Тпи 13 трансформатор схема подключения

ВРемонт.su — ремонт фото видео аппаратуры, бытовой техники, обзор и анализ рынка сферы услуг

Home Ремонт бытовой техники Статьи Импульсный источник питания советского телевизора Горизонт Ц-257

Импульсный источник питания советского телевизора Горизонт Ц-257

Рис. 1. Схема платы сетевого фильтра.

В советских телевизорах Горизонт Ц-257 применялся импульсный источник питания с промежуточным преобразованием напряжения сети частотой 50 Гц в импульсы прямоугольной формы с частотой следования 20. 30 кГц и последующим их выпрямлением. Выходные напряжения стабилизируются путем изменения длительности и частоты повторения импульсов.

Источник выполнен в виде двух функционально законченных узлов: модуля питания и плата сетевого фильтра. В модуле обеспечена развязка шасси телевизора от сети, а элементы, гальванически связанные с сетью, закрыты экранами, ограничивающими доступ к ним.

Основные технические характеристики импульсного блока питания

• Максимальная выходная мощность, Вт . 100
• Коэффициент полезного действия . 0,8
• Пределы изменения напряжения сети, В . 176. 242
• Нестабильность выходных напряжений, %, не более . 1
• Номинальные значения тока нагрузок, мА, источников напряжений, В:
  135 . 500
  28 . 340
  15 . 700
  12 . 600
• Масса, кг . 1

Рис. 2 Принципиальная схема модуля питания.

Он содержит выпрямитель сетевого напряжения (VD4—VD7), каскад запуска (VT3), узлы стабилизации (VT1) и блокировки 4VT2), преобразователь (VT4, VS1, Т1), четыре однополупериодных выпрямителя выходных напряжений (VD12—VD15) и компенсационный стабилизатор напряжения 12 В (VT5—VT7).

При включении телевизора напряжение сети через ограничительный резистор и цепи помехоподавления, расположенные на плате фильтров питания, поступает на выпрямительный мост VD4—VD7. Выпрямленное им напряжение через обмотку намагничивания I импульсного трансформатора Т1 проходит на коллектор транзистора VT4. Наличие этого напряжения на конденсаторах С16, С19, С20 индицирует светодиод HL1.

Положительные импульсы сетевого напряжения через конденсаторы С10, С11 и резистор R11 заряжают конденсатор С7 каскада запуска. Как только напряжение между эмиттером и базой 1 однопереходного транзистора VT3 достигает 3 В, он открывается и конденсатор С7 быстро разряжается через его переход эмиттер — база 1, эмиттерный переход транзистора VT4 и резисторы R14, R16. В результате транзистор VT4 открывается на 10. 14 мкс. За это время ток в обмотке намагничивания I возрастает до 3. 4 А, а затем, когда транзистор VT4 закрыт, уменьшается. Возникающие при этом на обмотках II и V импульсные напряжения выпрямляются диодами VD2, VD8, VD9, VD11 и заряжают конденсаторы С2, С6, С14: первый из них заряжается от обмотки II, два других — от обмотки V. При каждом последующем включении и выключении транзистора VT4 происходит подзарядка конденсаторов.

Что же касается вторичных цепей, то в начальный момент после включения телевизора конденсаторы С27— СЗО разряжены, и модуль питания работает в режиме, близком к короткому замыканию. При этом вся энергия, накопленная в трансформаторе Т1, поступает во вторичные цепи, и автоколебательный процесс в модуле отсутствует.

По окончании зарядки конденсаторов колебания остаточной энергии магнитного поля в трансформаторе Т1 создают такое напряжение положительной обратной связи в обмотке V, которое приводит к возникновению автоколебательного процесса.

В этом режиме транзистор VT4 открывается напряжением положительной обратной связи, а закрывается напряжением на конденсаторе С14, поступающим через тиристор VS1. Происходит это так. Линейно нарастающий ток открывшегося транзистора VT4 создает на резисторах R14 и R16 падение напряжения, которое в положительной полярности через ячейку R10C3 поступает на управляющий электрод тиристор VS1. В момент, определяемый порогом срабатывания, тиристор открывается, напряжение на конденсаторе С14 оказывается приложенным в обратной полярности к эмиттерному переходу транзистора VT4, и он закрывается.

Таким образом, включение тиристора задает длительность пилообразного импульса коллекторного тока транзистора VT4 и соответственно количество энергии, отдаваемой во вторичные цепи.

Когда выходные напряжения модуля достигают номинальных значений, конденсатор С2 заряжается настолько, что напряжение, снимаемое с делителя R1R2R3, становится больше напряжения на стабилитроне VD1 и транзистор VT1 узла стабилизации открывается. Часть его коллекторного тока суммируется в цепи управляющего электрода тиристора с током начального смещения, создаваемым напряжением на конденсаторе С6, и током, возникающим под действием напряжения на резисторах R14 и R16. В результате тиристор открывается раньше и коллекторный ток транзистора VT4 уменьшается до 2. 2,5 А.

При увеличении напряжения сети или уменьшении тока нагрузки возрастают напряжения на всех обмотках трансформатора, а следовательно, и напряжение на конденсаторе С2. Это приводит к увеличению коллекторного тока транзистора VT1, более раннему открыванию тиристора VS1 и закрыванию транзистора VT4, а следовательно, к уменьшению мощности, отдаваемой в нагрузку. И наоборот, при уменьшении напряжения сети или увеличении тока нагрузки мощность, передаваемая в нагрузку, увеличивается. Таким образом, стабилизируются сразу все выходные напряжения. Подстроечным резистором R2 устанавливают их начальные значения.

В случае короткого замыкания одного из выходов модуля автоколебаниям срываются. В результате транзистор VT4 открывается только каскадом запуска на транзисторе VT3 и закрывается тиристором VS1 при достижении током коллектора транзистора VT4 значения 3,5. 4 А. На обмотках трансформатора появляются пакеты импульсов, следующих с частотой питающей сети и частотой заполнения около 1 кГц. В этом режиме модуль может работать длительное время, так как коллекторный ток транзистора VT4 ограничен допустимым значением 4 А, а токи в выходных цепях — безопасными значениями.

С целью предотвращения больших бросков тока через транзистор VT4 при чрезмерно пониженном напряжении сети (140. 160 В) и, следовательно, при неустойчивом срабатывании тиристора VS1 предусмотрен узел блокировки, который в таком случае выключает модуль. На базу транзистора VT2 этого узла поступает пропорциональное выпрямленному сетевому постоянное напряжение с делителя R18R4, а на эмиттер — импульсное напряжение частотой 50 Гц и амплитудой, определяемой стабилитроном VD3. Их соотношение выбрано таким, что при указанном напряжении сети транзистор VT2 открывается и импульсами коллекторного тока открывает тиристор VS1. Автоколебательный процесс прекращается. С повышением напряжения сети транзистор закрывается и на работу преобразователя не влияет. Для уменьшения нестабильности выходного напряжения 12 В применен компенсационный стабилизатор напряжения на транзисторах (VT5—VT7) с непрерывным регулированием. Его особенность — ограничение тока при коротком замыкании в нагрузке.

С целью уменьшения влияния на другие цепи выходной каскад канала звукового сопровождения питается от отдельной обмотки III.

В импульсном трансформаторе ТПИ-3 (Т1) применен магнитопровод М3000НМС Ш12Х20Х15 с воздушным зазором 1,3 мм на среднем стержне.

Рис. 3. Схема расположения обмоток импульсного трансформатора ТПИ-3.

Намоточные данные трансформатора ТПИ-3 импульсного блока питания приведены:

Обмотка	Выводы	Число витков
I	1-11 11-19	23 39
II	7-13	16
III	10-20	10
IV	6-8 8-18 18-12	23+43 8 10
V	5-3	2

Все обмотки выполнены проводом ПЭВТЛ 0,45. С целью равномерного распределения магнитного поля по вторичным обмоткам импульсного трансформатора и увеличения коэффициента связи обмотка I разбита на две части, расположенные в первом и последнем слоях и соединенные последовательно. Обмотка стабилизации II выполнена с шагом 1,1 мм в один слой. Обмотка III и секции 1 — 11 (I), 12—18 (IV) намотаны в два провода. Для снижения уровня излучаемых помех введены четыре электростатических экрана между обмотками и короткозамкнутый экран поверх магнитолровода.

На плате фильтров питания (рис. 1) размещены элементы заградительного фильтра L1C1—СЗ, токоограничивающий резистор R1 и устройство автоматического размагничивания маски кинескопа на терморезисторе R2 с положительным ТКС. Последнее обеспечивает максимальную амплитуду тока размагничивания до 6 А с плавным спадом в течение 2. 3 с.

Внимание. При работе с модулем питания и телевизором необходимо помнить, что элементы платы фильтров питания и часть деталей модуля находятся под напряжением сети. Поэтому ремонтировать и проверять модуль питания и плату фильтров под напряжением можно только при включении их в сеть через разделительный трансформатор.

Источник

Технические характеристики трансформаторов ТПИ, параметры и подключение

Трансформаторы, как например, ТПИ 4-3 с техническими характеристиками импульсного преобразователя часто используются в блоках питания электронно-вычислительных устройств, радиолокационных средствах, измерительной аппаратуры и бытового оборудования. Для изменения токовых импульсов применяют ферромагнитные сердечники.

Поскольку трансформаторы используют для высокоточного оборудования, поэтому к ним применяют жесткие требования: они не меняют форму импульса при преобразовании. Такое свойство достигается путем емкости между витками. Небольшие сердечники снижают индукционное рассеивание. Все это позволяет повысить КПД трансформатора без изменения габаритов объекта.

Особенности и конструкция импульсных трансформаторов питания

В качестве основного элемента современных средств электропитания выступают импульсные трансформаторы. Их подразделяют по области применения и конструктивным особенностям. В зависимости от исполнения, они делятся:

• стержневые;
• броневые;
• тороидальные. Они не имеют катушек, проволока наматывается на сердечник с бумажной изоляцией;
• бронестержневые.

Для всех вышеперечисленных токовых преобразователей свойственно наличие контурного магнитопровода, выполненного из специальных марок стали. Исключение составляют тороидальные трансформаторы, чей сердечник изготовлен из феррита и выполнен в форме круга.

Пластины из электротехнической стали практически не содержат кремниевых добавок, поскольку он приводят к потере мощности за счет влияния вихревых потоков на контур стержневого магнитопровода. Тороидальные модели производят из ферромагнитных или рулонных марок стали.

Частота импульсов зависит от толщины пластин электромагнитного стержня. Чем они тоньше, тем выше частота на выходе. Представляют они собой единую конструкцию, склеенную эпоксидной смолой. Провода в катушку наматывают внутри или снаружи, зависит от целей применения.

Формула

Технические характеристики и намоточные данные трансформаторов ТПИ

ТПИ служат для передачи кратковременных импульсов с наименьшими искажениями и действуют в переходящих процессах. Они позволяют менять уровни и полярность импульсного тока и согласовывать напряжение сопротивления генераторов с потребителями нагрузки, разделить потенциалы приемо-передающих устройств, и принимать сигналы от источника на определенных нагрузках. Они служат основным конвертирующим компонентом в оборудовании.

Существует несколько видов обмоток для ТПИ:

• спиральные. Используют для снижения индуктивного рассеивания;
• конические. Применяются для уменьшения индуктивного рассеивания и повышения обмоточной емкости;
• цилиндрические. Обладают хорей технологичностью и простотой конструкции.

Применение каждого типа зависит от условий эксплуатации и требований целевого оборудования.

Применяется в блоках питания для радиоэлектроники. Сердечник выполнен из феррита марки Ф-720. Имеет длину и высоту 42 миллиметра, и ширину 20 мм. На внешние источники его устанавливают в качестве импульсных преобразователей, конвертируя колебания энергии в частоты до нескольких килогерц. Катушка имеет спиральную рядовую обмотку, выполненную из медной проволоки толщиной несколько сотых долей миллиметра. Изоляция сделана из технической пленки, количество выводов 18.

Трансформатор высокочастотных импульсов на ферритовом сердечнике. Обмотка выполнена из медной проволоки сечением несколько сотых долей миллимеметров. Витки идут рядами по спирали. Рассчитаны на превышение номинальных напряжений на вторичных катушках до 20%, в том числе короткое замыкание. Класс изоляции Е и рассчитан на перегрев более 75 градусов.

Трансформатор на Ш-образном сердечнике из феррита предназначен для преобразования колебания напряжения в импульсы высокой частоты. Имеет одну основную и несколько дополнительных обмоток. При максимальном разгоне устройства, он может выдавать мощность 1000 Вт. Однако это потребует внести необходимые элементы в схему его установки.

• Фактически первичная обмотка имеет три катушки по 27 витков в два ряда, остальные намотаны в один.
• Обмотки размещены таким образом, чтобы компенсировать помехи друг друга и распределять емкость.

Трансформатор для преобразования колебаний в импульсы высокой частоты. Выполнен на ферритовом сердечнике со стальной рамой.

• Основная обмотка однорядная со спиральной намоткой имеет 42 витка.
• На обратной связи находится 4 витка, а на контакте В+ имеется 4 витка на 140 В;
• На усилителях низкой частоты находятся 6 витков, на стабилизаторе +8В находится 4 и 3 на контакте +5В.

Представляет собой малогабаритный трансформатор с внешней изоляцией из технической бумаги.

Импульсный преобразователь выполнен на Ш-образном ферритовом сердечнике с типоразмерами 12х20 с зазором 1,3 мм. Обмотка выполнена из медного провода толщиной 0,45 мм.

• На выводах 1-11 находится обмотка с трехрядным шагом на 16 витков;
• На контактах находится катушка выпрямителя 74 витка – 124, 24 и 8 В, а на выводах находится обмотка 12 витков для выпрямления напряжения 15 В;
• Выводы 16-20 имеют 10 витков и рассчитаны на вольтаж 12 В.

Высокочастотный преобразователь импульсов и выпрямитель напряжения. Выполнен на ферритовом сердечнике М3000НМС с магнитной проницаемостью 3000. Имеет типоразмеры 12х20х15 и зазор 1,3 мм. Распиновка выводов следующая:

• 1-11 для положительного напряжения обратной связи с числом витков 16 штук;
• 6-12 для выпрямления тока 124, 24 и 18 вольт с числом витков 74, 6-10 служат в качестве выпрямителя на аналогичное напряжение с 54 витками;
• 10-4 для выпрямления тока 15 вольт с количеством витков 7, в эту группу входят также контакты 4-8 и 14-18 с количеством витков 10 и 12 соответственно.

Малогабаритный преобразователь импульсного тока с Ш-образным ферритовым сердечником М3000НМС. В его состав входит 8 катушек с трехрядным шагом намотки. Сопротивление каждой из них не превышает 0,2 Ом, кроме IV и IVа, которое составляет 1,2 и 0,9 Ом соответственно.

• Выпрямитель 12 В находится на контактах 16-20 с количеством витков 10;
• на 15 В выводы 14-18, 4-8, 8-12, 10-4 с витками 10, 5, 12 и 7 штук;
• на 124, 24 и 18 В контакты 6-10 и 6-12 с витками 54 и 74.

Ферритовый трансформатор с выпрямителем тока и генератором импульсов высокой частоты. Изготовлен на сердечнике Ш-формы. Имеет восемь обмоток из проволоки ПЭВТЛ-2 с сечение 0,45 мм. Сопротивление основной обмотки составляет 1,2 Ом, вторичной 0,9 Ом. Шаг намотки трехрядный спиральный.

• На первой катушке находится обратное напряжение по контактам 1-11 и 6-12.
• Вторая обмотка дает 124, 24 и 18 В на контактах. Она расположена по центру сердечника.
• Остальные обмотки работают как выпрямители напряжения 15 и 12 В.
• Максимальное количество витков для силовой катушки составляет 74 витка, для вторичных – 12.

Импульсный преобразователь токов с Ш-образным сердечником из феррита М3000НМС.

• Входное напряжение составляет 220 В на обмотку с количеством витков 74 штуки. Она находится на контактах 1-11.
• Вспомогательная катушка расположена на выводах 6-12 с трехрядной намоткой в 74 витка и выполняет задачи выпрямителя.
• Вторичные катушки двухрядный шаг намотки с числом витков от 5 до 54 штук.

Применение в импульсных источниках питания

ТПИ широко применяют в импульсных источниках питания в промышленности для газовых лазеров, триодных генераторов, магнетроны и другого оборудования. В бытовой сфере они установлены на компьютерах и телевизорах. Кроме преобразования импульсов они необходимы для стабилизации входящих напряжений, в том числе для защиты от короткого замыкания, чрезмерного перегрева повышении нагрузки.

Варианты схематических решений

Для создания распиновки и контуров импульсного трансформатора применяют специальную методологию расчетов под конкретные условия работы. Определение эксплутационных характеристик является важным условием для изготовления ТПИ с нужными параметрами.

Учитывают входные характеристики, коэффициенты преобразования частот, материал сердечника, в том числе его площадь и сечение. Только затем переходят к вычислению количеству витков, необходимых для правильного преобразования импульсов. Аналогичным образом узнаю сечение провода для обмоток.

Так для напряжения 300 В с коэффициентом преобразования 12 кГц необходим стержень из феррита площадью 82,5 кв. мм, провод сечением 0,43 мм. При заданных параметрах обмотка имеет 181 виток.

Как ремонтировать ТПИ

В процессе работе от перепадов напряжения происходят пробои катушек трансформатора. Для того чтобы заменить вышедшую из строя деталь, необходимо ее найти. Делают это с помощью мультиметра, прозвания выводы. Предварительно снимают металлический корпус.

Затем удаляют внешнюю изоляцию. Разматывать катушку следует аккуратно, делая пометки о количестве витков, номере шага и направлении.

Сборка производится уже в обратном порядке с соблюдением параметром намотки, которые были отмечены для себя на бумаге.

Источник