Erőteljes ULF áramkör tápegysége. Az erősítő kapcsolóüzemű tápegységének vázlata

Úgy tűnik, egyszerűbb is lehet - vettem a tápegységet, két vagy három vezetékkel csatlakoztattam az erősítőhöz, és minden ... énekelnie kell? Kiderül, hogy nem mindig. Amint azt ebben a cikksorozatban már megtudtuk, itt számos buktató van.

Továbbra is megértsük az erősítőt ellátó vezetékek bonyolultságát. És furcsa módon a közös (föld-) vezető képes megoldani a legtöbb problémát.

Először javítsunk ki egy hibát. A cikkben megjelent egy bipoláris erősítő tápegység rajza, de a kapcsolási rajza hiányzott.

Itt van mindkettő:

Bipoláris végerősítő tápegység.

Bipoláris teljesítményerősítő tápegység bekötési rajza

Valójában itt két „tükrözött” egypólusú blokk található.

Hangszóró fordított áram

Mint tudják, az akusztikai rendszer reaktív terhelés. Tehát vissza tudja vezetni az áramot az erősítőbe. Ez az áram a vezetőkön átfolyva potenciálkülönbséget hoz létre, ami pozitív megjelenéséhez vezethet Visszacsatolásés az erősítő instabilitása következtében.

Ennek elkerülése érdekében csatlakoztatni kell a hangszóró földelő csatlakozóját a szűrőkondenzátorok közös kapcsa táplálás. A hangszóró kimenete gyakran csatlakozik a mikroáramkör közös kimenetéhez, amint az az ábrán látható:

Ez a csatlakozás lezárja a jel negatív félhullámát a helyi hurokban, kiküszöbölve a szűrőkondenzátort, ami csökkentheti a kisugárzott zajt és javíthatja a rendszer stabilitását.

Az ábrán látható, hogy a jel egy félhullámának földre irányuló szivárgási árama hogyan okozhat kellemetlen zajt és torzítást, ha a hangszóró közös vezetékét a mikroáramkör kimeneti fokozatára csatlakoztatjuk:

Hasonlóképpen, ha az erősítő kártyáján a tápáramkörökben (és általában vannak is) meglehetősen nagy, több száz mikrofarad kapacitású bypass kondenzátorok vannak, akkor a töltőáram-impulzusok szintén potenciálkülönbséget hoznak létre a közös vezetőn. Ezért még egyszer megismételjük, a legjobb pont a hangszórórendszer közös vezetékének csatlakoztatásához a teljesítményszűrő kondenzátorainak közös kivezetése.

Minél több az erő, annál rosszabb...

A rádióamatőrök gyakran megpróbálják az erősítőjüket a lehető legerősebbé tenni (olyan klassz), és az audiofilek gyakran olyan erősítőkkel szerelik fel rendszereiket, amelyek teljesítménye sokszorosa a szükségesnek, hogy egy normál helyiséget normális hangerővel megszólaltassanak, ezzel motiválva őket arra, hogy nagyobb dinamikatartományt kap. Az ilyen (nagy teljesítményű) erősítők néha megoldanak bizonyos problémákat, de másokat létrehoznak.

A teljesítményvezetők induktivitása az AB osztályú teljesítményerősítők fő "gyenge láncszeme". Az ilyen erősítőkben a kimeneti tranzisztorok felváltva kapcsolnak be és kikapcsolnak, a töltőáramok félhullámai áramlanak át a pozitív és negatív teljesítménysíneken.

Ha ezek az impulzusok kapacitív és induktív csatolásokon keresztül bejutnak a hangútba, ez szörnyen elmosódott hanghoz vezet.

Ez akkor fordul elő, ha valamilyen érzékeny sáv (vezető) halad át a teljesítménybusz mellett. A tápvezetékek bifiláris fekvése hatékonyan elnyomja a sugárzott interferenciát a pozitív és negatív félhullámok kölcsönös kompenzációja miatt.

Nyomtatott áramköri lapon ez a módszer úgy valósítható meg, hogy a tápsíneket a kártya mindkét oldalán egymásra helyezzük (kétoldalas nyomtatott áramköri lapot igényel)

A teljesítményerősítők PCB-tervezésének méltó példája az Ultra-LD 200 W-os kialakítás, amelyet a Practical Electronics Every Day magazin egyikében mutattak be. Ennek az erősítőnek a nyomtatott áramköri lapján az ebben a cikksorozatban bemutatott összes telepítési javaslat megvalósul. És nagyrészt ennek köszönhetően -122 dB zajszintet és 0,001% alatti nemlineáris torzítást lehetett elérni.

Megjegyzés a RadioGazeta szerkesztőségétől: ha olvasóinkat érdeklik, írjátok meg kommentben és közzétesszük ennek az erősítőnek a leírását.

A NYÁK egyik oldalának földelése jól működik nagyfrekvenciás és alacsony áramú kivitelben. Ez nem alkalmas teljesítményerősítőkhöz, mert nehéz megjósolni az áramok áramlását a földpontok megválasztásától függően.

A modern csöves erősítőkben a közös busz gyakran egy darab vastag ónozott huzalból készül. Sok guru egyetlen csatlakozási ponttal prédikál csillagkábelezést. Vannak esetek, amikor az erősítők nem működnek jól ezzel a megközelítéssel. Azt mondja nagyszámú hosszú vezetékek, amelyek csökkentik a szerkezet stabilitását.

Általános szabály, hogy egy jó erősítőben több földelési pont van.

kifejlet

Két bipoláris tápellátású szűrőkondenzátor használatakor ügyelni kell arra, hogy a jel két félhulláma összegezze egy ponton, ahogy a képen is látszik:

Gyakran a tápegység plusz és mínusz közé csatlakoztatott egyetlen kondenzátor használata megoldja ezt a problémát. Ez a módszer jól működik az 5532 típusú műveleti erősítőknél és az LM3886 típusú teljesítményerősítőknél.

Ha a meghajtó fokozatot és a kimeneti fokozatot külön vezetékek táplálják, ez bizonyos instabilitást okozhat az erősítőben magas frekvenciákon. A problémát úgy oldják meg, hogy egy kis kerámia kondenzátort csatlakoztatnak a mikroáramkör tápcsapjai közé:

nagyítás kattintásra

Ha a bypass (blokkoló) kondenzátorok 100uF-nál nagyobbak, akkor a közös vezetéküket "piszkos" földhöz kell kötni, mivel a nagy töltőáramok észrevehető interferenciát okozhatnak, ha a kondenzátorokat a jelföldre csatlakoztatják.

Zobel lánc

Az erősítő kimenetén lévő Zobel-áramkör megakadályozza, hogy az erősítőt magas frekvencián gerjesztesse. Az áramimpulzusok ebben az áramkörben problémákat okozhatnak, ezért azokat rövidre kell zárni egy "piszkos" testtel, vagyis a szűrőkondenzátorok vagy a bypass kondenzátorok közös kapcsaival.

Egyes teljesítményerősítő IC-k esetében a Zobel-áramkörökben lévő hosszú vezetékek instabilitást okoznak a jel negatív félhullámain.

Példa mono erősítő felszerelésére

Az egytápfeszültségű erősítőben a "csillag" jellemzően háromutas: jelföldelés, teljesítményszűrő kondenzátor földelése és "piszkos" földelés. Egy példa látható az ábrán:

nagyítás kattintásra

Itt az erősítőt integrált kialakításként kell érteni, valamint a diszkrét elemeken alapuló erősítőket.

Amint láthatja, egy jelföldelés egy sugárhoz van csatlakoztatva - itt az áramok nagyon kicsik, így nincs szükség az összes elem külön vezetővel történő csatlakoztatására. A második gerendára egyéni vezetők erősáramú áramkörök kimenetei vannak csatlakoztatva: a végfok, a Zobel áramkör, a hangszórórendszer közös kimenete és a bypass kondenzátorok. A tápegység szűrőkondenzátorának közös kimenete a harmadik sugárhoz csatlakozik.

A közös vezeték helyes csatlakoztatása a mikroáramkörök érintkezőihez az ábrán látható:

A "c" opció rossz opció. A pályaellenállás miatt a nagy áram növeli a kisáramú közös vezeték potenciálját a mikroáramkör kimenetéhez képest, ami a torzítás növekedéséhez vezet.

Folytatjuk...

A cikk a "Practical Electronics Every Day" című folyóirat anyagai alapján készült

Ingyenes fordítás: Főszerkesztő « »

Úgy tűnik, hogy könnyebb lenne csatlakoztatni az erősítőt tápegységés élvezed a kedvenc zenéidet?

Ha azonban felidézzük, hogy az erősítő lényegében a bemeneti jel törvénye szerint modulálja a tápfeszültség feszültségét, világossá válik, hogy a tervezési és telepítési problémák tápegység nagyon felelősségteljesen kell megközelíteni.

Ellenkező esetben az egyidejűleg elkövetett hibák és téves számítások (hang szempontjából) bármilyen, még a legkiválóbb és legdrágább erősítőt is elronthatják.

Stabilizátor vagy szűrő?

Meglepő módon a leggyakrabban a teljesítményerősítők táplálására használják egyszerű áramkörök transzformátorral, egyenirányítóval és simító kondenzátorral. Bár manapság a legtöbb elektronikus eszköz stabilizált tápegységet használ. Ennek az az oka, hogy olcsóbb és egyszerűbb olyan erősítőt tervezni, amelynek nagy a hullámzás-elutasítása, mint egy viszonylag erős szabályozót építeni. Napjainkban egy tipikus erősítő hullámzáscsökkentési szintje 100 Hz-es frekvencián körülbelül 60 dB, ami gyakorlatilag egy feszültségszabályozó paramétereinek felel meg. Egyenáramforrások, differenciálfokozatok, külön szűrők a fokozatok tápáramköreiben és egyéb áramköri technikák alkalmazása az erősítő fokozatokban még nagyobb értékek elérését teszi lehetővé.

Táplálás kimeneti fokozatok leggyakrabban nem stabilizálódott. A bennük lévő 100%-os negatív visszacsatolás, az egységerősítés, az LLCOS jelenléte miatt a háttér behatolása és a tápfeszültség hullámzása a kimenetre megakadályozható.

Az erősítő kimeneti fokozata lényegében egy feszültség (teljesítmény) szabályozó, amíg át nem lép vágó (korlátozó) módba. Ekkor a tápfeszültség hullámzása (100 Hz-es frekvencia) modulálja a kimeneti jelet, ami borzasztóan hangzik:

Ha az unipoláris táplálású erősítőknél csak a jel felső félhulláma modulálódik, akkor a bipoláris táplálású erősítőknél a jel mindkét félhulláma modulálva van. A legtöbb erősítő nagy jeleknél (teljesítménynél) rendelkezik ezzel a hatással, de ez semmilyen módon nem tükröződik a műszaki jellemzőkben. Egy jól megtervezett erősítőben nem fordulhat elő vágás.

Az erősítő (pontosabban az erősítő tápegységének) teszteléséhez kísérletet végezhet. Adjon egy jelet az erősítő bemenetére a hallhatónál valamivel magasabb frekvenciával. Az én esetemben 15 kHz elég :(. Növelje a bemeneti jel amplitúdóját addig, amíg az erősítő vágásba nem lép. Ilyenkor zümmögést (100 Hz) fog hallani a hangszórókban. A szintje alapján értékelheti a minőséget az erősítő tápegységéről.

Figyelem! A kísérlet előtt feltétlenül kapcsolja ki a hangszórórendszer magassugárzóját, különben meghiúsulhat.

A stabilizált tápegység elkerüli ezt a hatást, és hosszabb túlterhelés esetén kisebb torzítást eredményez. Figyelembe véve azonban a hálózati feszültség instabilitását, a stabilizátor teljesítményvesztesége körülbelül 20%.

A vágási hatás csökkentésének másik módja az, hogy a fokozatokat külön RC szűrőkön keresztül tápláljuk, ami szintén csökkenti valamelyest a teljesítményt.

A soros technológiában ezt ritkán alkalmazzák, hiszen a teljesítménycsökkentés mellett a termék költsége is nő. Ezenkívül az AB osztályú erősítőkben stabilizátor használata az erősítő gerjesztéséhez vezethet az erősítő és a szabályozó visszacsatoló hurkjainak rezonanciája miatt.

A teljesítményveszteség jelentősen csökkenthető modern kapcsolóüzemű tápegységek alkalmazásával. Mindazonáltal más problémák is felmerülnek itt: alacsony megbízhatóság (egy ilyen tápegység elemeinek száma sokkal nagyobb), magas költségek (egyszeri és kisipari gyártás esetén), magas szint RF interferencia.

Az ábrán látható egy tipikus tápáramkör egy 50 W kimeneti teljesítményű erősítőhöz:

A simító kondenzátorok kimeneti feszültsége körülbelül 1,4-szer nagyobb, mint a transzformátor kimeneti feszültsége.

Csúcsteljesítmény

E hiányosságok ellenére, ha az erősítő áramellátása nem stabilizálódott forrás, kaphat némi bónuszt - a rövid távú (csúcs) teljesítmény nagyobb, mint a tápegység teljesítménye, a szűrőkondenzátorok nagy kapacitása miatt. A tapasztalat azt mutatja, hogy minden 10 W kimeneti teljesítményhez legalább 2000 µF szükséges. Ennek a hatásnak köszönhetően megtakaríthatja a transzformátort - használhat kevésbé erős és ennek megfelelően olcsó transzformátort. Ne feledje, hogy az álló jelen végzett mérések nem mutatják ezt a hatást, csak rövid távú csúcsok esetén, azaz zenehallgatáskor jelenik meg.

A stabilizált tápegység nem ad ilyen hatást.

Párhuzamos vagy soros stabilizátor?

Úgy gondolják, hogy a párhuzamos szabályozók jobbak az audioeszközökben, mivel az áramkör egy helyi terhelésstabilizátor hurokban van zárva (a tápellátás kizárva), amint az az ábrán látható:

Ugyanezt a hatást érjük el, ha egy leválasztó kondenzátort telepítünk a kimenetre. De ebben az esetben az erősített jel alsó frekvenciája korlátozza.

Védő ellenállások

Valószínűleg minden rádióamatőr ismeri az égett ellenállás szagát. Égő lakk, epoxi és... pénz szaga. Eközben egy olcsó ellenállás megmentheti az erősítőt!

Amikor a szerző először bekapcsolja az erősítőt a tápáramkörökben, a biztosítékok helyett alacsony ellenállású (47-100 Ohm) ellenállásokat telepít, amelyek többszörösen olcsóbbak, mint a biztosítékok. Ezzel többször is megkímélték a drága erősítőelemeket a telepítési hibáktól, a rosszul beállított nyugalmi áramtól (a szabályozó a minimum helyett a maximumra volt állítva), a megfordított teljesítménypolaritástól stb.

A képen egy erősítő látható, ahol a telepítő összekeverte a TIP3055 tranzisztorokat a TIP2955-tel.

A tranzisztorok végül nem sérültek meg. Minden jól végződött, de nem az ellenállásoknak, és a helyiséget ki kellett szellőztetni.

A kulcs a feszültségesés.

A tápegységek nyomtatott áramköri lapjainak tervezésekor nem szabad elfelejteni, hogy a réz nem szupravezető. Ez különösen fontos a "földi" (közös) vezetékeknél. Ha vékonyak és zárt vagy hosszú áramköröket alkotnak, akkor a rajtuk átfolyó áram miatt feszültségesés következik be, és a potenciál a különböző pontokon eltérőnek bizonyul.

A potenciálkülönbség minimalizálása érdekében szokásos a közös vezetéket (földelést) csillag formájában huzalozni - amikor minden fogyasztónak saját vezetéke van. A "csillag" kifejezést nem szabad szó szerint érteni. A képen egy példa látható egy közös vezeték ilyen helyes bekötésére:

A csöves erősítőkben a kaszkádok anódterhelésének ellenállása meglehetősen nagy, 4 kOhm és nagyobb nagyságrendű, az áramok pedig nem túl nagyok, így a vezetők ellenállása nem játszik jelentős szerepet. A tranzisztoros erősítőkben a kaszkádok ellenállása lényegesen kisebb (a terhelés általában 4 ohm ellenállású), és az áramok sokkal nagyobbak, mint a csöves erősítőkben. Ezért a vezetők befolyása itt nagyon jelentős lehet.

A nyomtatott áramköri lapon lévő sáv ellenállása hatszor nagyobb, mint egy azonos hosszúságú rézhuzal ellenállása. Az átmérő 0,71 mm, ez egy tipikus vezeték, amelyet csöves erősítők felszereléséhez használnak.

0,036 Ohm, szemben a 0,0064 Ohm-mal! Figyelembe véve, hogy a tranzisztoros erősítők kimeneti fokozataiban az áramok ezerszer nagyobbak lehetnek, mint a csöves erősítők árama, azt találjuk, hogy a vezetők feszültségesése 6000! többször is. Talán ez az egyik oka annak, hogy a tranzisztoros erősítők rosszabbul szólnak, mint a csöves erősítők. Ez megmagyarázza azt is, hogy a PCB-re szerelt csöves erősítők gyakran rosszabbul szólnak, mint a felületre szerelt prototípusok.

Ne felejtsd el Ohm törvényét! Különféle technikák alkalmazhatók a nyomtatott vezetők ellenállásának csökkentésére. Például fedje le a pályát vastag ónréteggel, vagy forrasszon egy vastag, ónozott huzalt a pálya mentén. A lehetőségek a képen láthatók:

töltésimpulzusok

Annak megakadályozására, hogy a hálózati háttér behatoljon az erősítőbe, meg kell akadályozni, hogy a szűrőkondenzátorok töltőimpulzusai behatoljanak az erősítőbe. Ehhez az egyenirányító sávjainak közvetlenül a szűrőkondenzátorokhoz kell menniük. Erőteljes töltőáram-impulzusok keringenek rajtuk, így semmi más nem köthető hozzájuk. az erősítő tápáramköreit a szűrőkondenzátorok kapcsaira kell kötni.

Az unipoláris tápegységgel rendelkező erősítő tápegységének helyes csatlakoztatása (szerelése) az ábrán látható:

Nagyítás kattintásra

Az ábra egy PCB-változatot mutat:

Fodrozódás

A legtöbb szabályozatlan tápegységnek csak egy simító kondenzátora van az egyenirányító után (vagy több párhuzamosan csatlakozik). Az energia minőségének javítása érdekében egy egyszerű trükköt használhat: ossza szét az egyik tartályt két részre, és csatlakoztasson közéjük egy kis, 0,2-1 ohmos ellenállást. Ugyanakkor akár két kisebb címletű konténer is olcsóbb lehet, mint egy nagy.

Ez egyenletesebb kimeneti feszültség hullámzást biztosít kevesebb felharmonikussal:

Nagy áramok esetén az ellenállás feszültségesése jelentőssé válhat. A 0,7 V-ra való korlátozás érdekében egy erős dióda csatlakoztatható párhuzamosan az ellenállással. Ebben az esetben azonban a jel csúcsain, amikor a dióda kinyílik, a kimeneti feszültség hullámzása ismét „kemény” lesz.

Folytatjuk...

A cikk a "Practical Electronics Every Day" című folyóirat anyagai alapján készült

Ingyenes fordítás: A Radio Gazeta főszerkesztője

A teljesítményerősítő (VLF) vagy más elektronikus eszköz megfelelő tápegységének készítése nagyon fontos feladat. A teljes eszköz minősége és stabilitása attól függ, hogy milyen áramforrás lesz.

Ebben a kiadványban egy egyszerű transzformátoros tápegység gyártásáról fogok beszélni a "Phoenix P-400" házilag készített alacsony frekvenciájú teljesítményerősítőmhöz.

Egy ilyen egyszerű tápegység tápellátásra használható különféle sémák alacsony frekvenciájú teljesítményerősítők.

Előszó

Az erősítő leendő tápegységéhez (PSU) már volt egy toroid magom, ~220V-os tekercselt primer tekercseléssel, így az "impulzusos tápegység vagy hálózati transzformátor alapú" választás nem volt feladat.

A kapcsolóüzemű tápegységek kis méretűek és súlyúak, nagy kimeneti teljesítménnyel és nagy hatásfokkal rendelkeznek. A hálózati transzformátorra épülő táp nehéz, könnyen gyártható és beállítható, ráadásul az áramkör beállításakor sem kell veszélyes feszültségekkel számolnia, ami a hozzám hasonló kezdőknek különösen fontos.

toroid transzformátor

A toroid transzformátorok a Ш alakú lemezekből készült páncélozott magokon lévő transzformátorokhoz képest számos előnnyel rendelkeznek:

• kisebb térfogat és súly;
• nagyobb hatékonyság;
• legjobb hűtés tekercsekhez.

A primer tekercs már kb. 800 menetnyi 0,8 mm-es PELSHO huzalt tartalmazott, paraffinnal volt feltöltve és vékony PTFE szalaggal szigetelve.

A transzformátor vasának hozzávetőleges méreteinek megmérésével kiszámítható a teljes teljesítménye, így kitalálható, hogy a mag alkalmas-e a szükséges teljesítmény elérésére vagy sem.

Rizs. 1. A toroid transzformátor vasmagjának méretei.

• Teljes teljesítmény (W) \u003d Ablak területe (cm 2) * Keresztmetszeti terület (cm 2)
• Ablak területe = 3,14 * (d/2) 2
• Keresztmetszeti terület \u003d h * ((D-d) / 2)

Például számoljunk ki egy transzformátort, amelynek vas méretei: D=14cm, d=5cm, h=5cm.

• Ablak területe \u003d 3,14 * (5 cm / 2) * (5 cm / 2) \u003d 19,625 cm 2
• Metszeti terület \u003d 5cm * ((14cm-5cm) / 2) \u003d 22,5 cm 2
• Teljes teljesítmény = 19,625 * 22,5 = 441 watt.

Az általam használt transzformátor teljes teljesítménye egyértelműen kisebbnek bizonyult, mint amire számítottam - valahol 250 watt körül.

A szekunder tekercsek feszültségeinek kiválasztása

Ismerve a szükséges feszültséget az egyenirányító kimenetén az elektrolitkondenzátorok után, megközelítőleg kiszámítható a szükséges feszültség a transzformátor szekunder tekercsének kimenetén.

A diódahíd és a simítókondenzátorok utáni egyenfeszültség számértéke körülbelül 1,3...1,4-szeresére nő az ilyen egyenirányító bemenetére szolgáltatott váltakozó feszültséghez képest.

Az én esetemben az UMZCH táplálásához bipoláris állandó feszültségre van szüksége - 35 volt mindkét karon. Ennek megfelelően minden szekunder tekercsnél váltakozó feszültségnek kell lennie: 35 Volt / 1,4 \u003d ~ 25 Volt.

Ugyanezen elv alapján megközelítőleg kiszámítottam a transzformátor más szekunder tekercseinek feszültségértékeit.

A fordulatok számának és a tekercselésnek a kiszámítása

Az erősítő fennmaradó elektronikus alkatrészeinek táplálására úgy döntöttek, hogy több különálló szekunder tekercset feltekernek. A tekercsek tekercseléséhez rézzománcozott huzallal fából készült sikló készült. Üvegszálból vagy műanyagból is készülhet.

Rizs. 2. Shuttle toroid transzformátor tekercseléséhez.

A tekercselés rézzománcozott huzallal történt, amely elérhető volt:

• 4 UMZCH teljesítménytekercshez - 1,5 mm átmérőjű huzal;
• más tekercseknél - 0,6 mm.

A szekunder tekercsek menetszámát kísérletileg választottam ki, mivel nem tudtam a primer tekercs pontos menetszámát.

A módszer lényege:

1. 20 fordulatot tekerünk bármilyen vezetékből;
2. Csatlakoztatjuk a transzformátor primer tekercsét a hálózathoz ~ 220 V, és megmérjük a feszültséget a tekercsen 20 fordulattal;
3. A szükséges feszültséget elosztjuk a 20 fordulatból kapott feszültséggel - megtudjuk, hányszor kell 20 fordulat a tekercseléshez.

Például: szükségünk van 25 V-ra, és 20 fordulatból 5 V-ot kapunk, 25 V / 5 V = 5 - 5-ször 20 fordulatot kell feltekerni, azaz 100 fordulatot.

A szükséges huzal hosszának kiszámítása a következőképpen történt: 20 menet huzalt feltekertem, markerrel megjelöltem, letekertem és megmértem a hosszát. A szükséges fordulatszámot elosztottam 20-zal, a kapott értéket megszoroztam 20 huzalfordulat hosszával - megközelítőleg megkaptam a tekercseléshez szükséges huzalhosszt. Ha a teljes hosszhoz 1-2 méter készletet adunk, akkor a drótot a siklón feltekerhetjük és biztonságosan levághatjuk.

Például: 100 menet drót kell, 20 tekercses csavar hossza 1,3 méternek bizonyult, megtudjuk, hányszor kell 1,3 métert feltekerni, hogy 100 fordulatot kapjunk - 100/20=5, megtudjuk a huzal teljes hossza (5 db 1,3m) - 1,3*5=6,5m. Hozzáadunk 1,5 m-t az állományhoz, és megkapjuk a 8 m hosszúságot.

Minden következő tekercsnél meg kell ismételni a mérést, mivel minden új tekercselésnél megnő a fordulatonként szükséges huzalhossz.

Az egyes 25 V-os tekercspárok tekercseléséhez egyszerre két vezetéket fektettek párhuzamosan az űrsiklóra (2 tekercshez). Tekercselés után az első tekercs vége össze van kötve a második elejével - két szekunder tekercset kaptunk egy bipoláris egyenirányítóhoz, középen csatlakozóval.

Az UMZCH áramkörök táplálására szolgáló szekunder tekercspárok mindegyikének feltekercselése után azokat vékony fluoroplasztikus szalaggal szigetelték.

Így 6 szekunder tekercset tekercseltek: négyet az UMZCH táplálására, és még kettőt az elektronika többi részének tápellátására.

Egyenirányítók és feszültségstabilizátorok vázlata

Az alábbiakban a házi készítésű végerősítőm tápegységének vázlatos rajza látható.

Rizs. 2. Házi készítésű basszus erősítő tápellátásának vázlata.

Az alacsony frekvenciájú teljesítményerősítő áramkörök táplálására két bipoláris egyenirányítót használnak - A1.1 és A1.2. Pihenés elektronikus blokkok Az erősítőt az A2.1 és A2.2 feszültségszabályozók táplálják.

Az R1 és R2 ellenállások szükségesek az elektrolitkondenzátorok kisütéséhez, amikor a tápvezetékek le vannak választva a teljesítményerősítő áramkörökről.

Az UMZCH-ban 4 erősítőcsatorna van, párban kapcsolhatók be és ki olyan kapcsolókkal, amelyek elektromágneses relék segítségével kapcsolják az UMZCH sál tápvezetékeit.

Az R1 és R2 ellenállások kizárhatók az áramkörből, ha a tápegység folyamatosan csatlakozik az UMZCH kártyákhoz, ebben az esetben az elektrolitikus kapacitások az UMZCH áramkörön keresztül kisülnek.

A KD213 diódákat maximum 10A előremenő áramra tervezték, esetemben ez elég. A D5 diódahidat legalább 2-3A áramerősségre tervezték, 4 diódából állították össze. A C5 és C6 kapacitások, amelyek mindegyike két 10 000 mikrofarad kapacitású, 63 V-os kondenzátorból áll.

Rizs. 3. Sematikus diagramok DC feszültség stabilizátorok L7805, L7812, LM317 mikroáramkörökön.

A diagramon szereplő nevek megfejtése:

• STAB - feszültségszabályozó beállítás nélkül, áramerősség legfeljebb 1 A;
• STAB+REG - állítható feszültségszabályozó, áramerősség legfeljebb 1A;
• STAB+POW - állítható feszültségstabilizátor, áram kb. 2-3A.

LM317, 7805 és 7812 mikroáramkörök használata esetén a stabilizátor kimeneti feszültsége egy egyszerűsített képlettel számítható ki:

Uout = Vxx * (1 + R2/R1)

A Vxx for chipek jelentése a következő:

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

Számítási példa az LM317-hez: R1=240R, R2=1200R, Uout = 1,25*(1+1200/240) = 7,5V.

Tervezés

Így tervezték a tápfeszültség felhasználását:

• +36V, -36V - teljesítményerősítők a TDA7250-en
• 12V - elektronikus hangerőszabályzók, sztereó processzorok, kimeneti teljesítményjelzők, hőszabályozó áramkörök, ventilátorok, háttérvilágítás;
• 5V - hőmérsékletjelzők, mikrokontroller, digitális vezérlőpanel.

A feszültségszabályozó chipek és tranzisztorok kis hűtőbordákra voltak szerelve, amelyeket eltávolítottam a nem működő számítógép tápegységeiről. A tokokat szigetelő tömítéseken keresztül rögzítették a radiátorokhoz.

Nyomtatott áramkör két részből készült, amelyek mindegyike tartalmaz egy bipoláris egyenirányítót az UMZCH áramkörhöz és a szükséges feszültségstabilizátorkészletet.

Rizs. 4. A tápegység kártya egyik fele.

Rizs. 5. A tápegység tábla másik fele.

Rizs. 6. Kész tápegység alkatrészek házi készítésű végerősítőhöz.

Később a hibakeresés során arra a következtetésre jutottam, hogy sokkal kényelmesebb lenne külön táblákra készíteni a feszültségstabilizátorokat. Ennek ellenére a „mindent egy táblán” opció szintén nem rossz és kényelmes a maga módján.

Ezenkívül az UMZCH egyenirányítója (a 2. ábrán látható rajz) felületre szerelhető, és a stabilizátor áramkörök (3. ábra) a szükséges mennyiségben - külön nyomtatott áramköri kártyákon.

Az egyenirányító elektronikus alkatrészeinek bekötését a 7. ábra mutatja.

Rizs. 7. Csatlakozási rajz bipoláris egyenirányító -36V + 36V felületi szereléssel történő összeszereléséhez.

A csatlakozásokat vastag szigetelt rézvezetőkkel kell elvégezni.

Az 1000pF-os kondenzátorokkal ellátott diódahíd külön is elhelyezhető a hűtőbordán. A nagy teljesítményű KD213 diódák (tabletták) egy közös radiátorra szerelését szigetelő hőpárnán (termorezin vagy csillám) keresztül kell végrehajtani, mivel az egyik dióda vezeték érintkezik a fém burkolatával!

A szűrési sémához ( elektrolit kondenzátorok 10000uF, ellenállások és kerámia kondenzátorok 0,1-0,33uF) lehet sietősen szereljen össze egy kis panelt - egy nyomtatott áramköri lapot (8. ábra).

Rizs. 8. Példa üvegszálas nyílásokkal ellátott panelre az egyenirányító simítószűrők felszereléséhez.

Egy ilyen panel elkészítéséhez téglalap alakú üvegszálra van szüksége. Fémhez való fémfűrészlapból készült házi maróval (9. ábra) a rézfóliát teljes hosszában levágjuk, majd az egyik így kapott részt merőlegesen kettévágjuk.

Rizs. 9. Házi vágó fémfűrészlapból, darálón készült.

Ezt követően körvonalazzuk és lyukakat fúrunk az alkatrészekhez és a rögzítőkhöz, a rézfelületet vékony csiszolópapírral megtisztítjuk és folyasztószerrel és forrasztással ónozzuk. Az alkatrészeket forrasztjuk és csatlakoztatjuk az áramkörhöz.

Következtetés

Íme, egy ilyen egyszerű tápegység készült egy jövőbeli házi készítésű hangfrekvenciás teljesítményerősítőhöz. Továbbra is ki kell egészíteni egy lágyindítási áramkörrel és készenléti üzemmóddal.

UPD: Jurij Glushnev nyomtatott áramköri lapot küldött két + 22 V és + 12 V feszültségű stabilizátor összeszereléséhez. Két STAB + POW áramkört tartalmaz (3. ábra) LM317, 7812 mikroáramkörökön és TIP42 tranzisztorokon.

Rizs. 10. Nyomtatott áramköri kártya + 22V és + 12V feszültségstabilizátorokkal.

Letöltés - (63 KB).

Egy másik nyomtatott áramkör, amelyet az LM317-en alapuló STAB + REG állítható feszültségszabályozó áramkörhöz terveztek:

Rizs. 11. Nyomtatott áramköri lap LM317 chipen alapuló állítható feszültségszabályozóhoz.

Jó időt mindenkinek. Hadd mutassam be a teljesítmény invertert egy nagy teljesítményű audioerősítő táplálására. Sajnos különösen jól megismételhető. Ezért úgy döntöttek, hogy egy ilyen áramforrást a semmiből készítenek. Sok időt vett igénybe ennek az UPS-nek a tervezése, megépítése és tesztelése. És most, az utolsó tesztek lebonyolítása után (minden teszt sikeres volt) kijelenthetjük, hogy a projekt befejeződött, és az oldal tisztelt rádióamatőr közönsége kipróbálhatja. 2 Schemes.ru

Ennek az inverternek a projektje nagyszerű, sőt, erre fejlesztették ki. Az átalakító nem bonyolult, és nem túl fejlett elektronikai mérnököknek kell sikeresen összeszerelnie. Még csak oszcilloszkóp sem kell a működéséhez, de mindenképpen hasznos lenne. A tápegység áramkörének alapja az m / s TL494.

Rövidzárlat elleni védelemmel rendelkezik, és 250 W folyamatos teljesítményt kell biztosítania. Az átalakító további +/- 9...12 V kimeneti feszültséggel is rendelkezik, amely az előerősítő, a ventilátorok stb.

Kapcsoló tápegység az erősítő áramköréhez

Az átalakító ennek a séma szerint készül. A tábla méretei 150×100 mm.

Az inverter több alapvető modulból áll, amelyek a legtöbb hasonló tápegységben megtalálhatók, például az ATX tápegységben. A C21, R21 és L5 elemekből álló biztosíték, termisztor és hálózati szűrő a 220V AC tápra kerül, majd a D26-D29 egyenirányító híd, a C18 és C19 inverter bemeneti kondenzátorok és a Q8 és Q9 teljesítménytranzisztorok kapcsolják a feszültséget. a transzformátoron. A teljesítménytranzisztorokat egy további T2 transzformátorral vezérli az egyik legnépszerűbb PWM vezérlő - TL494 (KA7500). A kimeneti teljesítmény mérésére szolgáló T3 áramváltó sorba van kötve a primer tekercssel. A T1 transzformátornak két különálló szekunder tekercselése van. Az egyik 2 × 35 V, a másik 2 × 12 V feszültséget generál. Mindegyik tekercsben D14-D17 és D22-D25 gyorsdióda található, amelyek összesen 2 egyenirányító hidat alkotnak.

A +/- 34 V-os vezeték 14 ohmos ellenállással való terhelése után a feszültség +/- 31 V-ra esik. Ez egy ilyen kis ferritmagnál elég jó eredmény. 5 perc múlva a D22-D25 diódák, a főtranszformátor és a MOSFET kb. 50C hőmérsékletre melegedtek fel, ami elég biztonságos. A TDA7294 két csatornájának csatlakoztatása után a feszültség +/- 30 V-ra esett. Az inverterelemek rezisztív terhelésként melegedtek fel. A kísérletek után a kimeneti áramkör 2200uF-os kondenzátorokkal és 22uH / 14A fojtótekercsekkel van felszerelve. A feszültségesés valamivel nagyobb, mint a 6,8uH-nál, azonban ezek használata egyértelműen csökkenti a MOSFET-ek melegedését.

Mindkét kimenet kimeneti feszültsége terhelés alatt 20 W-os izzókkal:

A kapcsolóüzemű tápegység működési elve

A 220 V-os feszültséget D26-D29 diódákkal ellátott híd egyenirányítja. A C18 és C19 bemeneti kondenzátorok 320V összfeszültségre vannak töltve, és mivel az inverter félhíd rendszerben működik, ezért felezik őket, így kondenzátoronként 160 V-ot adnak. Ezt a feszültséget tovább egyensúlyozzák az R16 és R17 ellenállások. Ennek az elválasztásnak köszönhetően a T1 transzformátor egy csatornához csatlakoztatható. Ezután a kondenzátorok közötti potenciált testként kezeljük, a primer egyik végét +160 V-ra, a másik végét -160 V-ra kötjük. A T1 transzformátor primer tekercsének kapcsolási feszültsége N-MOSFET változó segítségével történik. Q8 és Q9 tranzisztor.

A C10 kondenzátor és a T3 áramváltó primer tekercse sorba van kapcsolva a primer tekercssel. A csatolókondenzátorra nincs szükség az áramkör működéséhez, de nagyon fontos szerepet játszik - megvédi a bemeneti kondenzátorok kiegyensúlyozatlan energiafogyasztását, és így az egyik 200 V-nál nagyobb feszültségre történő töltése előtt. A T3 áramváltó , amely szintén sorba van kapcsolva a primer tekercseléssel, rövidzárlat elleni védelemként működik. Az áramváltó galvanikus leválasztást biztosít, és lehetővé teszi az áramerősség mérését, az átvitel pontosságára csökkentve. Feladata, hogy tájékoztassa a vezérlőt a T1 primer tekercsen átfolyó áram nagyságáról.

A főtranszformátor primer tekercsével párhuzamosan van egy úgynevezett impulzuselnyomó áramkör, amelyet C13 és R18 alkot. Elnyomja a teljesítménytranzisztorok kapcsolásakor keletkező feszültségcsúcsokat. A MOSFET-ekre nem veszélyesek, mert beépített diódáik hatékonyan védenek a lefolyók túlfeszültségei ellen. A feszültségcsúcsok azonban hátrányosan befolyásolhatják az inverter hatékonyságát, ezért fontos ezeket kiküszöbölni.

A teljesítmény MOSFET-eket nem lehet közvetlenül a vezérlőről meghajtani a felső tranzisztorforrás potenciálváltozása miatt. A tranzisztorokat egy speciális T2 transzformátor vezérli. Ez egy hagyományos impulzustranszformátor, amely push-pull üzemmódban működik, kinyitja a teljesítménytranzisztorokat. A T2 vezérlőtranszformátor bemenetén egy sor feszültségszabályozó elem található a tekercseken, amelyek amellett, hogy a vezérlő által diktált feszültséget generálják, védenek a mag demagnetizáló feszültsége ellen. A szabályozatlan feszültségmentesítő feszültség nyitva tartaná a tranzisztort. A lemágnesezési feszültség megszüntetéséért közvetlenül felelős elemek a D7 és D9 diódák, valamint a Q3 és Q5 tranzisztorok. Üresjáratban, amikor mindkét MOSFET ki van kapcsolva, az áram D7-en és Q5-ön (vagy D9-en és Q3-on) folyik, és körülbelül 1,4 V lemágnesezési feszültséget tart fenn. Ez a feszültség biztonságos, és nem tudja kinyitni a teljesítménytranzisztort.

MOSFET bemeneti feszültség hullámalakja:

A hullámformán jól látható a pillanat, amikor a mag abbamarad a D7 és D8 (D6 és D9) diódák általi lemágnesezése, és a Q3 és Q4 (Q2 és Q5) tranzisztorok ellentétes irányban kezdik mágnesezni. A mag lemágnesezési fázisában a T2 kapufeszültsége eléri a 18 V-ot, a mágnesezési fázisban pedig körülbelül 14 V-ra csökken.
Miért nem használják valamelyik IR típusú meghajtót? Először is a vezérlőtranszformátor megbízhatóbb, kiszámíthatóbb. Az infravörös illesztőprogramok nagyon szeszélyesek és hibákra hajlamosak.

A T1 főtranszformátor szekunder tekercsén váltakozó feszültség keletkezik, ezért azt egyenirányítani kell. Az egyenirányító szerepét egyenirányító gyorsdiódák töltik be, amelyek szimmetrikus feszültséget generálnak. A kimeneti fojtótekercsek a diódák mögött találhatók - jelenlétük befolyásolja az inverter hatékonyságát, elnyomva a kimeneti kondenzátorok töltését, amikor az egyik teljesítménytranzisztor be van kapcsolva. Ezután következnek a kimeneti kondenzátorok előfeszítő ellenállással, amelyek megakadályozzák a feszültség túl magasra emelkedését.

Impulzus PI vezérlő

A vezérlő az inverter alapja, ezért részletesebben ismertetjük. Az inverter egy TL494-es vezérlőt használ, amelynek beállított működési frekvenciája megegyezik az ATX tápegységekkel, azaz 30 kHz. Az inverter nem rendelkezik kimeneti feszültség stabilizálóval, így a vezérlő maximálisan 85%-os munkaciklussal működik. A vezérlő lágyindító rendszerrel van felszerelve, amely C5 és R7 elemekből áll. Az inverter indítása után az áramkör 0%-tól zökkenőmentesen növeli a munkaciklust, ami kiküszöböli a kimeneti kondenzátorok töltésénél jelentkező túlfeszültséget. A TL494 7 V-ról tud működni, és ez a T2 vezérlőtranszformátor pufferét tápláló feszültség 3 V nagyságrendű feszültséget generál a kapukon, az ilyen nem teljesen nyitott tranzisztorok több tíz voltot adnak le, ami hatalmas teljesítményveszteséggel jár. és nagy a valószínűsége a veszélyes határérték túllépésének. Ennek megakadályozására túl nagy feszültségesés elleni védelem készül. Ez egy R4 - R5 ellenállásosztóból és egy Q1 tranzisztorból áll. Miután a feszültség 14,1 V-ra csökken, a Q1 kisüti a lágyindító kondenzátort, ezáltal a feltöltést 0%-ra csökkenti.

A vezérlő másik funkciója, hogy megvédje az invertert a rövidzárlattól. A primer tekercs áramára vonatkozó információkat a vezérlő a T3 áramváltón keresztül kapja meg. A T3 szekunder áram átfolyik az R9 ellenálláson, ami kis feszültséget csökkent. Az R9 feszültségére vonatkozó információ a PR1 potenciométeren keresztül a TL494 hibaerősítőhöz kerül, és összehasonlításra kerül az R1 és R2 ellenállásosztó feszültségével. Ha a vezérlő 1,6 V-nál nagyobb feszültséget észlel a PR1 potenciométeren, kikapcsolja a tranzisztorokat, mielőtt azok átlépnék a veszélyes határértéket, és a D1 és R3 segítségével reteszelődik. A teljesítménytranzisztorok zárva maradnak az inverter újraindításáig. Sajnos ez a védelem csak a +/- 35 V vezetéken működik megfelelően. A +/- 12 V vezeték sokkal gyengébb és rövidzárlat esetén előfordulhat, hogy nem lesz elég áram a védelem működéséhez.

A vezérlő tápellátása transzformátor nélküli, kondenzátor ellenállással. A két C20 és C24 kondenzátor meddőteljesítményt vesz fel a hálózatról, ezért áramot hozva a C1 szűrőkondenzátort a D10-D13 egyenirányítón keresztül tölti fel. A DZ1 Zener dióda megvédi a C1 túl magas feszültségét, és 18 V-on stabilizálja azokat.

Impulzus transzformátorok a tápegységben

Az impulzustranszformátor minősége és teljesítménye befolyásolja az egész konverter hatásfokát és a kimeneti feszültséget. A transzformátor azonban nemcsak az elektromos áram átalakítását látja el, hanem galvanikus leválasztást is biztosít a 220 V-os hálózatról, így nagy befolyást a biztonság érdekében.

Így készítsünk ilyen transzformátort. Mindenekelőtt ferritmagnak kell lennie. Nem lehet rajta légrés, a feleinek tökéletesen kapcsolódniuk kell egymáshoz. Elméletileg itt toroid mag használható, de elég nehéz lesz jó szigetelést és tekercset készíteni.

Javasoljuk a fő ETD34, ETD29 használatát végső megoldásként, de akkor a maximális folyamatos teljesítmény nem lehet több 180 wattnál. Kicsibe kerülnek, így a legjobb megoldás egy sérült ATX tápegység beszerzése lenne. A PC-ről kiégett tápegységek az összes szükséges transzformátoron kívül még sok hasznos elemet tartalmaznak, köztük túlfeszültség-védőt, kondenzátorokat, diódákat és néha TL494-et (KA7500).

A transzformátorokat óvatosan le kell forrasztani az ATX tápegységről, lehetőleg hőlégpisztollyal. Kiforrasztás után ne próbálja meg szétszedni a transzformátort, mert eltörik. A transzformátort vízbe kell helyezni és fel kell forralni. 5 perc elteltével óvatosan meg kell ragadnia a mag felét az anyagon keresztül, és szét kell választani. Ha nem akarnak szétszóródni, ne húzza erősen - eltörik! Tegyük vissza, és főzzük további 5 percig.

A fő transzformátor tekercselésének folyamatát a tekercselt huzal mennyiségének megszámlálásával kell kezdeni. Az állandó működési frekvencia és az adott maximális indukció miatt a primer tekercsek száma csak a ferritmag főoszlopának keresztmetszeti területétől függ. A maximális indukció 250 mT-ra korlátozódik a félhíd működés miatt - itt a mágnesezés aszimmetriája egyszerű.

Képlet a fordulatok számának kiszámításához:

n = 53/Qr,

• Qr a mag fő rúdjának keresztmetszete cm2-ben.

Így egy 0,5 cm2 keresztmetszetű maghoz 106 fordulatot kell tekercselni, és egy 1,5 cm2 keresztmetszetű maghoz csak 35. Ne feledje, hogy nem szabad fél fordulatot feltekerni - mindig felfelé egy pluszba. A szekunder tekercsek számának kiszámítása ugyanaz, mint bármely más transzformátor esetében - a kimeneti feszültség és a bemeneti feszültség aránya pontosan megegyezik a szekunder tekercsek számának és a primer tekercsek számának arányával.

A következő lépés a tekercshuzalok vastagságának kiszámítása. A legfontosabb dolog, amit figyelembe kell venni a vezetékek vastagságának kiszámításakor, az, hogy a teljes mag ablakot meg kell tölteni huzallal - ettől függ a transzformátor tekercseinek mágneses csatlakozása, és ennek következtében a kimeneti feszültségesés. A magablakon áthaladó összes vezeték teljes keresztmetszete a főablak keresztmetszetének körülbelül 40-50%-a legyen (a főablak az a hely, ahol a vezeték áthalad a magon). Ha először tekercsel egy transzformátort, akkor ezt a 40%-ot kell megközelítenie. A számításoknál figyelembe kell venni a tekercsek keresztmetszetén átfolyó áramokat is. Általában az áramsűrűség 5 A/mm2 és ezt az értéket nem szabad túllépni, kívánatos alacsonyabb áramsűrűség alkalmazása. A szimulációban a primer oldali áram 220W / 140V = 1,6A, tehát a vezeték mérete 0,32mm2 legyen, ami azt jelenti, hogy 0,6mm vastagságú lesz. A szekunder oldalon a 220 W/54 V áram 4,1 A lenne, ami 0,82 mm keresztmetszetet és 1 mm tényleges vezetékvastagságot eredményez. Mindkét esetben figyelembe vettük a terhelés alatti maximális feszültségesést. Emlékeztetni kell arra is, hogy az impulzustranszformátorok bőrhatása miatt a vezetékvastagságot a működési frekvencia korlátozza - esetünkben 30 kHz-en a maximális vezetékvastagság 0,9 mm. 1 mm vastag vezeték helyett jobb két vékonyabb vezetéket használni. A tekercsek és vezetékek számának kiszámítása után ellenőrizze, hogy a számított rézablak kitöltése 40-50%.

A transzformátor primer tekercsét két részre kell helyezni. A primer első része (35 fordulatból) az elsőhöz hasonlóan fel van tekerve egy üres keretre. Meg kell tartani a tekercselés irányát a keret felé - a tekercs második részét ugyanabba az irányba kell tekercselni. Az első rész feltekercselése után a másik végét az átmeneti, lerövidített csapra kell forrasztani, amit a tábla nem tartalmaz. Ezután vigyen fel 4 réteg elektromos szalagot a tekercsre, és tekerje fel a teljes szekunder tekercset - ez a tekercselési módszert jelenti. Ez javítja a tekercsek szimmetriáját. A következő +/- 12 V-os szekunder tekercs közvetlenül a +/- 35 V-os tekercsre tekerhető olyan helyeken, ahol kis mennyiségű szabad helyet takarítottunk meg, majd 4 rétegű elektromos szalaggal teljesen le lehet szigetelni. Természetesen azokat a helyeket is le kell szigetelni, ahol a tekercsek végeit a házcsapokhoz hozzák. Utolsó tekercsként tekerje fel az elsődleges tekercs második részét, mindig ugyanabba az irányba, mint az előző. Tekercselés után lehetséges az utolsó tekercs szigetelése, de nem feltétlenül.

Amikor a tekercsek készen vannak, hajtsa be a mag felét. A legjobb és bevált megoldás az elektromos szalaggal történő összekötés egy csepp ragasztóval. A magot többször becsomagoljuk szigetelőszalaggal.

A vezérlőtranszformátor úgy készül, mint bármely más impulzustranszformátor. Magként egy ATX PSU-ból származó kis EE/EI használható. Vásárolhat TN-13 vagy TN-16 toroid magot is. A tekercsek száma, mint általában, a mag keresztmetszetétől függ.

A toroidok esetében a képlet a következő:

n = 8/Qr,

• ahol n az elsődleges tekercs tekercseinek száma,
• Qr a mag keresztmetszete cm2-ben.

A szekunder tekercseket a primer tekercsekkel azonos fordulatszámmal kell feltekerni, csak kisebb eltérések megengedettek. Mivel a transzformátor csak egy pár MOSFET-et fog meghajtani, a vezeték vastagsága nem fontos, a minimális vastagsága kisebb, mint 0,1 mm. Ebben az esetben 0,3 mm. A primer tekercs első felét sorba kell tekerni - szigetelő réteg - első szekunder tekercs - szigetelő réteg - második szekunder tekercs - szigetelő réteg - a primer tekercs második fele. Nagyon fontos a tekercselés iránya, itt a MOSFET-eket egyenként kell bekapcsolni, és nem egyszerre. A tekercselés után ugyanúgy csatlakoztatjuk a magot, mint az előző transzformátorban.

Az áramváltó hasonló a fentihez. A tekercsek száma itt tetszőleges, elvileg elegendő a szekunder tekercs tekercseinek száma:

n = 4/Qr,

• ahol n a szekunder tekercs tekercseinek száma,
• Qr a mag kerületének keresztmetszete cm2-ben.

De mivel itt az áramok nagyon kicsik, jobb, ha mindig nagyobb számú fordulatot használunk. Másrészt fontosabb mindkét tekercs menetszámának megfelelő arányának fenntartása. Ha úgy dönt, hogy megváltoztatja ezt az arányt, akkor be kell állítania az R9 ellenállás értékét.

Íme az R9 kiszámításának képlete a fordulatok számától függően:

R9 = (0,9Ω * n2) / n1,

• ahol n2 a szekunder tekercs tekercseinek száma,
• n1 az elsődleges tekercs tekercseinek száma.

Az R9 megváltoztatásával a C7-et is ennek megfelelően módosítani kell. Az áramváltó könnyebben tekerhető toroid magra, a TN-13 vagy TN-16 típust ajánljuk. Készíthet azonban sh-core transzformátort. Ha a transzformátort toroid magra tekeri, először a szekunder tekercset tekercselje fel nagy fordulatszámmal. Ezután egy szigetelőszalagot és végül egy primer tekercset egy 0,8 mm vastag huzallal.

Az áramkör elemeinek leírása

Az ATX tápegységben szinte minden elem megtalálható. D26-D29 diódák 400 V áttörési feszültséggel, de jobb, ha kicsit magasabbra, legalább 600 V-ra van szükség. Az ATX tápegységben egy kész egyenirányító található. A vezérlő tápellátására szolgáló diódahidakat is ajánlatos legalább 600 V-os feszültséggel használni. De lehetnek olcsók és népszerűek az 1N4007-es vagy hasonlók.

A vezérlő feszültségellátását korlátozó zener-diódának 0,7 W-ot kell kibírnia, tehát a névleges teljesítménye 1 W vagy annál nagyobb legyen.

A C18 és C19 kondenzátorok eltérő kapacitással használhatók, de legalább 220 uF. A 470 uF-nál nagyobb kapacitást szintén nem szabad használni a szükségtelenül megnövekedett áram miatt, amikor az inverter csatlakoztatva van a hálózathoz, és nagy méretek - előfordulhat, hogy egyszerűen nem férnek el a táblán. A C18 és C19 kondenzátorok szintén megtalálhatók minden ATX tápegységben.

A Q8 és Q9 teljesítménytranzisztorok nagyon népszerűek az IRF840-ek, amelyek a legtöbb elektronikai üzletben 30 rubelért kaphatók. Elvileg más 500 V-os MOSFET-eket is használhat, de ez megváltoztatja az R12 és R13 ellenállásokat. 75 ohmra állítva körülbelül 1 µs-os kapu nyitási/zárási időt biztosít. Alternatív megoldásként 68-82 ohmosra is cserélhetők.

Pufferek a MOSFET bemenetek és az I. vezérlőtranszformátor előtt, a BD135 / 136 tranzisztorokon. Bármilyen más, 40 V feletti áttörési feszültségű tranzisztor használható itt, mint például a BC639 / BC640 vagy a 2SC945 / 2SA1015. Utóbbit ki lehet tépni ATX tápokból, monitorokból stb. Az inverter nagyon fontos eleme a C10 kondenzátor. Nagy impulzusáramokhoz igazított polipropilén kondenzátornak kell lennie. Ilyen kondenzátor található az ATX tápegységekben. Sajnos néha ez okozza a tápellátás meghibásodását, ezért gondosan ellenőrizni kell, mielőtt az áramkörbe forrasztaná.

A +/- 35V-ot egyenirányító D22-D25 diódákat UF5408 párhuzamosan használjuk, de jobb megoldás egyetlen BY500/600 diódák használata, amelyek kisebb esési feszültséggel és nagyobb névleges áramerősséggel rendelkeznek. Ha lehetséges, ezeket a diódákat hosszú vezetékekre kell forrasztani - ez javítja a hűtést.

Az L3 és L4 induktorok ATX tápegységekből származó toroid pormagokra vannak feltekercselve - jellemzőjük a domináns sárga és fehér szín. Elegendő 23 mm átmérőjű mag, mindegyiken 15-20 fordulat. A tesztek azonban azt mutatták, hogy nincs rájuk szükség - az inverter nélkülük működik, eléri a teljesítményét, de a tranzisztorok, a diódák és a C10 kondenzátor felmelegszik az impulzusáramok hatására. Az L3 és L4 induktorok növelik az inverter hatékonyságát és csökkentik a hibaarányt.

A D14-D17 +/- 12V egyenirányítók nagy hatással vannak ennek a vonalnak a hatékonyságára. Ha ez a vonal előerősítőt, további ventilátorokat, kiegészítő fejhallgató-erősítőt és például szintmérőt fog táplálni, akkor legalább 1 A-ig diódákat kell használni. Ha azonban a +/- 12 V-os vonal csak olyan előerősítőt táplál, amely legfeljebb 80 mA-t vesz fel. , itt akár az 1N4148 is használható. Az L1 és L2 induktorokra gyakorlatilag nincs szükség, de jelenlétük javítja a hálózati zavarok kiszűrését. Extrém esetekben 4,7 ohmos ellenállások használhatók helyette.

Az R22 és R23 feszültséghatárolók sorba vagy párhuzamosan kapcsolt teljesítmény-ellenállások sorozatából állhatnak, hogy egyetlen nagyobb teljesítményű ellenállást és megfelelő ellenállást kapjanak.

Az inverter indítása és konfigurálása

A táblák maratása után kezdje el az elemek összeszerelését a legkisebbtől a legnagyobbig. Az L5 induktor kivételével minden alkatrészt forrasztani kell. Az összeszerelés befejezése és a kártya ellenőrzése után állítsa a PR1 potenciométert a bal szélső helyzetbe és csatlakoztassa a hálózati feszültséget az INPUT 220V csatlakozóhoz.A C1 kondenzátoron 18V feszültségnek kell lennie.Ha a feszültség kb. 14V-nál megáll, az problémát jelent. a transzformátor vagy teljesítménytranzisztorok vezérlésével, azaz rövidzárlat a vezérlőáramkörben. Az oszcilloszkóp tulajdonosai ellenőrizhetik a feszültséget a tranzisztor kapukon. Ha a vezérlő megfelelően működik, ellenőrizze, hogy a MOSFET megfelelően kapcsol-e.

A 12V-os tápegység és a vezérlő tápegység bekapcsolása után a +/- 35V-os vonalon +/- 2V-nak kell megjelennie, vagyis a tranzisztorok egyenként megfelelően vannak vezérelve. Ha a 12 V-os tápegységen világít a lámpa, és nincs feszültség a kimeneten, ez azt jelenti, hogy mindkét teljesítménytranzisztor egyszerre nyit. Ebben az esetben a vezérlőtranszformátort le kell választani, és a transzformátor egyik szekunder tekercsének vezetékeit ki kell cserélni. Ezután forrassza vissza a transzformátort, és próbálja újra a 12 V-os tápegységgel és lámpával.
Ha a teszt menni fog sikeresen és +/- 2 V-ot kap a kimeneten, lekapcsolhatja a lámpa tápellátását és forraszthatja az L5 induktivitást. Az inverternek ezentúl a 220 V-os hálózatról 60 W-os lámpán keresztül kell működnie. A hálózathoz való csatlakozás után a jelzőfénynek röviden villognia kell, és azonnal teljesen ki kell kapcsolnia. A kimenetnek +/- 35 és +/- 12 V-ot kell mutatnia (vagy a transzformátor fordulatszámától függően más feszültséget).

Töltsön be egy kis energiát (például egy elektronikus terhelésből) a teszteléshez, és a bemeneti jelzőfény kicsit világítani kezd. A teszt után az invertert közvetlenül a hálózatra kell kapcsolni, és a teljesítmény ellenőrzéséhez egy körülbelül 20 ohmos ellenállású terhelést kell a +/- 35 V vezetékre csatlakoztatni. A PR1-et úgy kell beállítani, hogy az inverter ne kapcsoljon ki a fűtőelem feltöltése után. Amikor az inverter elkezd felmelegedni, ellenőrizheti a +/- 35 V-os hálózati feszültségesést és kiszámíthatja a kimeneti teljesítményt. Egy 5-10 perces teszt elegendő az inverter teljesítményének ellenőrzéséhez. Ez idő alatt az inverter összes alkatrésze felmelegszik a névleges hőmérsékletére. A MOSFET hűtőborda hőmérsékletét érdemes megmérni, hőmérsékleten nem haladhatja meg a 60C-ot környezet 25C. Végül meg kell terhelni az invertert egy erősítővel és a PR1 potenciométert a lehető legbalra állítani, de úgy, hogy az inverter ne kapcsoljon ki.

Az inverter a különféle UMZCH áramellátási igényeihez igazítható. A lemez kialakításánál törekedtünk arra, hogy a lehető legsokoldalúbbá tegyük, különféle típusú elemek rögzítésére. A transzformátor és a kondenzátorok elrendezése lehetővé teszi egy meglehetősen nagy MOSFET hűtőborda felszerelését a tábla teljes hosszában. A diódahidak vezetékeinek megfelelő meghajlítása után fémházba szerelhetők. A hőleadás növelése lehetővé teszi az átalakító teljesítményének elméletileg 400 W-ra történő növelését. Ezután a transzformátort kell használnia az ETD39-en. Ehhez a változtatáshoz C18 és C19 kondenzátorok szükségesek 470 uF, C10 kondenzátorok 1,5-2,2 uF és 8 BY500 dióda használata.

Bemutatom a figyelmébe az UMZCH kapcsolóüzemű tápegységét a népszerű IR2153 chipen.

Ez a tápegység a következő tulajdonságokkal rendelkezik:

• Túlterhelés és rövidzárlat elleni védelem mind az impulzustranszformátor primer tekercsében, mind a szekunder áramkörökben.
• UPS lágyindító áramkör.
• Az UPS bemenetén lévő varisztor véd a hálózati feszültség veszélyes érték fölé történő növekedésétől és a bemenet 380V-os feszültségétől.
• Egyszerű és olcsó séma.

Fő specifikációk UPS(a jellemzők az én esetemre vonatkoznak):
Hosszú távú kimeneti teljesítmény - 300W
Rövid távú kimeneti teljesítmény - 500 W
Működési frekvencia - 50 kHz
Kimeneti feszültség - 2x35V (a transzformátor tekercsétől függően bármilyen szükséges kimeneti feszültséget kaphat).
Hatékonyság - legalább 85% (a transzformátortól függően)

Az UPS vezérlő része szabványos, és közvetlenül az IR2153 adatlapjáról származik.
Az UPS áramkör a következőket is tartalmazza: túlterhelés és rövidzárlat elleni védelem. A védelem tetszőleges üzemi áramerősségre állítható az R10-es vágóellenállás segítségével. A védelem aktiválását a HL1 LED világítása jelzi. Nál nél aktív védelem, az UPS ameddig csak akarja, vészhelyzetben lehet, miközben ugyanannyi áramot fogyaszt, mint alapjáraton terhelés nélkül. Az én verziómban a védelem úgy van beállítva, hogy akkor működjön, ha az UPS 300 W-ot vagy többet fogyaszt. Ez biztosítja, hogy az UPS ne legyen túlterhelve és túlmelegedés miatt meghibásodjon. Áramérzékelőként ebben az áramkörben az impulzustranszformátor primer tekercsével sorba kapcsolt ellenállásokat használnak. Ez kiküszöböli az áramváltó feltekercselésének fáradságos folyamatát. Rövidzárlat vagy túlterhelés esetén, amikor az R11 feszültségesése elér egy előre meghatározott értéket, olyan értéket, amelynél a VT1 alapján a feszültség meghaladja a 0,6-0,7 V-ot, a védelem működik, és a tápfeszültség a mikroáramkör a földre kerül. Ez viszont letiltja az illesztőprogramot és az egész PSU-t. Amint a túlterhelés vagy rövidzárlat megszűnik, a meghajtó áramellátása helyreáll, és a tápegység továbbra is normálisan működik.

Az UPS áramkör lágyindítást biztosít, ehhez az UPS egy speciális csomóponttal rendelkezik, amely korlátozza az indítási áramot. Ez azért szükséges, hogy megkönnyítse a kulcsok működését az UPS indításakor. Amikor az UPS a hálózatra csatlakozik, a bekapcsolási áramot az R6 ellenállás korlátozza. MINDEN áram folyik ezen az ellenálláson. Ez az áram tölti fel a C10 fő primer kapacitást és a szekunder kapacitásokat. Mindez a másodperc töredékei alatt megtörténik, és amikor a töltés befejeződött, és az áramfelvétel a névleges értékre csökken, a K1 relé érintkezői bezáródnak, és a relé érintkezői az R6 söntre kapcsolnak, ezáltal az UPS teljes teljesítménnyel indul. Az egész folyamat nem tart tovább 1 másodpercnél. Ez az idő elegendő az összes átmeneti folyamat befejezéséhez.

A meghajtót közvetlenül a hálózatról táplálják, egy diódán és egy oltóellenálláson keresztül, és nem a fő egyenirányító után a +310 V-os buszról, mint általában. Ez az áramellátási mód egyszerre több előnnyel is jár:

1. Csökkenti az oltóellenállásban disszipált teljesítményt. Ez csökkenti a hőtermelést a táblán, és növeli az áramkör általános hatékonyságát.
2. A V különbözik a +310V-os buszon keresztüli tápellátástól, alacsonyabb szintű meghajtó tápfeszültség hullámzást biztosít.

A tápegység bemenetén, közvetlenül a biztosíték után, egy varisztor kerül beépítésre. Védelmet nyújt az ellen, hogy a hálózatban a feszültség veszélyes határérték fölé emelkedjen. Baleset esetén a varisztor ellenállása meredeken leesik, és rövidzárlat lép fel, aminek következtében az F1 biztosíték kiolvad, és ezáltal megnyílik az áramkör.

Így teszteltem az UPS-t teljes erővel.

Teherként 4 db kerámia, huzaltekercses ellenállásom van 25W teljesítménnyel, "kristálytiszta" vízzel edénybe merítve. Egy órányi áramlat után az ilyen vízen minden szennyeződés a tetejére úszik, és a tiszta víz barna, rozsdás szuszpenzióvá változik. A víz intenzíven elpárolgott, és egy óra tesztelés alatt szinte forrásig melegedett. Vízre van szükség a hő eltávolításához az erős ellenállásokból, ha valaki nem érti.

Az UPS verziómban a transzformátor egy EPCOS ETD29 magra van feltekercselve. Elsődleges tekercselés huzallal 0,8mm2, 46 fordulat két rétegben. Mind a négy szekunder tekercs ugyanazzal a huzallal van feltekerve, egy rétegben, 12 menetben. Úgy tűnhet, hogy a vezeték keresztmetszete nem elegendő, de nem az. Ennek az UPS-nek a működéséhez az UMZCH táplálására ez elegendő, mivel az átlagos energiafogyasztás jóval alacsonyabb, mint a maximum, és az UPS könnyen ki tudja dolgozni a rövid távú áramcsúcsokat a teljesítménykapacitások miatt. A 200 W kimeneti teljesítményű ellenálláson végzett hosszú távú munka során a transzformátor hőmérséklete nem haladta meg a 45 fokot.

A kimeneti feszültség 45 V fölé emeléséhez ki kell cserélni a VD5 VD6 kimeneti diódákat magasabb feszültségűekre.

A kimeneti teljesítmény növeléséhez nagyobb összteljesítményű magot és nagyobb keresztmetszetű huzalra tekercselt tekercset kell használni. Egy másik transzformátor telepítéséhez meg kell változtatnia a nyomtatott áramköri lap mintáját.

A kész nyomtatott áramköri kártya így néz ki (kész):

A tábla mérete 188x88mm. Textolitot használtam vastag rézzel - 50 mikron, a szokásos 35 mikron helyett. Normál vastagságú réz használható. Mindenesetre ne felejtse el megfelelően átcsábítani a nyomokat.

A rádióelemek listája

Kijelölés	típus	Megnevezés	Mennyiség	jegyzet	Üzlet	A jegyzettömböm
	Power driver és MOSFET	IR2153D	1			Jegyzettömbhöz
VT1	bipoláris tranzisztor	2N5551	1			Jegyzettömbhöz
VT2	bipoláris tranzisztor	2N5401	1			Jegyzettömbhöz
VT3	bipoláris tranzisztor	KSP13	1	Vagy MPSA13		Jegyzettömbhöz
VT4, VT5	MOSFET tranzisztor	IRF740	2			Jegyzettömbhöz
VD1	zener dióda	1N4743A	1	13V 1,3W		Jegyzettömbhöz
VD2, VD4	egyenirányító dióda	HER108	2	Vagy egy másik gyors dióda		Jegyzettömbhöz
VD3	egyenirányító dióda	1N4148	1			Jegyzettömbhöz
VD5, VD6	Schottky dióda	MBR20100CT	2	Vagy egy másik a megfelelő feszültséghez és áramerősséghez		Jegyzettömbhöz
VDS1	egyenirányító dióda	1N4007	4			Jegyzettömbhöz
VDS2	Dióda híd	RS607	1			Jegyzettömbhöz
VDR1	Varisztor	MYG14-431	1			Jegyzettömbhöz
HL1	Fénykibocsátó dióda	Piros 5 mm	1	Csak piros! Más szín nem megengedett!		Jegyzettömbhöz
K1	Relé	TIANBO HJR-3FF-S-Z	1	Tekercs 12V 400Ohm		Jegyzettömbhöz
R1	Ellenállás 0,25W	8,2 kOhm	1			Jegyzettömbhöz
R2	Ellenállás 2W	18 kOhm	1			Jegyzettömbhöz
R3	Ellenállás 0,25W	100 ohm	1			Jegyzettömbhöz
R5	Ellenállás 0,25W	47 kOhm	1			Jegyzettömbhöz
R6	Ellenállás 2W	22 ohm	1			Jegyzettömbhöz
R4, R7	Ellenállás 0,25W	15 kOhm	2			Jegyzettömbhöz
R8, R9	Ellenállás 0,25W	33 ohm	2			Jegyzettömbhöz
R10	Trimmer ellenállás	3,3 kOhm	1	többfordulós