Krug napajanja. Prekidački krug napajanja za pojačalo

Čini se da šta može biti jednostavnije - uzmite napajanje, spojite ga sa dvije ili tri žice na pojačalo i sve... treba da počne pjevati? Ispostavilo se da nije uvijek. Kao što smo već saznali u ovoj seriji članaka, ovdje postoje mnoge zamke.

Nastavimo razumjeti zamršenost žica koje napajaju pojačalo. I što je čudno, uobičajeni (uzemljeni) provodnik može uzrokovati najviše problema.

Prvo, ispravimo jednu grešku. U članku je objavljen dijagram napajanja bipolarnog pojačala, ali nije bio njegov dijagram ožičenja.

Evo oboje:

Napajanje bipolarnog pojačala snage.

Šema ožičenja napajanja bipolarnog pojačala snage

U suštini, postoje dva „ogledala“ unipolarna bloka.

Povratna struja zvučnika

Kao što znate, akustički sistem je reaktivno opterećenje. To znači da može vratiti struju u pojačalo. Ova struja, koja teče kroz vodiče, stvara razliku potencijala, što može dovesti do pojave pozitiva povratne informacije i kao posledica nestabilnosti pojačivača.

Da biste to izbjegli, terminal za uzemljenje zvučnika treba biti spojen zajednički terminal filtarskih kondenzatora ishrana. Često je terminal zvučnika spojen na zajednički terminal mikrokola, kao što je prikazano na slici:

Ova konekcija zatvara negativni poluval signala u lokalnu petlju, eliminirajući filterski kondenzator koji bi mogao smanjiti zračenja i poboljšati stabilnost sistema.

Na slici je prikazano kako struja propuštanja uzemljenja jednog poluvala signala može uzrokovati neugodan šum i izobličenje ako je zajednička žica zvučnika spojena na izlazni stupanj mikrokola:

Slično tome, ako na ploči pojačala u strujnim krugovima postoje premosni kondenzatori (a oni obično jesu) prilično velikog kapaciteta od nekoliko stotina mikrofarada, tada će impulsi struje punjenja također stvoriti potencijalnu razliku na zajedničkom vodiču. Stoga, još jednom ponavljamo, najbolja točka za povezivanje zajedničke žice sistema zvučnika je zajednički terminal kondenzatora filtera napajanja.

Što više snage, to gore...

Radio amateri često pokušavaju da svoje pojačalo učine što snažnijim (kao, da je hladnije), a audiofili često opremaju svoje sisteme pojačalima sa višestruko većom snagom od one koja je potrebna za zvuk u običnoj prostoriji do normalnog nivoa, navodeći činjenicu da to rezultira većim dinamičkim rasponom. Takva pojačala (velike snage) ponekad rješavaju neke probleme, ali stvaraju druge.

Induktivnost energetskih provodnika je glavna "slaba karika" pojačala snage AB klase. U takvim pojačavačima izlazni tranzistori se naizmjenično uključuju i isključuju, odnosno, poluvalovi struja punjenja teku duž pozitivnih i negativnih sabirnica napajanja.

Ako ovi impulsi uđu u audio put kroz kapacitivnu i induktivnu spregu, to rezultira užasnim zamućenim zvukom.

Ovo se dešava ako neka osjetljiva staza (provodnik) prolazi pored sabirnice napajanja. Bifilarno polaganje energetskih žica efikasno potiskuje zračene smetnje zbog međusobne kompenzacije pozitivnih i negativnih polutalasa.

Na štampanoj ploči ova metoda se može implementirati ako su sabirnice napajanja postavljene jedna iznad druge na obje strane ploče (potrebna je dvostrana tiskana ploča)

Dostojan primjer dizajniranja tiskane ploče za pojačalo snage je dizajn Ultra-LD 200W, predstavljen u jednom od brojeva časopisa „Praktična elektronika svaki dan“. Štampana ploča ovog pojačala implementira sve preporuke za instalaciju predstavljene u ovoj seriji članaka. I uglavnom zahvaljujući tome, bilo je moguće dobiti nivo buke od -122 dB i nivo nelinearne distorzije ispod 0,001%.

Napomena urednika RadioGazete: ako su naši čitaoci zainteresovani, pišite u komentarima i objavićemo opis ovog pojačala.

Uzemljenje jedne strane PCB-a dobro funkcionira u visokofrekventnim i niskostrujnim dizajnima. Ovo nije prikladno za pojačivače snage jer je teško predvidjeti protok struja ovisno o izboru uzemljenja.

U modernim cijevnim pojačalima, uobičajena sabirnica se često pravi u obliku komada debele kalajisane žice. Mnogi gurui propovijedaju ožičenje zvijezda sa jednom tačkom veze. Postoje slučajevi kada pojačala imaju loš učinak s ovim pristupom. kaže veliki broj duge žice, koje smanjuju stabilnost konstrukcije.

Tipično, dobro pojačalo će imati nekoliko tačaka uzemljenja.

Rasplet

Kada koristite dva filter kondenzatora s bipolarnim napajanjem, morate osigurati da se dva poluvala signala zbroje u jednom trenutku kao što je prikazano na slici:

Često korištenje jednog kondenzatora povezanog između plusa i minusa napajanja može riješiti ovaj problem. Ova metoda dobro funkcionira sa 5532 op-pojačala i LM3886 pojačalima snage.

Kada se upravljački stepen i izlazni stepen napajaju odvojeno, to može uzrokovati određenu nestabilnost u pojačalu na visokim frekvencijama. Problem je riješen povezivanjem keramičkog kondenzatora malog kapaciteta između pinova za napajanje mikrokruga:

kliknite za zumiranje

Ako je kapacitet zaobilaznih (blokirajućih) kondenzatora veći od 100 µF, njihovu zajedničku žicu treba spojiti na "prljavo" uzemljenje, jer velike struje punjenja mogu stvoriti primjetne smetnje ako su kondenzatori spojeni na signalnu masu.

Zobel lanac

Zobelov krug na izlazu pojačala sprječava njegovo uzbuđenje na visokim frekvencijama. Strujni impulsi u ovom kolu mogu uzrokovati probleme i stoga moraju biti spojeni na "prljavo" uzemljenje, odnosno na zajednički priključak filterskih kondenzatora ili premosnih kondenzatora.

Za neke IC-ove pojačala snage, dugačke žice u Zobel kolima uzrokuju nestabilnost na negativnim poluvalovima signala.

Primjer instalacije mono pojačala

Tipično, zvijezda u pojačalu s jednim napajanjem je trokraka: uzemljenje signala, uzemljenje kondenzatora filtera napajanja i prljavo tlo. Primjer je prikazan na slici:

kliknite za zumiranje

Ovde pojačalo treba shvatiti i kao integrisani dizajn i kao pojačala zasnovana na diskretnim elementima.

Kao što vidite, signalno uzemljenje je povezano na jedan snop - struje su ovdje vrlo male, tako da nema potrebe povezivati ​​sve elemente posebnim provodnicima. Do drugog zraka odvojeni provodnici spojeni su terminali visokostrujnih kola: izlazni stepen, Zobel kolo, zajednički terminal sistema zvučnika i premosni kondenzatori. Zajednički terminal filterskog kondenzatora napajanja spojen je na treći snop.

Ispravna veza zajedničke žice na pinove mikro krugova prikazana je na slici:

Opcija "c" je neispravna opcija. Zbog otpora staze, velika struja će povećati potencijal niske struje zajedničke žice u odnosu na izlaz mikrokola, što će dovesti do povećanja izobličenja.

Nastavlja se...

Članak je pripremljen na osnovu materijala iz časopisa “Praktična elektronika svaki dan”

Besplatan prijevod: Glavni i odgovorni urednik « »

Čini se da bi moglo biti jednostavnije, spojite pojačalo na napajanje, i možete uživati ​​u omiljenoj muzici?

Međutim, ako se sjetimo da pojačalo u suštini modulira napon izvora napajanja prema zakonu ulaznog signala, postaje jasno da su problemi u dizajnu i instalaciji napajanje treba pristupiti veoma odgovorno.

U suprotnom, greške i pogrešni proračuni napravljeni u ovom slučaju mogu uništiti (u smislu zvuka) bilo koje, čak i najkvalitetnije i najskuplje pojačalo.

Stabilizator ili filter?

Iznenađujuće, najčešće se koriste za napajanje pojačala snage jednostavna kola sa transformatorom, ispravljačem i kondenzatorom za izravnavanje. Iako većina elektronskih uređaja danas koristi stabilizirano napajanje. Razlog za to je što je jeftinije i lakše dizajnirati pojačalo koje ima visok koeficijent suzbijanja talasa napajanja nego napraviti relativno snažan stabilizator. Danas je nivo potiskivanja talasa kod tipičnog pojačala oko 60 dB za frekvenciju od 100Hz, što praktično odgovara parametrima stabilizatora napona. Upotreba izvora jednosmerne struje, diferencijalnih stepena, odvojenih filtera u strujnim krugovima stepena i drugih tehnika kola u stepenovima pojačala omogućava postizanje još većih vrednosti.

Ishrana izlazne faze najčešće nestabilizirana. Zbog prisustva 100% negativne povratne sprege, jednostrukog pojačanja i prisustva OOOS-a, spriječen je prodor mreškanja pozadinskog i napona napajanja u izlaz.

Izlazni stepen pojačala je u suštini regulator napona (napajanja) sve dok ne uđe u režim klipinga (ograničavanja). Tada mreškanje napona napajanja (100 Hz) modulira izlazni signal, što zvuči jednostavno strašno:

Ako je kod pojačala s unipolarnim napajanjem moduliran samo gornji poluval signala, onda su za pojačala s bipolarnim napajanjem modulirana oba poluvala signala. Većinu pojačala karakteriše ovaj efekat pri visokim signalima (snagama), ali se to ni na koji način ne odražava na tehničke karakteristike. U dobro dizajniranom pojačalu ne bi trebalo doći do klipinga.

Da biste testirali svoje pojačalo (tačnije, napajanje vašeg pojačala), možete provesti eksperiment. Primijenite signal na ulaz pojačala s frekvencijom nešto višom nego što možete čuti. U mom slučaju je dovoljno 15 kHz:(. Povećajte amplitudu ulaznog signala dok pojačalo ne uđe u kliping. U tom slučaju ćete čuti brujanje (100 Hz) u zvučnicima. Po njegovom nivou možete procijeniti kvalitet napajanje pojačala.

Upozorenje! Obavezno isključite visokotonac vašeg sistema zvučnika prije ovog eksperimenta, inače može propasti.

Stabilizirano napajanje izbjegava ovaj efekat i dovodi do smanjene distorzije tokom dužih preopterećenja. Međutim, uzimajući u obzir nestabilnost napona mreže, gubitak snage na samom stabilizatoru iznosi približno 20%.

Drugi način da se smanji efekat klipinga je da se stepenice napajaju kroz odvojene RC filtere, što takođe donekle smanjuje snagu.

Ovo se rijetko koristi u serijskoj tehnologiji, jer se osim smanjenja snage povećava i cijena proizvoda. Osim toga, upotreba stabilizatora u pojačalima klase AB može dovesti do pobuđivanja pojačala zbog rezonancije povratnih petlji pojačala i stabilizatora.

Gubici snage mogu se značajno smanjiti ako koristite moderna prekidačka napajanja. Međutim, ovdje se javljaju drugi problemi: niska pouzdanost (broj elemenata u takvom napajanju je znatno veći), visoka cijena (za pojedinačnu i malu proizvodnju), visok nivo RF smetnje.

Tipični krug napajanja za pojačalo sa izlaznom snagom od 50W prikazan je na slici:

Izlazni napon zbog kondenzatora za izravnavanje je približno 1,4 puta veći od izlaznog napona transformatora.

Vršna snaga

Uprkos ovim nedostacima, kada se pojačalo napaja iz nestabilizovan izvora, možete dobiti neki bonus - kratkoročna (vršna) snaga je veća od snage napajanja zbog velikog kapaciteta filter kondenzatora. Iskustvo pokazuje da je za svakih 10W izlazne snage potrebno najmanje 2000uF. Zbog ovog efekta možete uštedjeti na energetskom transformatoru - možete koristiti manje moćan i, shodno tome, jeftiniji transformator. Imajte na umu da mjerenja na stacionarnom signalu neće otkriti ovaj efekat;

Stabilizirano napajanje nema ovaj efekat.

Paralelni ili serijski regulator?

Postoji mišljenje da su paralelni stabilizatori bolji u audio uređajima, jer je strujni krug zatvoren u lokalnoj petlji stabilizatora opterećenja (isključeno je napajanje), kao što je prikazano na slici:

Instaliranje kondenzatora za razdvajanje na izlazu ima isti učinak. Ali u ovom slučaju, niža frekvencija pojačanog signala ga ograničava.

Zaštitni otpornici

Svakom radio-amateru vjerovatno je poznat miris spaljenog otpornika. To je miris zapaljenog laka, epoksidne smole i... novca. U međuvremenu, jeftin otpornik može spasiti vaše pojačalo!

Autor pri prvom uključivanju pojačala u strujne krugove umjesto osigurača ugrađuje otpornike niskog otpora (47-100 Ohma), koji su nekoliko puta jeftiniji od osigurača. Ovo je više puta spasilo skupe elemente pojačala od grešaka u instalaciji, pogrešno podešene struje mirovanja (regulator je postavljen na maksimum umjesto na minimum), obrnut polaritet napajanja itd.

Na slici se vidi pojačalo gdje je instalater pomiješao tranzistore TIP3055 sa TIP2955.

Tranzistori na kraju nisu oštećeni. Sve se dobro završilo, ali ne za otpornike, a prostoriju je trebalo provjetriti.

Glavna stvar je pad napona

Prilikom dizajniranja štampanih ploča za napajanje i drugo, ne smijemo zaboraviti da bakar nije supravodič. Ovo je posebno važno za “zemlje” (obične) provodnike. Ako su tanki i formiraju zatvorene petlje ili dugačke krugove, onda zbog struje koja teče kroz njih dolazi do pada napona i potencijal u različitim točkama se ispostavlja da je različit.

Da bi se razlika potencijala svela na minimum, uobičajeno je da se zajednička žica (uzemljenje) usmjeri u obliku zvijezde - kada svaki potrošač ima svoj provodnik. Izraz "zvijezda" ne treba shvatiti doslovno. Fotografija prikazuje primjer takvog ispravnog ožičenja zajedničke žice:

U cijevnim pojačavačima otpor anodnog opterećenja kaskada je prilično visok, oko 4 kOhm ili više, a struje nisu jako velike, tako da otpor vodiča ne igra ulogu značajnu ulogu. U tranzistorskim pojačivačima otpor stupnjeva je znatno manji (opterećenje općenito ima otpor od 4 Ohma), a struje su mnogo veće nego u cijevnim pojačavačima. Stoga, uticaj provodnika ovde može biti veoma značajan.

Otpor traga na štampanoj ploči je šest puta veći od otpora komada bakarne žice iste dužine. Promjer je uzet 0,71 mm, ovo je tipična žica koja se koristi pri ugradnji cijevnih pojačala.

0,036 oma za razliku od 0,0064 oma! Uzimajući u obzir da struje u izlaznim stupnjevima tranzistorskih pojačala mogu biti hiljadu puta veće od struje u cijevnom pojačalu, nalazimo da pad napona na provodnicima može biti 6000! puta više. Ovo može biti jedan od razloga zašto tranzistorska pojačala zvuče lošije od cijevnih. Ovo također objašnjava zašto cijevna pojačala sastavljena od PCB-a često zvuče lošije od površinskog prototipa.

Ne zaboravite Ohmov zakon! Da biste smanjili otpor tiskanih vodiča, možete koristiti različite tehnike. Na primjer, pokrijte stazu debelim slojem kalaja ili zalemite kalajisanu debelu žicu duž staze. Opcije su prikazane na fotografiji:

Punjenje impulsa

Da bi se spriječio prodor mrežne pozadine u pojačalo, potrebno je poduzeti mjere za sprječavanje prodora impulsa punjenja filterskih kondenzatora u pojačalo. Da biste to učinili, staze iz ispravljača moraju ići direktno do filterskih kondenzatora. Kroz njih kruže snažni impulsi struje punjenja, tako da se na njih ne može ništa drugo povezati. Krugovi napajanja pojačala moraju biti povezani na terminale filterskih kondenzatora.

Ispravan priključak (instalacija) napajanja za pojačalo sa jednostrukim napajanjem prikazan je na slici:

Kliknite za uvećanje

Na slici je prikazana verzija štampane ploče:

Ripple

Većina nestabiliziranih izvora napajanja ima samo jedan kondenzator za izravnavanje (ili nekoliko paralelno povezanih) nakon ispravljača. Da biste poboljšali kvalitetu struje, možete koristiti jednostavan trik: podijelite jednu posudu na dva i spojite mali otpornik od 0,2-1 Ohm između njih. Štaviše, čak i dva kontejnera manje nominalne vrijednosti mogu se pokazati jeftinijim od jednog velikog.

Ovo daje glatkije talasanje izlaznog napona sa nižim nivoima harmonika:

Pri velikim strujama pad napona na otporniku može postati značajan. Da biste ga ograničili na 0,7V, možete spojiti moćnu diodu paralelno s otpornikom. U ovom slučaju, međutim, na vrhovima signala, kada se dioda otvori, talasi izlaznog napona će ponovo postati "tvrdi".

Nastavlja se...

Članak je pripremljen na osnovu materijala iz časopisa “Praktična elektronika svaki dan”

Besplatan prevod: Glavni i odgovorni urednik RadioGazete

Izrada dobrog napajanja za pojačalo snage (UPA) ili drugi elektronski uređaj je vrlo odgovoran zadatak. Kvaliteta i stabilnost cijelog uređaja ovisi o izvoru napajanja.

U ovoj publikaciji ću vam reći o izradi jednostavnog transformatorskog napajanja za moje domaće niskofrekventno pojačalo "Phoenix P-400".

Ovo jednostavno napajanje može se koristiti za napajanje razne šeme niskofrekventni pojačivači snage.

Predgovor

Za buduću jedinicu napajanja (PSU) za pojačalo, već sam imao toroidno jezgro sa namotanim primarnim namotajem od ~220V, tako da nije bilo problema pri odabiru „preklopne PSU ili bazirane na mrežnom transformatoru“.

Prekidački izvori napajanja imaju male dimenzije i težinu, veliku izlaznu snagu i visoku efikasnost. Napajanje bazirano na mrežnom transformatoru je teško, lako se proizvodi i postavlja, i ne morate da se nosite sa opasnim naponima prilikom postavljanja kola, što je posebno važno za početnike poput mene.

Toroidalni transformator

Toroidalni transformatori, u odnosu na transformatore sa oklopnim jezgrama od ploča u obliku slova W, imaju nekoliko prednosti:

• manji volumen i težina;
• veća efikasnost;
• bolje hlađenje namotaja.

Primarni namotaj je već sadržavao približno 800 zavoja PELSHO žice od 0,8 mm, napunjen je parafinom i izoliran slojem tanke fluoroplastične trake.

Mjerenjem približnih dimenzija transformatorskog željeza možete izračunati njegovu ukupnu snagu, pa možete procijeniti da li je jezgro pogodno za dobijanje potrebne snage ili ne.

Rice. 1. Dimenzije željeznog jezgra za toroidni transformator.

• Ukupna snaga (W) = Površina prozora (cm 2) * Površina presjeka (cm 2)
• Površina prozora = 3,14 * (d/2) 2
• Površina presjeka = h * ((D-d)/2)

Na primjer, izračunajmo transformator željeznih dimenzija: D=14cm, d=5cm, h=5cm.

• Površina prozora = 3,14 * (5cm/2) * (5cm/2) = 19,625 cm2
• Površina poprečnog presjeka = 5cm * ((14cm-5cm)/2) = 22,5 cm 2
• Ukupna snaga = 19,625 * 22,5 = 441 W.

Ukupna snaga transformatora koji sam koristio pokazala se očigledno manjom nego što sam očekivao - oko 250 vati.

Izbor napona za sekundarne namotaje

Znajući potrebni napon na izlazu ispravljača nakon elektrolitskih kondenzatora, možete približno izračunati potrebni napon na izlazu sekundarnog namota transformatora.

Numerička vrijednost jednosmjernog napona nakon diodnog mosta i kondenzatora za izravnavanje će se povećati za približno 1,3...1,4 puta u odnosu na naizmjenični napon koji se dovodi na ulaz takvog ispravljača.

U mom slučaju, za napajanje UMZCH potreban vam je bipolarni DC napon - 35 volti na svakoj ruci. Prema tome, na svakom sekundarnom namotu mora biti prisutan naizmjenični napon: 35 volti / 1,4 = ~25 volti.

Koristeći isti princip, napravio sam približan proračun vrijednosti napona za druge sekundarne namote transformatora.

Proračun broja zavoja i namotaja

Za napajanje preostalih elektronskih komponenti pojačala, odlučeno je namotati nekoliko odvojenih sekundarnih namotaja. Napravljen je drveni šatl za namotavanje zavojnica emajliranom bakarnom žicom. Može se napraviti i od stakloplastike ili plastike.

Rice. 2. Šatl za namotavanje toroidnog transformatora.

Namotavanje je obavljeno emajliranom bakarnom žicom, koja je bila dostupna:

• za 4 namota snage UMZCH - žica promjera 1,5 mm;
• za ostale namote - 0,6 mm.

Eksperimentalno sam odabrao broj zavoja za sekundarne namote, jer nisam znao tačan broj zavoja primarnog namotaja.

Suština metode:

1. Namotavamo 20 zavoja bilo koje žice;
2. Primarni namotaj transformatora spajamo na mrežu ~220V i mjerimo napon na namotu 20 zavoja;
3. Podijelimo potrebni napon s onim dobivenim od 20 zavoja - saznat ćemo koliko je puta 20 zavoja potrebno za namotavanje.

Na primjer: potrebno nam je 25V, a od 20 zavoja dobijamo 5V, 25V/5V=5 - trebamo namotati 20 zavoja 5 puta, odnosno 100 zavoja.

Izračunavanje dužine potrebne žice obavljeno je na sljedeći način: namotao sam 20 zavoja žice, napravio oznaku na njoj markerom, namotao je i izmjerio njenu dužinu. Podijelio sam potreban broj zavoja sa 20, pomnožio rezultirajuću vrijednost s dužinom od 20 zavoja žice - dobio sam otprilike potrebnu dužinu žice za namotavanje. Dodavanjem 1-2 metra rezerve na ukupnu dužinu, možete namotati žicu na šatl i sigurno je odsjeći.

Na primjer: treba vam 100 zavoja žice, dužina 20 namotanih zavoja je 1,3 metra, saznajemo koliko puta po 1,3 metra svaki treba namotati da dobijete 100 zavoja - 100/20 = 5, saznajemo ukupnu dužinu žice (5 komada po 1,3m) - 1,3*5=6,5m. Dodamo 1,5 m za rezervu i dobijemo dužinu od 8 m.

Za svaki sljedeći namotaj mjerenje treba ponoviti, jer će se sa svakim novim namotajem dužina žice potrebna za jedan okret povećati.

Za namotavanje svakog para namotaja od 25 V, dvije žice su položene paralelno na šatlu (za 2 namotaja). Nakon namotaja, kraj prvog namota je spojen na početak drugog - imamo dva sekundarna namota za bipolarni ispravljač sa priključkom u sredini.

Nakon namotavanja svakog para sekundarnih namotaja za napajanje UMZCH kola, oni su izolirani tankom fluoroplastičnom trakom.

Na ovaj način je namotano 6 sekundarnih namotaja: četiri za napajanje UMZCH-a i još dva za napajanje ostatka elektronike.

Dijagram ispravljača i stabilizatora napona

Ispod je šematski dijagram napajanja za moje domaće pojačalo snage.

Rice. 2. Šematski dijagram napajanja za domaće niskofrekventno pojačalo snage.

Za napajanje kola NF pojačala koriste se dva bipolarna ispravljača - A1.1 i A1.2. Odmori se elektronske komponente Pojačalo će se napajati stabilizatorima napona A2.1 i A2.2.

Otpornici R1 i R2 su potrebni za pražnjenje elektrolitičkih kondenzatora kada su strujni vodovi isključeni iz kola pojačala snage.

Moj UMZCH ima 4 kanala za pojačavanje, mogu se uključiti i isključiti u parovima pomoću prekidača koji prebacuju električne vodove UMZCH šala pomoću elektromagnetnih releja.

Otpornici R1 i R2 se mogu isključiti iz kruga ako je napajanje trajno spojeno na UMZCH ploče, u kom slučaju će se elektrolitski kondenzatori isprazniti kroz UMZCH krug.

KD213 diode su dizajnirane za maksimalnu struju naprijed od 10A, u mom slučaju to je dovoljno. D5 diodni most je dizajniran za struju od najmanje 2-3A, sastavljen od 4 diode. C5 i C6 su kapaciteti, od kojih se svaki sastoji od dva kondenzatora od 10.000 μF na 63V.

Rice. 3. Šematski dijagrami Stabilizatori istosmjernog napona na mikro krugovima L7805, L7812, LM317.

Objašnjenje imena na dijagramu:

• STAB - stabilizator napona bez podešavanja, struja ne veća od 1A;
• STAB+REG - stabilizator napona sa regulacijom, struja ne veća od 1A;
• STAB+POW - podesivi stabilizator napona, struja cca 2-3A.

Kada se koriste mikro krugovi LM317, 7805 i 7812, izlazni napon stabilizatora može se izračunati pomoću pojednostavljene formule:

Uout = Vxx * (1 + R2/R1)

Vxx za mikro kola ima sljedeća značenja:

• LM317 - 1,25;
• 7805 - 5;
• 7812 - 12.

Primjer proračuna za LM317: R1=240R, R2=1200R, Uout = 1,25*(1+1200/240) = 7,5V.

Dizajn

Ovako je planirano korištenje napona iz napajanja:

• +36V, -36V - pojačala snage na TDA7250
• 12V - elektronske kontrole jačine zvuka, stereo procesori, indikatori izlazne snage, krugovi termalne kontrole, ventilatori, pozadinsko osvjetljenje;
• 5V - indikatori temperature, mikrokontroler, digitalni kontrolni panel.

Čipovi stabilizatora napona i tranzistori bili su montirani na male radijatore koje sam uklonio iz neradnih kompjuterskih napajanja. Kućišta su pričvršćena za radijatore preko izolacijskih brtvi.

PCB je napravljen od dva dijela, od kojih svaki sadrži bipolarni ispravljač za UMZCH krug i potreban set stabilizatora napona.

Rice. 4. Jedna polovina ploče za napajanje.

Rice. 5. Druga polovina ploče za napajanje.

Rice. 6. Gotove komponente napajanja za domaće pojačalo snage.

Kasnije, tokom otklanjanja grešaka, došao sam do zaključka da bi bilo mnogo zgodnije napraviti stabilizatore napona na odvojenim pločama. Ipak, opcija „sve na jednoj ploči“ takođe nije loša i zgodna je na svoj način.

Također, ispravljač za UMZCH (dijagram na slici 2) može se montirati montiranim montažom, a krugovi stabilizatora (slika 3) u potrebnoj količini mogu se sklopiti na zasebnim štampanim pločama.

Povezivanje elektronskih komponenti ispravljača prikazano je na slici 7.

Rice. 7. Šema povezivanja za montažu bipolarnog ispravljača -36V + 36V pomoću zidne instalacije.

Priključci se moraju izvesti pomoću debelih izolovanih bakrenih provodnika.

Diodni most sa kondenzatorima od 1000pF može se postaviti zasebno na radijator. Instalacija moćnih dioda (tableta) KD213 na jedan zajednički radijator mora se obaviti preko izolacijskih termo jastučića (termo guma ili liskun), jer jedan od diodnih terminala ima kontakt sa svojom metalnom oblogom!

Za šemu filtriranja ( elektrolitički kondenzatori 10000uF svaki, otpornici i keramičkih kondenzatora 0,1-0,33 µF) može biti brzo rešenje sastavite mali panel - štampanu ploču (slika 8).

Rice. 8. Primjer ploče sa prorezima od fiberglasa za montažu filtera za izravnavanje ispravljača.

Za izradu takve ploče trebat će vam pravokutni komad stakloplastike. Pomoću domaćeg rezača (slika 9), napravljenog od noža za metal, izrezali smo bakrenu foliju cijelom dužinom, a zatim jedan od dobivenih dijelova prerezali okomito na pola.

Rice. 9. Domaći rezač napravljen od lista testere, napravljen na mašini za oštrenje.

Nakon toga označimo i izbušimo rupe za dijelove i pričvrsne elemente, očistimo bakrenu površinu finim brusnim papirom i kalajišemo je fluksom i lemom. Zalemimo dijelove i spojimo ih na strujni krug.

Zaključak

Ovo jednostavno napajanje napravljeno je za buduće domaće audio pojačalo. Sve što ostaje je dopuniti ga sklopom za meki start i pripravnost.

UPD: Yuri Glushnev poslao štampanu ploču za sklapanje dva stabilizatora napona +22V i +12V. Sadrži dva STAB+POW kola (slika 3) na LM317, 7812 mikro krugovima i TIP42 tranzistorima.

Rice. 10. Štampana ploča za stabilizatore napona za +22V i +12V.

Preuzimanje - (63 KB).

Još jedna štampana ploča dizajnirana za STAB+REG podesivi regulator napona na bazi LM317:

Rice. 11. Štampana ploča za podesivi stabilizator napona baziran na LM317 čipu.

Lepo se provedite svima. Dozvolite mi da vam predstavim pretvarač snage za napajanje moćnog audio pojačala. Nažalost, oni su posebno ponovljivi. Stoga je odlučeno da se takav izvor napajanja napravi od nule. Bilo je potrebno dosta vremena da se dizajnira, napravi i testira ovaj UPS. I sada, nakon što smo izvršili posljednje testove (svi testovi su bili uspješni), možemo reći da je projekat završen i da se može predstaviti cijenjenoj radio-amaterskoj publici stranice. 2 Schemes.ru

Projekat ovog pretvarača je savršen za, zapravo, za njega je i razvijen. Pretvarač nije kompliciran i trebali bi ga uspješno sastaviti ne baš napredni inženjeri elektronike. Ne treba vam ni osciloskop da biste ga pokrenuli, ali bi, naravno, bilo korisno. Osnova strujnog kruga je m/s TL494.

Zaštićen je od kratkog spoja i trebao bi osigurati 250W kontinuirane snage. Konvertor ima i dodatni izlazni napon od +/- 9..12 V, koji će se koristiti za napajanje pretpojačala, ventilatora itd.

Prekidačko napajanje za pojačalo - shema strujnog kola

Pretvarač je napravljen u skladu sa ovom šemom. Dimenzije ploče 150×100 mm.

Inverter se sastoji od nekoliko osnovnih modula koji se nalaze u većini sličnih izvora napajanja, kao što je ATX napajanje. Osigurač, termistor i linijski filter koji se sastoje od C21, R21 i L5 idu na 220V AC napajanje, zatim na ispravljački most D26-D29, invertorske ulazne kondenzatore C18 i C19 i tranzistori snage Q8 i Q9 za prebacivanje napona na transformatoru. Snažni tranzistori se kontroliraju pomoću dodatnog transformatora T2 pomoću jednog od najpopularnijih PWM kontrolera - TL494 (KA7500). Strujni transformator T3 za mjerenje izlazne snage povezan je serijski sa primarnim namotajem. Transformator T1 ima dva odvojena sekundarna namotaja. Jedan od njih stvara napon od 2×35 V, a drugi 2×12 V. Na svakom od namotaja nalaze se brze diode D14-D17 i D22-D25, koje ukupno čine 2 ispravljačka mosta.

Nakon punjenja +/- 34 V linije sa otpornikom od 14 oma, napon pada na +/- 31 V. Ovo je prilično dobar rezultat za tako malo feritno jezgro. Nakon 5 minuta diode D22-D25, glavni transformator i MOSFET zagrijali su se na temperaturu od oko 50C, što je sasvim sigurno. Nakon spajanja dva kanala TDA7294, napon je pao na +/- 30 V. Elementi invertera su se zagrijavali kao otporno opterećenje. Nakon eksperimenata, izlazno kolo je opremljeno kondenzatorima od 2200uF i prigušnicama od 22uH/14A. Pad napona je nešto veći nego u slučaju 6.8uH, ali njihova upotreba jasno smanjuje zagrijavanje MOSFET-a.

Izlazni napon pod opterećenjem oba izlaza sa sijalicama od 20 W:

Princip rada prekidačkog napajanja

Napon od 220 V ispravlja se mostom sa diodama D26-D29. Ulazni kondenzatori C18 i C19 se pune do ukupnog napona od 320V, a kako inverter radi u polumostnom sistemu, dijele ih na pola, što rezultira 160V po kondenzatoru. Ovaj napon je dodatno uravnotežen otpornicima R16 i R17. Zahvaljujući ovom razdvajanju, moguće je spojiti transformator T1 na jedan kanal. Potencijal između kondenzatora se tada tretira kao uzemljenje, jedan kraj primarnog namota je spojen na +160 V, drugi na -160 V. Preklopni napon primarnog namota transformatora T1 se izvodi pomoću promjenjivog N-MOSFET-a tranzistor Q8 i Q9.

Kondenzator C10 i primarni namotaj strujnog transformatora T3 nalaze se u seriji sa primarnim namotom. Spojni kondenzator nije potreban da bi kolo funkcionisalo, ali igra vrlo važnu ulogu- štiti od neuravnotežene potrošnje energije iz ulaznih kondenzatora i stoga prije punjenja jednog od njih na više od 200 V. Strujni transformator T3, također smješten u seriji sa primarnim namotom, djeluje kao zaštita od kratkog spoja. Strujni transformator pruža galvansku izolaciju i omogućava vam mjerenje trenutne vrijednosti, svedene na točnost njegovog prijenosa. Njegov zadatak je da informiše kontroler o količini struje koja teče kroz primarni namotaj T1.

Paralelno s primarnim namotom glavnog transformatora nalazi se takozvani krug za suzbijanje impulsa, koji formiraju C13 i R18. On potiskuje udare napona koji nastaju prilikom prebacivanja tranzistora snage. Nisu štetni za MOSFET jer njihove ugrađene diode efikasno štite od prenapona drenaže. Međutim, skokovi napona mogu negativno utjecati na učinkovitost pretvarača, pa ih je važno eliminirati.

Snažni MOSFET-ovi se ne mogu direktno pokretati od strane kontrolera zbog promjene potencijala gornjeg tranzistorskog izvora. Tranzistori se kontroliraju pomoću posebnog transformatora T2. Ovo je običan impulsni transformator koji radi u push-pull modu, otvarajući tranzistore snage. Upravljački transformator T2 ima na ulazu skup elemenata za kontrolu napona na namotajima, koji osim što generišu napon koji diktira regulator, štite od pojave demagnetizirajućeg napona jezgra. Nekontrolisani napon demagnetizacije bi držao tranzistor otvorenim. Elementi koji su direktno odgovorni za eliminaciju napona demagnetizacije su diode D7 i D9, kao i tranzistori Q3 i Q5. Tokom mirovanja, kada su oba MOSFET-a isključena, struja teče kroz D7 i Q5 (ili D9 i Q3) i održava napon demagnetizacije oko 1,4 V. Ovaj napon je siguran i ne može otvoriti tranzistor snage.

Oscilogram napona na MOSFET ulazima:

Na oscilogramu se jasno vidi trenutak kada jezgro prestaje da se demagnetizira diodama D7 i D8 (D6 i D9) i počinje magnetizirati u suprotnom smjeru tranzistorima Q3 i Q4 (Q2 i Q5). Tokom faze demagnetizacije jezgra, napon na T2 kapiji dostiže 18 V, a tokom faze magnetizacije pada na približno 14 V.
Zašto se ne koristi jedan od drajvera tipa IR? Prije svega, upravljački transformator je pouzdaniji, predvidljiviji. IR drajveri su veoma hiroviti i skloni greškama.

Na sekundarnom namotu glavnog transformatora T1 stvara se izmjenični napon, pa ga je potrebno ispraviti. Ulogu ispravljača ima ispravljanje brzih dioda, stvarajući simetričan napon. Izlazne prigušnice se nalaze iza dioda - njihovo prisustvo utječe na efikasnost pretvarača, potiskujući prenapone koji pune izlazne kondenzatore kada je jedan od tranzistora napajanja uključen. Slijede izlazni kondenzatori sa otpornicima predopterećenja, koji sprječavaju porast napona na previsoke vrijednosti.

Pulsni IP kontroler

Kontroler je osnova pretvarača, pa ćemo ga detaljnije opisati. Inverter koristi TL494 kontroler sa zadatom radnom frekvencijom istom kao i kod ATX napajanja, odnosno 30 kHz. Inverter nema stabilizaciju izlaznog napona, tako da regulator radi sa maksimalnim radnim ciklusom od 85%. Regulator je opremljen sistemom mekog pokretanja koji se sastoji od elemenata C5 i R7. Nakon pokretanja pretvarača, krug osigurava glatko povećanje radnog ciklusa počevši od 0%, što eliminira napon punjenja izlaznih kondenzatora. TL494 može raditi od 7 V, a ovaj napon koji napaja bafer kontrolnog transformatora T2 uzrokuje stvaranje napona na vratima reda veličine 3 V. Takvi ne potpuno otvoreni tranzistori će proizvesti desetine volti, što će dovesti do veliki gubici snage i velika je vjerovatnoća prekoračenja opasne granice. Da bi se to spriječilo, osigurana je zaštita od previsokog pada napona. Sastoji se od otporničkog razdjelnika R4 - R5 i tranzistora Q1. Nakon što napon padne na 14,1 V, Q1 prazni kondenzator mekog pokretanja, čime se smanjuje napunjenost na 0%.

Druga funkcija kontrolera je zaštita pretvarača od kratkog spoja. Informaciju o struji primarnog namota kontroler dobija preko strujnog transformatora T3. Struja u sekundarnom namotu T3 teče kroz otpornik R9, preko kojeg pada mali napon. Informacija o naponu na R9 se preko potenciometra PR1 šalje na pojačivač greške TL494 i upoređuje sa naponom otporničkog djelitelja R1 i R2. Ako kontroler detektuje napon veći od 1,6 V na potenciometru PR1, isključuje tranzistore prije nego što prijeđu opasnu granicu i zatvara se kroz D1 i R3. Tranzistori snage ostaju isključeni sve dok se pretvarač ne pokrene ponovo. Nažalost, ova zaštita radi ispravno samo na liniji +/- 35 V Linija +/- 12 V je mnogo slabija i u slučaju kratkog spoja možda neće biti dovoljno struje da zaštita radi.

Napajanje kontrolera je bez transformatora koristeći otpor kondenzatora. Dva kondenzatora C20 i C24 troše reaktivnu energiju iz mreže i stoga uzrokujući protok struje, pune filterski kondenzator C1 kroz ispravljač D10-D13. Zener dioda DZ1 štiti od previsokog napona na C1 i stabilizira ih na 18 V.

Impulsni transformatori u napajanju

Kvalitet i performanse impulsnog transformatora utječu na efikasnost cijelog pretvarača i izlazni napon. Međutim, transformator ne samo da obavlja funkciju pretvaranja električne energije, već i osigurava galvansku izolaciju od mreže od 220 V i na taj način osigurava veliki uticaj radi sigurnosti.

Evo kako pravilno napraviti takav transformator. Prije svega mora postojati feritno jezgro. Ne može imati zračni zazor; njegove polovice moraju savršeno pristajati jedna uz drugu. Teoretski, ovdje se može koristiti toroidno jezgro, ali će biti prilično teško napraviti dobru izolaciju i namotavanje.

Preporučujemo da u krajnjem slučaju uzmete glavni ETD34, ETD29, ali tada maksimalna kontinuirana snaga neće biti veća od 180 W. Ne koštaju puno, pa je najbolje rješenje nabaviti oštećeno ATX napajanje. Izgorjela PC napajanja, pored svih potrebnih transformatora, sadrže još mnogo korisnih elemenata, uključujući prenaponski zaštitnik, kondenzatore, diode, a ponekad i TL494 (KA7500).

Transformatori se moraju pažljivo odlemiti sa ATX ploče za napajanje, po mogućnosti pomoću pištolja za vrući zrak. Nakon odlemljenja nemojte pokušavati rastaviti transformator jer će se pokvariti. Transformator treba staviti u vodu i prokuhati. Nakon 5 minuta, morate pažljivo uhvatiti polovice jezgre kroz tkaninu i odvojiti ih. Ako ne žele da se razdvoje, ne vucite previše - slomit ćete ih! Vratite nazad i kuvajte još 5 minuta.

Proces namotavanja glavnog transformatora treba započeti prebrojavanjem količine žice koja će biti namotana. Zbog konstantne radne frekvencije i navedene maksimalne indukcije, broj primarnih namotaja ovisi samo o površini poprečnog presjeka glavnog feritnog stupa jezgre. Maksimalna indukcija je ograničena na 250 mT zbog rada polumosta - ovdje je asimetrija magnetizacije jednostavna.

Formula za izračunavanje broja okreta:

n = 53 / Qr,

• Qr je površina poprečnog presjeka glavne šipke jezgre, dana u cm2.

Dakle, za jezgro s poprečnim presjekom od 0,5 cm2 potrebno je namotati 106 zavoja, a za jezgro s poprečnim presjekom od 1,5 cm2 trebat će vam samo 35. Zapamtite, nemojte namotati pola okreta - uvijek zaokružiti na jedan plus. Izračunavanje broja sekundarnih namotaja je isto kao i za bilo koji drugi transformator - omjer izlaznog napona i ulaznog napona točno je jednak omjeru broja sekundarnih namotaja i broja primarnih namotaja.

Sljedeći korak je izračunavanje debljine žica za namotavanje. Najvažnija stvar koju treba uzeti u obzir pri izračunavanju debljine žica je potreba da se cijeli prozor jezgre popuni žicom - to određuje magnetsku vezu namotaja transformatora, a time i pad izlaznog napona. Ukupni poprečni presjek svih žica koje prolaze kroz prozor jezgre trebao bi biti oko 40-50% poprečnog presjeka glavnog prozora (glavni prozor je mjesto gdje žica prolazi kroz jezgro). Ako vam je ovo prvi put da namotate transformator, trebali biste se približiti ovim 40%. Proračuni također moraju uzeti u obzir struje koje teku kroz poprečni presjek namotaja. Tipično je gustina struje 5 A/mm2 i ova vrijednost se ne smije prekoračiti, poželjna je upotreba niže gustine struje. U simulaciji, struja primarne strane je 220 W / 140 V = 1,6 A, tako da poprečni presjek žice treba biti 0,32 mm2, što znači da će njena debljina biti 0,6 mm. Na sekundarnoj strani, struja od 220W/54V bi bila 4,1A, što bi rezultiralo poprečnim presjekom od 0,82 mm i stvarnom debljinom žice od 1 mm. U oba slučaja uzet je u obzir maksimalni pad napona pri opterećenju. Također treba imati na umu da je zbog efekta kože impulsnih transformatora debljina žice ograničena radnom frekvencijom - u našem slučaju na 30 kHz maksimalna debljina žice je 0,9 mm. Umjesto žice debljine 1 mm, bolje je koristiti dvije tanje žice. Nakon izračunavanja broja namotaja i žica, provjerite da li izračunato punjenje bakarnog prozora odgovara 40-50%.

Primarni namotaj transformatora mora biti postavljen iz dva dijela. Prvi dio primarne (od 35 zavoja) je namotan kao i prvi, na prazan okvir. Potrebno je održavati smjer namota prema okviru - drugi dio namota mora biti namotan u istom smjeru. Nakon namotavanja prvog dijela potrebno je zalemiti drugi kraj na adapter, skraćeni pin, koji nije uključen u ploču. Zatim stavite 4 sloja izolacijske trake na namotaj i namotajte cijeli sekundarni namotaj - to znači metodu namotavanja. Ovo poboljšava simetriju namotaja. Sljedeći +/- 12V sekundarni namotaj se može namotati direktno na +/- 35V namotaj u područjima gdje je ušteđena mala količina slobodnog prostora, a zatim potpuno izolirati sa 4 sloja izolacijske trake. Naravno, potrebno je izolirati i mjesta gdje su krajevi namota dovedeni do pinova kućišta. Kao posljednji namotaj, namotajte drugi dio primarnog namotaja, uvijek u istom smjeru kao i prethodni. Nakon namotaja možete izolirati posljednji namotaj, ali to nije neophodno.

Kada su namotaji spremni, presavijte polovine jezgra. Najbolje i provjereno rješenje je spojiti ga električnom trakom i kapljicom ljepila. Jezgro omotamo izolacijskom trakom nekoliko puta.

Upravljački transformator je napravljen kao i svaki drugi impulsni transformator. Mali EE/EI dobijen od ATX napajanja može se koristiti kao jezgro. Također možete kupiti TN-13 ili TN-16 toroidalno jezgro. Broj namotaja ovisi, kao i obično, o poprečnom presjeku jezgre.

U slučaju toroida, formula je:

n = 8 / Qr,

• gdje je n broj namotaja primarnog namotaja,
• Qr je površina poprečnog presjeka jezgre izražena u cm2.

Sekundarni namotaji treba da se namotaju sa istim brojem zavoja kao primarni namotaji, dozvoljena su samo manja odstupanja. Budući da će transformator pokretati samo jedan par MOSFET-a, debljina žice nije bitna, njena minimalna debljina je manja od 0,1 mm. U ovom slučaju 0,3 mm. Prva polovina primarnog namotaja mora biti namotana u seriju - izolacioni sloj - prvi sekundarni namotaj - izolacioni sloj - drugi sekundarni namotaj - izolacioni sloj - druga polovina primarnog namotaja. Smjer namotaja namotaja je vrlo važan, ovdje MOSFET-ovi moraju biti uključeni jedan po jedan, a ne istovremeno. Nakon namotavanja, spajamo jezgro na isti način kao u prethodnom transformatoru.

Strujni transformator je sličan gore navedenom. Broj namotaja ovdje je u principu proizvoljan, dovoljan je broj namotaja sekundarnog namota:

n = 4 / Qr,

• gdje je n broj namotaja sekundarnog namotaja,
• Qr je površina poprečnog presjeka obima jezgre, izražena u cm2.

Ali pošto su struje ovdje vrlo male, uvijek je bolje koristiti veći broj zavoja. S druge strane, važnije je održavati odgovarajući omjer broja zavoja oba namotaja. Ako odlučite promijeniti ovaj omjer, morat ćete podesiti vrijednost otpornika R9.

Evo formule za izračunavanje R9 ovisno o broju zavoja:

R9 = (0,9Ω * n2) / n1,

• gdje je n2 broj namotaja sekundarnog namotaja,
• n1 je broj namotaja primarnog namotaja.

Sa promjenom u R9, potrebno je u skladu s tim promijeniti i C7. Strujni transformator je lakše namotati na toroidnu jezgru, preporučujemo TN-13 ili TN-16. Međutim, možete napraviti transformator sa Sh-jezgrom. Ako namotate transformator na toroidnu jezgru, prvo namotajte sekundarni namotaj s velikim brojem zavoja. Zatim izolaciona traka i na kraju primarni namotaj sa žicom debljine 0,8 mm.

Opis elemenata kola

Gotovo svi elementi se mogu naći u ATX napajanju. Diode D26-D29 s probojnim naponom od 400 V, ali bolje je uzeti malo veći, najmanje 600 V. Gotovi ispravljač se može naći u ATX napajanju. Također je preporučljivo koristiti diodne mostove za napajanje kontrolera od najmanje 600 V. Ali oni mogu biti jeftini i popularni 1N4007 ili slični.

Zener dioda koja ograničava napon napajanja kontrolera mora izdržati 0,7 W snage, tako da njena nazivna snaga mora biti 1 W ili više.

Kondenzatori C18 i C19 mogu se koristiti sa različitim kapacitetom, ali ne manjim od 220 µF. Kapacitivnosti veće od 470 uF također se ne bi smjele koristiti zbog pretjerano povećane struje kada je pretvarač spojen na mrežu i velike veličine - možda jednostavno neće stati na ploču. Kondenzatori C18 i C19 se takođe nalaze u svakom ATX napajanju.

Tranzistori snage Q8 i Q9 su vrlo popularni IRF840, dostupni u većini elektronskih trgovina za 30 rubalja. U principu, možete koristiti druge 500V MOSFET-ove, ali to će uključivati ​​promjenu otpornika R12 i R13. Kada je podešeno na 75 oma, vrijeme otvaranja/zatvaranja kapije je oko 1 µs. Alternativno, mogu se zamijeniti sa 68 - 82 oma.

Ovdje se mogu koristiti baferi ispred MOSFET ulaza i upravljačkog transformatora I, koristeći tranzistore BD135 / 136, s probojnim naponom iznad 40 V, kao što su BC639 / BC640 ili 2SC945 / 2SA1015. Potonji se može izvući iz ATX napajanja, monitora, itd. Vrlo važan element pretvarača je kondenzator C10. Ovo bi trebao biti polipropilenski kondenzator prilagođen visokim impulsnim strujama. Ovaj kondenzator se nalazi u ATX izvorima napajanja. Nažalost, to je ponekad uzrok nestanka napajanja, pa ga morate pažljivo provjeriti prije nego što ga ulemite u strujni krug.

Diode D22-D25 koje ispravljaju +/- 35V koriste se UF5408 spojene paralelno, ali bolje rješenje bi bilo korištenje pojedinačnih dioda BY500/600 koje imaju manji napon pada i veću strujnu ocjenu. Ako je moguće, ove diode treba zalemiti na duge žice - to će poboljšati njihovo hlađenje.

Prigušnice L3 i L4 su namotane na toroidna praškasta jezgra iz ATX napajanja - odlikuju ih dominantna žuta i bijela boja. Jezgra promjera 23 mm, 15-20 okreta na svakom od njih, dovoljna su. Međutim, testovi su pokazali da nisu potrebni - pretvarač radi bez njih, dostiže svoju snagu, ali tranzistori, diode i kondenzator C10 postaju topliji zbog impulsnih struja. Reaktori L3 i L4 poboljšavaju efikasnost pretvarača i smanjuju stope kvarova.

D14-D17 +/- 12V ispravljači imaju veliki uticaj na efikasnost ove linije. Ako će ova linija napajati pretpojačalo, dodatne ventilatore, dodatno pojačalo za slušalice i na primjer mjerač nivoa, treba koristiti diode od najmanje 1 A. Međutim, ako će linija +/- 12 V napajati samo pretpojačalo, što povlači do 80 mA, čak možete koristiti 1N4148 ovdje. Prigušnice L1 i L2 praktički nisu potrebne, ali njihovo prisustvo poboljšava filtriranje smetnji iz napajanja. U krajnjem slučaju, umjesto toga možete koristiti otpornike od 4,7 oma.

Ograničavači napona R22 i R23 mogu se sastojati od niza energetskih otpornika povezanih serijski ili paralelno kako bi se proizveo jedan otpornik veće snage i odgovarajući otpor.

Pokretanje i podešavanje pretvarača

Nakon nagrizanja ploča, počnite sa sastavljanjem elemenata, počevši od najmanjeg do najvećeg. Potrebno je zalemiti sve komponente osim induktora L5. Nakon završetka montaže i provjere ploče, postavite potenciometar PR1 u krajnji lijevi položaj i spojite mrežni napon na 220 V INPUT konektor. ovo ukazuje na problem s upravljanjem transformatora ili tranzistora snage, odnosno kratki spoj u upravljačkom krugu. Vlasnici osciloskopa mogu provjeriti napon na vratima tranzistora. Ako kontroler radi ispravno, provjerite da li je MOSFET ispravno uključen.

Nakon uključivanja napajanja od 12 V i napajanja kontrolera, na liniji +/- 35 V bi se trebalo pojaviti +/- 2 V. To znači da se tranzistori pravilno kontroliraju, jedan po jedan. Ako je lampica na napajanju od 12V upaljena, a na izlazu nema napona, to bi značilo da se oba tranzistora za napajanje otvaraju istovremeno. U tom slučaju, upravljački transformator mora biti isključen, a žice jednog od sekundarnih namotaja transformatora moraju se promijeniti. Zatim zalemite transformator i pokušajte ponovo sa napajanjem od 12 V i lampom.
Ako test će proći uspješno i dobijemo +/- 2 V na izlazu, možete isključiti napajanje lampe i zalemiti induktivitet L5. Od ovog trenutka pretvarač mora raditi od mreže od 220 V preko 60 W lampe. Nakon povezivanja na mrežu, lampica bi trebala nakratko treptati i odmah se potpuno ugasiti. Na izlazu bi se trebali pojaviti +/- 35 i +/- 12 V (ili drugi napon ovisno o omjeru brzine transformatora).

Napunite ih malom količinom energije (na primjer, iz elektronskog opterećenja) za testiranje i svjetlo na ulazu će početi malo svijetliti. Nakon ovog testa, potrebno je prebaciti inverter direktno na mrežu i priključiti opterećenje otpora od oko 20 Ohma na liniju +/- 35 V kako biste provjerili napajanje. PR1 treba podesiti tako da se pretvarač ne isključi nakon punjenja grijača. Kada se inverter počne zagrijavati, možete provjeriti pad napona na +/- 35V liniji i izračunati izlaznu snagu. Test od 5-10 minuta je dovoljan da se provjeri izlazna snaga pretvarača. Za to vrijeme, sve komponente pretvarača će se moći zagrijati do svoje nazivne temperature. Vrijedno je izmjeriti temperaturu MOSFET hladnjaka, ona ne bi trebala prelaziti 60C na temperaturi okruženje 25C. Konačno, potrebno je da inverter napunite pojačalom i postavite potenciometar PR1 što je više moguće ulijevo, ali tako da se inverter ne ugasi.

Inverter se može prilagoditi svim potrebama za napajanjem različitih UMZCH-ova. Prilikom dizajniranja ploče nastojali smo je učiniti što univerzalnijom za montažu raznih vrsta elemenata. Položaj transformatora i kondenzatora omogućava montažu prilično velikog hladnjaka za MOS tranzistore duž cijele dužine ploče. Nakon pravilnog savijanja vodova diodnih mostova, mogu se ugraditi u metalno kućište. Povećanje rasipanje topline omogućava da se snaga pretvarača teoretski poveća na 400 W. Zatim morate koristiti transformator na ETD39. Ova promjena zahtijeva kondenzatore od 470uF C18 i C19, 1,5-2,2uF kondenzatore C10 i korištenje 8 BY500 dioda.

Predstavljam vašoj pažnji prekidačko napajanje za UMZCH bazirano na popularnom mikrokrugu IR2153.

Ovo napajanje ima sljedeće prednosti:

• Zaštita od preopterećenja i kratkih spojeva kako u primarnom namotu impulsnog transformatora tako iu sekundarnim strujnim krugovima.
• UPS krug mekog pokretanja.
• Varistor na ulazu UPS-a štiti od povećanja mrežnog napona iznad opasne vrijednosti i od dovoda 380V na ulaz.
• Jednostavna i jeftina shema.

Basic tehničke specifikacije UPS(karakteristike su date za moj konkretan primjerak):
Dugoročna izlazna snaga - 300W
Kratkoročna izlazna snaga - 500W
Radna frekvencija - 50 kHz
Izlazni napon - 2x35V (možete dobiti bilo koji traženi izlazni napon u zavisnosti od namotaja transformatora).
Efikasnost - najmanje 85% (u zavisnosti od transformatora)

Upravljački dio UPS-a je standardan i preuzet je direktno iz tablice podataka na IR2153.
UPS kolo također uključuje: zaštitu od preopterećenja i kratkih spojeva. Zaštita se može konfigurirati na bilo koju potrebnu radnu struju pomoću trim-otpornika - R10. Aktiviranje zaštite je označeno paljenjem LED diode HL1. At aktivna zaštita, UPS može ostati u hitnom stanju koliko god je potrebno, dok troši istu struju kao u stanju mirovanja bez opterećenja. U mojoj verziji, zaštita je konfigurisana da se aktivira kada UPS troši 300W ili više energije. Ovo osigurava da UPS nije preopterećen i da neće otkazati zbog pregrijavanja. Kao strujni senzor u ovom kolu, otpornici se koriste serijski sa primarnim namotajem impulsnog transformatora. Ovo eliminira radno intenzivan proces namotavanja strujnog transformatora. U slučaju kratkog spoja ili preopterećenja, kada pad napona na R11 dostigne unaprijed određenu vrijednost, takvu vrijednost pri kojoj napon na bazi VT1 postane veći od 0,6 - 0,7 V, zaštita će raditi i napajanje mikrokolo će se prebaciti na masu. Što zauzvrat onemogućuje drajver i cjelokupno napajanje u cjelini. Čim se eliminiše preopterećenje ili kratki spoj, napajanje vozača se vraća i napajanje nastavlja normalno da radi.

UPS kolo omogućava meki start za ovu svrhu, UPS sadrži posebnu jedinicu koja ograničava startnu struju; Ovo je neophodno kako bi se olakšao rad tastera prilikom pokretanja UPS-a. Prilikom povezivanja UPS-a na mrežu, početna struja je ograničena otpornikom R6. Ovaj otpornik nosi SVU struju. Ova struja puni glavni primarni kapacitet C10 i sekundarni kapacitet. Sve se to događa za nekoliko sekundi, a kada se punjenje završi i potrošnja struje padne na nominalnu vrijednost, kontakti releja K1 se zatvaraju, a kontakti releja zaobilaze R6, čime se UPS pokreće punom snagom. Cijeli proces ne traje više od 1 sekunde. Ovo vrijeme je dovoljno da se završe svi prolazni procesi.

Drajver se napaja direktno iz mreže, preko diode i otpornika za gašenje, a ne nakon glavnog ispravljača sa +310V sabirnice, kako se obično radi. Ova metoda napajanja nam daje nekoliko prednosti:

1. Smanjuje snagu koju troši otpornik za gašenje. Ovo smanjuje stvaranje toplote na ploči i povećava ukupnu efikasnost kola.
2. V se razlikuje od napajanja preko +310V magistrale;

Varistor je instaliran na ulazu napajanja, odmah nakon osigurača. Služi za zaštitu od povećanja mrežnog napona iznad opasne granice. Tijekom nesreće otpor varistora naglo opada i dolazi do kratkog spoja, uslijed čega pregori osigurač F1, čime se krug otvara.

Ovako sam testirao UPS pri punoj snazi.

Moje opterećenje su 4 keramička, žičana otpornika snage 25 W, uronjena u posudu sa "kristalno čistom" vodom. Nakon sat vremena struje koja prolazi kroz takvu vodu, sve nečistoće isplivaju na vrh i čista voda pretvara u smeđu, zarđalu kašu. Voda je intenzivno isparavala i u roku od sat vremena nakon testiranja zagrijala se do gotovo ključanja. Voda je neophodna za uklanjanje topline sa snažnih otpornika, ako neko ne razumije.

Transformator u mojoj verziji UPS-a je namotan na jezgru EPCOS ETD29. Primarni namotaj je žica od 0,8 mm2, 46 zavoja u dva sloja. Sva četiri sekundarna namota su namotana istom žicom u jednom sloju od 12 zavoja. Možda se čini da mjerač žice nije dovoljan, ali nije. Ovo je dovoljno da ovaj UPS napaja UMZCH, budući da je prosječna potrošnja energije znatno niža od maksimalne, a UPS može lako podnijeti kratkoročne strujne vrhove koristeći kondenzatore napajanja. Tokom dugotrajnog rada sa otpornikom, sa izlaznom snagom od 200W, temperatura transformatora nije prelazila 45 stepeni.

Za povećanje izlaznog napona na više od 45V potrebno je zamijeniti izlazne diode VD5 VD6 sa višenaponskim.

Za povećanje izlazne snage potrebno je koristiti jezgro veće ukupne snage i namotaje namotane žicom većeg poprečnog presjeka. Da biste instalirali drugi transformator, morat ćete promijeniti dizajn tiskane ploče.

Gotova štampana ploča izgleda ovako (gotovo):

Dimenzije ploče 188x88mm. Koristio sam tekstolit debljine bakra - 50 mikrona, umjesto standardnih 35 mikrona. Može se koristiti bakar standardne debljine. U svakom slučaju, ne zaboravite dobro limirati staze.

Spisak radioelemenata

Oznaka	Tip	Denominacija	Količina	Napomena	Shop	Moja beležnica
	Power Driver i MOSFET	IR2153D	1			U notes
VT1	Bipolarni tranzistor	2N5551	1			U notes
VT2	Bipolarni tranzistor	2N5401	1			U notes
VT3	Bipolarni tranzistor	KSP13	1	Ili MPSA13		U notes
VT4, VT5	MOSFET tranzistor	IRF740	2			U notes
VD1	Zener dioda	1N4743A	1	13V 1.3W		U notes
VD2, VD4	Ispravljačka dioda	HER108	2	Ili drugu brzu diodu		U notes
VD3	Ispravljačka dioda	1N4148	1			U notes
VD5, VD6	Schottky dioda	MBR20100CT	2	Ili drugi za odgovarajući napon i struju		U notes
VDS1	Ispravljačka dioda	1N4007	4			U notes
VDS2	Diodni most	RS607	1			U notes
VDR1	Varistor	MYG14-431	1			U notes
HL1	LED	Crvena 5mm	1	Samo crveno! Druge boje nisu dozvoljene!		U notes
K1	Štafeta	TIANBO HJR-3FF-S-Z	1	Zavojnica 12V 400Ohm		U notes
R1	Otpornik 0.25W	8,2 kOhm	1			U notes
R2	Otpornik 2W	18 kOhm	1			U notes
R3	Otpornik 0.25W	100 Ohm	1			U notes
R5	Otpornik 0.25W	47 kOhm	1			U notes
R6	Otpornik 2W	22 Ohm	1			U notes
R4, R7	Otpornik 0.25W	15 kOhm	2			U notes
R8, R9	Otpornik 0.25W	33 Ohm	2			U notes
R10	Trimer otpornik	3,3 kOhm	1	Više okreta