیم پیچ ها در این مورد تغییر نخواهد کرد. برای جایگزینی هسته های مغناطیسی زرهی (B) با هسته های مربعی مدرن تر (KB)، می توانید از جدول استفاده کنید. 4.3.

سیگنال بازخورد ولتاژ از سیم پیچ 7-8 از طریق یک دیود به ورودی (2) ریزمدار عرضه می شود که امکان حفظ دقیق ولتاژ خروجی را در یک محدوده معین و همچنین ایجاد ایزوله گالوانیکی بین اولیه و مدارهای خروجی پارامترهای چنین مبدل، بسته به ولتاژ تغذیه، در جدول آورده شده است. 4.4.

جدول 4.4. پارامترهای مدار هنگام تغییر ولتاژ تغذیه

در صورتی که ترانسفورماتورهای پالسی با پیچ دی الکتریک یا چسب مقاوم در برابر حرارت روی برد محکم شوند، بازده مبدل های توصیف شده را می توان کمی بیشتر افزایش داد. نوعی از توپولوژی برد مدار چاپی برای مونتاژ مدار در شکل نشان داده شده است. 4.15.

برنج. 4.15. توپولوژی PCB و ترتیب عناصر

با استفاده از چنین مبدلی، می توانید ماشین اصلاح های برقی "Agidel"، "Kharkov" و تعدادی از دستگاه های دیگر را از شبکه داخلی خودرو تغذیه کنید.

65 نانومتر هدف بعدی کارخانه Zelenograd Angstrem-T است که 300 تا 350 میلیون یورو هزینه خواهد داشت. ودوموستی این هفته با اشاره به لئونید ریمان، رئیس هیئت مدیره کارخانه، گزارش داد که این شرکت قبلاً درخواستی برای وام ترجیحی برای نوسازی فناوری های تولید به Vnesheconombank (VEB) ارائه کرده است. اکنون Angstrem-T در حال آماده شدن برای راه اندازی یک خط تولید برای ریز مدارها با توپولوژی 90 نانومتری است. پرداخت وام قبلی VEB، که برای آن خریداری شده بود، از اواسط سال 2017 آغاز می شود.

سقوط پکن وال استریت

شاخص های کلیدی آمریکا اولین روزهای سال نو را با افت رکوردی رقم زدند.

اولین پردازنده مصرفی روسی Baikal-T1 با قیمت 60 دلار به تولید انبوه می رسد

شرکت Baikal Electronics وعده داده است که پردازنده روسی Baikal-T1 را با قیمت حدود 60 دلار در ابتدای سال 2016 وارد تولید صنعتی کند. فعالان بازار می گویند اگر دولت این تقاضا را ایجاد کند، این دستگاه ها تقاضا خواهند شد.

MTS و اریکسون به طور مشترک 5G را در روسیه توسعه و پیاده سازی خواهند کرد

Mobile TeleSystems PJSC و Ericsson قراردادهای همکاری در توسعه و اجرای فناوری 5G در روسیه منعقد کردند. در پروژه های آزمایشی، از جمله در طول جام جهانی 2018، MTS قصد دارد پیشرفت های فروشنده سوئدی را آزمایش کند. در آغاز سال آینده، اپراتور گفت و گو با وزارت مخابرات و ارتباطات جمعی را در مورد شکل گیری آغاز خواهد کرد. الزامات فنیبه نسل پنجم ارتباطات سیار.

سرگئی چمزوف: Rostec در حال حاضر یکی از ده شرکت بزرگ مهندسی در جهان است

رئیس Rostec، سرگئی چمزوف، در مصاحبه با RBC، به سوالات فوری پاسخ داد: در مورد سیستم پلاتون، مشکلات و چشم اندازهای AVTOVAZ، منافع شرکت دولتی در تجارت داروسازی، در مورد همکاری بین المللی در زمینه تحریم ها صحبت کرد. فشار، جایگزینی واردات، سازماندهی مجدد، استراتژی توسعه و فرصت های جدید در شرایط سخت.

Rostec در حال "حصارکشی" و تجاوز به افتخارات سامسونگ و جنرال الکتریک است

هیئت نظارت Rostec "استراتژی توسعه تا سال 2025" را تصویب کرد. اهداف اصلی افزایش سهم محصولات غیرنظامی با فناوری پیشرفته و عقب افتادن جنرال الکتریک و سامسونگ در شاخص های مالی کلیدی است.

دستگاه توصیف شده راندمان تبدیل فوق العاده بالایی را ارائه می دهد، اجازه تنظیم ولتاژ خروجی و تثبیت آن را می دهد و زمانی که قدرت بار تغییر می کند، پایدار عمل می کند. این نوع مبدل جالب و غیرقابل قبول است که بسیار گسترده است - شبه تشدید، که تا حد زیادی عاری از معایب سایر مدارهای محبوب است. ایده ایجاد چنین مبدل جدیدی نیست، اما اجرای عملیپس از ظهور ترانزیستورهای ولتاژ بالا قدرتمند نسبتاً اخیراً به مصلحت تبدیل شد و امکان قابل توجهی را فراهم کرد جریان ضربه ایکلکتور در ولتاژ اشباع حدود 1.5 V. خانه ویژگی متمایزو مزیت اصلی این نوع منبع تغذیه راندمان بالای مبدل ولتاژ است که بدون در نظر گرفتن تلفات روی یکسو کننده مدار ثانویه که عمدتاً توسط جریان بار تعیین می شود به 97...98٪ می رسد.

مبدل شبه تشدید با مبدل پالس معمولی متفاوت است، که در آن در لحظه بسته شدن ترانزیستورهای سوئیچینگ، جریان عبوری از آنها حداکثر است، و شبه تشدید از این نظر که در لحظه بسته شدن ترانزیستورها، جریان کلکتور آنها متفاوت است. نزدیک به صفر است علاوه بر این، کاهش جریان در لحظه بسته شدن توسط عناصر راکتیو دستگاه تضمین می شود. تفاوت آن با رزونانس است که فرکانس تبدیل تعیین نشده است فرکانس تشدیدبار جمع کننده به لطف این، می توان ولتاژ خروجی را با تغییر فرکانس تبدیل تنظیم کرد و به تثبیت این ولتاژ پی برد. از آنجایی که تا زمان بسته شدن ترانزیستور، عناصر راکتیو جریان کلکتور را به حداقل می رساند، جریان پایه نیز حداقل خواهد بود و بنابراین، زمان بسته شدن ترانزیستور به مقدار زمان باز شدن آن کاهش می یابد. بنابراین مشکل جریان عبوری که در حین سوئیچینگ ایجاد می شود کاملاً برطرف می شود. در شکل 4.22 نشان داده شده است نمودار مدارمنبع تغذیه ناپایدار خود تولید کننده

مشخصات فنی اصلی:

راندمان کلی واحد، .......................................................... ........ ....................92;

ولتاژ خروجی V با مقاومت بار 8 اهم....... 18;

فرکانس کاری مبدل، کیلوهرتز......................................20;

حداکثر توان خروجی، W................................................ ......55;

حداکثر دامنه ریپل ولتاژ خروجی با فرکانس کاری، V

سهم اصلی تلفات برق در واحد مربوط به گرمایش دیودهای یکسو کننده مدار ثانویه است و راندمان خود مبدل به حدی است که نیازی به هیت سینک برای ترانزیستورها نیست از 0.4 وات تجاوز نکند. انتخاب ویژه ترانزیستورها بر اساس هیچ پارامتری نیز لازم نیست وقتی خروجی کوتاه شود یا از حداکثر توان خروجی فراتر رود، تولید قطع می شود و ترانزیستورها را از گرم شدن بیش از حد و خرابی محافظت می کند.

فیلتر متشکل از خازن های C1...SZ و سلف LI، L2، برای محافظت از شبکه تغذیه در برابر تداخل فرکانس بالا مبدل طراحی شده است. اتو ژنراتور توسط مدار R4، C6 و خازن C5 راه اندازی می شود. تولید نوسانات در نتیجه عمل بازخورد مثبت از طریق ترانسفورماتور T1 رخ می دهد و فرکانس آنها توسط اندوکتانس سیم پیچ اولیه این ترانسفورماتور و مقاومت مقاومت R3 تعیین می شود (با افزایش مقاومت، فرکانس افزایش می یابد).

چوک های LI، L2 و ترانسفورماتور T1 روی هسته های مغناطیسی حلقه یکسان K12x8x3 ساخته شده از فریت 2000NM پیچیده شده اند. سیم پیچ های سلف به طور همزمان "در دو سیم" با استفاده از سیم PELSHO-0.25 انجام می شود. تعداد دور - 20. سیم پیچ I ترانسفورماتور TI شامل 200 دور سیم PEV-2-0.1 است که به صورت فله ای به طور مساوی در اطراف کل حلقه پیچیده شده است. سیم پیچ های II و III "در دو سیم" پیچیده می شوند - 4 دور سیم PELSHO-0.25. سیم پیچ IV چرخشی از همان سیم است. برای ترانسفورماتور T2 از یک هسته مغناطیسی حلقه K28x16x9 ساخته شده از فریت 3000NN استفاده شد. سیم پیچ I حاوی 130 پیچ سیم PELI10-0.25 است که به نوبه خود گذاشته شده است. سیم پیچ II و III - 25 دور هر یک از سیم PELSHO-0.56. سیم پیچ - "در دو سیم"، به طور مساوی در اطراف حلقه.

Choke L3 حاوی 20 پیچ سیم PELI10-0.25 است که روی دو هسته مغناطیسی حلقه تا شده K12x8x3 ساخته شده از فریت 2000NM پیچیده شده است. دیودهای VD7، VD8 باید بر روی سینک های حرارتی با مساحت اتلاف حداقل 2 سانتی متر مربع نصب شوند.

دستگاه توصیف شده برای استفاده در ارتباط با تثبیت کننده های آنالوگ در توسعه داده شده است معانی مختلفولتاژ، بنابراین نیازی به سرکوب عمیق ریپل در خروجی واحد نبود. ریپل را می توان با استفاده از فیلترهای LC که در چنین مواردی رایج است، به سطح مورد نیاز کاهش داد، مثلاً در نسخه دیگری از این مبدل با مشخصات فنی اساسی زیر:

ولتاژ نامی خروجی، V................................................ ...... 5،

حداکثر جریان خروجی، A................................................. ...... ......... 2;

حداکثر دامنه ضربان، mV................................................50 ;

تغییر در ولتاژ خروجی، mV، نه بیشتر، زمانی که جریان بار تغییر می کند

از 0.5 تا 2 آمپر و ولتاژ شبکه از 190 تا 250 ولت........................150;

حداکثر فرکانس تبدیل، کیلوهرتز...................................... 20.

مدار یک منبع تغذیه تثبیت شده مبتنی بر مبدل شبه تشدید در شکل نشان داده شده است. 4.23.

ولتاژ خروجی با تغییر متناظر در فرکانس کاری مبدل تثبیت می شود. مانند بلوک قبلی، ترانزیستورهای قدرتمند VT1 و VT2 نیازی به هیت سینک ندارند. کنترل متقارن این ترانزیستورها با استفاده از یک مولد پالس اصلی مجزا که روی یک تراشه DDI مونتاژ شده است، اجرا می شود. ماشه DD1.1 در خود ژنراتور کار می کند.

پالس ها دارای مدت زمان ثابتی هستند که توسط مدار R7، C12 مشخص شده است. دوره توسط مدار سیستم عامل، که شامل اپتوکوپلر U1 است، تغییر می کند، به طوری که ولتاژ در خروجی واحد ثابت نگه داشته می شود. حداقل دوره توسط مدار R8، C13 تنظیم می شود. ماشه DDI.2 فرکانس تکرار این پالس ها را بر دو تقسیم می کند و ولتاژ موج مربعی از خروجی مستقیم به تقویت کننده جریان ترانزیستور VT4، VT5 تامین می شود. در مرحله بعد، پالس های کنترلی تقویت شده با جریان توسط مدار R2، C7 متمایز می شوند و سپس، که قبلاً به مدت تقریباً 1 میکرو ثانیه کوتاه شده اند، از طریق ترانسفورماتور T1 وارد مدار پایه ترانزیستورهای VT1، VT2 مبدل می شوند. این پالس های کوتاه فقط برای سوئیچ کردن ترانزیستورها عمل می کنند - یکی از آنها را می بندند و دیگری را باز می کنند.

علاوه بر این، برق اصلی از ژنراتور تحریک فقط هنگام تعویض ترانزیستورهای قدرتمند مصرف می شود، بنابراین با در نظر گرفتن جریان دیود زنر VD5، متوسط ​​جریان مصرف شده توسط آن کم است و از 3 میلی آمپر تجاوز نمی کند. این به آن اجازه می دهد تا مستقیماً از شبکه اصلی از طریق مقاومت خاموش کننده R1 تغذیه شود. ترانزیستور VT3 یک تقویت کننده ولتاژ سیگنال کنترلی است، مانند یک تثبیت کننده جبران. ضریب تثبیت ولتاژ خروجی بلوک با ضریب انتقال جریان ساکن این ترانزیستور نسبت مستقیم دارد.

استفاده از اپتوکوپلر ترانزیستوری U1 ایزوله گالوانیکی قابل اعتماد مدار ثانویه از شبکه و ایمنی بالای نویز در ورودی کنترل نوسانگر اصلی را تضمین می کند. پس از تعویض بعدی ترانزیستورهای VT1، VT2، خازن SY شروع به شارژ مجدد می کند و ولتاژ در پایه ترانزیستور VT3 شروع به افزایش می کند، جریان کلکتور نیز افزایش می یابد. در نتیجه، ترانزیستور اپتوکوپلر باز می شود و خازن اسیلاتور اصلی C13 را در حالت دشارژ نگه می دارد. پس از بسته شدن دیودهای یکسو کننده VD8، VD9، خازن SY شروع به تخلیه به بار می کند و ولتاژ دو طرف آن کاهش می یابد. ترانزیستور VT3 بسته می شود، در نتیجه خازن C13 از طریق مقاومت R8 شروع به شارژ می کند. به محض اینکه خازن به ولتاژ سوئیچینگ تریگر DD1.1 شارژ شود، خروجی مستقیم آن بر روی تنظیم می شود. سطح بالاولتاژ در این لحظه، سوئیچ بعدی ترانزیستورهای VT1، VT2 و همچنین تخلیه خازن SI از طریق ترانزیستور اپتوکوپلر باز شده رخ می دهد.

فرآیند بعدی شارژ مجدد خازن SY آغاز می شود و ماشه DD1.1 پس از 3...4 میکرو ثانیه مجدداً به دلیل ثابت زمانی کوچک مدار R7, C12 به حالت صفر برمی گردد و پس از آن کل چرخه کنترل تکرار می شود، صرف نظر از اینکه کدام یک از ترانزیستورها VT1 یا VT2 است - در طول نیم مدت فعلی باز است. هنگامی که منبع روشن می شود، در لحظه اولیه، زمانی که خازن SY به طور کامل تخلیه می شود، جریانی از طریق LED اپتوکوپلر وجود ندارد، فرکانس تولید حداکثر است و عمدتاً توسط ثابت زمانی مدار R8, C13 تعیین می شود. ثابت زمانی مدار R7، C12 چندین برابر کوچکتر است). با رتبه بندی این عناصر که در نمودار نشان داده شده است، این فرکانس حدود 40 کیلوهرتز خواهد بود و پس از تقسیم آن توسط ماشه DDI.2 - 20 کیلوهرتز. پس از شارژ خازن SY به ولتاژ عملیاتی، سیستم عامل حلقه تثبیت کننده روی عناصر VD10، VT3، U1 وارد عمل می شود، پس از آن فرکانس تبدیل از قبل به ولتاژ ورودی و جریان بار بستگی دارد. نوسانات ولتاژ در خازن SY توسط فیلتر L4, C9 صاف می شود. چوک های LI، L2 و L3 مانند بلوک قبلی هستند.

ترانسفورماتور T1 بر روی دو هسته مغناطیسی حلقه K12x8x3 ساخته شده است که از فریت 2000NM به هم تا شده اند. سیم پیچ اولیه به صورت فله ای به طور یکنواخت در سراسر حلقه پیچیده می شود و شامل 320 دور سیم PEV-2-0.08 است. سیم پیچ های II و III هر کدام شامل 40 دور سیم PEL1110-0.15 می باشد. آنها "در دو سیم" پیچیده می شوند. سیم پیچ IV از 8 دور سیم PELSHO-0.25 تشکیل شده است. ترانسفورماتور T2 بر روی یک هسته مغناطیسی حلقه K28x16x9 ساخته شده از فریت 3000NN ساخته شده است. سیم پیچ I - 120 دور سیم PELSHO-0.15، و II و III - 6 پیچ سیم PEL1110-0.56، "در دو سیم" پیچیده شده است. به جای سیم PELSHO، می توانید از سیم PEV-2 با قطر مناسب استفاده کنید، اما در این مورد لازم است دو یا سه لایه پارچه لاک زده بین سیم پیچ ها قرار دهید.

Choke L4 حاوی 25 پیچ سیم PEV-2-0.56 است که روی هسته مغناطیسی حلقه K12x6x4.5 ساخته شده از 100NNH1 فریت پیچیده شده است. هر سلف آماده با اندوکتانس 30 ... 60 μH برای جریان اشباع حداقل 3 A و فرکانس کاری 20 کیلوهرتز نیز مناسب است. همه مقاومت های ثابت- MJIT. مقاومت R4 - تنظیم شده، از هر نوع. خازن های C1...C4، C8 - K73-17، C5، C6، C9، SY - K50-24، بقیه - KM-6. دیود زنر KS212K را می توان با KS212Zh یا KS512A جایگزین کرد. دیودهای VD8، VD9 باید روی رادیاتورهایی با مساحت اتلاف حداقل 20 سانتی متر مربع نصب شوند. اگر به جای دیودهای KD213A، از دیودهای شاتکی استفاده شود، به عنوان مثال، از هر یک از سری KD2997، کارایی هر دو بلوک قابل افزایش است. در این مورد، سینک های حرارتی برای دیودها مورد نیاز نخواهد بود.

امروز ما به چندین مدار مبدل پالسی ساده، حتی می توان گفت ساده، نگاه خواهیم کرد ولتاژ DC-DC(مبدل های ولتاژ DC با همان اندازه، در ولتاژ ثابتاندازه های مختلف)

مزایای مبدل پالس چیست؟ اولاً راندمان بالایی دارند و ثانیاً می توانند با ولتاژ ورودی کمتر از ولتاژ خروجی کار کنند. مبدل های پالس به گروه های زیر تقسیم می شوند:

  • - کمانش، تقویت، معکوس کردن؛
  • - تثبیت، ناپایدار؛
  • - ایزوله گالوانیکی، غیر عایق؛
  • - با محدوده باریک و وسیع ولتاژ ورودی.

برای ساخت مبدل های پالس خانگی، بهتر است از تخصصی استفاده کنید مدارهای مجتمع- مونتاژ آنها آسان تر است و هنگام تنظیم دمدمی مزاج نیستند. بنابراین، در اینجا 14 طرح برای هر سلیقه وجود دارد:

این مبدل در فرکانس 50 کیلوهرتز کار می کند، ایزولاسیون گالوانیکی توسط ترانسفورماتور T1 ارائه می شود که روی یک حلقه K10x6x4.5 ساخته شده از فریت 2000NM پیچیده شده است و شامل: سیم پیچ اولیه - 2x10 دور، سیم پیچ ثانویه - 2x70 دور سیم PEV-0.2 است. . ترانزیستورها را می توان با KT501B جایگزین کرد. در صورت عدم وجود بار، تقریباً هیچ جریانی از باتری مصرف نمی شود.

ترانسفورماتور T1 روی آن پیچیده شده است حلقه فریتبا قطر 7 میلی متر و شامل دو سیم پیچ 25 دور سیم PEV = 0.3 است.


مبدل ناپایدار فشاری بر اساس مولتی ویبراتور (VT1 و VT2) و تقویت کننده قدرت (VT3 و VT4). ولتاژ خروجی با تعداد دور سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور پالس T1 انتخاب می شود.

مبدل نوع تثبیت کننده بر اساس ریزمدار MAX631 از MAXIM. فرکانس تولید 40…50 کیلوهرتز، عنصر ذخیره سازی - سلف L1.


می توانید از یکی از دو تراشه به طور جداگانه استفاده کنید، برای مثال دومی را برای ضرب ولتاژ دو باتری.

مدار معمولی برای اتصال تثبیت کننده تقویت کننده پالس در ریزمدار MAX1674 از MAXIM. عملکرد در ولتاژ ورودی 1.1 ولت حفظ می شود. راندمان - 94٪، جریان بار - تا 200 میلی آمپر.

به شما امکان می دهد دو ولتاژ تثبیت شده مختلف با راندمان 50 ... 60٪ و جریان بار تا 150 میلی آمپر در هر کانال را بدست آورید. خازن های C2 و C3 دستگاه های ذخیره انرژی هستند.

8. تعویض استابلایزر تقویت کننده روی تراشه MAX1724EZK33 از MAXIM

نمودار اتصال معمولی تراشه تخصصیاز MAXIM. در ولتاژ ورودی 0.91 ولت فعال می ماند، دارای اندازه کوچک مسکن SMDو جریان بار تا 150 میلی آمپر را با بازده 90 درصد فراهم می کند.

یک مدار معمولی برای اتصال یک تثبیت کننده گام به پایین پالسی روی یک ریزمدار TEXAS که به طور گسترده در دسترس است. مقاومت R3 ولتاژ خروجی را در محدوده +2.8…+5 ولت تنظیم می کند. مقاومت R1 جریان اتصال کوتاه را تنظیم می کند که با فرمول محاسبه می شود: Is(A)= 0.5/R1(Ohm)

اینورتر ولتاژ یکپارچه، راندمان - 98٪.

دو مبدل ولتاژ ایزوله DA1 و DA2 که در یک مدار "غیر ایزوله" با یک زمین مشترک متصل شده اند.

اندوکتانس سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور T1 22 μH است، نسبت چرخش سیم پیچ اولیه به هر ثانویه 1: 2.5 است.

مدار معمولی مبدل تقویت شده تثبیت شده در ریزمدار MAXIM.