Šis raksts ir veltīts 2161 Second Edition (SE) komutācijas barošanas avotu sērijai, kuras pamatā ir IR2161 kontrolleris.
- Aizsardzība pret īssavienojumu un pārslodzi;
- Automātiski atiestatīta īssavienojuma aizsardzība;
- Frekvences modulācijas "dither" (lai samazinātu EMI);
- Mikrostrāvas palaišana (regulatora sākotnējai palaišanai pietiek ar strāvu, kas nepārsniedz 300 μA);
- Aptumšošanas iespēja (bet mūs tas neinteresē);
- Izejas sprieguma kompensācija (sava veida sprieguma stabilizācija);
- Mīksts starts;
- Adaptīvs miršanas laiks ADT;
- Kompakts korpuss;
- Ražots, izmantojot bezsvina tehnoloģiju (Leed-Free).
Es iedošu mums dažus svarīgus specifikācijas:
Maksimālā ieplūdes/izplūdes strāva: +/-500mA
Pietiekami liela strāva ļauj vadīt jaudīgus slēdžus un izveidot diezgan jaudīgus komutācijas barošanas avotus, pamatojoties uz šo kontrolieri, neizmantojot papildu draiverus;
Maksimālā kontrollera patērētā strāva: 10mA
Pamatojoties uz šo vērtību, tiek projektētas mikroshēmas strāvas ķēdes;
Kontrollera minimālais darba spriegums: 10,5V
Pie zemāka barošanas sprieguma regulators pārslēdzas uz UVLO režīmu un svārstības apstājas;
Kontrolerī iebūvētās zenera diodes minimālais stabilizācijas spriegums: 14,5 V
Ārējai Zener diodei jābūt stabilizācijas spriegumam, kas nav lielāks par šo vērtību, lai izvairītos no mikroshēmas bojājumiem, ko izraisa pārmērīgas strāvas manevrēšana uz COM tapu;
Spriegums pie CS tapas, lai iedarbinātu pārslodzes aizsardzību: 0,5 V
Minimālais spriegums pie CS tapas, pie kura tiek iedarbināta pārslodzes aizsardzība;
Spriegums pie CS tapas aizsardzībai pret īssavienojumu: 1V
Minimālais spriegums pie CS tapas, pie kura tiek iedarbināta īssavienojuma aizsardzība;
Darba frekvenču diapazons: 34 - 70 kHz
Darba frekvence nav tieši iestatīta un ir atkarīga tikai no slodzes patērētās jaudas;
Noklusējuma nāves laiks: 1µS
Izmanto, ja nav iespējams strādāt adaptīvā mirušā laika (ADT) režīmā, kā arī ja nav slodzes;
Darba frekvence mīkstās palaišanas režīmā: 130 kHz
Frekvence, ar kādu regulators darbojas mīkstās palaišanas režīmā;
Tagad galvenā uzmanība jāpievērš tam, kādi mikroshēmas darbības režīmi pastāv un kādā secībā tie atrodas viens pret otru. Es pievērsīšos katra ķēdes bloka darbības principa aprakstīšanai, kā arī īsāk aprakstīšu to darbības secību un nosacījumus pārejai no viena režīma uz otru. Sākšu ar katra diagrammas bloka aprakstu:
Zemsprieguma bloķēšanas režīms (UVLO)- režīms, kurā atrodas regulators, kad tā barošanas spriegums ir zem minimālās sliekšņa vērtības (apmēram 10,5 V).
Mīkstās palaišanas režīms- darbības režīms, kurā regulatora oscilators īslaicīgi darbojas ar paaugstinātu frekvenci. Kad oscilators ir ieslēgts, tā darbības frekvence sākotnēji ir ļoti augsta (apmēram 130 kHz). Tādējādi pārveidotāja izejas spriegums ir zemāks, jo barošanas avota transformatoram ir fiksēta induktivitāte, kurai būs lielāka pretestība augstākā frekvencē un tādējādi samazinās primārā tinuma spriegums. Samazināts spriegums, protams, samazinās strāvu slodzē. CSD kondensatoram uzlādējoties no 0 līdz 5 V, svārstību frekvence pakāpeniski samazināsies no 130 kHz līdz darba frekvencei. Mīkstās palaišanas slaucīšanas ilgums būs atkarīgs no CSD kondensatora kapacitātes. Taču, tā kā CSD kondensators nosaka arī izslēgšanas aizkaves laiku un piedalās sprieguma kompensācijas bloka darbībā, tā kapacitātei jābūt stingri 100nF.
Mīkstās palaišanas problēma. Es gribu būt pilnīgi godīgs un pieminēt faktu, ka, ja pie barošanas avota izejas ir lielas ietilpības filtra kondensatori, mīkstais starts visbiežāk nedarbojas un SMPS ieslēdzas uzreiz darba frekvencē, apejot mīkstās palaišanas režīmu. . Tas notiek tāpēc, ka palaišanas brīdī sekundārajā ķēdē izlādētajiem kondensatoriem ir ļoti zema iekšējā pretestība un to uzlādēšanai ir nepieciešama ļoti liela strāva. Šī strāva izraisa īslaicīgu īssavienojuma aizsardzības darbību, pēc kuras kontrolleris nekavējoties restartējas un pāriet RUN režīmā, apejot mīkstās palaišanas režīmu. Jūs varat cīnīties ar to, palielinot droseles induktivitāti sekundārajā ķēdē, kas atrodas tūlīt aiz taisngrieža. Droseles ar augstu induktivitāti paildzina izejas filtra kondensatoru uzlādes procesu, citiem vārdiem sakot, kondensatori tiek uzlādēti ar mazāku strāvu, bet ilgāk. Zemāka uzlādes strāva neiedarbina aizsardzību palaišanas brīdī un ļauj mīkstajai palaišanai normāli veikt savas funkcijas. Katram gadījumam saistībā ar šo jautājumu sazinājos ar ražotāja tehnisko atbalstu, uz kuru saņēmu šādu atbildi:
"Tipiskam halogēna pārveidotājam ir maiņstrāvas izeja bez taisngriežiem vai izejas kondensatoriem. Mīkstā palaišana darbojas, samazinot frekvenci. Lai panāktu mīksto palaišanu, transformatoram ir jābūt ar ievērojamu noplūdi. Tomēr jūsu gadījumā tam vajadzētu būt iespējai. Mēģiniet novietot induktors tiltu sekundārajā pusē diodes uz kondensatoru.
Vislabākie vēlējumi.
Infineon Technologies
Stīvs Rīms, atbalsta inženieris"
Mani pieņēmumi par mīkstās palaišanas nestabilās darbības iemeslu izrādījās pareizi, turklāt viņi man pat piedāvāja tādu pašu metodi šīs problēmas risināšanai. Un atkal, lai būtu pilnīgi godīgi, jāpiebilst, ka spoļu izmantošana ar paaugstinātu induktivitāti, salīdzinot ar tām, kuras parasti izmanto SMPS izejā, uzlabo situāciju, bet ne pilnībā novērš problēmu. Tomēr šo problēmu var pieļaut, jo pie SMPS ieejas ir termistors, kas ierobežo ieslēgšanas strāvu.
Darbības režīms, darbības režīms. Kad mīkstā palaišana ir pabeigta, sistēma pāriet sprieguma kompensētā darba režīmā. Šī funkcija nodrošina zināmu pārveidotāja izejas sprieguma stabilizāciju. Sprieguma kompensācija notiek, mainot pārveidotāja darba frekvenci (frekvences palielināšana samazina izejas spriegumu), lai gan šāda veida “stabilizēšanas” precizitāte nav augsta, tā ir nelineāra un atkarīga no daudziem parametriem un tāpēc nav vienkārša paredzēt. IR2161 uzrauga slodzes strāvu caur strāvas rezistoru (RCS). Maksimālā strāva tiek noteikta un pastiprināta kontrollerī un pēc tam tiek pielietota CSD tapai. CSD kondensatora spriegums darba režīmā (sprieguma kompensācijas režīms) mainīsies no 0 (pie minimālās slodzes) līdz 5 V (pie maksimālās slodzes). Šajā gadījumā ģeneratora frekvence mainīsies no 34 kHz (Vcsd = 5 V) līdz 70 kHz (Vcsd = 0 V).
Ir iespējams arī pievienot atgriezenisko saiti IR2161, kas ļaus organizēt gandrīz pilnīgu izejas sprieguma stabilizāciju un ļaus daudz precīzāk uzraudzīt un uzturēt nepieciešamo spriegumu izejā: 
Šajā rakstā mēs šo shēmu sīkāk neapskatīsim.
Izslēgšanas režīms, izslēgšanas režīms. IR2161 satur divu pozīciju automātiskās izslēgšanas sistēmu, kas nosaka gan invertora īssavienojumu, gan pārslodzes apstākļus. Šo apstākļu noteikšanai tiek izmantots spriegums pie CS tapas. Ja pārveidotāja izejā ir īssavienojums, caur slēdžiem plūst ļoti liela strāva, un sistēmai dažu laika periodu laikā ir jāizslēdzas, pretējā gadījumā tranzistori ātri tiks iznīcināti savienojuma termiskās noplūdes dēļ. CS tapai ir izslēgšanās aizkave, lai novērstu traucējošu atslēgšanos ieslēgšanas strāvas vai pārejošu strāvu dēļ. Apakšējais slieksnis (ja Vcs > 0,5< 1 В), имеет намного большую задержку до отключения ИИП. Задержка для отключения по перегрузке приблизительно равна 0,5 сек. Оба режима отключения (по перегрузке и по короткому замыканию), имеют автоматический сброс, что позволяет контроллеру возобновить работу примерно через 1 сек после устранения перегрузки или короткого замыкания. Это значит, что если неисправность будет устранена, преобразователь может продолжить нормально работать. Осциллятор работает на минимальной рабочей частоте (34 кГц), когда конденсатор CSD переключается к цепи отключения. В режиме плавного пуска или рабочем режиме, если превышен порог перегрузки (Vcs >0,5 V), IR2161 ātri uzlādē CSD līdz 5 V. Ja spriegums pie CS tapas ir lielāks par 0,5 V un tiek pārsniegts īssavienojuma slieksnis — 1 V, CSD 50 ms laikā uzlādēs no 5 V līdz kontrollera barošanas spriegumam (10–15 V). Ja pārslodzes sliekšņa spriegums Vcs ir lielāks par 0,5 V, bet mazāks par 1 V, CSD tiek uzlādēts no 5 V līdz barošanas spriegumam aptuveni 0,5 sekundēs. Jāatceras un jāņem vērā fakts, ka CS tapā parādās augstfrekvences impulsi ar 50% darba ciklu un sinusoidālu apvalku - tas nozīmē, ka tikai tīkla sprieguma maksimumā CSD kondensators tiks uzlādēts pa posmiem. , katrā pusciklā. Kad CSD kondensatora spriegums sasniedz barošanas spriegumu, CSD tiek izlādēts līdz 2,4 V un pārveidotājs sāk darboties no jauna. Ja kļūme joprojām pastāv, CSD atsāk uzlādi. Ja kļūme pazūd, CSD izlādēsies līdz 2,4 V, un pēc tam sistēma automātiski atgriezīsies sprieguma kompensācijas darbības režīmā.
STANDBY režīms, gaidīšanas režīms- režīms, kurā regulators atrodas nepietiekama barošanas sprieguma gadījumā, kamēr tas patērē ne vairāk kā 300 μA. Šajā gadījumā oscilators ir dabiski izslēgts un SMPS nedarbojas; tā izejā nav sprieguma.
Bloki Bojājumu laika režīms, aizkaves un kļūdu režīms, lai gan parādīti blokshēmā, būtībā nav kontroliera darbības režīmi; drīzāk tos var attiecināt uz pārejas posmiem (aizkavēšanās un kļūmes režīms) vai apstākļiem pārejai no viena režīma uz otru (kļūdas laika režīms).
Tagad es aprakstīšu kā tas viss darbojas kopā:
Kad tiek pieslēgta jauda, kontrolleris sāk darboties UVLO režīmā. Tiklīdz regulatora barošanas spriegums pārsniedz minimālo sprieguma vērtību, kas nepieciešama stabilai darbībai, regulators pārslēdzas uz mīkstās palaišanas režīmu, oscilators ieslēdzas ar frekvenci 130 kHz. CSD kondensators vienmērīgi uzlādējas līdz 5V. Uzlādējoties ārējiem kondensatoriem, oscilatora darbības frekvence samazinās līdz darba frekvencei. Tādējādi kontrolieris pārslēdzas uz RUN režīmu. Tiklīdz kontrolleris pāriet RUN režīmā, CSD kondensators uzreiz tiek izlādēts uz zemējuma potenciālu un ar iekšēju slēdzi tiek savienots ar sprieguma kompensācijas ķēdi. Ja SMPS tiek iedarbināts nevis tukšgaitā, bet zem slodzes, pie CS kontakta radīsies slodzes vērtībai proporcionāls potenciāls, kas caur kontrollera iekšējām shēmām ietekmēs sprieguma kompensācijas bloku un neļaus CSD. kondensators, pēc mīkstās palaišanas pabeigšanas, lai pilnībā izlādētos. Pateicoties tam, palaišana nenotiks ar maksimālo darbības diapazona frekvenci, bet gan ar frekvenci, kas atbilst slodzes vērtībai pie SMPS izejas. Pēc pārslēgšanās uz RUN režīmu kontrolieris strādā atbilstoši situācijai: vai nu paliek strādāt šajā režīmā, līdz nogurst un atvieno barošanas avotu no rozetes, vai... Pārkaršanas gadījumā kontrolieris pāriet FAULT režīmā, oscilators pārstāj darboties. Pēc mikroshēmas atdzišanas notiek restartēšana. Pārslodzes vai īssavienojuma gadījumā kontrolleris pāriet Boult Timing režīmā, un ārējais kondensators CSD tiek uzreiz atvienots no sprieguma kompensācijas bloka un pievienots izslēgšanas blokam (šajā gadījumā CSD kondensators iestata kontroliera izslēgšanas aizkaves laiku ). Darbības frekvence tiek uzreiz samazināta līdz minimumam. Pārslodzes gadījumā (kad spriegums pie CS tapas > 0,5< 1 В), контроллер переходит в режим SHUTDOWN и выключается, но происходит это не мгновенно, а только в том случае, если перегрузка продолжается дольше половины секунды. Если перегрузки носят импульсный характер с продолжительностью импульса не более 0,5 сек, то контроллер будет просто работать на минимально возможно частоте, постоянно переключаясь между режимами RUN, Fault Timing, Delay, RUN (при этом будут отчетливо слышны щелчки). Когда напряжение на выводе CS превышает 1В, срабатывает защита от короткого замыкания. При устранении перегрузки или короткого замыкания, контроллер переходит в режим STANDBY и при наличии благоприятных условий для перезапуска, минуя режим софт-старта, переходит в режим RUN.
Tagad, kad jūs saprotat, kā darbojas IR2161 (es tā ceru), es jums pastāstīšu par pašiem komutācijas barošanas avotiem, pamatojoties uz to. Es gribu nekavējoties brīdināt, ka, ja jūs nolemjat montēt komutācijas barošanas avotu, pamatojoties uz šo kontrolieri, tad jums vajadzētu salikt SMPS, vadoties pēc jaunākās, vismodernākās shēmas uz atbilstošās iespiedshēmas plates. Tāpēc radio elementu saraksts raksta apakšā tiks sniegts tikai jaunākajai barošanas avota versijai. Visi IIP starpizdevumi ir parādīti tikai, lai demonstrētu ierīces uzlabošanas procesu.
Un pirmo IIP, kas tiks apspriests, es nosaukšu nosacīti 2161 SE 2.
Galvenā un galvenā 2161 SE 2 atšķirība ir kontroliera pašpiegādes ķēdes klātbūtne, kas ļāva atbrīvoties no viršanas dzēšanas rezistoriem un attiecīgi palielināt efektivitāti par vairākiem procentiem. Tika veikti arī citi tikpat būtiski uzlabojumi: optimizēts iespiedshēmas plates izkārtojums, pievienots vairāk izejas termināļu slodzes pieslēgšanai un pievienots varistors.
SMPS diagramma ir parādīta zemāk esošajā attēlā:
Pašbarošanas ķēde ir veidota uz VD1, VD2, VD3 un C8. Sakarā ar to, ka pašapgādes ķēde ir savienota nevis ar zemfrekvences 220 V tīklu (ar frekvenci 50 Hz), bet gan ar augstfrekvences transformatora primāro tinumu, pašapgādes dzēšanas kondensatora kapacitāte ( C8) ir tikai 330pF. Ja pašpadevi organizētu no zemfrekvences 50Hz tīkla, tad rūdīšanas kondensatora kapacitāte būtu jāpalielina 1000 reizes, un, protams, šāds kondensators aizņemtu daudz vairāk vietas uz iespiedshēmas plates. Aprakstītā pašbarošanas metode ir ne mazāk efektīva kā pašbarošana no atsevišķa transformatora tinuma, taču tā ir daudz vienkāršāka. Zenera diode VD1 ir nepieciešama, lai atvieglotu kontroliera iebūvētās Zener diodes darbību, kas nespēj izkliedēt ievērojamu jaudu un, neuzstādot ārēju Zener diode, var vienkārši tikt salauzta, kas novedīs pie pilnīgas funkcionalitātes zuduma. mikroshēma. Stabilizācijas spriegumam VD1 jābūt diapazonā no 12 - 14 V, un tas nedrīkst pārsniegt regulatora iebūvētās zenera diodes stabilizācijas spriegumu, kas ir aptuveni 14,5 V. Kā VD1 varat izmantot Zener diodi ar stabilizācijas spriegumu 13 V (piemēram, 1N4743 vai BZX55-C13) vai izmantot vairākas virknē savienotas Zener diodes, ko es arī izdarīju. Es savienoju divas Zener diodes virknē: viena no tām bija 8,2 V, otra bija 5,1 V, kas galu galā deva 13,3 V spriegumu. Izmantojot šo pieeju IR2161 barošanai, kontroliera barošanas spriegums nesamazinās un praktiski nav atkarīgs no slodzes lieluma, kas pievienots SMPS izejai. Šajā shēmā R1 ir nepieciešams tikai, lai palaistu kontrolieri, tā sakot, sākotnējam sitienam. R1 kļūst nedaudz silts, bet ne tuvu tik daudz, kā tas bija šī barošanas avota pirmajā versijā. Augstas pretestības rezistora R1 izmantošana nodrošina vēl vienu interesantu funkciju: spriegums pie SMPS izejas neparādās uzreiz pēc pievienošanas tīklam, bet pēc 1-2 sekundēm, kad C3 tiek uzlādēts līdz minimālajam spriegumam 2161 ( aptuveni 10,5 V).
Sākot ar šo SMPS un visiem nākamajiem, SMPS ieejā tiek izmantots varistors, kas paredzēts, lai aizsargātu SMPS no ieejas sprieguma pārsniegšanas virs pieļaujamās vērtības (šajā gadījumā - 275 V), kā arī ļoti efektīvi nomāc augstspriegumu. traucējumus, neļaujot tiem iekļūt SMPS ieejā no tīkla un neatbrīvojot traucējumus no SMPS atpakaļ tīklā.
Barošanas avota sekundārā barošanas avota taisngriežā izmantoju SF54 diodes (200V, 5A) divas paralēli. Diodes atrodas divos stāvos, diožu vadiem jābūt pēc iespējas garākiem - tas nepieciešams labākai siltuma izkliedēšanai (vadi ir sava veida radiators diodei) un labākai gaisa cirkulācijai ap diodēm.
Transformators manā gadījumā ir izgatavots uz serdes no datora barošanas avota - ER35/21/11. Primārajam tinumam ir 46 pagriezieni trīs 0,5 mm vados, diviem sekundārajiem tinumiem ir 12 apgriezieni trīs 0,5 mm vados. Ieejas un izejas droseles tiek ņemtas arī no datora barošanas avota.
Aprakstītais barošanas avots spēj ilgstoši (bez darbības laika ierobežojuma) slodzei piegādāt 250W, bet īsu laiku (ne vairāk kā minūti) - 350W. Izmantojot šo SMPS dinamiskās slodzes režīmā (piemēram, lai darbinātu B vai AB klases audio frekvences jaudas pastiprinātāju), no šīs pārslēgšanas jaudas ir iespējams darbināt UMZCH ar kopējo izejas jaudu 300 W (2x150 W stereo režīmā). piegāde.
Oscilogramma uz transformatora primārā tinuma (bez snubber, R5 = 0,15 omi, 190 W izeja):
Kā redzams no oscilogrammas, ar izejas jaudu 190 W SMPS darba frekvence tiek samazināta līdz 38 kHz; tukšgaitā SMPS darbojas ar frekvenci 78 kHz:
Turklāt no oscilogrammām ir skaidri redzams, ka grafikā nav izņēmumu, un tas neapšaubāmi raksturo šo SMPS pozitīvi.
Barošanas avota izejā vienā no svirām var redzēt šādu attēlu:
Pulsācijas frekvence ir 100 Hz, un pulsācijas spriegums ir aptuveni 0,7 V, kas ir salīdzināms ar klasiska, lineāra, nestabilizēta barošanas avota izejas pulsāciju. Salīdzinājumam šeit ir oscilogramma, kas uzņemta, strādājot ar tādu pašu izejas jaudu klasiskajam barošanas avotam (kondensatora jauda 15000 μF rokā):
Kā redzams no oscilogrammām, barošanas sprieguma pulsācija pie komutācijas barošanas avota izejas ir zemāka nekā klasiskajam tādas pašas jaudas barošanas avotam (0,7 V SMPS, salīdzinot ar 1 V klasiskai iekārtai). Bet atšķirībā no klasiskā barošanas avota SMPS izejā ir manāms neliels augstfrekvences troksnis. Tomēr nav būtisku augstfrekvences traucējumu vai emisiju. Barošanas sprieguma pulsācijas frekvence izejā ir 100 Hz, un to izraisa sprieguma pulsācija SMPS primārajā ķēdē pa +310 V kopni. Lai vēl vairāk samazinātu pulsāciju pie SMPS izejas, ir jāpalielina kondensatora C9 kapacitāte barošanas avota primārajā ķēdē vai kondensatoru kapacitāte barošanas avota sekundārajā ķēdē (pirmais ir efektīvāks), un lai samazinātu augstfrekvences traucējumus, izmantojiet droseles ar lielāku induktivitāti pie SMPS izejas.
PCB izskatās šādi:
Šī SMPS diagramma, kas tiks apspriesta, ir 2161 SE 3:
Gatavais barošanas avots, kas samontēts saskaņā ar šo shēmu, izskatās šādi:
Shēmā nav būtisku atšķirību no SE 2; atšķirības galvenokārt attiecas uz iespiedshēmas plati. Shēma pievienoja tikai snuberus transformatora sekundārajos tinumos - R7, C22 un R8, C23. Vārtu rezistoru vērtības ir palielinātas no 22 Om līdz 51 Ohm. Kondensatora C4 vērtība ir samazināta no 220 µF līdz 47 µF. Rezistors R1 ir samontēts no četriem 0,5 W rezistoriem, kas ļāva samazināt šī rezistora sildīšanu un padarīt dizainu nedaudz lētāku, jo Manā reģionā četri pusvatu rezistori ir lētāki nekā viens divu vatu rezistori. Bet iespēja uzstādīt vienu divu vatu rezistoru paliek. Turklāt pašbarojošā kondensatora vērtība tika palielināta līdz 470pF, tam nebija īpašas jēgas, bet tas tika veikts kā eksperiments, lidojums bija normāls. MUR1560 diodes TO-220 iepakojumā tiek izmantotas kā taisngriežu diodes sekundārajā ķēdē. Optimizēta un samazināta iespiedshēmas plate. SE 2 iespiedshēmas plates izmēri ir 153x88, savukārt SE 3 iespiedshēmas plates izmēri ir 134x88. PCB izskatās šādi:
Transformators ir izgatavots uz serdes no datora barošanas avota - ER35/21/11. Primārajam tinumam ir 45 pagriezieni trīs 0,5 mm vados, diviem sekundārajiem tinumiem ir 12 apgriezieni četros 0,5 mm vados. Ieejas un izejas droseles tiek ņemtas arī no datora barošanas avota.
Jau pati pirmā šī SMPS iekļaušana tīklā parādīja, ka strāvas padeves sekundārās ķēdes snubbers bija acīmredzami lieki, tie tika nekavējoties nolodēti un netika izmantoti tālāk. Vēlāk tika pielodēts arī primārā tinuma snubber, jo izrādījās, ka tas nodarīja daudz vairāk ļauna nekā laba.
No šī barošanas avota bija iespējams ilgstoši iegūt 300-350 W jaudu, īsu laiku (ne vairāk kā minūti) šis SMPS var nodrošināt līdz 500 W; pēc minūtes darbības šajā režīmā kopējais radiators sasilst līdz 60 grādiem.
Apskatiet oscilogrammas:
Viss joprojām ir skaisti, taisnstūris ir gandrīz ideāls taisnstūris, nav nekādu izņēmumu. Ar snubbers, dīvainā kārtā, viss nebija tik skaisti.
Sekojošā diagramma ir pēdējais un progresīvākais 2161 SE 4:
Samontējot, ierīce saskaņā ar šo diagrammu izskatās šādi:
Tāpat kā pagājušajā reizē, shēmā lielu izmaiņu nebija. Iespējams, ka visievērojamākā atšķirība ir tā, ka ir pazuduši snubbers gan primārajā, gan sekundārajā ķēdē. Jo, kā parādīja mani eksperimenti, IR2161 kontroliera īpatnību dēļ snubbers tikai traucē tā darbību un ir vienkārši kontrindicēti. Tika veiktas arī citas izmaiņas. Vārtu rezistoru (R3 un R4) vērtības ir samazinātas no 51 līdz 33 omiem. Sērijveidā ar pašbarošanas kondensatoru C7 tiek pievienots rezistors R2, lai aizsargātu pret pārstrāvu, uzlādējot kondensatorus C3 un C4. Rezistors R1 joprojām sastāv no četriem pusvatu rezistoriem, un rezistors R6 tagad ir paslēpts zem dēļa un sastāv no trim SMD rezistoriem formātā 2512. Trīs rezistori nodrošina nepieciešamo pretestību, bet nav nepieciešams izmantot tieši trīs rezistorus; atkarībā no ar nepieciešamo jaudu var izmantot vienu, divus vai trīs rezistorus. Termistors RT1 ir pārvietots no SMPS uz +310V mērķi. Atlikušie mērījumi attiecas tikai uz iespiedshēmas plates izkārtojumu, un tas izskatās šādi:
Iespiedshēmas platei ir pievienota drošības sprauga starp primāro un sekundāro ķēdi, un platē šaurākajā vietā ir veikts caurgriezums.
Transformators ir tieši tāds pats kā iepriekšējā barošanas avotā: tas ir izgatavots uz kodola no datora barošanas avota - ER35/21/11. Primārajam tinumam ir 45 pagriezieni trīs 0,5 mm vados, diviem sekundārajiem tinumiem ir 12 apgriezieni četros 0,5 mm vados. Ieejas un izejas droseles tiek ņemtas arī no datora barošanas avota.
Barošanas avota izejas jauda palika nemainīga - 300-350W ilgtermiņa režīmā un 500W īstermiņa režīmā (ne vairāk kā minūti). No šī SMPS varat darbināt UMZCH ar kopējo izejas jaudu līdz 400 W (2x200 W stereo režīmā).
Tagad apskatīsim oscilogrammas uz šī komutācijas barošanas avota transformatora primārā tinuma:
Viss joprojām ir skaisti: taisnstūris ir taisnstūrveida, nav nekādu izņēmumu.
Viena no barošanas avota sviras izejā tukšgaitā var novērot šādu attēlu:
Kā redzat, izejā ir nenozīmīgs augstfrekvences troksnis ar spriegumu ne vairāk kā 8 mV (0,008 V).
Zem slodzes pie izejas var novērot jau labi zināmos viļņus ar frekvenci 100 Hz:
Ar 250 W izejas jaudu pulsācijas spriegums pie SMPS izejas ir 1,2 V, kas, ņemot vērā kondensatoru zemāko kapacitāti sekundārajā ķēdē (2000 uF plecā, salīdzinot ar 3200 uF SE2) un lielo izejas jaudu kādi mērījumi veikti, izskatās ļoti labi. Arī augstfrekvences komponents pie noteiktas izejas jaudas (250W) ir niecīgs, ar sakārtotāku raksturu un nepārsniedz 0,2V, kas ir labs rezultāts.
Aizsardzības sliekšņa iestatīšana. Slieksni, pie kura darbosies aizsardzība, nosaka rezistors RCS (R5 - SE 2, R6 - SE 3 un SE 4).
Šis rezistors var būt vai nu izvades, vai SMD formāta 2512. RCS var sastāvēt no vairākiem paralēli savienotiem rezistoriem.
RCS nominālvērtību aprēķina pēc formulas: Rcs = 32 / Pnom. Kur Pnom ir SMPS izejas jauda, virs kuras darbosies pārslodzes aizsardzība.
Piemērs: pieņemsim, ka mums ir jāieslēdz pārslodzes aizsardzība, kad izejas jauda pārsniedz 275 W. Mēs aprēķinām rezistora vērtību: Rcs=32/275=0,116 Ohm. Varat izmantot vai nu vienu 0,1 Ohm rezistoru, vai divus 0,22 Ohm rezistorus, kas savienoti paralēli (kas radīs 0,11 Ohm), vai trīs 0,33 Ohm rezistorus, kas arī savienoti paralēli (kas radīs 0,11 Ohm).
Tagad ir pienācis laiks pieskarties tēmai, kas cilvēkus interesē visvairāk - transformatora aprēķins komutācijas barošanas avotam. Ņemot vērā jūsu daudzos pieprasījumus, es beidzot jums detalizēti pastāstīšu, kā to izdarīt.
Pirmkārt, mums ir nepieciešams kodols ar rāmi vai vienkārši serde, ja tā ir gredzenveida serdeņa (forma R).
Serdeņi un rāmji var būt pilnīgi dažādas konfigurācijas, un tos var izmantot jebkādā veidā. Es izmantoju ER35 rāmja kodolu no datora barošanas avota. Vissvarīgākais ir tas, ka serdei nav atstarpes, nevar izmantot serdeņus ar atstarpi.
Pēc noklusējuma uzreiz pēc programmas palaišanas jūs redzēsit līdzīgus skaitļus.
Sākot aprēķinu, pirmā lieta, ko mēs darīsim, ir programmas loga augšējā labajā stūrī atlasīt kodola formu un izmērus. Manā gadījumā forma ir ER, un izmēri ir 35/21/11.
Kodola izmērus var izmērīt neatkarīgi; kā to izdarīt, var viegli saprast no tālāk redzamās ilustrācijas:
Pēc tam atlasiet pamatmateriālu. Ir labi, ja zināt, no kāda materiāla ir izgatavots jūsu kodols, ja nē, tad tas ir labi, vienkārši izvēlieties noklusējuma opciju - N87 Epcos. Mūsu apstākļos materiāla izvēlei nebūs būtiskas ietekmes uz gala rezultātu.
Nākamais solis ir pārveidotāja ķēdes izvēle; mūsu ir pustilts:
Nākamajā programmas daļā - “barošanas spriegums”, atlasiet “mainīgs” un visos trīs logos norādiet 230V.
Sadaļā "pārveidotāja raksturlielumi" mēs norādām mums nepieciešamo bipolāro izejas spriegumu (vienas rokas spriegumu) un nepieciešamo SMPS izejas jaudu, kā arī stieples diametru, ar kuru vēlaties uztīt sekundāro un primāro tinumu. . Turklāt tiek izvēlēts izmantotā taisngrieža veids - “bipolārs ar viduspunktu”. Tur mēs atzīmējam arī izvēles rūtiņu "izmantojiet vēlamos diametrus" un sadaļā "Izvadu stabilizācija" atlasiet "nē". Izvēlieties dzesēšanas veidu: aktīvs ar ventilatoru vai pasīvs bez tā. Jums vajadzētu beigties ar kaut ko līdzīgu:
Izejas spriegumu faktiskās vērtības būs lielākas par to, ko jūs norādāt programmā, aprēķinot. Šajā gadījumā ar programmā norādīto spriegumu 2x45V reāla SMPS izeja būs aptuveni 2x52V, tāpēc aprēķinot iesaku norādīt spriegumu, kas ir par 3-5V mazāks nekā nepieciešams. Vai arī norādīt nepieciešamo izejas spriegumu, bet uztīt par vienu apgriezienu mazāk, nekā norādīts programmas aprēķina rezultātos. Izejas jauda nedrīkst pārsniegt 350 W (2161 SE 4). Stieples diametrs tinumam, varat izmantot jebkuru, kas jums ir, jums ir jāizmēra un jānorāda tā diametrs. Tinumus nevajadzētu tīt ar stiepli, kuras diametrs ir lielāks par 0,8 mm, tinumus labāk tīt, izmantojot vairākas (divas, trīs vai vairāk) plānas stieples, nevis vienu biezu vadu.
Pēc visa tā noklikšķiniet uz pogas “Aprēķināt” un iegūstiet rezultātu, manā gadījumā tas izrādījās šādi:
Mēs koncentrējam uzmanību uz punktiem, kas iezīmēti sarkanā krāsā. Primārais tinums manā gadījumā sastāvēs no 41 pagrieziena, kas savīti divos vados, kuru diametrs ir 0,5 mm. Sekundārais tinums sastāv no divām pusēm pa 14 apgriezieniem, kas ir savīti trīs vados, kuru diametrs ir 0,5 mm.
Pēc visu nepieciešamo aprēķinu datu saņemšanas mēs pārejam tieši uz transformatora tinumu.
Man šķiet, ka šeit nav nekā sarežģīta. Es jums pastāstīšu, kā es to daru. Pirmkārt, tiek uztīts viss primārais tinums. Viens no vada(-u) galiem ir noņemts un pielodēts pie atbilstošā transformatora rāmja spailes. Pēc tam sākas tinums. Pirmais slānis ir uztīts un pēc tam tiek uzklāts plāns izolācijas slānis. Pēc tam tiek uztīts otrais slānis un atkal tiek uzklāts plāns izolācijas slānis un tādējādi tiek uztīts viss nepieciešamais primārā tinuma apgriezienu skaits. Vislabāk tinumus uztīt, lai grieztos, bet to var darīt arī šķībi vai vienkārši “vienādi”, tas nespēlēs vērā ņemamu lomu. Pēc tam, kad ir uztīts nepieciešamais apgriezienu skaits, vada(-u) galu nogriež, vada galu noņem un pielodē pie cita atbilstoša transformatora spailes. Pēc primārā tinuma uztīšanas tam tiek uzklāts biezs izolācijas slānis. Kā izolāciju vislabāk ir izmantot īpašu Mylar lentu:
Tāda pati lente tiek izmantota datoru barošanas bloku impulsu transformatoru tinumu izolācijai. Šī lente labi vada siltumu un tai ir augsta karstumizturība. No pieejamajiem materiāliem ieteicams izmantot: FUM lenti, maskēšanas lenti, papīra apmetumu vai garās strēmelēs sagrieztu cepamo uzmavu. Tinumu izolācijai stingri aizliegts izmantot PVC un auduma izolācijas lentu, kancelejas lentu vai auduma apmetumu.
Pēc primārā tinuma uztīšanas un izolēšanas mēs pārejam pie sekundārā tinuma tinuma. Daži cilvēki uztin divas tinuma puses uzreiz un pēc tam atdala, bet es uztinu sekundārā tinuma puses pa vienam. Sekundārais tinums tiek uztīts tāpat kā primārais. Vispirms noņemam un pielodējam vienu vada(-u) galu pie attiecīgā transformatora rāmja spailes, uztinam vajadzīgo apgriezienu skaitu, pēc katra slāņa uzliekot izolāciju. Aptinot nepieciešamo apgriezienu skaitu vienai pusei no sekundārā tinuma, mēs noņemam un pielodējam stieples galu līdz atbilstošajam rāmja spailei un uzklājam plānu izolācijas kārtu. Mēs pielodējam nākamās tinuma puses stieples sākumu uz to pašu spaili, kurā ir tinuma iepriekšējās puses beigas. Mēs tinam tajā pašā virzienā, tikpat apgriezienu kā iepriekšējā tinuma pusē, pēc katra slāņa uzklājot izolāciju. Pēc nepieciešamā apgriezienu skaita pielodējiet stieples galu līdz atbilstošajam rāmja spailei un uzklājiet plānu izolācijas kārtu. Pēc sekundārā tinuma uztīšanas nav nepieciešams uzklāt biezu izolācijas slāni. Šajā brīdī tinumu var uzskatīt par pabeigtu.
Pēc tinuma pabeigšanas ir nepieciešams ievietot serdi rāmī un salīmēt serdes pusītes kopā. Līmēšanai izmantoju vienas sekundes superlīmi. Līmējošajam slānim jābūt minimālam, lai neradītu atstarpi starp serdes daļām. Ja jums ir gredzenveida serdenis (forma R), tad, protams, jums nekas nebūs jālīmē, bet uztīšanas process būs mazāk ērts un prasīs vairāk pūļu un nervu. Turklāt gredzena serdenis ir mazāk ērts tādēļ, ka transformatora pievadi būs jāveido un jāveido pašiem, kā arī jādomā par gatavā transformatora piestiprināšanu pie iespiedshēmas plates.
Pabeidzot transformatora tinumu un montāžu, jums vajadzētu iegūt kaut ko līdzīgu:
Stāstījuma ērtībai īsam aprakstam pievienošu arī SMPS 2161 SE 4 diagrammu runāt par elementu bāzi un iespējamām nomaiņām.
Ejam kārtībā – no ieejas līdz izejai. Ieejā tīkla spriegums atbilst drošinātājam F1; drošinātājam var būt no 3,15 A līdz 5 A. Varistoram RV1 jābūt konstruētam 275V, šāds varistors tiks marķēts ar 07K431, bet var izmantot arī variatorus 10K431 vai 14K431. Var izmantot arī varistoru ar augstāku sliekšņa spriegumu, taču aizsardzības un trokšņu slāpēšanas efektivitāte būs manāmi zemāka. Kondensatori C1 un C2 var būt vai nu parastie plēves kondensatori (piemēram, CL-21 vai CBB-21), vai arī trokšņu slāpēšanas tipa (piemēram, X2) spriegumam 275 V. Divkāršo induktoru L1 atlodējam no datora barošanas avota vai citas bojātas iekārtas. Induktors var tikt izgatavots neatkarīgi, uztinot 20-30 apgriezienus uz neliela gredzena serdes, ar stiepli ar diametru 0,5 - 0,8 mm. VDS1 diodes tilts var būt jebkurš strāvai no 6 līdz 8A, piemēram, norādīts diagrammā - KBU08 (8A) vai RS607 (6A). Kā VD4 ir piemērota jebkura lēna vai ātra diode ar strāvu no 0,1 līdz 1A un reverso spriegumu vismaz 400 V. R1 var sastāvēt no četriem pusvatu rezistoriem ar 82 kOhm, vai arī no viena divu vatu rezistora ar tādu pašu pretestību. Zenera diodei VD1 jābūt ar stabilizācijas spriegumu diapazonā no 13 - 14 V, ir atļauts izmantot vai nu vienu Zener diodi, vai divu Zener diožu virknes savienojumu ar zemāku spriegumu. C3 un C5 var būt plēves vai keramikas. C4 kapacitātei jābūt ne lielākai par 47 µF, spriegumam 16-25 V. Diodēm VD2, VD3, VD5 jābūt ļoti ātrām, piemēram - HER108 vai SF18. C6 var būt plēve vai keramika. Kondensatoram C7 jābūt konstruētam vismaz 1000V spriegumam. C9 var būt plēve vai keramika. R6 reitings jāaprēķina vajadzīgajai izejas jaudai, kā aprakstīts iepriekš. Kā R6 varat izmantot vai nu 2512 formāta SMD rezistorus, vai arī izvadīt viena vai divu vatu rezistorus; jebkurā gadījumā rezistors(-i) ir uzstādīti zem dēļa. Kondensatoram C8 jābūt plēvei (tips CL-21 vai CBB-21) un ar pieļaujamo darba spriegumu vismaz 400V. C10 ir elektrolītiskais kondensators ar vismaz 400 V spriegumu; zemfrekvences viļņošanās lielums pie SMPS izejas ir atkarīgs no tā kapacitātes. RT1 ir termistors, to var iegādāties vai atlodēt no datora barošanas avota, tā pretestībai jābūt no 10 līdz 20 Om un pieļaujamajai strāvai vismaz 3A. Kā tranzistori VT1 un VT2 var izmantot gan diagrammā norādīto IRF740, gan citus tranzistorus ar līdzīgiem parametriem, piemēram, IRF840, 2SK3568, STP10NK60, STP8NK80, 8N60, 10N60. Kondensatoriem C11 un C13 jābūt plēves (tips CL-21 vai CBB-21) ar pieļaujamo spriegumu vismaz 400V, to kapacitāte nedrīkst pārsniegt diagrammā norādīto 0,47 μF. C12 un C14 ir keramikas augstsprieguma kondensatori vismaz 1000 V spriegumam. VDS2 diožu tilts sastāv no četrām diodēm, kas savienotas ar tiltu. Kā VDS2 diodes nepieciešams izmantot ļoti ātras un jaudīgas diodes, piemēram, tādas kā - MUR1520 (15A, 200V), MUR1560 (15A, 600V), MUR820 (8A, 200V), MUR860 (8A, 600V), BYW29 (8A, 200V), 8ETH06 (8A, 600V), 15ETH06 (15A, 600V). Droseles L2 un L3 ir pielodētas no datora barošanas avota vai izgatavotas neatkarīgi. Tos var uztīt vai nu uz atsevišķiem ferīta stieņiem, vai uz kopēja gredzena serdes. Katrā no droseles jābūt no 5 līdz 30 apgriezieniem (jo vairāk, jo labāk), ar stiepli ar diametru 1 - 1,5 mm. Kondensatoriem C15, C17, C18, C20 jābūt plēvēm (tips CL-21 vai CBB-21) ar pieļaujamo spriegumu 63V vai vairāk, kapacitāte var būt jebkura, jo lielāka to kapacitāte, jo labāk, jo spēcīgāk tiek nomākta augsta - frekvences traucējumi. Katrs no kondensatoriem, kas diagrammā apzīmēti kā C16 un C19, sastāv no diviem 1000uF 50V elektrolītiskajiem kondensatoriem. Jūsu gadījumā, iespējams, būs jāizmanto augstāka sprieguma kondensatori.
Un kā pēdējo pieskārienu es jums parādīšu fotoattēlu, kas parāda manis izveidoto komutācijas barošanas avotu attīstību. Katrs nākamais SMPS ir mazāks, jaudīgāks un kvalitatīvāks nekā iepriekšējais: 
Tas ir viss! Paldies par jūsu uzmanību!
Radioelementu saraksts
| Apzīmējums | Tips | Denominācija | Daudzums | Piezīme | Veikals | Mans piezīmju bloks | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Komutācijas barošanas avots 2161 SE 4 | |||||||
| R1 | Rezistors | 82 kOhm | 4 | 0,5 W | Uz piezīmju grāmatiņu | ||
| R2 | Rezistors | 4,7 omi | 1 | 0,25 W | Uz piezīmju grāmatiņu | ||
| R3, R4 | Rezistors | 33 omi | 2 | 0,25 W | Uz piezīmju grāmatiņu | ||
| R5 | Rezistors | ||||||
Mūsdienās reti kurš ievieš tīkla transformatoru paštaisītā pastiprinātāja konstrukcijā, un tas ir pareizi - komutācijas barošanas bloks ir lētāks, vieglāks un kompaktāks, un labi samontēts gandrīz nekādus traucējumus slodzei (vai traucējumi tiek samazināti līdz minimumam).
Protams, es neapgalvoju, ka tīkla transformators ir daudz, daudz uzticamāks, lai gan mūsdienu impulsu ģeneratori, kas pildīti ar visa veida aizsardzību, arī labi pilda savu uzdevumu.
IR2153 ir, es teiktu, leģendāra mikroshēma, kuru ļoti bieži izmanto radioamatieri un kas tiek ieviesta tieši tīkla komutācijas barošanas blokos. Mikroshēma ir vienkāršs pustilta draiveris un barošanas ķēdēs darbojas kā impulsu ģenerators.
Pamatojoties uz šo mikroshēmu, tiek būvēti barošanas avoti no vairākiem desmitiem līdz vairākiem simtiem vatu un pat līdz 1500 vatiem, protams, palielinoties jaudai, ķēde kļūs sarežģītāka.
Tomēr neredzu jēgu taisīt lieljaudas barošanas bloku, izmantojot šo konkrēto mikroshēmu, iemesls ir tas, ka nav iespējams organizēt izejas stabilizāciju vai vadību, un ne tikai mikroshēma nav PWM kontrolieris, tāpēc var nerunājiet par PWM kontroli, un tas ir ļoti slikti. Labi barošanas avoti parasti tiek izgatavoti uz push-pull PWM mikroshēmām, piemēram, TL494 vai tā radiniekiem utt., un bloks uz IR2153 ir vairāk iesācēja līmeņa bloks.
Pāriesim pie paša komutācijas barošanas avota dizaina. Viss salikts pēc datu lapas - tipisks pustilts, divi pustiltiņa kondensatori, kas nepārtraukti atrodas uzlādes/izlādes ciklā. Ķēdes jauda kopumā būs atkarīga no šo kondensatoru jaudas (nu, protams, ne tikai no tiem). Šīs konkrētās opcijas aprēķinātā jauda ir 300 vati, man nevajag vairāk, pati ierīce ir paredzēta divu UHF kanālu barošanai. Katra kondensatora jauda ir 330 μF, spriegums 200 volti, jebkurš datora barošanas bloks satur tieši šādus kondensatorus, teorētiski datora barošanas bloku shēma un mūsu bloks ir nedaudz līdzīga, abos gadījumos topoloģija ir pustilts .
Barošanas avota ieejā arī viss ir kā nākas - varistors pārsprieguma aizsardzībai, drošinātājs, pārsprieguma aizsargs un, protams, taisngriezis. Pilnvērtīgs diodes tilts, kuru varat paņemt gatavu, galvenais, lai tiltam vai diodēm ir vismaz 400 voltu reversais spriegums, ideālā gadījumā 1000, un strāva ir vismaz 3 ampēri. Atdalošais kondensators - plēve, 250 V vai labāk 400, jauda 1 μF, starp citu - atrodams arī datora barošanas blokā.
Transformators Rēķinots pēc programmas, kodols ir no datora barošanas bloka, diemžēl nevaru norādīt kopējos izmērus. Manā gadījumā primārais tinums ir 37 apgriezieni ar 0,8 mm vadu, sekundārais tinums ir 2 x 11 apgriezieni ar 4 0,8 mm vadu kopni. Šādā situācijā izejas spriegums ir aptuveni 30-35 volti, protams, tinumu dati katram būs atšķirīgi, atkarībā no serdes veida un kopējiem izmēriem.
Es piedāvāju jūsu uzmanībai ķēdi, kuru pārbaudīju diezgan vienkāršam komutācijas barošanas blokam UMZCH. Ierīces jauda ir aptuveni 200 W (bet var pārspīlēt līdz 500 W).
Īsas īpašības:
Ieejas spriegums - 220V;
Izejas spriegums - +-26V (savilkums 2-4V pie pilnas slodzes);
Pārveidošanas frekvence - 100 kHz;
Maksimālā slodzes strāva ir 4A.
Blokshēma
Barošanas avots ir veidots uz IR2153 mikroshēmas saskaņā ar strannicmd shēmu
Konstrukcija un detaļas.
Strāvas padeve ir samontēta uz iespiedshēmas plates, kas izgatavota no vienpusējas stikla šķiedras. Raksta beigās atradīsit iespiedshēmas plates zīmējumu Sprint-Layout gludeklim.
Ievades induktors no jebkura datora vai monitora barošanas avota, ievades kondensators tiek izmantots ar ātrumu 1 µF uz 1 W. Tālāk plakanu zemfrekvences diodes tiltu GBUB aptuveni 3A var izmantot kā slēdžus IRF 840, IRFI840GLC, IRFIBC30G , VT1 - BUT11, VT3 - c945, izejas diodes šajā shēmā labāk izmantot komplektus ātrāk, es uzstādīju Schottky MBR 1545, izejas droseles ir izgatavotas no ferīta gabaliem 4 cm un ? 3 mm garumā, 26 apgriezieni PEV -1 vads, bet es domāju, ka uz atomizēta dzelzs gredzena var izmantot arī grupas stabilizācijas droseli (nav mēģinājuši).
Lielāko daļu detaļu var atrast datoru barošanas blokos.
Iespiedshēmas plate
PSU montāža
Transformators
Transformators jūsu vajadzībām, jūs varat aprēķināt
Šis transformators ir uztīts uz viena K32X19X16 gredzena, kas izgatavots no M2000NM ferīta (zils gredzens), primārais tinums ir uztīts vienmērīgi pa visu gredzenu un ir 34 MGTF 0,7 stieples apgriezieni. Pirms sekundāro tinumu uztīšanas primārais tinums jāietīt ar fluoroplastisko lenti. Tinums II ir vienmērīgi uztīts ar PEV-1 0,7 stiepli, kas salocīts uz pusēm un ir 6+6 apgriezieni ar krānu no vidus. Tinums III (pašpiedziņas IR) ir vienmērīgi uztīts 3+3 apgriezienus ar vītā pāra (viens vadu pāris) ar krānu no vidus.
Strāvas padeves iestatīšana
UZMANĪBU!!! BAROŠANAS SAVIENOTĀJA PRIMĀRĀ ĶĒDE IR ZEM TĪKLAS SPRIEGUMA, TĀPĒC IESTATĪJOT UN DARBOJOT, JĀIEVĒRO PIESARDZĪBAS PASĀKUMI.
Ieteicams pirmo reizi iedarbināt ierīci, pievienojot to caur strāvu ierobežojošu rezistoru pie drošinātāja, kas ir kvēlspuldze ar jaudu 60 W un spriegumu 220 V, un IR jābaro no atsevišķu 12 V barošanas avotu (pašpiegādes tinums ir izslēgts). Kad strāvas padeve ir ieslēgta, nenoslogojiet to smagi caur lampu. Parasti pareizi samontētam barošanas blokam nav nepieciešama regulēšana. Pirmo reizi ieslēdzot caur barošanas avota lampu, lampiņai vajadzētu iedegties un nekavējoties nodziest (mirgot), bet ja tā, tad viss ir kārtībā un jūs varat pārbaudīt jaudu pie izejas. Viss OK! tad mēs izslēdzam lampu, iestatām drošinātāju un pievienojam mikroshēmas pašpadevi; kad sākas strāvas padeve, vajadzētu mirgot LED, kas atrodas starp pirmo un trešo kāju, un strāvas padeve sāksies.
Sveiki visiem!!!
Es piedāvāju jūsu uzmanībai ķēdi, kuru pārbaudīju diezgan vienkāršam komutācijas barošanas blokam UMZCH. Ierīces jauda ir aptuveni 180 W.
Īss UPS raksturojums
Ieejas spriegums - 220V;Izejas spriegums - ±25V;
Pārveidošanas frekvence - 27 kHz;
Maksimālā slodzes strāva - 3,5A.
Komutācijas barošanas ķēde
Shēma ir pavisam vienkārša:Tas ir pustilta invertors ar komutācijas piesātināmo transformatoru. Kondensatori C1 un C2 veido sprieguma dalītāju vienai pustilta pusei, kā arī izlīdzina tīkla sprieguma viļņus. Pustilta otrā puse ir tranzistori VT1 un VT2, ko vada komutācijas transformators T2. Tilta diagonālē ir iekļauts jaudas transformatora T1 primārais tinums, kas veidots tā, lai ekspluatācijas laikā tas nekļūtu piesātināts.
Lai droši iedarbinātu pārveidotāju, tranzistoram VT3, kas darbojas lavīnas režīmā, tiek izmantots relaksācijas ģenerators.
Īsumā par tā darbības principu. Kondensators C7 tiek uzlādēts caur rezistoru R3, savukārt tranzistora VT3 kolektorā spriegums palielinās zāģzobā veidā. Kad šis spriegums sasniedz aptuveni 50 - 70 V, tranzistors atveras kā lavīna, un kondensators caur tranzistoru VT3 tiek izlādēts uz tranzistora VT2 pamatni un transformatora T2 tinumu III, tādējādi iedarbinot pārveidotāju.
UPS dizains un detaļas
Strāvas padeve ir samontēta uz iespiedshēmas plates, kas izgatavota no vienpusējas stikla šķiedras.Es nesniedzu tāfeles zīmējumu, jo katram ir savas daļas. Es aprobežošos ar sava dēļa fotoattēlu:
Manuprāt, nav jēgas gludināt šādu dēli, tas ir pārāk vienkārši.
Kā tranzistorus VT1 un VT2 varat izmantot vietējos KT812, KT704, KT838, KT839, KT840, tas ir, ar kolektora-emitera robežspriegumu vismaz 300 V; no importētajiem es zinu, ka tiek izmantoti tikai J13007 un J13009. datoru barošanas avotos. Diodes var aizstāt ar citām jaudīgām impulsa diodes vai ar Šotki barjeru, piemēram, es izmantoju importēto FR302.
Transformators T1 uztīts uz diviem salocītiem gredzeniem K32×19X7, kas izgatavoti no ferīta markas M2000NM, primārais tinums ir uztīts vienmērīgi visā gredzenā un ir 82 apgriezieni no PEV-1 0,56 stieples. Pirms uztīšanas gredzenu asās malas jānoapaļo ar dimanta vīli vai smalku smilšpapīru un aptiniet tās ar 0,2 mm biezas fluoroplastiskās lentes slāni, kā arī aptiniet primāro tinumu. Tinums III ir uztīts ar PEV-1 0,56 stiepli, kas salocīts uz pusēm un ir 16+16 apgriezieni ar krānu no vidus. Tinums II ir uztīts ar diviem MGTF 0,05 stieples apgriezieniem un atrodas vietā, kas ir brīva no III tinuma.
Transformators T2 uztīts uz gredzena K10×6X5, kas izgatavots no tā paša zīmola ferīta. Visi tinumi ir uztīti ar MGTF 0,05 stiepli. Tinums I sastāv no desmit apgriezieniem, un tinumi II un III tiek uztīti vienlaicīgi divos vados un veido sešus apgriezienus.
UPS iestatīšana
UZMANĪBU!!! BAROŠANAS SAVIENOTĀJA PRIMĀRĀ ĶĒDE IR ZEM TĪKLAS SPRIEGUMA, TĀPĒC IESTATĪJOT UN DARBOJOT, JĀIEVĒRO PIESARDZĪBAS PASĀKUMI.
Ieteicams pirmo reizi iedarbināt ierīci, pievienojot to caur strāvu ierobežojošu rezistoru, kas ir kvēlspuldze ar jaudu 200 W un spriegumu 220 V. Parasti pareizi samontēts barošanas bloks nepieciešama pielāgošana, vienīgais izņēmums ir VT3 tranzistors. Jūs varat pārbaudīt atslābinātāju, savienojot tranzistora emitētāju ar negatīvo polu. Pēc ierīces ieslēgšanas tranzistora kolektorā ir jānovēro zāģa zoba impulsi ar frekvenci aptuveni 5 Hz.
Skaņas kvalitāte gandrīz tikpat lielā mērā ir atkarīga no barošanas avota parametriem, kā no paša pastiprinātāja, un tā izgatavošanā nevajadzētu būt nolaidīgam. Aprēķinu metožu apraksti standarta transformatoriem ir vairāk nekā pietiekami. Tāpēc šeit ir apraksts par komutācijas barošanas avotu, ko var izmantot ne tikai ar pastiprinātājiem, kuru pamatā ir TDA7293 (TDA7294), bet arī ar jebkuru citu 3H jaudas pastiprinātāju.
Šī barošanas bloka (PSU) pamatā ir pustilta draiveris ar iekšējo oscilatoru IR2153 (IR2155), kas paredzēts MOSFET un IGBT tehnoloģiju tranzistoru vadīšanai komutācijas barošanas blokos. Mikroshēmu funkcionālā diagramma parādīta 1. attēlā, izejas frekvences atkarība no RC piedziņas ķēdes nomināliem 2. attēlā. Mikroshēma nodrošina pauzi starp “augšējo” un “apakšējo” slēdžu impulsiem. 10% no impulsa ilguma, kas ļauj neuztraukties par "caur" strāvām pārveidotāja jaudas daļā.
Rīsi. 1
Rīsi. 2
Barošanas avota praktiskā realizācija ir parādīta 3. attēlā. Izmantojot šo shēmu, jūs varat izveidot barošanas avotu ar jaudu no 100 līdz 500 W, tikai proporcionāli jāpalielina primārā jaudas filtra kondensatora C2 kapacitāte un jāizmanto atbilstošais jaudas transformators TV2.
Rīsi. 1
Kondensatora C2 kapacitāte tiek izvēlēta ar ātrumu 1...1,5 µF uz 1 W izejas jaudas, piemēram, ražojot 150 W barošanas bloku, jāizmanto 150...220 µF kondensators. VD primārās barošanas avota diodes tiltu var izmantot atbilstoši uzstādītajam primārās barošanas avota filtra kondensatoram, ar kapacitāti līdz 330 µF var izmantot 4...6 A diožu tiltus, piemēram, RS407 vai RS607. Ar kondensatora jaudu 470... 680 μF ir nepieciešami jaudīgāki diožu tilti, piemēram, RS807, RS1007.
Mēs varam runāt par transformatora ražošanu ilgu laiku, taču ne visiem ir pārāk ilgi jāiedziļinās dziļajā aprēķinu teorijā. Tāpēc aprēķini saskaņā ar Eranosjana grāmatu populārākajiem standarta izmēriem ferīta gredzeniem M2000NM1 ir vienkārši apkopoti 1. tabulā.
Kā redzams tabulā, transformatora kopējā jauda ir atkarīga ne tikai no serdeņa izmēriem, bet arī no pārveidošanas frekvences. Nav īpaši loģiski izgatavot transformatoru frekvencēm zem 40 kHz - harmonikas var radīt nepārvaramus traucējumus audio diapazonā. Transformatoru ražošana frekvencēm virs 100 kHz vairs nav pieļaujama M2000NM1 ferīta pašsasilšanas dēļ virpuļstrāvu ietekmē. Tabulā ir norādīti dati par primārajiem tinumiem, pēc kuriem var viegli aprēķināt apgriezienu/voltu attiecības, un tad nebūs grūti aprēķināt, cik apgriezienu nepieciešams konkrētam izejas spriegumam. Jāņem vērā, ka primārajam tinumam pievadītais spriegums ir 155 V - tīkla spriegums 220 V pēc taisngrieža un izlīdzināšanas filtra būs 310 V līdzstrāva, ķēde ir pustilta, tāpēc puse no šīs vērtības tiks pielietota primārais tinums. Jāatceras arī, ka izejas sprieguma forma būs taisnstūrveida, tāpēc pēc taisngrieža un izlīdzināšanas filtra sprieguma vērtība būtiski neatšķirsies no aprēķinātās.
Nepieciešamo vadu diametrus aprēķina no attiecības 5 A uz 1 kv mm stieples šķērsgriezuma. Turklāt labāk ir izmantot vairākus mazāka diametra vadus nekā vienu, biezāku vadu. Šī prasība attiecas uz visiem sprieguma pārveidotājiem ar pārveidošanas frekvenci virs 10 kHz, jo ādas efekts - zudumi vadītāja iekšienē - jau sāk ietekmēt, jo augstās frekvencēs strāva vairs neplūst pa visu šķērsgriezumu, bet gan pa diriģenta virsmas, un jo augstāka frekvence, jo spēcīgāki efekta zudumi biezos vados. Tāpēc pārveidotājos ar pārveidošanas frekvencēm virs 30 kHz nav ieteicams izmantot vadus, kas biezāki par 1 mm. Tāpat jāpievērš uzmanība tinumu fāzēšanai – nepareizi fāzēti tinumi var vai nu sabojāt strāvas slēdžus, vai samazināt pārveidotāja efektivitāti. Bet atgriezīsimies pie barošanas avota, kas parādīts 3. attēlā. Minimālā šī barošanas avota jauda ir praktiski neierobežota, tāpēc jūs varat izveidot barošanas avotu ar 50 W vai mazāku jaudu. Augšējo jaudas robežu ierobežo noteiktas elementu bāzes īpašības.
Lai iegūtu lielāku jaudu, ir nepieciešami jaudīgāki MOSFET tranzistori, un jo jaudīgāks ir tranzistors, jo lielāka ir tā vārtu kapacitāte. Ja jaudas tranzistora vārtu kapacitāte ir diezgan augsta, tad, lai to uzlādētu un izlādētu, ir nepieciešama ievērojama strāva. IR2153 vadības tranzistoru strāva ir diezgan maza (200 mA), tāpēc šī mikroshēma nevar vadīt pārāk jaudīgus jaudas tranzistorus augstās pārveidošanas frekvencēs.
Pamatojoties uz iepriekš minēto, kļūst skaidrs, ka pārveidotāja, kas balstīts uz IR2153, maksimālā izejas jauda nevar būt lielāka par 500...600 W pie pārveidošanas frekvences 50...70 kHz, jo jaudīgāku jaudas tranzistoru izmantošana plkst. šīs frekvences diezgan nopietni samazina ierīces uzticamību. Ieteicamo tranzistoru saraksts jaudas slēdžiem VT1, VT2 ar īsiem raksturlielumiem ir apkopots 2. tabulā.
Sekundāro jaudas ķēžu taisngriežu diodēm jābūt ar īsāko atjaunošanās laiku un vismaz divkāršu sprieguma rezervi un trīskāršu strāvu. Jaunākās prasības ir pamatotas ar to, ka jaudas transformatora pašindukcijas sprieguma pārspriegumi sastāda 20...50% no izejas sprieguma amplitūdas. Piemēram, ar sekundāro barošanas avotu 100 V pašindukcijas impulsu amplitūda var būt 120...150 V, un, neskatoties uz to, ka impulsu ilgums ir ārkārtīgi īss, ar to pietiek, lai izraisītu darbības traucējumus diodes, ja tiek izmantotas diodes ar reverso spriegumu 150 V. Nepieciešama trīskārša rezerves strāva, lai ieslēgšanas brīdī diodes neizkristu, jo sekundāro jaudas filtru kondensatoru kapacitāte ir diezgan liela un strāva ir diezgan maza. tie būs jāiekasē. Vispiemērotākās diodes VD4-VD11 ir apkopotas 3. tabulā.
Sekundāro jaudas filtru (C11, C12) jaudu nevajadzētu pārāk palielināt, jo pārveidošana tiek veikta diezgan augstās frekvencēs. Lai samazinātu pulsāciju, daudz svarīgāk ir izmantot lielu kapacitāti primārajās strāvas ķēdēs un pareizi aprēķināt strāvas transformatora jaudu. Sekundārajās shēmās 1000 μF kondensatori uz vienu roku ir pilnīgi pietiekami pastiprinātājiem līdz 100 W (barošanas kondensatoriem, kas uzstādīti pašās UMZCH platēs, jābūt vismaz 470 μF) un 4700 μF 500 W pastiprinātājam. Shēma parāda sekundāro barošanas avota taisngriežu versiju, kas izgatavota uz Schottky diodēm, un zem tiem ir uzstādīta iespiedshēmas plate (4. attēls). Diodes VD12, VD13 izmanto kā taisngriezi siltuma izlietņu piespiedu dzesēšanas ventilatoram, diodes VD14-VD17 izmanto kā taisngriezi zemsprieguma barošanai (priekšpastiprinātāji, aktīvā toņa vadība utt.). Tajā pašā attēlā parādīts detaļu atrašanās vietas rasējums un savienojuma shēma. Pārveidotājam ir pārslodzes aizsardzība, kas izgatavota uz strāvas transformatora TV1, kas sastāv no M2000 ferīta gredzena K20x12x6 un satur 3 primārā tinuma apgriezienus (šķērsgriezums ir tāds pats kā spēka transformatora primārajam tinumam un 3 sekundārā tinuma apgriezieniem). tinums,aptīts ar dubultvadu diametrā 0.2.. .0.3mm.Pārslodzes gadījumā transformatora TV1 sekundārajā tinumā spriegums kļūs pietiekams,lai atvērtu tiristoru VS1 un tas atvērsies,aizverot barošanas avotu uz IR2153 mikroshēmu, tādējādi apturot tās darbību.Aizsardzības slieksni regulē rezistors R8.Regulēšana tiek veikta bez slodzes, sākot ar maksimālu jutību un panākot stabilu pārveidotāja palaišanu.Regulēšanas princips ir balstīts uz to, ka uz doto brīdi. no pārveidotāja palaišanas tas tiek noslogots maksimāli, jo nepieciešams uzlādēt sekundāro jaudas filtru kapacitāti un pārveidotāja jaudas daļas slodze ir maksimāla.
Par pārējām detaļām: kondensators C5 - plēves kondensators 0,33... 1 µF 400V; kondensatori C9, C10 - plēves kondensatori 0,47...2,2 µF vismaz 250V; induktivitātes L1...L3 ir izgatavotas uz K20x12x6 M2000 ferīta gredzeniem un uztītas ar 0,8...1,0 mm stiepli, līdz tās ir piepildītas, griežas vienā kārtā; C14, C15 - plēve 0,33...2,2 µF spriegumam vismaz 100 V ar izejas spriegumu līdz 80 V; kondensatori C1, C4, C6, C8 var būt keramikas, tipa K10-73 vai K10-17; C7 var būt arī keramika, bet labāka ir plēve, piemēram, K73-17.
