Kako napraviti prekidač za napajanje vlastitim rukama? Sve o prekidačkom napajanju Jednostavni sklopovi sklopnog napajanja s regulacijom napona

Oni su oduvijek bili važni elementi svih elektroničkih uređaja. Ovi uređaji se koriste u pojačalima, kao i u prijemnicima. Glavnom funkcijom izvora napajanja smatra se smanjenje graničnog napona koji dolazi iz mreže. Prvi modeli pojavili su se tek nakon izuma AC svitka.

Dodatno, na razvoj napajanja utjecalo je i uvođenje transformatora u sklop uređaja. Značajka impulsnih modela je da koriste ispravljače. Dakle, stabilizacija napona u mreži se provodi na nešto drugačiji način nego kod konvencionalnih uređaja gdje se koristi pretvarač.

Uređaj za napajanje

Ako uzmemo u obzir konvencionalno napajanje koje se koristi u radio prijemnicima, onda se sastoji od frekventnog transformatora, tranzistora i nekoliko dioda. Dodatno, postoji prigušnica u krugu. Kondenzatori su instalirani s različitim kapacitetima i mogu se jako razlikovati u parametrima. Ispravljači se koriste, u pravilu, kondenzatorskog tipa. Spadaju u kategoriju visokog napona.

Rad modernih blokova

U početku se napon dovodi do mosnog ispravljača. U ovoj fazi se aktivira limitator vršne struje. To je potrebno kako osigurač u napajanju ne bi izgorio. Nadalje, struja prolazi kroz krug kroz posebne filtere, gdje se pretvara. Za punjenje otpornika potrebno je nekoliko kondenzatora. Čvor se pokreće tek nakon kvara dinistora. Tada se tranzistor otključava u napajanju. To omogućuje značajno smanjenje vlastitih oscilacija.

Kada dođe do stvaranja napona, diode u krugu se aktiviraju. Oni su međusobno povezani pomoću katoda. Negativan potencijal u sustavu omogućuje zaključavanje dinistora. Olakšanje pokretanja ispravljača provodi se nakon što se tranzistor isključi. Dodatno osigurano Kako bi se spriječilo zasićenje tranzistora, postoje dva osigurača. Oni rade u krugu tek nakon kvara. Za pokretanje povratne informacije potreban je transformator. Napaja se impulsnim diodama u napajanju. Na izlazu izmjenična struja prolazi kroz kondenzatore.

Značajke laboratorijskih blokova

Princip rada sklopnih izvora napajanja ove vrste temelji se na aktivnoj pretvorbi struje. U standardnom krugu postoji jedan mosni ispravljač. Kako bi se uklonile sve smetnje, filteri se koriste na početku, kao i na kraju kruga. Kondenzatori za prebacivanje laboratorijskog napajanja ima uobičajeno. Zasićenje tranzistora se događa postupno, a to pozitivno utječe na diode. U mnogim modelima je osigurana regulacija napona. Zaštitni sustav je dizajniran za spašavanje blokova od kratkih spojeva. Kabeli za njih obično se koriste nemodularne serije. U ovom slučaju, snaga modela može doseći i do 500 vata.

Priključci za napajanje u sustavu najčešće se ugrađuju tipa ATX 20. Za hlađenje jedinice u kućište je montiran ventilator. U tom slučaju mora se regulirati brzina rotacije lopatica. Jedinica laboratorijskog tipa mora biti sposobna izdržati maksimalno opterećenje na razini od 23 A. Istodobno, parametar otpora održava se u prosjeku na oko 3 oma. Granična frekvencija koju ima sklopno laboratorijsko napajanje je 5 Hz.

Kako popraviti uređaje?

Najčešće, napajanja pate zbog pregorenih osigurača. Nalaze se pored kondenzatora. Počnite popravljati sklopne izvore napajanja skidanjem zaštitnog poklopca. Zatim je važno ispitati integritet mikrosklopa. Ako na njemu nisu vidljivi nedostaci, može se provjeriti testerom. Da biste uklonili osigurače, prvo morate odspojiti kondenzatore. Nakon toga se mogu bez problema ukloniti.

Da biste provjerili integritet ovog uređaja, pregledajte njegovu bazu. Pregorjeli osigurači na dnu imaju tamnu mrlju, što ukazuje na oštećenje modula. Da biste zamijenili ovaj element, morate obratiti pažnju na njegovu oznaku. Zatim, u trgovini radio elektronike, možete kupiti sličan proizvod. Osigurač se postavlja tek nakon što su kondenzati fiksirani. Još jedan čest problem u opskrbi električnom energijom smatraju se kvarovi s transformatorima. To su kutije u koje se ugrađuju zavojnice.

Kada je napon na uređaju vrlo velik, oni ne izdržavaju. Kao rezultat toga, integritet namota je slomljen. Nemoguće je popraviti sklopna napajanja s takvim kvarom. U ovom slučaju, transformator, kao i osigurač, može se samo zamijeniti.

Mrežni izvori napajanja

Princip rada sklopnih izvora napajanja mrežnog tipa temelji se na niskofrekventnom smanjenju amplitude smetnji. To je zbog uporabe visokonaponskih dioda. Stoga je učinkovitije kontrolirati graničnu frekvenciju. Dodatno, treba napomenuti da se tranzistori koriste u srednjoj snazi. Opterećenje osigurača je minimalno.

Otpornici u standardnom krugu koriste se prilično rijetko. To je uglavnom zbog činjenice da kondenzator može sudjelovati u pretvorbi struje. Glavni problem ove vrste napajanja je elektromagnetsko polje. Ako se kondenzatori koriste s niskim kapacitetom, transformator je u opasnosti. U tom slučaju trebate biti vrlo oprezni u pogledu snage uređaja. Mrežno sklopno napajanje ima limitatore vršne struje, a nalaze se neposredno iznad ispravljača. Njihov glavni zadatak je kontrolirati radnu frekvenciju kako bi stabilizirali amplitudu.

Diode u ovom sustavu djelomično obavljaju funkcije osigurača. Za pogon ispravljača koriste se samo tranzistori. Proces zaključavanja je pak neophodan za aktiviranje filtara. Kondenzatori se također mogu koristiti u vrsti odvajanja u sustavu. U ovom slučaju, početak transformatora bit će mnogo brži.

Primjena mikro krugova

Mikrokrugovi u izvorima napajanja koriste se na razne načine. U ovoj situaciji mnogo ovisi o broju aktivnih elemenata. Ako se koristi više od dvije diode, ploča mora biti dizajnirana za ulazne i izlazne filtre. Transformatori se također proizvode u različitim kapacitetima, a dosta se razlikuju po veličini.

Možete sami napraviti lemljenje mikro krugova. U tom slučaju morate izračunati granični otpor otpornika, uzimajući u obzir snagu uređaja. Za izradu podesivog modela koriste se posebni blokovi. Ova vrsta sustava izrađena je s dvostrukim gusjenicama. Mreškanje unutar ploče bit će puno brže.

Prednosti reguliranih izvora napajanja

Princip rada sklopnih napajanja s regulatorima je korištenje posebnog kontrolera. Ovaj element u krugu može promijeniti širinu pojasa tranzistora. Dakle, granična frekvencija na ulazu i na izlazu značajno se razlikuje. Preklopno napajanje možete konfigurirati na različite načine. Regulacija napona provodi se uzimajući u obzir vrstu transformatora. Za hlađenje uređaja koristite konvencionalne hladnjake. Problem s ovim uređajima obično je višak struje. Kako bi se to riješilo, koriste se zaštitni filteri.

Snaga uređaja u prosjeku varira oko 300 vata. Kabeli u sustavu koriste se samo nemodularno. Tako se mogu izbjeći kratki spojevi. Priključci za napajanje za spajanje uređaja obično se ugrađuju u seriju ATX 14. Standardni model ima dva izlaza. Ispravljači se koriste s visokim naponom. Oni su u stanju izdržati otpor na razini od 3 oma. Zauzvrat, impulsno regulirano napajanje prihvaća maksimalno opterećenje do 12 A.

Rad blokova od 12 volti

Puls uključuje dvije diode. U tom se slučaju ugrađuju filteri s malim kapacitetom. U ovom slučaju, proces pulsiranja je iznimno spor. Prosječna frekvencija fluktuira oko 2 Hz. Učinkovitost mnogih modela ne prelazi 78%. Ovi blokovi se također razlikuju po svojoj kompaktnosti. To je zbog činjenice da su transformatori ugrađeni s malom snagom. Ne trebaju hlađenje.

Krug sklopnog napajanja od 12 V dodatno podrazumijeva korištenje otpornika s oznakom P23. Mogu izdržati samo 2 oma otpora, ali ova snaga je dovoljna za uređaj. Za svjetiljke se najčešće koristi sklopno napajanje od 12 V.

Kako radi TV box?

Princip rada sklopnih izvora napajanja ove vrste je korištenje filmskih filtara. Ovi uređaji su u stanju nositi se s smetnjama različitih amplituda. Namotaj prigušnice je sintetički. Tako je kvalitetno osigurana zaštita važnih čvorova. Sve brtve u napajanju su izolirane sa svih strana.

Transformator, zauzvrat, ima zaseban hladnjak za hlađenje. Radi lakšeg korištenja, obično se instalira tiho. Temperaturna granica ovih uređaja može izdržati do 60 stupnjeva. Preklopno napajanje televizora podržava radnu frekvenciju od 33 Hz. Na temperaturama ispod nule, ovi uređaji se također mogu koristiti, ali mnogo u ovoj situaciji ovisi o vrsti korištenih kondenzata i presjeku magnetskog kruga.

Modeli uređaja za 24 volta

U modelima za 24 volta koriste se niskofrekventni ispravljači. Samo dvije diode mogu se uspješno nositi s smetnjama. Učinkovitost takvih uređaja može doseći i do 60%. Regulatori na izvorima napajanja postavljaju se prilično rijetko. Radna frekvencija modela u prosjeku ne prelazi 23 Hz. Otpornici mogu izdržati samo 2 oma. Tranzistori u modelima su instalirani s oznakom PR2.

Otpornici se ne koriste u krugu za stabilizaciju napona. Filteri za prebacivanje napajanja 24V ima kondenzatorski tip. U nekim slučajevima možete pronaći vrste dijeljenja. Potrebni su za ograničavanje granične frekvencije struje. Dinistori se rijetko koriste za brzo pokretanje ispravljača. Negativan potencijal uređaja uklanja se pomoću katode. Na izlazu se struja stabilizira zaključavanjem ispravljača.

Napajanje na dijagramu DA1

Napajanja ove vrste razlikuju se od ostalih uređaja po tome što su u stanju izdržati velika opterećenja. U standardnom krugu postoji samo jedan kondenzator. Za normalan rad napajanja koristi se regulator. Regulator je instaliran neposredno uz otpornik. Diode u krugu mogu se naći ne više od tri.

Proces izravno obrnute konverzije počinje u dinistoru. Za pokretanje mehanizma za otključavanje, u sustavu je predviđen poseban gas. Valovi velike amplitude su prigušeni na kondenzatoru. Obično se ugrađuje kao tip odvajanja. Osigurači u standardnom krugu su rijetki. To je opravdano činjenicom da granična temperatura u transformatoru ne prelazi 50 stupnjeva. Dakle, balastna prigušnica sama se nosi sa svojim zadacima.

Modeli uređaja s DA2 čipovima

Čipovi sklopnih napajanja ovog tipa, među ostalim uređajima, odlikuju se povećanim otporom. Uglavnom se koriste za mjerne instrumente. Primjer je osciloskop koji pokazuje fluktuacije. Stabilizacija napona mu je vrlo važna. Kao rezultat toga, očitanja instrumenta bit će točnija.

Mnogi modeli nisu opremljeni regulatorima. Filtri su uglavnom dvostrani. Na izlazu kruga tranzistori su instalirani obični. Sve to omogućuje izdržati maksimalno opterećenje na razini od 30 A. Zauzvrat, indikator granične frekvencije je na oko 23 Hz.

Blokovi s instaliranim DA3 čipovima

Ovaj mikro krug omogućuje vam ugradnju ne samo regulatora, već i kontrolera koji prati fluktuacije u mreži. Otporni tranzistori u uređaju mogu izdržati približno 3 oma. Snažno prekidačko napajanje DA3 nosi opterećenje od 4 A. Za hlađenje ispravljača možete spojiti ventilatore. Kao rezultat toga, uređaji se mogu koristiti na bilo kojoj temperaturi. Još jedna prednost je prisutnost tri filtera.

Dva su instalirana na ulazu ispod kondenzatora. Jedan filtar tipa odvajanja dostupan je na izlazu i stabilizira napon koji dolazi iz otpornika. Diode u standardnom krugu mogu se naći najviše dvije. Međutim, puno ovisi o proizvođaču, i to treba uzeti u obzir. Glavni problem ove vrste napajanja je što se ne mogu nositi s niskofrekventnim smetnjama. Kao rezultat toga, nepraktično ih je instalirati na mjerne instrumente.

Kako radi VD1 diodni blok?

Ovi blokovi su dizajnirani za podršku do tri uređaja. Regulatori u njima su trosmjerni. Kabeli za komunikaciju postavljaju se samo nemodularno. Dakle, trenutna konverzija je brza. Ispravljači u mnogim modelima ugrađeni su u seriju KKT2.

Razlikuju se po tome što su u stanju prenijeti energiju od kondenzatora do namota. Kao rezultat toga, opterećenje s filtara djelomično se uklanja. Izvedba takvih uređaja je prilično visoka. Na temperaturama iznad 50 stupnjeva također se mogu koristiti.

6) Planiram implementirati energetski transformator na jezgri tipa Epcos ETD44/22/15 od N95 materijala. Možda će se moj izbor dodatno promijeniti kada izračunam podatke o namotajima i ukupnu snagu.

7) Dugo sam se dvoumio između odabira vrste ispravljača na sekundarnom namotu između dvostruke Schottky diode i sinkronog ispravljača. Možete staviti dvostruku Schottky diodu, ali to je P = 0,6V * 40A = 24 W u toplini, sa snagom SMPS-a od oko 650 W, dobiva se gubitak od 4%! Kada se koristi najčešći IRF3205 u sinkronom ispravljaču s otpornim kanalom, oslobađa se toplina P = 0,008 ohma * 40 A * 40 A = 12,8 W. Ispada da dobivamo 2 puta ili 2% učinkovitosti! Sve je bilo lijepo dok nisam sastavio rješenje na matičnoj ploči na IR11688S. Statičkim gubicima na kanalu pridodani su i dinamički komutacijski gubici i na kraju se to i dogodilo. Kapacitet terenskih radnika za velike struje je još uvijek velik. ovo se tretira s drajverima kao što je HCPL3120, ali to je povećanje cijene proizvoda i prekomjerna komplikacija sklopova. Zapravo, iz ovih razmatranja, odlučeno je staviti dvostruki Schottky i mirno spavati.

8) LC krug na izlazu, prvo, smanjit će valovitost struje, a drugo, omogućit će vam da "odsječete" sve harmonike. Potonji problem je iznimno relevantan kada se napajaju uređaji koji rade u radiofrekvencijskom području i uključuju visokofrekventne analogne sklopove. U našem slučaju govorimo o HF primopredajniku, tako da je ovdje filtar jednostavno vitalan, inače će smetnje "puzati" u zrak. U idealnom slučaju, ovdje još uvijek možete staviti linearni stabilizator na izlaz i dobiti minimalne valove u jedinicama mV, ali u stvari, brzina OS će vam omogućiti da dobijete mreškanje napona unutar 20-30 mV bez "kotla", unutar primopredajnika, kritični čvorovi se napajaju preko svojih LDO-ova, tako da je njegova redundantnost očita.

Pa, prošli smo kroz funkcionalnost i ovo je tek početak)) Ali ništa, bit će veselije, jer počinje najzanimljiviji dio - izračun svega i svačega!

Proračun energetskog transformatora za polumostni pretvarač napona

Sada je vrijedno razmisliti malo o konstrukciji i topologiji. Planiram koristiti tranzistore sa efektom polja, a ne IGBT-ove, tako da možete birati veću radnu frekvenciju, dok ja razmišljam o 100 ili 125 kHz, ista frekvencija će biti inače i na KKM-u. Povećanje frekvencije malo će smanjiti dimenzije transformatora. S druge strane, ne želim puno pojačavati frekvenciju, jer Koristim TL494 kao kontroler, nakon 150 kHz se ne pokazuje tako dobro, a dinamički gubici će se povećati.

Na temelju ovih ulaza izračunat ćemo naš transformator. Imam nekoliko setova ETD44/22/15 na zalihi i stoga se za sada fokusiram na njega, popis ulaza je sljedeći:

1) Materijal N95;
2) Tip jezgre ETD44/22/15;
3) Radna frekvencija - 100 kHz;
4) Izlazni napon - 15V;
5) Izlazna struja - 40A.

Za izračune transformatora do 5 kW koristim program Old Man, prikladan je i izračunava prilično točno. Nakon 5 kW počinje magija, frekvencije se povećavaju kako bi se smanjila veličina, a gustoća polja i struje postižu takve vrijednosti da čak i skin efekt može promijeniti parametre za gotovo 2 puta, tako da za velike snage koristim stari -modna metoda "s formulama i crtanjem olovkom na papiru." Unošenjem vaših ulaznih podataka u program, dobiven je sljedeći rezultat:

Slika 2 - Rezultat proračuna transformatora za polumost

Na slici s lijeve strane označeni su ulazni podaci, gore sam ih opisao. U sredini su ljubičastom bojom istaknuti rezultati koji nas najviše zanimaju, Proći ću ih ukratko:

1) Ulazni napon je 380V DC, stabiliziran je jer polumost se napaja iz KKM-a. Takva snaga pojednostavljuje dizajn mnogih čvorova, jer. valovi struje su minimalni i transformator ne mora crpiti napon kada je ulazni mrežni napon 140V.

2) Potrošena snaga (pumpana kroz jezgru) ispala je 600 W, što je 2 puta manje od ukupne snage (one koju jezgra može pumpati bez zasićenja), što znači da je sve u redu. Nisam pronašao materijal za N95 u programu, ali sam špijunirao na web stranici Epcos u podatkovnoj tablici da će N87 i N95 dati vrlo slične rezultate, provjerivši to na komadu papira, otkrio sam da je razlika od 50 W ukupne snage nije strašna pogreška.

3) Podaci o primarnom namotu: namatamo 21 pretvara u 2 žice promjera 0,8 mm, mislim da je ovdje sve jasno? Gustoća struje je oko 8A / mm2, što znači da se namoti neće pregrijati - sve je u redu.

4) Podaci o sekundarnom namotu: namotamo 2 namota od 2 zavoja u svakom istom žicom od 0,8 mm, ali već na 14 - svejedno, struja je 40A! Zatim povezujemo početak jednog namota i kraj drugog, kako to učiniti, objasnit ću dalje, iz nekog razloga ljudi često padaju u stupor tijekom montaže u ovom trenutku. Ni tu nema magije.

5) Induktivnost izlazne prigušnice je 4,9 μH, struja je 40A, respektivno. Trebamo ga tako da na izlazu našeg bloka nema velikih strujnih valova, u procesu otklanjanja pogrešaka prikazat ću rad sa i bez njega na osciloskopu, sve će postati jasno.

Izračun je trajao 5 minuta, ako netko ima pitanja, onda pitajte u komentarima ili PM - reći ću vam. Kako ne biste tražili sam program, predlažem da ga preuzmete iz oblaka pomoću poveznice. I moja duboka zahvalnost Starcu za njegov rad!

Sljedeći logičan korak je izračunavanje izlazne prigušnice za polumost, koji je točno onaj na 4,9 uH.

Proračun parametara namota za izlaznu prigušnicu

Ulazne podatke iz prethodnog paragrafa dobili smo pri proračunu transformatora, to:

1) Induktivnost - 4,9 uH;
2) Nazivna struja - 40A;
3) Amplituda ispred leptira za gas - 18V;
4) Napon nakon gasa - 15V.

Također koristimo program od Old Man (svi su na linku iznad) i dobivamo sljedeće podatke:

Slika 3 - Proračunski podaci za namotavanje izlazne prigušnice

Prođimo sada kroz rezultate:

1) Prema ulaznim podacima, postoje 2 nijanse: frekvencija je odabrana ista na kojoj radi pretvarač, mislim da je to logično. Druga točka se odnosi na gustoću struje, odmah ću primijetiti - gas bi trebao biti vruć! Toliko smo već odredili, izabrao sam gustoću struje od 8A / mm 2 da dobijem temperaturu od 35 stupnjeva, to se može vidjeti na izlazu (označeno zelenom bojom). Uostalom, kao što se sjećamo, prema zahtjevima na izlazu, potreban je "hladni SMPS". Također bih želio primijetiti za početnike možda ne sasvim očitu točku - prigušnica će se manje zagrijavati ako kroz nju teče velika struja, odnosno pri nazivnom opterećenju od 40 A, prigušnica će imati minimalno zagrijavanje. Kada je struja manja od nazivne struje, tada za dio energije počinje raditi kao aktivno opterećenje (otpornik) i pretvara sav višak energije u toplinu;

2) Maksimalna indukcija, to je vrijednost koja se ne smije prekoračiti, inače će magnetsko polje zasititi jezgru i sve će biti jako loše. Ovaj parametar ovisi o materijalu i njegovim ukupnim dimenzijama. Za moderne željezne jezgre u prahu, tipična vrijednost je 0,5-0,55 T;

3) Podaci za namotavanje: 9 zavoja je namotano kosom od 10 niti žice promjera 0,8 mm. Program čak otprilike pokazuje koliko će slojeva biti potrebno. Namotat ću u 9 jezgri, jer. tada će biti prikladno podijeliti veliku pletenicu na 3 "pigtaila" od 3 jezgre i lemiti ih na ploču bez ikakvih problema;

4) Zapravo, sam prsten na koji ću ga namotati ima dimenzije - 40/24/14,5 mm, dovoljno je s marginom. Materijal br. 52, mislim da su mnogi vidjeli žuto-plave prstenove u ATX blokovima, često se koriste u grupnim stabilizacijskim prigušnicama (DGS).

Proračun transformatora napajanja u stanju pripravnosti

Funkcionalni dijagram pokazuje da želim koristiti "klasični" flyback na TOP227 kao rezervno napajanje, iz njega će se napajati svi PWM kontroleri, indikacije i ventilatori sustava hlađenja. Shvatio sam da će se ventilatori napajati iz dežurne sobe tek nakon nekog vremena, tako da ovaj trenutak nije prikazan na dijagramu, ali ništa nije razvoj u stvarnom vremenu))

Prilagodimo malo naše ulazne podatke, što nam treba:

1) Izlazni namoti za PWM: 15V 1A + 15V 1A;
2) Izlazni namot vlastite snage: 15V 0,1A;
3) Izlazni namot za hlađenje: 15V 1A.

Dobivamo potrebu za napajanjem ukupne snage - 2*15W + 1,5W + 15W = 46,5W. Ovo je normalna snaga za TOP227, koristim ga u malim SMPS-ima do 75 W za sve vrste punjaca baterija, odvijace i ostalo smece, dugi niz godina sto je cudno, ni jedan jos nije izgorio.

Idemo na drugi program Starca i razmatramo transformator za povratni put:

Slika 4 - Izračunati podaci za rezervni energetski transformator

1) Izbor jezgre je jednostavno opravdan - imam je u količini kutije i crpi istih 75 W)) Podaci o jezgri. Izrađen je od materijala N87 i ima razmak od 0,2 mm na svakoj polovici ili 0,4 mm takozvanog punog razmaka. Ova jezgra je izravno namijenjena za prigušnice, a za flyback pretvarače ova induktivnost je samo prigušnica, ali neću još ulaziti u divljinu. Ako u polumostnom transformatoru nije bilo razmaka, onda je on obavezan za povratni pretvarač, inače će, kao i svaki induktor, jednostavno ići u zasićenje bez razmaka.

2) Podaci o ključu 700V "drain-source" i 2,7 Ohma otpora kanala preuzeti su iz datasheet-a na TOP227, ovaj kontroler ima prekidač za napajanje ugrađen u sam mikro krug.

3) Uzeo sam minimalni ulazni napon malo s marginom - 160V, to je učinjeno tako da ako je samo napajanje isključeno, dežurna soba i indikacija ostanu u funkciji, oni će prijaviti hitni nizak napon napajanja.

4) Naš primarni namot sastoji se od 45 zavoja žice od 0,335 mm u jednu jezgru. Namoti sekundarne snage imaju 4 zavoja i 4 jezgre sa žicom od 0,335 mm (promjer), samonapojni namot ima iste parametre, tako da je sve isto, samo 1 jezgra, jer je struja red veličine niža.

Proračun snage prigušnice korektora aktivne snage

Mislim da je najzanimljiviji dio ovog projekta korektor faktora snage, jer. na Internetu o njima ima dosta malo podataka, a još je manje radnih i opisanih shema.

Odabiremo program za izračun - PFC_ring (PFC je u Basurmansk KKM), koristimo sljedeće ulaze:

1) Ulazni napon napajanja - 140 - 265V;
2) Nazivna snaga - 600 W;
3) Izlazni napon - 380V DC;
4) Radna frekvencija - 100 kHz, zbog izbora PWM kontrolera.

Slika 5 - Proračun snage prigušnice aktivnog PFC-a

1) S lijeve strane, kao i obično, unosimo početne podatke, postavljajući minimalni prag na 140V, dobivamo jedinicu koja može raditi na mrežnom naponu od 140V, tako da dobivamo "ugrađeni regulator napona";

Sklop za napajanje i upravljanje je sasvim standardan, ako iznenada imate pitanja, slobodno pitajte u komentarima ili u privatnim porukama. Pokušat ću odgovoriti i objasniti.

Dizajn sklopne ploče prekidača napajanja

Tako sam došao do faze koja za mnoge ostaje sveta - dizajn/razvoj/trasiranje tiskane ploče. Zašto preferiram izraz "dizajn"? To je bliže suštini ove operacije, za mene je “ožičenje” ploče uvijek kreativan proces, kao što umjetnik slika sliku, i ljudima iz drugih zemalja će biti lakše razumjeti što radite.

Sam proces dizajna ploče ne sadrži nikakve zamke, one su sadržane u uređaju za koji je namijenjena. Zapravo, energetska elektronika ne postavlja neki divlji broj pravila i zahtjeva na pozadini istih mikrovalnih analognih ili digitalnih podatkovnih sabirnica velike brzine.

Navest ću osnovne zahtjeve i pravila koja se odnose posebno na strujni krug, to će omogućiti implementaciju 99% amaterskih dizajna. Neću govoriti o nijansama i "trikovima" - svatko bi trebao popuniti svoje neravnine, steći iskustvo i već operirati s njim. I tako smo krenuli:

Malo o gustoći struje u tiskanim vodičima

Često ljudi ne razmišljaju o ovom parametru i vidio sam gdje je dio snage napravljen s vodičima od 0,6 mm s 80% površine ploče jednostavno prazno. Zašto to učiniti za mene je misterija.

Dakle, koja se gustoća struje može uzeti u obzir? Za običnu žicu, standardna brojka je 10A / mm 2, ovo ograničenje je vezano za hlađenje žice. Možete proći i veću struju, ali je prije toga spustite u tekući dušik. Ravni vodiči, kao na primjer na tiskanoj pločici, imaju veliku površinu, lakše ih je hladiti, što znači da si možete priuštiti velike gustoće struje. Za normalne uvjete s pasivnim ili zračnim hlađenjem, uobičajeno je uzeti u obzir 35-50 A / mm 2, gdje je 35 za pasivno hlađenje, 50 je u prisutnosti umjetne cirkulacije zraka (moj slučaj). Postoji još jedna brojka - 125 A/mm 2 , ovo je stvarno velika brojka, ne mogu si to priuštiti svi supravodičnici, ali je to ostvarivo samo uz hlađenje imerzijskom tekućinom.

S potonjim sam se susreo radeći s tvrtkom koja se bavi inženjerskim komunikacijama i dizajnom servera, na moju je sudbinu pao dizajn matične ploče, odnosno dio s višefaznim napajanjem i komutacijom. Bio sam jako iznenađen kada sam vidio gustoću struje od 125 A / mm 2, ali su mi objasnili i pokazali tu mogućnost na štandu - tada sam shvatio zašto su cijeli stalci sa serverima uronjeni u ogromne bazene ulja)))

U mom komadu željeza sve je jednostavnije, cifra od 50 A / mm 2 je sasvim adekvatna za sebe, s debljinom bakra od 35 mikrona, poligoni će bez problema dati željeni presjek. Ostalo je bilo za opći razvoj i razumijevanje problematike.

2) Duljina vodiča - u ovom odlomku nema potrebe za izjednačavanjem vodova s ​​točnošću od 0,1 mm, kao što se radi, na primjer, kod "ožičenja" DDR3 sabirnice podataka. Iako je još uvijek vrlo poželjno da duljina signalnih vodova bude približno jednaka duljini. +-30% duljine bit će dovoljno, glavna stvar je da HIN ne bude 10 puta duži od LIN-a. To je potrebno kako se prednje strane signala ne bi pomicale jedna u odnosu na drugu, jer čak i na frekvenciji od samo stotinjak kiloherca, razlika od 5-10 puta može uzrokovati prolaznu struju u tipkama. To je osobito istinito s malom vrijednošću "mrtvog vremena", čak i na 3% za TL494 to je točno;

3) Razmak između vodiča - potrebno je smanjiti struje curenja, posebno za vodiče gdje teče RF signal (PWM), jer je polje u vodičima jako i RF signal zbog skin efekta ima tendenciju da pobjegne. kako na površinu vodiča tako i izvan njegovih granica. Obično je dovoljan razmak od 2-3 mm;

4) Galvanski izolacijski jaz - ovo je jaz između galvanski izoliranih dijelova ploče, obično je zahtjev za kvar oko 5 kV. Za probijanje kroz 1 mm zraka potrebno je oko 1-1,2 kV, ali kod nas je kvar moguć ne samo kroz zrak, već i kroz tekstolit i masku. U tvornici se koriste materijali koji prolaze električna ispitivanja i možete mirno spavati. Stoga je glavni problem zrak i iz gore navedenih uvjeta možemo zaključiti da će oko 5-6 mm razmaka biti dovoljno. Uglavnom, podjela poligona ispod transformatora, jer. to je glavno sredstvo galvanske izolacije.

Sada idemo izravno na dizajn ploče, u ovom članku neću govoriti super detaljno, a općenito nije puno napisati cijelu knjigu teksta želja. Ako postoji velika grupa ljudi koji to žele (na kraju ću napraviti anketu), onda ću samo snimati videa na "ožičenju" ovog uređaja, bit će i brže i informativnije.

Faze izrade tiskane ploče:

1) Prvi korak je određivanje približnih dimenzija uređaja. Ako imate gotov kućište, onda biste trebali izmjeriti otisak u njemu i krenuti od njega u dimenzijama ploče. Planiram izraditi kućište po narudžbi od aluminija ili mjedi, pa ću pokušati napraviti što kompaktniji uređaj bez gubitka kvalitete i performansi.

Slika 9 - Izrađujemo prazninu za buduću ploču

Zapamtite - dimenzije ploče moraju biti višestruke od 1 mm! Ili barem 0,5 mm, inače ćete se još sjećati mog Lenjinovog testamenta, kada sve sastavite u panele i napravite blanko za proizvodnju, a dizajneri koji će kreirati kućište po vašoj ploči zasuti će vas psovkama. Nemojte stvarati ploču dimenzija ala "208.625 mm" osim ako je to apsolutno neophodno!
p.s. hvala tov. Lunkov zbog činjenice da mi je ipak prenio ovu svijetlu ideju))

Ovdje sam napravio 4 operacije:

A) Napravio sam samu ploču ukupnih dimenzija 250x150 mm. Iako je ovo približna veličina, mislim da će se osjetno smanjiti;
b) Zaobljene kutove, jer u procesu isporuke i montaže, oštrice će biti ubijene i naborane + ploča izgleda ljepše;
c) Postavljene montažne rupe, nemetalizirane, promjera rupe 3 mm za standardne pričvrsne elemente i stalke;
d) Napravio sam klasu "NPTH", u kojoj sam definirao sve neobložene rupe i kreirao pravilo za nju, stvarajući razmak od 0,4 mm između svih ostalih komponenti i komponenti klase. To je tehnološki zahtjev "Rezonita" za standardni razred točnosti (4.).

Slika 10 - Izrada pravila za neobložene rupe

2) Sljedeći korak je napraviti raspored komponenti, uzimajući u obzir sve zahtjeve, već bi trebao biti vrlo blizu konačnoj verziji, jer veći dio sada će biti određen konačnim dimenzijama ploče i njezinim faktorom oblika.

Slika 11 - Završeno primarno postavljanje komponenti

Ugradio sam glavne komponente, one se najvjerojatnije neće pomaknuti, pa su stoga ukupne dimenzije ploče konačno određene - 220 x 150 mm. Slobodni prostor na ploči je s razlogom ostavljen, tamo će se smjestiti upravljački moduli i ostale male SMD komponente. Kako bi se smanjila cijena ploče i jednostavnost ugradnje, sve komponente će biti samo na gornjem sloju, odnosno, a postoji samo jedan sloj za sitotisak.

Slika 13 - 3D prikaz ploče nakon postavljanja komponenti

3) Sada, nakon što smo odredili lokaciju i cjelokupnu strukturu, slažemo preostale komponente i "podijelimo" ploču. Dizajn ploče može se izvesti na dva načina: ručno i uz pomoć autoroutera, nakon što je prethodno opisao svoje radnje s nekoliko desetaka pravila. Obje metode su dobre, ali ja ću ovu ploču raditi svojim rukama, jer. malo je komponenti i ovdje nema posebnih zahtjeva za poravnanje linije i integritet signala i ne bi trebali biti. Ovo će svakako biti brže, autorouting je dobar kada ima puno komponenti (od 500 nadalje) i glavni dio sklopa je digitalan. Mada ako nekoga zanima, mogu vam pokazati kako se daske automatski "uzgojiti" za 2 minute. Istina, prije toga bit će potrebno cijeli dan pisati pravila, heh.

Nakon 3-4 sata “čarolija” (pola vremena sam crtala nedostajuće modele) uz temperaturu i šalicu čaja, konačno sam razdvojila ploču. Nisam ni razmišljao o uštedi prostora, mnogi će reći da bi se dimenzije mogle smanjiti za 20-30% i bit će u pravu. Imam primjerak u komadu i gubiti vrijeme, koje je očito skuplje od 1 dm 2 za dvoslojnu ploču, bila je samo šteta. Usput, o cijeni ploče - pri narudžbi u Rezonitu, 1 dm 2 dvoslojne ploče standardne klase košta oko 180-200 rubalja, tako da ovdje ne možete puno uštedjeti osim ako nemate seriju od 500+ komada. Na temelju toga, mogu savjetovati - nemojte izopačiti smanjenjem površine, ako je klasa 4 i nema zahtjeva za dimenzije. A evo i izlaza:

Slika 14 - Dizajn ploče za sklopno napajanje

U budućnosti ću dizajnirati kućište za ovaj uređaj i moram znati njegove pune dimenzije, kao i moći ga “isprobati” unutar kućišta kako u završnoj fazi ne ispadne npr. , da glavna ploča ometa konektore na kućištu ili indikaciju. Da bih to učinio, uvijek pokušavam nacrtati sve komponente u 3D obliku, rezultat je ovaj rezultat i datoteka u formatu .step za moj Autodesk Inventor:

Slika 15 - 3D prikaz rezultirajućeg uređaja

Slika 16 - 3D prikaz uređaja (pogled odozgo)

Sada je dokumentacija spremna. Sada je potrebno generirati potreban paket datoteka za naručivanje komponenti, sve postavke imam već registrirane u Altiumu, tako da se sve istovaruje jednim gumbom. Potrebne su nam Gerber datoteke i NC Drill datoteka, prva pohranjuje informacije o slojevima, druga pohranjuje koordinate bušenja. Datoteku za upload dokumentacije možete vidjeti na kraju članka u projektu, sve to izgleda otprilike ovako:

Slika 17 - Formiranje paketa dokumentacije za naručivanje tiskanih ploča

Nakon što su datoteke spremne, možete naručiti ploče. Konkretne proizvođače neću preporučiti, sigurno ima boljih i jeftinijih za prototipove. Sve ploče standardne klase od 2,4,6 sloja naručujem u Rezonitu, na istom mjestu 2 i 4-slojne ploče 5. klase. Ploče klase 5, gdje je 6-24 sloja u Kini (na primjer, pcbway), ali HDI i ploče klase 5 s 24 ili više slojeva su već samo u Tajvanu, svejedno, kvaliteta u Kini još uvijek slabi, i gdje cijena ne šepa već nije tako ugodna. Sve se radi o prototipovima!

Slijedeći svoja uvjerenja, idem u Rezonit, ma koliko su živaca izlizali i krvi popili... ali nedavno su se, čini se, ispravili i počeli adekvatnije raditi, doduše s udarcima. Narudžbe formiram putem osobnog računa, unosim podatke o naknadi, učitavam datoteke i šaljem. Sviđa mi se njihov osobni račun, usput, odmah uzima u obzir cijenu i promjenom parametara možete postići bolju cijenu bez gubitka kvalitete.

Na primjer, sada sam htio ploču na 2 mm PCB-u s 35 µm bakra, ali se pokazalo da je ova opcija 2,5 puta skuplja od opcije s 1,5 mm PCB-om i 35 µm - pa sam odabrao ovo drugo. Kako bih povećao krutost ploče, dodao sam dodatne rupe za police - problem je riješen, cijena je optimizirana. Inače, ako bi ploča išla u seriju, onda bi negdje na 100 komada ova razlika nestala za 2,5 puta i cijene bi postale jednake, jer nam je tada kupljen nestandardni list i potrošen bez ostatka.

Slika 18 - Konačni prikaz obračuna cijene ploča

Konačni trošak se utvrđuje: 3618 rubalja. Od toga je 2100 priprema, plaća se samo jednom po projektu, sva naknadna ponavljanja narudžbe idu bez nje i plaćaju se samo za površinu. U ovom slučaju, 759 rubalja za ploču s površinom od 3,3 dm 2, što je veća serija, to je niža cijena, iako je sada 230 rubalja / dm 2, što je sasvim prihvatljivo. Naravno, bilo je moguće napraviti hitnu proizvodnju, ali često naručujem, radim s jednim menadžerom i djevojka uvijek pokušava brže progurati narudžbu ako proizvodnja nije učitana - kao rezultat toga, s opcijom "male serije", traje 5-6 dana, dovoljno je samo pristojno komunicirati i ne biti nepristojni prema ljudima. I nemam kud žuriti pa sam odlučio uštedjeti oko 40%, što je barem lijepo.

Epilog

Pa, došao sam do logičnog zaključka članka - nabava sklopova, dizajn ploča i naručivanje ploča u proizvodnji. Ukupno će biti 2 dijela, prvi je ispred vas, a u drugom ću vam reći kako sam instalirao, sastavio i otklonio greške na uređaju.

Kao što sam obećao, dijelim izvorni kod projekta i ostale proizvode aktivnosti:

1) Izvor projekta u Altium Designeru 16 - ;
2) Datoteke za naručivanje tiskanih ploča - . Odjednom poželite ponoviti i naručiti, na primjer, u Kini, ova arhiva je više nego dovoljna;
3) Shema uređaja u pdf-u - . Za one koji ne žele gubiti vrijeme na instalaciju Altiuma na svoj telefon ili na upoznavanje (visoka kvaliteta);
4) Opet, za one koji ne žele instalirati težak softver, ali je zanimljivo uvrnuti komad željeza, postavljam 3D model u pdf-u - . Da biste je pogledali, morate preuzeti datoteku, kada je otvorite u gornjem desnom kutu, kliknite na "vjerujte dokumentu samo jednom", zatim guramo u sredinu datoteke i bijeli ekran se pretvara u model.

Želio bih također pitati za mišljenje čitatelja ... Sada su ploče naručene, komponente također - zapravo ima 2 tjedna, o čemu da napišem članak? Osim ovakvih "mutanata" kao što je ovaj, ponekad poželite napraviti nešto minijaturno, ali korisno, u anketama sam iznio nekoliko opcija ili ponudio svoju opciju, vjerojatno u osobnoj poruci, da ne zatrpavate komentare .

U anketi mogu sudjelovati samo registrirani korisnici. , molim.

OVAJ MATERIJAL SADRŽI VELIKI BROJ ANIMIRANIH APLIKACIJA!!!

Za preglednik Microsoft Internet Extlorer morate privremeno onemogućiti neke značajke, i to:
- isključite integrirane trake od Yandexa, Googlea itd.
- isključite statusnu traku (poništite odabir):

Isključite adresnu traku:

Po želji možete isključiti REDOVNE GUME, ali rezultirajuća površina zaslona je već dovoljna

Inače, daljnje prilagodbe nisu potrebne - materijalom se upravlja pomoću tipki ugrađenih u materijal, a uklonjene ploče uvijek možete vratiti na svoje mjesto.

PRETVORBA SNAGE

Prije nego prijeđemo s opisom principa rada sklopnih izvora napajanja, treba se prisjetiti nekih detalja iz općeg tečaja fizike, odnosno što je elektricitet, što je magnetsko polje i kako ovise jedni o drugima.
Nećemo ulaziti previše duboko, a također ćemo prešutjeti razloge pojave elektriciteta u raznim objektima - za to trebate samo glupo prekucati 1/4 tečaja fizike, pa se nadamo da čitatelj zna što je elektricitet ne od natpisa na natpisima "NE ULAZI - UBIT ĆE !". No, za početak, prisjetimo se što je to, to je sama struja, odnosno napon.

Pa, sada, čisto teoretski, pretpostavimo da imamo vodič kao opterećenje, t.j. najčešći komad žice. Što se u njemu događa kada kroz njega teče struja jasno je prikazano na sljedećoj slici:

Ako je sve jasno s vodičem i magnetskim poljem oko njega, onda ćemo vodič saviti ne u prsten, već u nekoliko prstenova, tako da će se naš induktor aktivnije pokazati i vidjeti što će se dalje dogoditi.

Upravo na ovom mjestu ima smisla popiti čaj i pustiti mozak da upije ono što ste upravo naučili. Ako mozak nije umoran, ili je ta informacija već poznata, onda tražimo dalje

Kao tranzistori snage u prekidačkom napajanju koriste se bipolarni tranzistori, s efektom polja (MOSFET) i IGBT. Na proizvođaču uređaja je da odluči koji će tranzistor snage koristiti, budući da oba imaju svoje prednosti i nedostatke. Međutim, bilo bi nepravedno ne primijetiti da se bipolarni tranzistori praktički ne koriste u snažnim izvorima napajanja. MOSFET tranzistori se najbolje koriste na frekvencijama pretvorbe od 30 kHz do 100 kHz, ali IGBT "voli niže frekvencije - iznad 30 kHz bolje ih je ne koristiti.
Bipolarni tranzistori su dobri jer se vrlo brzo zatvaraju, budući da struja kolektora ovisi o struji baze, ali u otvorenom stanju imaju prilično velik otpor, što znači da će imati prilično velik pad napona, što svakako dovodi do pretjeranog zagrijavanja samog tranzistora.
Terenski ventili imaju vrlo mali aktivni otpor u otvorenom stanju, što ne uzrokuje veliko oslobađanje topline. Međutim, što je tranzistor snažniji, to je veći kapacitet njegovih vrata, a potrebne su prilično velike struje za njegovo punjenje i pražnjenje. Ova ovisnost kapacitivnosti gejta o snazi ​​tranzistora posljedica je činjenice da su tranzistori s efektom polja koji se koriste za napajanje proizvedeni korištenjem MOSFET tehnologije, čija je bit korištenje paralelnog povezivanja nekoliko tranzistora s efektom polja s izolirana vrata i izrađena na jednom čipu. I što je tranzistor jači, to se više paralelnih tranzistora koristi i kapacitivnosti vrata se zbrajaju.
Pokušaj pronalaženja kompromisa su tranzistori izrađeni IGBT tehnologijom, budući da su sastavni elementi. Priča se da su ispali sasvim slučajno, kada su pokušali ponoviti MOSFET, ali umjesto tranzistora s efektom polja, ispali su ne baš terenski i ne baš bipolarni. Vrata poljsko-efektivnog tranzistora male snage ugrađena u unutrašnjost djeluje kao kontrolna elektroda, koja svojim izvor-odvodom već kontrolira struju baza moćnih bipolarnih tranzistora povezanih paralelno i izrađenih na istom čipu ovaj tranzistor. Tako se dobiva prilično mala kapacitivnost vrata i ne baš veliki aktivni otpor u otvorenom stanju.
Nema toliko osnovnih krugova za uključivanje jedinice za napajanje:
AUTOGENERATORSKO NAPAJANJE NAPAJANJEM. Koristite pozitivnu vezu, obično induktivnu. Jednostavnost takvih izvora napajanja nameće im neka ograničenja - takvi izvori napajanja "vole" konstantno, nepromjenjivo opterećenje, budući da opterećenje utječe na parametre povratne sprege. Takvi izvori su jednotaktni i dvotaktni.
PULSNO NAPAJANJE S PRISILNOM UZBUDOM. Ovi izvori napajanja također se dijele na jednotaktne i dvotaktne. Prvi, iako su vjerniji promjenjivom opterećenju, još uvijek ne održavaju potrebnu rezervu snage vrlo postojano. A audio oprema ima prilično velik raspon u potrošnji - u načinu pauze, pojačalo troši nekoliko vata (struja mirovanja završnog stupnja), a na vrhovima audio signala potrošnja može doseći desetke ili čak stotine vata .
Dakle, jedina, najprihvatljivija opcija za sklopno napajanje audio opreme je korištenje push-pull krugova s ​​prisilnom pobudom. Također, nemojte zaboraviti da je tijekom visokofrekventne pretvorbe potrebno pažljivije paziti na filtriranje sekundarnog napona, jer će pojava smetnji snage u audio rasponu poništiti sve napore za proizvodnju sklopnog napajanja za pojačalo snage . Iz istog razloga, frekvencija pretvorbe je pomaknuta dalje od audio raspona. Najpopularnija frekvencija konverzije nekada je bila oko 40 kHz, ali moderna baza elemenata omogućuje pretvorbu na frekvencijama puno višim - do 100 kHz.
Postoje dvije osnovne vrste ovih izvora pulsa - stabilizirani i nestabilizirani.
Stabilizirani izvori napajanja koriste pulsno-širinsku modulaciju čija je bit oblikovanje izlaznog napona podešavanjem trajanja napona koji se dovodi do primarnog namota, a izostanak impulsa nadoknađuje se LC sklopovima spojenim na sekundarni izlaz snage. Veliki plus stabiliziranih izvora napajanja je stabilnost izlaznog napona, koji ne ovisi o ulaznom naponu mreže od 220 V niti o potrošnji energije.
Nestabilizirani jednostavno kontroliraju energetski dio s konstantnom frekvencijom i trajanjem impulsa, a razlikuju se od konvencionalnog transformatora samo po dimenzijama i znatno manjim kapacitetima sekundarnih energetskih kondenzatora. Izlazni napon izravno ovisi o mreži od 220 V, a ima malu ovisnost o potrošnji energije (u praznom hodu napon je nešto veći od izračunatog).
Najpopularnije sheme za energetski dio sklopnih napajanja su:
Srednja točka(GURNI POVUCI). Obično se koriste u niskonaponskim izvorima napajanja, jer imaju neke značajke u zahtjevima za bazu elemenata. Raspon snage je prilično velik.
Pola mosta. Najpopularniji sklop u mrežnim prekidačkim izvorima napajanja. Raspon snage do 3000 W. Moguće je daljnje povećanje snage, ali već uz cijenu dostiže razinu mostovske inačice, pa je pomalo neekonomično.
Mostovi. Ovaj krug nije ekonomičan pri malim snagama, budući da sadrži dvostruko veći broj sklopki za napajanje. Stoga se najčešće koristi pri snagama od 2000 vata. Maksimalna snaga je u rasponu od 10.000 vata. Ovaj sklop je glavni u proizvodnji strojeva za zavarivanje.
Pogledajmo pobliže tko je tko i kako to radi.

SA SREDNJIM TOČKOM

Kao što je pokazano, ovaj sklop strujnog dijela se ne preporuča koristiti za stvaranje mrežnih izvora napajanja, ali NE PREPORUČUJE SE ne znači NEMOGUĆE. Samo trebate biti pažljiviji u odabiru baze elemenata i proizvodnji energetskog transformatora, kao i uzimajući u obzir prilično visoke napone pri polaganju tiskane ploče.
Ovaj stupanj snage dobio je najveću popularnost u automobilskoj audio opremi, kao iu neprekidnim izvorima napajanja. Međutim, u ovom polju ovaj sklop trpi neke neugodnosti, naime ograničenje maksimalne snage. A stvar nije u bazi elemenata - danas MOSFET tranzistori s trenutnim vrijednostima drain-source struja ​​​​od 50-100 A nisu nimalo oskudni. Stvar je u ukupnoj snazi ​​samog transformatora, odnosno u primarni namot.
Problem je... Međutim, radi veće uvjerljivosti koristit ćemo program za izračun podataka namota visokofrekventnih transformatora.
Uzmimo 5 prstenova veličine K45x28x8 s propusnošću M2000HM1-A, postavite frekvenciju pretvorbe na 54 kHz i primarni namot na 24 V (dva polunamota od po 12 V). Kao rezultat, dobivamo snagu ovog jezgra može razviti 658 vata, ali primarni namot treba sadržavati 5 zavoja, t.j. 2,5 zavoja po polunamotu. Kako to prirodno nije dovoljno ... Međutim, vrijedi povećati frekvenciju pretvorbe na 88 kHz, jer se ispostavilo da ima samo 2 (!) okreta po polunamotu, iako snaga izgleda vrlo primamljivo - 1000 vata.
Čini se da možete podnijeti takve rezultate i ravnomjerno rasporediti 2 okreta po cijelom prstenu, ako se potrudite, možete, ali kvaliteta ferita ostavlja mnogo da se poželi, a M2000HM1-A na frekvencijama iznad 60 kHz se već dosta jako zagrijava sam po sebi, dobro, na 90 kHz ga već treba puhati.
Što god se moglo reći, ali ispada začarani krug - povećanjem dimenzija da bismo dobili više snage, previše smanjujemo broj zavoja primarnog namota, povećanjem frekvencije opet smanjujemo broj zavoja primarni namot, ali uz to dobivamo višak topline.
Iz tog razloga se za dobivanje snage iznad 600 W koriste dvostruki pretvarači - jedan upravljački modul daje kontrolne impulse na dva identična energetska modula koja sadrže dva energetska transformatora. Izlazni naponi oba transformatora se zbrajaju. Na taj je način organizirano napajanje tvornički proizvedenih teških automobilskih pojačala te se iz jednog modula napajanja uklanja oko 500..700 W i više. Postoji nekoliko načina da se sumira:
- zbrajanje izmjeničnog napona. Struja u primarnim namotima transformatora napaja se sinkrono, stoga su izlazni naponi sinkroni i mogu se spojiti u seriju. Ne preporučuje se paralelno spajanje sekundarnih namota s dva transformatora - mala razlika u namotu ili kvaliteti ferita dovodi do velikih gubitaka i smanjenja pouzdanosti.
- zbrajanje nakon ispravljača, t.j. konstantan napon. Najbolja opcija - jedan modul napajanja proizvodi pozitivan napon za pojačalo snage, a drugi - negativan.
- proizvodnja energije za pojačala s dvostupanjskim napajanjem dodavanjem dva identična bipolarna napona.

POLUMOST

Polumostni sklop ima dosta prednosti - jednostavan je, dakle pouzdan, lako se ponavlja, ne sadrži oskudne dijelove, a može se izvesti i na bipolarnim i na tranzistorima na polju. IGBT tranzistori u njemu također rade dobro. Međutim, ona ima slabu točku. Ovo su premosni kondenzatori. Činjenica je da pri velikim snagama kroz njih teče prilično velika struja, a kvaliteta gotovog sklopnog napajanja izravno ovisi o kvaliteti ove komponente.
A problem je u tome što se kondenzatori stalno pune, stoga moraju imati minimalni otpor IZLAZNOG POKRIVANJA, jer će se s velikim otporom u ovom području osloboditi dosta topline i na kraju će izlaz jednostavno izgorjeti. Stoga se filmski kondenzatori moraju koristiti kao prolazni kondenzatori, a kapacitet jednog kondenzatora može doseći kapacitet od 4,7 μF u ekstremnom slučaju, ako se koristi jedan kondenzator - također se vrlo često koristi sklop s jednim kondenzatorom, prema princip izlaznog stupnja UMZCH s unipolarnim napajanjem. Ako se koriste dva kondenzatora od 4,7 uF (njihova spojna točka spojena je na namot transformatora, a slobodni terminali su spojeni na pozitivne i negativne sabirnice napajanja), tada je ova oprema sasvim prikladna za napajanje pojačala snage - ukupni kapacitet za izmjenične napon pretvorbe se zbraja i, kao rezultat, ispada jednak 4,7 uF + 4,7 uF = 9,4 uF. Međutim, ova opcija nije dizajnirana za dugotrajnu kontinuiranu uporabu s maksimalnim opterećenjem - potrebno je podijeliti ukupni kapacitet na nekoliko kondenzatora.
Ako je potrebno dobiti velike kapacitete (niska frekvencija pretvorbe), bolje je koristiti nekoliko kondenzatora manjeg kapaciteta (na primjer, 5 komada od 1 uF spojenih paralelno). Međutim, veliki broj kondenzatora spojenih paralelno prilično uvelike povećava dimenzije uređaja, a ukupni trošak cijelog vijenca kondenzatora nije mali. Stoga, ako trebate dobiti više snage, ima smisla koristiti premosni krug.
Za inačicu s polumostom, snage iznad 3000 W nisu poželjne - ploče s protočnim kondenzatorima bit će bolno glomazne. Korištenje elektrolitskih kondenzatora kao prolaznih kondenzatora ima smisla, ali samo pri snagama do 1000 W, budući da elektroliti nisu učinkoviti na visokim frekvencijama i počinju se zagrijavati. Papirni kondenzatori kao uvodnici su se jako dobro pokazali, ali evo njihovih dimenzija...
Radi veće jasnoće, dajemo tablicu ovisnosti reaktancije kondenzatora o frekvenciji i kapacitetu (Ohm):

Kapacitet kondenzatora	učestalost konverzije

Za svaki slučaj, podsjećamo vas da će pri korištenju dva kondenzatora (jedan za plus, drugi za minus) konačni kapacitet biti jednak zbroju kapaciteta ovih kondenzatora. Rezultirajući otpor ne stvara toplinu, jer je reaktivan, ali može utjecati na učinkovitost napajanja pri maksimalnim opterećenjima - izlazni napon će se početi smanjivati, unatoč činjenici da je ukupna snaga energetskog transformatora sasvim dovoljna.

MOST

Mostni krug je prikladan za bilo koju snagu, ali je najučinkovitiji pri velikim snagama (za mrežna napajanja to su snage od 2000 W). Krug sadrži dva para tranzistora snage koji se kontroliraju sinkrono, ali potreba za galvanskom izolacijom emitera gornjeg para unosi neke neugodnosti. Međutim, ovaj je problem potpuno rješiv kada koristite upravljačke transformatore ili specijalizirane mikrosklopove, na primjer, za tranzistore s efektom polja, možete koristiti IR2110 - specijalizirani razvoj International Rectifier.

Međutim, energetski dio nema smisla ako njime ne upravlja upravljački modul.
Postoji dosta specijaliziranih mikro krugova koji mogu kontrolirati dio napajanja prekidača napajanja, međutim, najuspješniji razvoj u ovom području je TL494, koji se pojavio u prošlom stoljeću, međutim, nije izgubio na važnosti, budući da sadrži SVE potrebni čvorovi za upravljanje energetskim dijelom sklopnih izvora napajanja . Popularnost ovog mikrosklopa prvenstveno dokazuje njegovo izdavanje od strane nekoliko velikih proizvođača elektroničkih komponenti odjednom.
Razmotrite princip rada ovog mikrosklopa, koji se s punom odgovornošću može nazvati kontrolerom, jer ima SVE potrebne čvorove.

DIO II

Koja je stvarna PWM metoda regulacije napona?
Metoda se temelji na istoj inerciji induktivnosti, t.j. nije sposobnost da trenutno prođe struju. Stoga, podešavanjem trajanja impulsa, možete promijeniti konačni konstantni napon. Štoviše, za prebacivanje napajanja, bolje je to učiniti u primarnim krugovima i tako uštedjeti novac na stvaranju izvora napajanja, jer će ovaj izvor igrati dvije uloge odjednom:
- pretvorba napona;
- stabilizacija izlaznog napona.
Štoviše, u ovom slučaju će se generirati mnogo manje topline u usporedbi s linearnim stabilizatorom instaliranim na izlazu nestabiliziranog sklopnog napajanja.
Za više jasnoće pogledajte donju sliku:

Na slici je prikazan ekvivalentni sklop sklopnog regulatora u kojem generator pravokutnih impulsa V1 djeluje kao prekidač napajanja, a R1 kao opterećenje. Kao što je vidljivo iz slike, uz fiksnu amplitudu izlaznog impulsa od 50 V, promjenom trajanja impulsa moguće je mijenjati napon koji se dovodi do opterećenja u širokom rasponu, i uz vrlo male toplinske gubitke, ovisno samo o parametri korištenog prekidača za napajanje.

Shvatili smo principe rada agregata, kao i upravljanje. Ostaje spojiti oba čvora i dobiti gotov prekidač za napajanje.
Kapacitet opterećenja kontrolera TL494 nije jako velik, iako je dovoljan za upravljanje jednim parom tranzistora snage tipa IRFZ44. Međutim, za snažnije tranzistore već su potrebna strujna pojačala koja mogu razviti potrebnu struju na upravljačkim elektrodama energetskih tranzistora. Budući da pokušavamo smanjiti veličinu napajanja i odmaknuti se od audio raspona, MOSFET će biti najbolja upotreba kao tranzistori snage.

Varijante struktura u proizvodnji MOSFET-a.

S jedne strane, velike struje nisu potrebne za upravljanje tranzistorom s efektom polja - otvaraju se naponom. Međutim, u ovoj bačvi s medom postoji muha u masti, u ovom slučaju, koja se sastoji u činjenici da iako kapija ima ogroman aktivni otpor koji ne troši struju za pogon tranzistora, kapija ima kapacitet. A za njegovo punjenje i pražnjenje samo su potrebne velike struje, budući da je pri visokim frekvencijama pretvorbe reaktancija već smanjena na granice koje se ne mogu zanemariti. I što je veća snaga MOSFET tranzistora, veći je kapacitet njegovih vrata.
Na primjer, uzmite IRF740 (400V, 10A) koji ima kapacitivnost vrata od 1400pF i IRFP460 (500V, 20A) koji ima kapacitivnost vrata od 4200pF. Budući da i prvi i drugi napon vrata ne bi trebali biti veći od ± 20 V, tada kao upravljačke impulse uzimamo napon od 15 V i u simulatoru vidimo što se događa na frekvenciji generatora od 100 kHz na otpornicima R1 i R2, koji spojeni su u seriju s kondenzatorima na 1400 pF i 4200 pF.

Ispitno postolje.

Kada struja teče kroz aktivno opterećenje, na njemu se formira pad napona; po ovoj vrijednosti se mogu suditi trenutne vrijednosti struje koja teče.

Pad preko otpornika R1.

Kao što je vidljivo na slici, odmah po pojavi kontrolnog impulsa na otporniku R1 pada približno 10,7 V. Uz otpor od 10 ohma, to znači da trenutna vrijednost struje doseže 1, A (!). Čim impuls završi na otporniku R1, padne i 10,7 V, stoga je za pražnjenje kondenzatora C1 potrebna struja od oko 1 A ..
Za punjenje i pražnjenje kapacitivnosti od 4200 pF kroz otpornik od 10 ohma potrebno je 1,3 A, budući da 13,4 V pada preko otpornika od 10 ohma.

Zaključak se nameće sam od sebe - za punjenje i pražnjenje kapacitivnosti vrata potrebno je da kaciga koja radi na vratima tranzistora snage izdrži prilično velike struje, unatoč činjenici da je ukupna potrošnja prilično mala.
Za ograničavanje trenutnih vrijednosti struje u vratima tranzistora s efektom polja obično se koriste otpornici koji ograničavaju struju od 33 do 100 ohma. Prekomjerno smanjenje ovih otpornika povećava trenutnu vrijednost tekućih struja, a povećanje povećava trajanje tranzistora snage u linearnom načinu rada, što dovodi do nerazumnog zagrijavanja potonjeg.
Vrlo često se koristi lanac koji se sastoji od otpornika i diode spojenih paralelno. Ovaj trik se prvenstveno koristi za rasterećenje upravljačkog stupnja tijekom punjenja i ubrzavanje pražnjenja kapacitivnosti vrata.

Ulomak jednociklusnog pretvarača.

Tako se ne postiže trenutna pojava struje u namotu energetskog transformatora, već donekle linearna. Iako to povećava temperaturu stupnja snage, to prilično zamjetno smanjuje skokove samoosciliranja koji se neizbježno pojavljuju kada se na namot transformatora dovede kvadratni napon.

Samoindukcija u radu jednociklusnog pretvarača
(crvena linija - napon na namotu transformatora, plava - napon napajanja, zelena - upravljački impulsi).

Tako smo shvatili teoretski dio i možemo izvući neke zaključke:
Za stvaranje prekidačkog napajanja potreban je transformator čija je jezgra izrađena od ferita;
Za stabilizaciju izlaznog napona prekidačkog napajanja potrebna je PWM metoda, s kojom se kontroler TL494 prilično uspješno nosi;
Dio napajanja sa središnjom točkom najprikladniji je za niskonaponske sklopne izvore napajanja;
Snažni dio polumostnog sklopa prikladan je za male i srednje snage, a njegovi parametri i pouzdanost uvelike ovise o broju i kvaliteti prolaznih kondenzatora;
Energetski dio tipa mosta je korisniji za velike snage;
Kada se koristi u energetskom dijelu MOSFET-a, ne zaboravite na kapacitivnost vrata i izračunajte upravljačke elemente s tranzistorima snage, ispravljene za ovaj kapacitet;

Budući da smo shvatili pojedinačne čvorove, prelazimo na konačnu verziju sklopnog napajanja. Budući da su algoritam i sklop svih polumostnih izvora gotovo isti, da bismo razjasnili koji element je za što potreban, analizirat ćemo najpopularniji, snage 400 W, s dva bipolarna izlazna napona.

Ostaje napomenuti nekoliko nijansi:
Otpornici R23, R25, R33, R34 služe za stvaranje RC filtera, što je vrlo poželjno kada se na izlazu preklopnih izvora koriste elektrolitički kondenzatori. U idealnom slučaju, naravno, bolje je koristiti LC filtere, ali kako "potrošači" nisu baš moćni, s RC filterom možete u potpunosti proći. Otpor ovih otpornika može se koristiti od 15 do 47 ohma. R23 je bolji sa snagom od 1 W, ostatak na 0,5 W je dovoljan.
C25 i R28 - snubber koji smanjuje samoindukcijske emisije u namotu energetskog transformatora. Najučinkovitije su pri kapacitivnostima iznad 1000 pF, ali se u ovom slučaju previše topline stvara na otporniku. Potrebno u slučaju kada nema prigušnica nakon ispravljačkih dioda sekundarnog napajanja (velika većina tvorničke opreme). Ako se koriste prigušnice, učinkovitost prigušivača nije tako primjetna. Stoga ih rijetko instaliramo i izvori napajanja od ovoga ne rade lošije.
Ako se neke vrijednosti elemenata razlikuju na ploči i dijagramu strujnog kruga, te vrijednosti nisu kritične - možete koristiti oboje.
Ako na ploči postoje elementi koji nisu na dijagramu (obično su to kondenzatori za napajanje), onda ih ne možete instalirati, iako će s njima biti bolje. Ako se odlučite za ugradnju, onda se ne mogu koristiti elektrolitski kondenzatori od 0,1 ... 0,47 μF, već elektrolitski kondenzatori istog kapaciteta kao oni koji se dobivaju s njima spojenim paralelno.
Na ploči OPCIJA 2 U blizini radijatora nalazi se pravokutni dio koji je izbušen po obodu i na njemu su ugrađene tipke za upravljanje napajanjem (on-off). Potreba za ovom rupom nastaje zbog činjenice da ventilator od 80 mm ne stane u visinu kako bi se pričvrstio na radijator. Stoga je ventilator montiran ispod baze PCB-a.

UPUTSTVO ZA SAMOSASTAVLJANJE
STABILIZIRANI SKLOP NAPAJANJE

Za početak, trebali biste pažljivo pročitati dijagram strujnog kruga, međutim, to uvijek treba učiniti prije nego što nastavite sa montažom. Ovaj pretvarač napona radi na polumostnom krugu. Koja je razlika od ostalih, detaljno je opisano.

Dijagram je pakiran s WinRAR-om stare verzije i izvodi se na stranici WORD-2000, tako da ne bi trebalo biti problema s ispisom ove stranice. Ovdje ćemo razmotriti njegove fragmente, budući da želimo shemu zadržati vrlo čitljivom, ali ne stane u potpunosti na zaslon monitora. Za svaki slučaj, možete koristiti ovaj crtež da predstavite sliku u cjelini, ali bolje je ispisati ...
Slika 1 - filter i ispravljač mrežnog napona. Filter je prvenstveno namijenjen isključivanju prodora impulsne buke iz pretvarača u mrežu. Izrađeno na bazi L-C. Kao induktivitet koristi se feritna jezgra bilo kojeg oblika (bolje da nije potrebna šipka - velika pozadina od njih) s jednim namotom. Dimenzije jezgre ovise o snazi ​​izvora napajanja, jer što je izvor jači, to će stvarati više smetnji i potreban je bolji filter.

Slika 1.

Približne dimenzije jezgri, ovisno o snazi ​​izvora napajanja, sažete su u tablici 1. Namotaj se namota dok se jezgra ne napuni, promjer(e) žice treba odabrati na temelju 4-5 A/ mm2.

				stol 1
NAPAJANJE SNAGA		JEZGRA PRSTENA		JEZGRA U OBLIKU W
		Promjer od 22 do 30 s debljinom od 6-8 mm		Širina od 24 do 30 s debljinom od 6-8 mm
		Promjer od 32 do 40 s debljinom od 8-10 mm		Širina od 30 do 40 s debljinom od 8-10 mm
		Promjer od 40 do 45 s debljinom od 8-10 mm		Širina od 40 do 45 s debljinom od 8-10 mm
		Promjer od 40 do 45 s debljinom od 10-12 mm		Širina od 40 do 45 s debljinom od 10-12 mm
		Promjer od 40 do 45 s debljinom od 12-16 mm		Širina od 40 do 45 s debljinom od 12-16 mm
		Promjer od 40 do 45 s debljinom od 16-20 mm		Širina od 40 do 45 s debljinom od 16-20 mm

Ovdje treba malo objasniti zašto je promjer (s) i što je 4-5 A / mm sq.
Ova kategorija napajanja pripada visokofrekventnim. Prisjetimo se sada tijeka fizike, odnosno mjesta koje kaže da pri visokim frekvencijama struja ne teče po cijelom presjeku vodiča, već po njegovoj površini. I što je frekvencija veća, veći dio dijela vodiča ostaje neiskorišten. Zbog toga se u impulsnim visokofrekventnim uređajima namoti izrađuju pomoću snopova, t.j. uzme se nekoliko tanjih vodiča i zbroji. Zatim se dobiveni snop lagano uvija duž osi tako da se pojedinačni vodiči tijekom namotavanja ne strše u različitim smjerovima, a namoti se namotaju ovim snopom.
4-5 A / mm kv znači da napetost u vodiču može doseći od četiri do pet ampera po kvadratnom milimetru. Ovaj je parametar odgovoran za zagrijavanje vodiča zbog pada napona u njemu, jer vodič ima, iako nije veliki, ali ipak otpor. U pulsnoj tehnologiji proizvodi za namotavanje (prigušnice, transformatori) imaju relativno male dimenzije, stoga će biti dobro ohlađeni, tako da se napetost može koristiti točno 4-5 A / mm 2. Ali za tradicionalne transformatore izrađene od željeza, ovaj parametar ne bi trebao prelaziti 2,5-3 A / mm sq. Koliko žica i koji presjek pomoći će izračunati ploču promjera. Osim toga, ploča će vam reći koja se snaga može dobiti korištenjem jednog ili drugog broja žica dostupne žice, ako je koristite kao primarni namot energetskog transformatora. Otvorena ploča.
Kapacitet kondenzatora C4 mora biti najmanje 0,1 uF, ako se uopće koristi. Napon 400-630 V. Formulacija ako se uopće koristi ne koristi se uzalud - glavni filtar je induktor L1, a njegova se induktivnost pokazala prilično velikom i vjerojatnost prodora visokofrekventnih smetnji smanjena je na gotovo nulte vrijednosti.
Diodni most VD služi za ispravljanje izmjeničnog mrežnog napona. Kao diodni most koristi se sklop tipa RS (krajnji terminali). Za snagu od 400 W možete koristiti RS607, RS807, RS1007 (na 700 V, 6, 8 i 10 A), budući da su ugradbene dimenzije ovih diodnih mostova iste.
Kondenzatori C7, C8, C11 i C12 potrebni su za smanjenje impulsnog šuma koji stvaraju diode kada se izmjenični napon približi nuli. Kapacitet ovih kondenzatora je od 10 nF do 47 nF, napon nije niži od 630 V. Međutim, nakon nekoliko mjerenja, ustanovljeno je da se L1 dobro nosi s tim smetnjama, a kondenzator C17 je dovoljan da eliminira utjecaj na primarni krugovi. Osim toga, doprinose i kapaciteti kondenzatora C26 i C27 - za primarni napon su dva kondenzatora spojena u nizu. Budući da su njihove ocjene jednake, konačni kapacitet se dijeli sa 2 i ovaj kapacitet ne služi samo za rad energetskog transformatora, već i potiskuje impulsni šum na primarnom napajanju. Na temelju toga smo odustali od korištenja C7, C8, C11 i C12, ali ako ih netko baš želi ugraditi, onda ima dovoljno mjesta na ploči, sa strane staza.
Sljedeći fragment kruga su ograničavači struje na R8 i R11 (slika 2). Ovi otpornici su potrebni za smanjenje struje punjenja elektrolitskih kondenzatora C15 i C16. Ova mjera je neophodna jer je potrebna jako velika struja u trenutku uključivanja. Ni osigurač ni VD diodni most nisu u stanju, čak i za kratko vrijeme, izdržati tako snažan strujni udar, iako induktivitet L1 ograničava maksimalnu vrijednost struje koja teče, u ovom slučaju to nije dovoljno. Stoga se koriste otpornici za ograničavanje struje. Snaga otpornika od 2 W odabrana je ne toliko zbog topline, koliko zbog prilično širokog otpornog sloja koji kratko vrijeme može izdržati struju od 5-10 A. Za napajanje do 600 W možete koristite otpornike snage i 1 W, ili koristite jedan otpornik snage 2 W, potrebno je samo pridržavati se uvjeta - ukupni otpor ovog kruga ne smije biti manji od 150 ohma i ne smije biti veći od 480 ohma. Ako je otpor prenizak, povećava se šansa za uništenje otpornog sloja, ako je previsoka, vrijeme punjenja za C15, C16 se povećava i napon na njima nema vremena da se približi maksimalnoj vrijednosti kada relej K1 radi i kontakti ovog releja morat će prebaciti previše struje. Ako se umjesto MLT otpornika koriste žičani otpornici, tada se ukupni otpor može smanjiti na 47 ... 68 ohma.
Kapacitet kondenzatora C15 i C16 također se odabire ovisno o snazi ​​izvora. Potreban kapacitet možete izračunati pomoću jednostavne formule: JEDAN WAT IZLAZNE SNAGE ZAHTIJEVA 1 µF PRIMARNIH KONDENZATORA FILTRA SNAGA. Ako sumnjate u svoje matematičke sposobnosti, možete koristiti ploču u koju jednostavno stavite snagu izvora napajanja koji ćete napraviti i vidjeti koliko i kakvih kondenzatora trebate. Imajte na umu da je ploča dizajnirana za ugradnju mrežnih elektrolitskih kondenzatora promjera 30 mm.

Slika 3

Na slici 3 prikazani su otpornici za gašenje, čija je glavna namjena formiranje početnog napona. Snaga nije niža od 2 W, postavljeni su na ploču u parovima, jedan iznad drugog. Otpor od 43 kOhm do 75 kOhm. VRLO je poželjno da SVI otpornici budu iste jačine – u ovom slučaju toplina se ravnomjerno raspoređuje. Za male snage koristi se mali relej s malom potrošnjom, tako da se mogu izostaviti 2 ili tri otpornika za gašenje. Na ploči se postavljaju jedna na drugu.

Slika 4

Slika 4 - regulator napajanja upravljačkog modula - u svakom slučaju, intergarl regulator za +15V. Zahtijeva radijator. Veličina ... Obično je dovoljan radijator iz pretposljednje kaskade domaćih pojačala. Možete nešto tražiti u TV radionicama - TV ploče obično imaju 2-3 prikladna radijatora. Drugi se upravo koristi za hlađenje VT4 tranzistora, koji kontrolira brzinu ventilatora (Slike 5 i 6). Kondenzatori C1 i C3 također se mogu koristiti na 470 uF na 50 V, ali ova zamjena je prikladna samo za napajanje pomoću određene vrste releja, u kojem je otpor svitka prilično velik. Na snažnijim izvorima koristi se snažniji relej i smanjenje kapacitivnosti C1 i C3 je vrlo nepoželjno.

Slika 5

Slika 6

Tranzistor VT4 - IRF640. Može se zamijeniti s IRF510, IRF520, IRF530, IRF610, IRF620, IRF630, IRF720, IRF730, IRF740, itd. A.
Tranzistor VT1 - gotovo svaki izravni tranzistor s maksimalnom strujom većom od 1 A, po mogućnosti s malim naponom zasićenja. Tranzistori u kućištima TO-126 i TO-220 postaju jednako dobri, tako da možete pokupiti mnogo zamjenskih. Ako pričvrstite mali radijator, onda je čak i KT816 sasvim prikladan (slika 7).

Slika 7

Relej K1 - TRA2 D-12VDC-S-Z ili TRA3 L-12VDC-S-2Z. Zapravo, to je najobičniji relej s namotom od 12 V i kontaktnom grupom koja može prebaciti 5 A ili više. Za uključivanje petlje za demagnetizaciju možete koristiti releje koji se koriste u nekim televizorima, samo imajte na umu da kontaktna grupa u takvim relejima ima drugačiji pinout, pa čak i ako bez problema dođe na ploču, trebate provjeriti koji se pinovi zatvaraju kada se na zavojnicu dovede napon. TRA2 se razlikuje od TRA3 po tome što TRA2 ima jednu kontaktnu grupu koja može prebaciti struju do 16 A, a TRA3 ima 2 kontaktne grupe od po 5 A.
Inače, tiskana ploča nudi se u dvije verzije, i to s upotrebom releja i bez njega. Verzija bez releja ne koristi primarni naponski sustav mekog pokretanja, stoga je ova opcija prikladna za napajanje snage ne veće od 400 W, budući da se ne preporučuje uključivanje "izravnog" kapaciteta većeg od 470 uF bez ograničenja struje. Osim toga, most s maksimalnom strujom od 10 A MORA se koristiti kao VD diodni most, t.j. RS1007. Pa, ulogu releja u verziji bez mekog pokretanja obavlja LED. Funkcija pripravnosti je spremljena.
Gumbi SA2 i SA3 (pretpostavlja se da je SA1 prekidač za napajanje) - tipke bilo koje vrste bez fiksiranja, za koje možete napraviti zasebnu tiskanu ploču ili je možete samljeti na drugi prikladan način. To se mora zapamtiti kontakti gumba su galvanski spojeni na mrežu od 220 V, stoga je potrebno isključiti mogućnost njihovog kontakta tijekom rada izvora napajanja.
Postoji dosta analoga kontrolera TL494, možete koristiti bilo koji, samo imajte na umu da različiti proizvođači mogu imati neke razlike u parametrima. Na primjer, prilikom zamjene jednog proizvođača drugim, frekvencija pretvorbe se može promijeniti, ali ne mnogo, ali se izlazni napon može promijeniti i do 15%.
IR2110, u principu, nije rijedak drajver, i nema mnogo analoga - IR2113, ali IR2113 ima više opcija paketa, stoga budite oprezni - potreban vam je DIP-14 paket.
Prilikom montaže ploče, umjesto mikro krugova, bolje je koristiti konektore za mikro krugove (utičnice), idealno - stezne, ali se mogu koristiti i obični. Ovom mjerom ćete izbjeći neke nesporazume, jer ima dosta brakova i među TL494 (nema izlaznih impulsa, iako generator takta radi), i među IR2110 (nema kontrolnih impulsa na gornji tranzistor), pa je potrebno dogovoriti uvjete jamstva kod prodavača mikro krugova.

Slika 8

Slika 8 prikazuje dio snage. Bolje je koristiti brze diode VD4 ... VD5, na primjer SF16, ali u nedostatku takvih, HER108 je također prilično prikladan. C20 i C21 - ukupni kapacitet od najmanje 1 uF, tako da možete koristiti 2 kondenzatora od 0,47 uF. Napon je najmanje 50 V, idealno - filmski kondenzator od 1 μF 63 V (u slučaju kvara tranzistora snage, film ostaje netaknut, a višeslojna keramika umire). Za izvore napajanja do 600 W, otpor otpornika R24 i R25 može biti od 22 do 47 ohma, budući da kapacitivnost vrata energetskih tranzistora nije jako velika.
Tranzistori snage mogu biti bilo koji od onih navedenih u tablici 2 (slučaj TO-220 ili TO-220R).

					tablica 2
Ime	kapacitivnost vrata, pkf	maksimalni napon, V	maksimalna struja, A	toplinska snaga, uto	Otpornost, Ohm
Ako toplinska snaga ne prelazi 40 W, tada je kućište tranzistora potpuno plastično i potreban je veći hladnjak kako se temperatura kristala ne bi dovela do kritične vrijednosti. Napon vrata za sve ne veći od ±20 V

Tiristori VS1 i VS, u principu, marka nije važna, glavna stvar je da maksimalna struja mora biti najmanje 0,5 A, a kućište mora biti TO-92. Koristimo ili MCR100-8 ili MCR22-8.
Diode za niskostrujno napajanje (slika 9) poželjno je odabrati s kratkim vremenom oporavka. Diode serije HER, poput HER108, sasvim su prikladne, ali se mogu koristiti i druge, kao što su SF16, MUR120, UF4007. Otpornici R33 i R34 za 0,5 W, otpor od 15 do 47 ohma, s R33 \u003d R34. Radni namot koji radi na VD9-VD10 mora biti ocijenjen za stabilizirani napon od 20 V. U tablici izračuna namota označeno je crvenom bojom.

Slika 9

Ispravljačke diode snage mogu se koristiti i u paketu TO-220 i u paketu TO-247. U obje izvedbe tiskane ploče pretpostavlja se da će diode biti postavljene jedna iznad druge i spojene na ploču vodičima (slika 10.). Naravno, kod ugradnje dioda treba koristiti termo pastu i izolacijske brtve (liskun).

Slika 10

Kao ispravljačke diode poželjno je koristiti diode s kratkim vremenom oporavka, jer o tome ovisi zagrijavanje dioda u praznom hodu (unutarnji kapacitet dioda utječe i one se jednostavno zagrijavaju same, čak i bez opterećenja). Popis opcija sažet je u tablici 3

			Tablica 3
Ime	maksimalni napon, V	maksimalna struja, A	vrijeme oporavka, nano sec

Strujni transformator ima dvije uloge - koristi se upravo kao strujni transformator i kao induktivitet povezan serijski s primarnim namotom energetskog transformatora, što omogućuje lagano smanjenje brzine pojavljivanja struje u primarnom namotu, što dovodi do smanjenje samoindukcijskih emisija (slika 11).

Slika 11

Ne postoje stroge formule za izračun ovog transformatora, ali se strogo preporučuje da se pridržavate nekih ograničenja:

ZA SNAGE OD 200 DO 500 W - PRSTEN PROMJERA 12...18 MM ZA SNAGU OD 400 DO 800 W - PRSTEN PREČNIKA 18...26 MM ZA SNAGU OD 800 DO 1800 W - PRSTEN PREČNIKA 22...32 MM ZA SNAGU OD 1500 DO 3000 W - PRSTEN PREČNIKA 32...48 MM

FERITNI PRSTENOVI, PERMEABILNOST 2000, DEBLJINA 6...12 MM

BROJ ZAVOJA PRIMARNOG NAMOTA:
3 OKRETANJA ZA LOŠE UVJETE HLAĐENJA I 5 OKRETANJA AKO VENTILATOR PUŠE IZRAVNO NA PLOČU
BROJ ZAVOJA SEKUNDARNOG NAMOTA:
12...14 ZA PRIMARU OD 3 OKRETA I 20...22 ZA PRIMARU OD 5 OKRETA

PUNO JE POVOLJNIJE TRANSFORMATOR NAMOTATI SEKCIJSKI - PRIMARNI NAMOTAJ SE NE ZAKLJUČAVA SA SEKUNDARNIM. U OVOM SLUČAJU NEMA RADA PREMOTATI-PREMOTATI ZAMOTU NA PRIMARNI NAMOTAJ. U FINALU KADA JE OPTEREĆENJE 60% OD MAKSIMALNOG NA GORNJEM IZLAZU R27 TREBA BITI OKO 12 ... 15 V
Primarni namot transformatora je namotan na isti način kao i primarni namot energetskog transformatora TV2, sekundarni s dvostrukom žicom promjera 0,15 ... 0,3 mm.

Za izradu energetskog transformatora impulsnog napajanja trebali biste koristiti program za izračun impulsnih transformatora. Dizajn jezgre nije od temeljne važnosti - može biti i toroidan i u obliku slova W. Tiskane pločice omogućuju korištenje obje bez problema. Ako ukupni kapacitet medija u obliku slova W nije dovoljan, on se također može sklopiti u paket, poput prstenova (slika 12.).

Slika 12

Ferite u obliku slova W možete nabaviti u TV radionicama - ne često, ali energetski transformatori u televizorima pokvare. Najlakši način za pronalaženje napajanja s domaćih televizora je 3. ... 5. Ne zaboravite da ako je potreban transformator od dva ili tri medija, onda SVI mediji moraju biti iste marke, tj. za demontažu je potrebno koristiti transformatore istog tipa.
Ako je energetski transformator izrađen od prstenova 2000, tada se može koristiti tablica 4.

IMPLEMENTACIJA	STVARAN VELIČINA	PARAMETAR	FREKVENCIJA KONVERZIJE
			MOGUĆE VIŠE		OPTIMALNO			JAKA VRUĆINA
1 PRSTEN K40h25h11		UKUPNA SNAGA
		UKLJUČUJE PRVI NAMOTAJ
2 PRSTENA K40h25h11		UKUPNA SNAGA
		UKLJUČUJE PRVI NAMOTAJ
1 PRSTEN K45h28h8		UKUPNA SNAGA
		UKLJUČUJE PRVI NAMOTAJ
2 PRSTENA K45h28h8		UKUPNA SNAGA
		UKLJUČUJE PRVI NAMOTAJ
3 PRSTENA K45h28h8		UKUPNA SNAGA
		UKLJUČUJE PRVI NAMOTAJ
4 PRSTENA A K45h28h8		UKUPNA SNAGA
		UKLJUČUJE PRVI NAMOTAJ
BROJ NAMOTA SEKUNDARNOG NAMOTA IZRAČUNAVA SE KROZ PROPORCIJU, UZIMAJUĆI U OBZIR DA JE NAPON NA PRIMARNOM NAMOTU 155 V ILI KORIŠĆENJEM TABELE ( MIJENJAJTE SAMO ŽUTE STANICE)

Imajte na umu da se stabilizacija napona provodi pomoću PWM-a, stoga izlazni nazivni napon sekundarnih namota mora biti najmanje 30% veći od potrebnog. Optimalni parametri dobivaju se kada je izračunati napon 50 ... 60% veći nego što je potrebno za stabilizaciju. Na primjer, potreban vam je izvor s izlaznim naponom od 50 V, stoga sekundarni namot energetskog transformatora mora biti projektiran za izlazni napon od 75 ... 80 V. U tablici za izračun sekundarnog namota, ovaj koeficijent uzima se u obzir.
Ovisnost učestalosti pretvorbe o ocjenama C5 i R5 prikazana je na grafikonu:

Ne preporučuje se korištenje prilično velikog otpora R5 - preveliko magnetsko polje uopće nije daleko i moguće su hvatanje. Stoga ćemo se usredotočiti na "prosječnu" ocjenu R5 od 10 kOhm. S takvim otporom otpornika za podešavanje frekvencije dobivaju se sljedeće frekvencije pretvorbe:

Parametri dobiveni od ovog proizvođača			učestalost konverzije

(!) Ovdje treba reći nekoliko riječi o namotu transformatora. Vrlo često dolazi do poremećaja, kažu, kada se samostalno izradi, izvor ili ne daje potrebnu snagu, ili se tranzistori snage jako zagrijavaju čak i bez opterećenja.
Iskreno govoreći, i mi smo naišli na takav problem s 2000 prstenova, ali nam je bilo lakše - prisutnost mjerne opreme omogućila je da se otkrije razlog takvih incidenata, a pokazalo se sasvim očekivano - magnetski propusnost ferita ne odgovara oznaci. Drugim riječima, na "slabim" transformatorima primarni namot se morao odmotati, naprotiv, na "tranzistorima snage grijanja" - da bi se namotao.
Nešto kasnije odustali smo od korištenja prstenova, međutim ferit koji koristimo nije uopće bio maskiran pa smo poduzeli drastične mjere. Transformator s procijenjenim brojem zavoja primarnog namota spojen je na sastavljenu i otklonjenu ploču, a učestalost pretvorbe se mijenja pomoću reznog otpornika koji je instaliran na ploči (umjesto R5, ugrađen je trimer od 22 kOhm). U trenutku uključivanja, frekvencija pretvorbe se postavlja unutar 110 kHz i počinje se smanjivati ​​rotacijom motora za podešavanje otpornika. Tako se saznaje frekvencija na kojoj se jezgra počinje zasićenja, t.j. kada se tranzistori snage počnu zagrijavati bez opterećenja. Ako frekvencija padne ispod 60 kHz, primarni namot se odmotava; ako temperatura počne rasti za 80 kHz, tada se primarni namot ponovno namata. Dakle, određuje se broj zavoja za ovu konkretnu jezgru, a tek nakon toga se sekundarni namot namota pomoću gore predložene ploče, a broj zavoja primarne za jedan ili drugi medij naveden je na pakiranjima.
Ako je kvaliteta vaše jezgre upitna, onda je bolje napraviti ploču, provjeriti je li operativnost i tek nakon toga napraviti energetski transformator na gore opisanu metodu.

Stabilizacija grupe gasa. Na nekim mjestima čak je bljesnula i presuda da nikako ne može raditi, jer kroz njega teče konstantan napon. S jedne strane, takve su prosudbe točne - napon je stvarno istog polariteta, što znači da se može prepoznati kao konstantan. Međutim, autor takve prosudbe nije uzeo u obzir činjenicu da napon, iako konstantan, pulsira, a tijekom rada u ovom čvoru se ne događa jedan proces (strujni tok), već mnogo, budući da induktor ne sadrži niti jedan namota, ali najmanje dva (ako izlazni napon treba bipolarni) ili 4 namota ako su potrebna dva bipolarna napona (slika 13.).

Slika 13

Moguće je napraviti prigušnicu i na prstenu i na feritu u obliku slova W. Dimenzije naravno ovise o snazi. Za snage do 400-500 W dovoljan je medij od prenaponske zaštite za napajanje televizora s dijagonalom od 54 cm i više (slika 14.). Dizajn jezgre nije kritičan

Slika 14

Namotan je na isti način kao i energetski transformator - od nekoliko tankih vodiča upletenih u snop ili zalijepljenih u traku brzinom od 4-5 A / mm sq. Teoretski - što više zavoja - to bolje, pa se namot polaže prije nego što se prozor napuni, a odmah u 2 (ako trebate bipolarni izvor) ili 4 žice (ako trebate izvor s dva bipolarna napona.
Nakon zaglađivanja kondenzatora su izlazne prigušnice. Za njih nema posebnih zahtjeva, dimenzija... Ploče su predviđene za ugradnju jezgri iz filtera TV mreže. Navijte dok se prozor ne napuni, poprečni presjek brzinom od 4-5 A / mm sq (slika 15).

Slika 15

Traka je gore spomenuta kao namatanje. Ovdje se treba malo detaljnije zaustaviti.
Što je bolje? Kravata ili traka? Obje ove metode imaju svoje prednosti i nedostatke. Izrada snopa je najlakši način - rastegnuti potreban broj žica, a zatim ih uvijati u snop pomoću bušilice. Međutim, ova metoda povećava ukupnu duljinu vodiča zbog unutarnje torzije, a također ne dopušta postizanje istovjetnosti magnetskog polja u svim vodičima snopa, a to je, iako nije velik, ipak gubitak topline.
Proizvodnja trake je radno intenzivnija i malo skuplja, budući da se potreban broj vodiča razvlači, a zatim se uz pomoć poliuretanskog ljepila (TOP-TOP, SPECIJALIST, MOMENT-CRYSTAL) lijepi u traku. Ljepilo se nanosi na žicu u malim obrocima - duljine 15 ... 20 cm vodiča, a zatim, držeći snop među prstima, trljaju ga, takoreći, pazeći da žice stanu u traku, slično za snopove vrpce koji se koriste za spajanje diskovnih medija na matičnu ploču IBM računala. Nakon što se ljepilo zalijepi, novi dio se nanosi na 15 ... 20 cm duljine žica i ponovno se zaglađuje prstima dok se ne dobije traka. I tako cijelom dužinom vodiča (slika 16).

Slika 16

Nakon što se ljepilo potpuno osuši, traka se namota na jezgru, a prvo se namota namot s velikim brojem zavoja (u pravilu s manjim poprečnim presjekom), a na vrhu je već više namota visoke struje. Nakon namotavanja prvog sloja, potrebno je "položiti" traku unutar prstena pomoću klina u obliku stošca izrezanog od drveta. Maksimalni promjer klina jednak je unutarnjem promjeru korištenog prstena, a minimalni je 8…10 mm. Duljina stošca mora biti najmanje 20 cm, a promjena promjera mora biti ujednačena. Nakon namotavanja prvog sloja, prsten se jednostavno stavi na klin i pritisne silom tako da se prsten dosta snažno zaglavi o klin. Zatim se prsten skine, preokrene i ponovno stavi na klin istom snagom. Klin mora biti dovoljno mekan da ne ošteti izolaciju žice za namatanje, tako da tvrdo drvo nije prikladno za tu svrhu. Dakle, vodiči se polažu strogo prema obliku unutarnjeg promjera jezgre. Nakon namatanja sljedećeg sloja, žica se ponovno "polaže" klinom, a to se radi nakon namotavanja svakog sljedećeg sloja.
Nakon namotavanja svih namota (ne zaboravljajući koristiti izolaciju međunamota), preporučljivo je zagrijati transformator na 80 ... 90 ° C 30-40 minuta (u kuhinji možete koristiti pećnicu plinskog ili električnog štednjaka , ali se ne smijete pregrijati). Na ovoj temperaturi poliuretansko ljepilo postaje elastično i ponovno stječe ljepljiva svojstva lijepljenjem ne samo vodiča koji se nalaze paralelno sa samom trakom, već i onih koji se nalaze na vrhu, t.j. slojevi namota su međusobno zalijepljeni, što namotima dodaje mehaničku krutost i eliminira sve zvučne efekte, čija se pojava ponekad događa kada su vodiči energetskog transformatora slabo spojeni (slika 17.).

Slika 17

Prednost takvog namota je da se dobije identično magnetsko polje u svim žicama snopa vrpce, budući da su geometrijski smještene na isti način u odnosu na magnetsko polje. Takav trakasti vodič puno je lakše ravnomjerno rasporediti po cijelom obodu jezgre, što je vrlo važno i za standardne transformatore, a za impulsne transformatore to je OBAVEZAN uvjet. Pomoću trake možete postići prilično čvrsto namotavanje i povećanjem pristupa rashladnog zraka do zavoja koji se nalaze izravno unutar namota. Da biste to učinili, dovoljno je podijeliti broj potrebnih žica na dva i napraviti dvije identične trake koje će biti namotane jedna na drugu. To će povećati debljinu namota, ali će postojati velika udaljenost između zavoja trake, pružajući pristup zraku unutar transformatora.
Kao međuslojnu izolaciju najbolje je koristiti fluoroplastični film - vrlo je elastičan, koji kompenzira napetost jednog ruba koji se javlja kada se namota na prsten, ima prilično visok napon proboja, nije osjetljiv na temperature do 200°C. ° C i vrlo je tanak, tj neće zauzimati puno prostora u prozoru jezgre. Ali nije uvijek dostupan. Može se koristiti vinilna traka, ali je osjetljiva na temperature iznad 80°C. Električna traka na bazi materijala otporna je na temperature, ali ima nizak probojni napon, pa je prilikom korištenja potrebno namotati najmanje 2 sloja.
Kojim god vodičem i kojim redoslijedom namotate prigušnice i energetski transformator, morate zapamtiti duljinu vodova
Ako se induktori i energetski transformatori izrađuju pomoću feritnih prstenova, onda ne treba zaboraviti da prije namatanja treba zaokružiti rubove feritnog prstena, jer su prilično oštri, a feritni materijal je prilično izdržljiv i može oštetiti izolaciju na žica za namotavanje. Nakon obrade, ferit se omota fluoroplastičnom trakom ili platnenom trakom i namota se prvi namot.
Za potpunu istovjetnost istih namota, namoti se namotaju odmah u dvije žice (znači u dva snopa odjednom), koje se nakon namotanja nazivaju i početak jednog namota spaja s krajem drugog.
Nakon namotavanja transformatora potrebno je ukloniti izolaciju laka na žicama. Ovo je najneugodniji trenutak, jer je JAKO naporan.
Prije svega, potrebno je pričvrstiti izlaze na sam transformator i isključiti povlačenje pojedinih žica njihovog snopa pod mehaničkim naprezanjem. Ako je povez trakasti, t.j. zalijepljen i zagrijan nakon namota, dovoljno je namotati nekoliko zavoja na slavine s istom žicom za namatanje izravno u blizini tijela transformatora. Ako se koristi upleteni snop, tada se mora dodatno uvijati u podnožju izlaza i također fiksirati namotavanjem nekoliko zavoja žice. Nadalje, zaključci se ili spaljuju plinskim plamenikom odjednom, ili se čiste jedan po jedan pomoću klerikalnog rezača. Ako je lak žaren, tada se nakon hlađenja žice štite brusnim papirom i uvijaju.
Nakon skidanja laka, skidanja i uvijanja, izlaz se mora zaštititi od oksidacije, t.j. prekrijte kolofonijskim tokom. Zatim se transformator ugrađuje na ploču, svi izlazi, osim izlaza primarnog namota spojenog na tranzistore snage, umetnuti su u odgovarajuće rupe, za svaki slučaj, namoti bi trebali biti "prstenovi". Posebnu pozornost treba obratiti na faziranje namota, t.j. kako bi se početak namota uskladio sa sklopnim dijagramom. Nakon što su vodovi transformatora umetnuti u rupe, potrebno ih je skratiti tako da od kraja kabela do tiskane ploče ostane 3 ... 4 mm. Zatim se upleteni vod "odmotava" i na mjesto lemljenja stavlja AKTIVNI fluks, t.j. to je ili gašena solna kiselina, kap se uzima na vrh šibice i prenosi na mjesto lemljenja. Ili se u glicerin dodaje kristalna acetilsalicilna kiselina (aspirin) dok se ne dobije kašasta konzistencija (oboje se može kupiti u ljekarni, na odjelu za recepte). Nakon toga, vod se zalemi na tiskanu ploču, pažljivo se zagrijava i postiže ravnomjerna raspodjela lema oko SVIH vodećih žica. Zatim se olovo skraćuje na visinu lemljenja i ploča se temeljito ispere ili alkoholom (minimalno 90%), ili rafiniranim benzinom, ili mješavinom benzina i razrjeđivača 647 (1:1).

PRVO UKLJUČENJE
Uključivanje, provjera performansi provodi se u nekoliko faza kako bi se izbjegle poteškoće koje će se sigurno pojaviti u slučaju greške pri instalaciji.
jedan . Za testiranje ovog dizajna trebat će vam zasebno napajanje s bipolarnim naponom od ± 15 ... 20 V i snagom od 15 ... 20 W. Prvo uključivanje se vrši spajanjem MINUS IZLAZA dodatnog izvora napajanja na negativnu primarnu sabirnicu napajanja pretvarača, a ZAJEDNIČKI IZLAZ spojen je na pozitivni terminal kondenzatora C1 (slika 18.). Tako se simulira napajanje kontrolnog modula i provjerava se radi li ga bez pogonske jedinice. Ovdje je poželjno koristiti osciloskop i mjerač frekvencije, ali ako ih nema, onda se možete snaći s multimetrom, po mogućnosti prekidačem (digitalni ne reagiraju adekvatno na pulsirajuće napone).

Slika 18

Na pinovima 9 i 10 kontrolera TL494, pokazivač spojen za mjerenje istosmjernog napona trebao bi pokazivati ​​gotovo polovicu napona napajanja, što ukazuje da postoje pravokutni impulsi na mikrokrugu
Relej K1 trebao bi raditi na isti način.
2. Ako modul radi ispravno, trebali biste provjeriti dio napajanja, ali opet, ne iz visokog napona, već pomoću dodatnog izvora napajanja (slika 19).

Slika 19

S takvim slijedom provjera vrlo je teško bilo što spaliti čak i uz ozbiljne pogreške u instalaciji (kratki spoj između staza ploče, ne lemljenje elemenata), budući da snaga dodatne jedinice nije dovoljna. Nakon uključivanja provjerava se prisutnost izlaznog napona pretvarača - naravno, bit će znatno niži od izračunatog (kada se koristi dodatni izvor od ± 15V, izlazni naponi će biti podcijenjeni za oko 10 puta, jer primarno napajanje nije 310 V nego 30 V), ipak, prisutnost izlaznih napona ukazuje da nema pogrešaka u dijelu napajanja i možete prijeći na treći dio testa.
3 . Prvo spajanje iz mreže mora se izvesti uz strujno ograničenje, što može biti konvencionalna žarulja sa žarnom niti od 40-60 W, koja se spaja umjesto osigurača. Radijatori bi već trebali biti postavljeni. Dakle, u slučaju prekomjerne potrošnje iz bilo kojeg razloga, svjetiljka će zasvijetliti, a vjerojatnost kvara će biti svedena na minimum. Ako je sve u redu, tada se podešava izlazni napon otpornika R26 i provjerava se nosivost izvora spajanjem iste žarulje sa žarnom niti na izlaz. Upaljena lampa umjesto osigurača treba zasvijetliti (svjetlina ovisi o izlaznom naponu, odnosno o tome koliko će snage dati izvor. Izlazni napon regulira otpornik R26, ali može biti potreban odabir R36.
4 . Funkcionalni test se provodi s osiguračem na mjestu. Kao opterećenje možete koristiti nihromsku spiralu za električne štednjake snage 2-3 kW. Dva komada žice su zalemljena na izlaz izvora napajanja, prvo na rame, s kojeg se kontrolira izlazni napon. Jedna žica je pričvršćena na kraj spirale, na drugu je postavljen "krokodil". Sada, ponovnim postavljanjem "krokodila" duž duljine spirale, možete brzo promijeniti otpor opterećenja (slika 20).

Slika 20

Neće biti suvišno napraviti "strije" na spirali na mjestima s određenim otporom, na primjer, svakih 5 ohma. Spajanje na "strije" Već će se unaprijed znati kakvo je opterećenje i koja je izlazna snaga u ovom trenutku. Pa, snaga se može izračunati prema Ohmovom zakonu (koristi se u ploči).
Sve je to potrebno za podešavanje praga za zaštitu od preopterećenja, koji bi trebao raditi postojano kada se stvarna snaga premaši za 10-15% od izračunate. Također se provjerava koliko stabilno napajanje drži opterećenje.

Ako izvor napajanja ne isporučuje izračunatu snagu, tada se tijekom proizvodnje transformatora uvukla nekakva pogreška - pogledajte gore kako izračunati zavoje za pravu jezgru.
Ostaje pažljivo proučiti kako napraviti tiskanu ploču, a ovo I možete početi sastavljati. Potrebni crteži PCB-a s izvornim izvorom u LAY formatu su u

Prvi
broj

Drugi
broj

Treći
broj

Puno-
Tel

Tolerancija
+/- %

Srebro

-

-

-

10^-2

10

Zlatni

-

-

-

10^-1

5

Crno

-

0

-

1

-

Smeđa

1

1

1

10

1

Crvena

2

2

2

10^2

2

naranča

3

3

3

10^3

-

Žuta boja

4

4

4

10^4

-

Zelena

5

5

5

10^5

0,5

Plava

6

6

6

10^6

0,25

Ljubičasta

7

7

7

10^7

0,1

Siva

8

8

8

10^8

Napravio sam i inverter da se može napajati od 12 V, odnosno automobilska verzija. Nakon što je sve napravljeno u smislu ULF-a, postavilo se pitanje: kako ga sada hraniti? Čak i za iste testove, ili samo za slušanje? Mislio sam da će koštati sve ATX PSU, ali kada pokušate "nagomilati", PSU pouzdano ide u obranu, ali nekako ne želite to ponoviti ... A onda mi je sinula ideja da napravim svoj vlastiti, bez ikakvih "zvona i zviždaljki" PSU-a (osim zaštite, naravno). Počeo sam s potragom za shemama, pomno pogledao sheme koje su za mene bile relativno jednostavne. Konačno sam se odlučio za ovo:

Savršeno drži opterećenje, ali zamjena nekih dijelova snažnijim omogućit će vam da iz njega izvučete 400 vata ili više. Mikrokrug IR2153 je upravljački program s samotaktiranjem, koji je razvijen posebno za rad u prigušnicama za žarulje koje štede energiju. Ima vrlo nisku potrošnju struje i može se napajati preko ograničavajućeg otpornika.

Sastavljanje uređaja

Počnimo s jetkanjem ploče (jetkanje, skidanje, bušenje). Arhiv s PP.

Prvo sam kupio neke dijelove koji nedostaju (tranzistori, irka i moćni otpornici).

Usput, zaštitnik od prenapona potpuno je uklonjen iz PSU-a s disk playera:

Sada je najzanimljivija stvar u SMPS-u transformator, iako ovdje nema ništa komplicirano, samo trebate razumjeti kako ga pravilno namotati, i to je sve. Prvo morate znati što i koliko navijati, postoji mnogo programa za to, ali najčešći i najpopularniji među radioamaterima je - Izvrsno IT. U njemu ćemo izračunati naš transformator.

Kao što vidite, dobili smo 49 zavoja primarnog namota i dva namota od po 6 zavoja (sekundarni). Zamahnimo se!

Proizvodnja transformatora

Budući da imamo prsten, najvjerojatnije će mu rubovi biti pod kutom od 90 stupnjeva, a ako se žica namota direktno na prsten, može doći do oštećenja izolacije laka, a posljedično i međunavoja kratkog spoja i slično. Kako bi se isključio ovaj trenutak, rubovi se mogu pažljivo rezati turpijom ili omotati pamučnom trakom. Nakon toga, možete naviti primarni.

Nakon što je namotan, ponovno omotamo prsten s primarnim namotom električnom trakom.

Zatim namotamo sekundarni namot odozgo, iako je ovdje malo kompliciranije.

Kao što možete vidjeti u programu, sekundarni namot ima 6 + 6 zavoja i 6 žica. Odnosno, trebamo namotati dva namota od 6 zavoja sa 6 jezgri žice 0,63 (možete odabrati tako da prvo upišete u polje željeni promjer žice). Ili još jednostavnije, trebate namotati 1 namot, 6 zavoja sa 6 jezgri, a zatim opet isti. Da bismo olakšali ovaj proces, moguće je, pa čak i potrebno, namotati dvije gume (sabirnica-6 jezgri jednog namota), pa izbjegavamo izobličenje napona (iako može biti, ali malo, a često i nije kritično).

Po želji, sekundarni namot može biti izoliran, ali ne nužno. Sada nakon toga zalemimo transformator s primarnim namotom na ploču, sekundarni na ispravljač, a ja sam koristio unipolarni ispravljač sa središnjom točkom.

Naravno, potrošnja bakra je veća, ali je manji gubitak (odnosno, manje grijanja), a možete koristiti samo jedan dio diode s ATX jedinicom napajanja kojoj je istekao rok trajanja ili jednostavno ne radi. Prvo paljenje mora se izvesti s uključenom žaruljom u mrežnom napajanju, u mom slučaju samo sam izvukao osigurač, a utikač svjetiljke savršeno je umetnut u svoju utičnicu.

Ako je lampica bljesnula i ugasila se, to je normalno, jer je mrežni kondenzator napunjen, ali kod mene se nije pojavila ova pojava, što zbog termistora, što zbog toga što sam privremeno podesio kondenzator na samo 82 uF, ili možda daje sve glatko počinje. Kao rezultat toga, ako nema problema, možete uključiti SMPS mrežu. Pri opterećenju od 5-10 A, ispod 12 V nisam potonuo, ono što je potrebno za napajanje automatskih pojačala!

1. Ako je snaga samo oko 200 W, tada bi otpornik koji postavlja zaštitni prag R10 trebao biti 0,33 Ohm 5 W. Ako je u prekidu, ili izgori, svi tranzistori će izgorjeti, kao i mikrosklop.
2. Mrežni kondenzator se odabire iz izračuna: 1-1,5 mikrofarada po 1 W jedinične snage.
3. U ovom krugu frekvencija pretvorbe je približno 63 kHz, a tijekom rada vjerojatno je bolje da prsten marke 2000NM smanji frekvenciju na 40-50 kHz, budući da je granična frekvencija na kojoj prsten radi bez grijanja 70-75 kHz. Ne biste trebali juriti za visokom frekvencijom, za ovaj sklop, i prsten od 2000NM, optimalno će biti 40-50 kHz. Previsoka frekvencija će uzrokovati komutacijske gubitke na tranzistorima i značajne gubitke na transformatoru, što će uzrokovati njegovo značajno zagrijavanje.
4. Ako se vaš transformator i ključevi zagrijavaju u praznom hodu uz pravilnu montažu, pokušajte smanjiti kapacitet snubber kondenzatora C10 s 1 nF na 100-220 pF. Ključevi moraju biti izolirani od radijatora. Umjesto R1, možete koristiti termistor s ATX napajanjem.

Evo konačnih fotografija projekta napajanja:

​

Raspravite o članku MOĆNO PULSNO MREŽNO BIPOLARNO NAPAJANJE

U većini modernih elektroničkih uređaja analogni (transformatorski) izvori napajanja praktički se ne koriste, već su zamijenjeni pretvaračima impulsnog napona. Da biste razumjeli zašto se to dogodilo, potrebno je razmotriti značajke dizajna, kao i snage i slabosti ovih uređaja. Također ćemo govoriti o namjeni glavnih komponenti impulsnih izvora, dat ćemo jednostavan primjer implementacije koji se može sastaviti ručno.

Značajke dizajna i princip rada

Od nekoliko načina pretvaranja napona u energetske elektroničke komponente, mogu se razlikovati dva najčešće korištena:

1. Analogni, čiji je glavni element silazni transformator, osim glavne funkcije, također osigurava galvansku izolaciju.
2. princip impulsa.

Pogledajmo razliku između ove dvije opcije.

PSU baziran na energetskom transformatoru

Razmotrite pojednostavljeni blok dijagram ovog uređaja. Kao što se može vidjeti na slici, na ulazu je instaliran opadajući transformator, uz njegovu pomoć pretvara se amplituda napona napajanja, na primjer, od 220 V dobivamo 15 V. Sljedeći blok je ispravljač, njegov zadatak je sinusoidnu struju pretvoriti u pulsnu (harmonik je prikazan iznad simboličke slike). U tu svrhu koriste se ispravljački poluvodički elementi (diode) spojeni u premosni krug. Njihov princip rada možete pronaći na našoj web stranici.

Sljedeći blok ima dvije funkcije: izglađuje napon (za tu svrhu koristi se kondenzator odgovarajućeg kapaciteta) i stabilizira ga. Potonje je neophodno kako napon ne bi "propao" s povećanjem opterećenja.

Navedeni blok dijagram uvelike je pojednostavljen, u pravilu ova vrsta izvora ima ulazni filtar i zaštitne sklopove, ali to nije bitno za objašnjenje rada uređaja.

Svi nedostaci gornje opcije izravno su ili neizravno povezani s glavnim strukturnim elementom - transformatorom. Prvo, njegova težina i dimenzije ograničavaju minijaturizaciju. Kako ne bismo bili neutemeljeni, navodimo kao primjer opadajući transformator 220/12 V nazivne snage 250 W. Težina takve jedinice je oko 4 kilograma, dimenzije su 125x124x89 mm. Možete zamisliti koliko bi težio punjač za prijenosno računalo na njemu.

Drugo, cijena takvih uređaja ponekad višestruko premašuje ukupne troškove ostalih komponenti.

Impulsni uređaji

Kao što se može vidjeti iz blok dijagrama prikazanog na slici 3, princip rada ovih uređaja značajno se razlikuje od analognih pretvarača, prije svega, odsutnošću ulaznog opadajućeg transformatora.

Slika 3. Strukturni dijagram sklopnog napajanja

Razmotrimo algoritam takvog izvora:

• Zaštita od prenapona se napaja strujom, njegova je zadaća minimizirati mrežne smetnje, kako dolazne tako i odlazne, koje proizlaze iz rada.
• Zatim se uključuje jedinica za pretvaranje sinusnog napona u impulsnu konstantu i filter za izravnavanje.
• U sljedećoj fazi, pretvarač je spojen na proces, njegov je zadatak formirati pravokutne visokofrekventne signale. Povratna informacija pretvaraču se provodi preko upravljačke jedinice.
• Sljedeći blok je IT, neophodan je za automatski način rada generatora, napon napajanja na strujne krugove, zaštitu, kontrolu kontrolera, kao i opterećenje. Osim toga, zadatak IT-a je osigurati galvansku izolaciju između visokonaponskih i niskonaponskih krugova.

Za razliku od step-down transformatora, jezgra ovog uređaja je izrađena od ferimagnetskih materijala, što pridonosi pouzdanom prijenosu RF signala, koji može biti u rasponu od 20-100 kHz. Karakteristična značajka IT-a je da kada je spojen, ključno je uključiti početak i kraj namota. Male dimenzije ovog uređaja omogućuju izradu uređaja minijaturne veličine, kao primjer možemo navesti elektronički cjevovod (prigušnica) LED ili štedne svjetiljke.

• Zatim izlazni ispravljač ulazi u pogon, budući da radi s visokofrekventnim naponom, proces zahtijeva brze poluvodičke elemente, stoga se za tu svrhu koriste Schottky diode.
• U završnoj fazi vrši se zaglađivanje na povoljnom filteru, nakon čega se napon primjenjuje na opterećenje.

Sada, kao što je obećano, razmotrit ćemo princip rada glavnog elementa ovog uređaja - pretvarača.

Kako radi pretvarač?

RF modulacija se može izvesti na tri načina:

• frekvencijsko-pulsno;
• fazni impuls;
• širina pulsa.

U praksi se koristi potonja opcija. To je zbog jednostavnosti izvođenja i činjenice da PWM ima stalnu frekvenciju komunikacije, za razliku od druge dvije metode modulacije. Dolje je prikazan blok dijagram koji opisuje rad kontrolera.

Algoritam rada uređaja je sljedeći:

Generator glavne frekvencije generira niz pravokutnih signala čija frekvencija odgovara referentnoj. Na temelju tog signala formira se U P pilastog oblika koji se dovodi na ulaz komparatora K PWM. Na drugi ulaz ovog uređaja dolazi signal U US koji dolazi iz kontrolnog pojačala. Signal koji generira ovo pojačalo odgovara proporcionalnoj razlici između U P (referentni napon) i U PC (kontrolni signal iz povratnog kruga). To jest, upravljački signal U US, zapravo je neusklađeni napon s razinom koja ovisi i o struji na opterećenju i o naponu na njemu (U OUT).

Ova metoda implementacije omogućuje vam organiziranje zatvorenog kruga koji vam omogućuje kontrolu izlaznog napona, odnosno, zapravo, govorimo o linearno-diskretnoj funkcionalnoj jedinici. Na njegovom izlazu se formiraju impulsi, čije trajanje ovisi o razlici između referentnog i upravljačkog signala. Na temelju toga stvara se napon za upravljanje ključnim tranzistorom pretvarača.

Proces stabilizacije izlaznog napona provodi se praćenjem njegove razine, kada se mijenja, proporcionalno se mijenja napon regulacijskog signala U PC, što dovodi do povećanja ili smanjenja trajanja između impulsa.

Kao rezultat toga, dolazi do promjene snage sekundarnih krugova, što osigurava stabilizaciju izlaznog napona.

Kako bi se osigurala sigurnost, potrebna je galvanska izolacija između opskrbne mreže i povratne sprege. U pravilu se u tu svrhu koriste optospojnici.

Snage i slabosti izvora impulsa

Ako usporedimo analogne i impulsne uređaje iste snage, onda će potonji imati sljedeće prednosti:

• Mala veličina i težina, zbog nepostojanja niskofrekventnog transformatora i upravljačkih elemenata koji zahtijevaju odvođenje topline pomoću velikih radijatora. Korištenjem tehnologije visokofrekventne pretvorbe signala moguće je smanjiti kapacitet kondenzatora koji se koriste u filterima, što omogućuje ugradnju manjih elemenata.
• Veća učinkovitost, budući da su glavni gubici uzrokovani samo prijelaznim pojavama, dok se u analognim krugovima tijekom elektromagnetske pretvorbe stalno gubi mnogo energije. Rezultat govori sam za sebe, povećanje učinkovitosti do 95-98%.
• Niži trošak zbog upotrebe manje snažnih poluvodičkih elemenata.
• Širi raspon ulaznog napona. Ova vrsta opreme nije zahtjevna za frekvenciju i amplitudu, stoga je dopušteno povezivanje s mrežama različitih standarda.
• Dostupnost pouzdane zaštite od kratkog spoja, preopterećenja i drugih izvanrednih situacija.

Nedostaci impulsne tehnologije uključuju:

Prisutnost RF smetnji, to je posljedica rada visokofrekventnog pretvarača. Takav faktor zahtijeva ugradnju filtera koji potiskuje smetnje. Nažalost, njegov rad nije uvijek učinkovit, što nameće određena ograničenja za korištenje uređaja ove vrste u visokopreciznoj opremi.

Posebni zahtjevi za opterećenje, ne smije se smanjiti ili povećati. Čim trenutna razina prijeđe gornji ili donji prag, karakteristike izlaznog napona počet će se značajno razlikovati od standardnih. U pravilu proizvođači (u posljednje vrijeme čak i Kinezi) osiguravaju takve situacije i ugrađuju odgovarajuću zaštitu u svoje proizvode.

Opseg primjene

Gotovo sva moderna elektronika pokreće se blokovima ove vrste, kao primjer možemo navesti:

Svojim rukama sastavljamo impulsnu jedinicu napajanja

Razmotrimo jednostavan krug napajanja, gdje se primjenjuje gornji princip rada.

Oznake:

• Otpornici: R1 - 100 Ohm, R2 - od 150 kOhm do 300 kOhm (odabrani), R3 - 1 kOhm.
• Kapacitivnosti: C1 i C2 - 0,01 uF x 630 V, C3 -22 uF x 450 V, C4 - 0,22 uF x 400 V, C5 - 6800 -15000 pF (odabrano), 012 uF, C6 - 10 uF x 7 5 - 220 uF x 25 V, C8 - 22 uF x 25 V.
• Diode: VD1-4 - KD258V, VD5 i VD7 - KD510A, VD6 - KS156A, VD8-11 - KD258A.
• Tranzistor VT1 - KT872A.
• Regulator napona D1 je KR142 čip s indeksom EH5 - EH8 (ovisno o potrebnom izlaznom naponu).
• Transformator T1 - koristi se feritna jezgra u obliku slova w dimenzija 5x5. Primarni namot je namotan sa 600 zavoja žice Ø 0,1 mm, sekundarni (stezaljke 3-4) sadrži 44 zavoja Ø 0,25 mm, a posljednji - 5 zavoja Ø 0,1 mm.
• Osigurač FU1 - 0,25A.

Postavka se svodi na odabir ocjena R2 i C5, koji osiguravaju pobudu generatora pri ulaznom naponu od 185-240 V.