21vek

Инжетор питания для компенсации падения напряжения в кабеле и повышения нагрузочной способности по току.

Устройство для повышения нагрузочной способности по току.

В индивидуальных приёмных системах спутникового телевидения при использовании длинных фидеров может возникать неприятная ситуация с падением питающего напряжения для головок, коммутаторов и поворотных устройств. При использовании омеднённого коаксиального кабеля вместо медного это падение возрастает за счёт потерь на активном сопротивлении кабеля. И если СВЧ-сигнал распространяется по медной поверхности проводника за счёт скин-эффекта, то постоянное напряжение распространяется по всему объёму проводника. Дополнительными причинами падения напряжения являются слабая нагрузочная способность блока питания спутникового приёмника, что эквивалентно высокому выходному сопротивлению блока питания, использование головок с двумя выходами, которые потребляют несколько больший ток, чем обычные головки Ku-диапазона, а также использование головок C-диапазона, которые как правило потребляют более значительный ток. Например, опытным путём мы установили, что головки Ku-диапазона "GS DKF-71" потребляют 82.8мА вне зависимости от поляризации (т.е. на 13В и на 18В потребление тока одинаково, хотя мощность, конечно, разная). Головка с 2-мя выходами "Inverto" потребляет около 115мА. Падение напряжения также возможно на DiSEqC-коммутаторе - примерно 0.3В. Можно добавить еще и сопротивление соединений F-разъёмов...

Следствием всех этих потерь может стать падение напряжения более чем на 3В, что приведёт к невключению горизонтальной поляризации, оставив возможным использование только вертикальной поляризации. При использовании обычного спутникового тюнера решением проблемы может служить повышение питающего головку напряжения. В схемах, где для формирования этих напряжений служит линейный стабилизатор типа LM317, можно изменить номиналы резистивного делителя, который определяет выходное напряжение на этом стабилизаторе. Однако поднять это напряжение можно не до бесконечности, так как на входе у LM317 обычно 22-24В, к тому же нужно обеспечить минимальную разницу между входом и выходом стабилизатора для нормальной работы последнего. Да и влезать в тюнер и выпаивать SMD-компоненты не всегда представляется возможным и желательным по объёктивным причинам. Ну а если используется DVB-карта SkyStar2, которая и без того прилично греется, то такое решение проблемы совсем не подходит.

Другим способом решения данной проблемы может служить инжектор питания, т.е. устройство, "вбрасывающее", судя по названию, энергию для питания устройств. Инжектор должен питаться от внешнего более мощного источника питания, повторяя в точности напряжение на выходе тюнера, в том числе и модуляцию 22кГц, и питать все нуждающиеся устройства на фидере.

Следующая схема реализует вышесказанное. Устройство включается в разрыв между тюнером и фидером и питается от мощного (настолько, насколько это надо) внешнего блока питания напряжением 22..24В. Схема позволяет повысить и ток, и напряжение.
Схема инжектора питания:




Резистор VR1 служит для установки коэффициента усиления операционного усилителя, рассчитываемого по формуле K=1+R4/(R1+VR1). Усиление всегда больше единицы. Это позволяет повысить выходное напряжение, чтобы скомпенсировать падение на база-эмиттерных переходах транзисторов VT1, VT2, а также скомпенсировать падение напряжения на фидере. Полезный сигнал проходит через конденсатор C2. Резистор R6 должен создавать достаточный ток базы, чтобы ток коллектора составного транзистора мог достигать необходимого значения, что зависит от коэффициента передачи транзистора(ов). Применение составного транзистора здесь обусловлено только высоким коэффициентом усиления. Резистор R2 подтягивает к земле вход операционного усилителя, чтобы тот не "гулял" при свободном разъёме XS1. R1 ограничивает максимальное усиление операционного усилителя DA1. Этот усилитель способен питаться от напряжения до 32В. Транзистор VT1 должен быть установлен на хороший радиатор. Выделяемая на этом транзисторе мощность будет примерно равна произведению выходного тока на разницу напряжений между внешним блоком питания и тюнером. Поэтому слишком завышать напряжение на внешнем БП нет смысла.

Это устройство я еще не собирал, но промоделировал в Proteus. Можете посмотреть, что получилось.
Моделирование инжектора в Proteus. Ток на выходе 0.5А:




В модели нагрузка потребляет около 500мА, напряжение на выходе специально завышено (подстроечный резистор не показан, его сопротивление здесь 0). На графике видны напряжения по входу и по выходу инжектора. Как видно, модуляция 22кГц свободно проходит. Напряжение с тюнера используется только для управления. По СВЧ-сигналу инжектор может вносить затухания, но это неизбежно. В схему можно добавить диод для защиты от переполюсовки, а также самовосстанавливающийся предохранитель для зашиты от КЗ.

Если у вас есть мысли по этому устройству - пишите.

_________________
СОЗДАТЕЛЬ ДАННОГО ФОРУМА.