Самодельные импульсные блоки питания: Простой мощный импульсный блок питания для питания радио электро-аппаратуры

Содержание

Импульсный источник питания из лампочки КЛЛ своими руками


Как за час сделать импульсный блок питания из сгоревшей лампочки?

В этой статье Вы найдёте подробное описание процесса изготовления импульсных блоков питания разной мощности на базе электронного балласта компактной люминесцентной лампы.

Импульсный блок питания на 5… 20 Ватт вы сможете изготовить менее чем за час. На изготовление 100-ваттного блока питания понадобится несколько часов. https://oldoctober.com/

Построить блок питания будет ненамного сложнее, чем прочитать эту статью. И уж точно, это будет проще, чем найти низкочастотный трансформатор подходящей мощности и перемотать его вторичные обмотки под свои нужды.


Самые интересные ролики на Youtube


Близкие темы.

Как намотать импульсный трансформатор для сетевого блока питания?

Самодельный импульсный преобразователь напряжения из 1,5 в 9 Вольт для мультиметра.

Как разобрать энергосберегающую лампу (КЛЛ)?

Энергосберегающие лампы “Vitoone” - технические данные и схема.

Схема и техническая информация по энергосберегающим лампам Osram.


Оглавление статьи.

  1. Вступление.
  2. Отличие схемы КЛЛ от импульсного БП.
  3. Какой мощности блок питания можно изготовить из КЛЛ?
  4. Импульсный трансформатор для блока питания.
  5. Ёмкость входного фильтра и пульсации напряжения.
  6. Блок питания мощностю 20 Ватт.
  7. Блок питания мощностью 100 ватт
  8. Выпрямитель.
  9. Как правильно подключить импульсный блок питания к сети?
  10. Как наладить импульсный блок питания?
  11. Каково назначение элементов схемы импульсного блока питания?

Вступление.

В настоящее время получили широкое распространение Компактные Люминесцентные Лампы (КЛЛ). Для уменьшения размеров балластного дросселя в них используется схема высокочастотного преобразователя напряжения, которая позволяет значительно снизить размер дросселя.

В случае выхода из строя электронного балласта, его можно легко отремонтировать. Но, когда выходит из строя сама колба, то лампочку обычно выбрасывают.


Однако электронный балласт такой лампочки, это почти готовый импульсный Блок Питания (БП). Единственное, чем схема электронного балласта отличается от настоящего импульсного БП, это отсутствием разделительного трансформатора и выпрямителя, если он необходим.https://oldoctober.com/


В то же время, современные радиолюбители испытывают большие трудности при поиске силовых трансформаторов для питания своих самоделок. Если даже трансформатор найден, то его перемотка требует использования большого количества медного провода, да и массо-габаритные параметры изделий, собранных на основе силовых трансформаторов не радуют. А ведь в подавляющем большинстве случаев силовой трансформатор можно заменить импульсным блоком питания. Если же для этих целей использовать балласт от неисправных КЛЛ, то экономия составит значительную сумму, особенно, если речь идёт о трансформаторах на 100 Ватт и больше.

Вернуться наверх к меню


Отличие схемы КЛЛ от импульсного БП.

Это одна из самых распространённых электрических схем энергосберегающих ламп. Для преобразования схемы КЛЛ в импульсный блок питания достаточно установить всего одну перемычку между точками А – А’ и добавить импульсный трансформатор с выпрямителем. Красным цветом отмечены элементы, которые можно удалить.

А это уже законченная схема импульсного блока питания, собранная на основе КЛЛ с использованием дополнительного импульсного трансформатора.

Для упрощения, удалена люминесцентная лампа и несколько деталей, которые были заменены перемычкой.

Как видите, схема КЛЛ не требует больших изменений. Красным цветом отмечены дополнительные элементы, привнесённые в схему.

Вернуться наверх к меню


Какой мощности блок питания можно изготовить из КЛЛ?

Мощность блока питания ограничивается габаритной мощностью импульсного трансформатора, максимально допустимым током ключевых транзисторов и величиной радиатора охлаждения, если он используется.

Блок питания небольшой мощности можно построить, намотав вторичную обмотку прямо на каркас уже имеющегося дросселя.

В случае если окно дросселя не позволяет намотать вторичную обмотку или если требуется построить блок питания мощностью, значительно превышающей мощность КЛЛ, то понадобится дополнительный импульсный трансформатор.

Если требуется получить блок питания мощностью свыше 100 Ватт, а используется балласт от лампы на 20-30 Ватт, то, скорее всего, придётся внести небольшие изменения и в схему электронного балласта.

В частности, может понадобиться установить более мощные диоды VD1-VD4 во входной мостовой выпрямитель и перемотать входной дроссель L0 более толстым проводом. Если коэффициент усиления транзисторов по току окажется недостаточным, то придётся увеличить базовый ток транзисторов, уменьшив номиналы резисторов R5, R6. Кроме этого придётся увеличить мощность резисторов в базовых и эмиттерных цепях.

Если частота генерации окажется не очень высокой, то возможно придётся увеличить емкость разделительных конденсаторов C4, C6.

Вернуться наверх к меню


Импульсный трансформатор для блока питания.

Особенностью полумостовых импульсных блоков питания с самовозбуждением является способность адаптироваться к параметрам используемого трансформатора. А тот факт, что цепь обратной связи не будет проходить через наш самодельный трансформатор и вовсе упрощает задачу расчёта трансформатора и наладки блока. Блоки питания, собранные по этим схемам прощают ошибки в расчётах до 150% и выше. Проверено на практике.

Здесь подробно рассказано, как произвести самые простые расчёты импульсного трансформатора, а так же, как его правильно намотать… чтобы не пришлось подсчитывать витки.

Не пугайтесь! Намотать импульсный трансформатор можно в течение просмотра одного фильма или даже быстрее, если Вы собираетесь выполнять эту монотонную работу сосредоточенно.

Вернуться наверх к меню


Ёмкость входного фильтра и пульсации напряжения.

Во входных фильтрах электронных балластов, из-за экономии места, используются конденсаторы небольшой ёмкости, от которых зависит величина пульсаций напряжения с частотой 100 Hz.

Чтобы снизить уровень пульсаций напряжения на выходе БП, нужно увеличить ёмкость конденсатора входного фильтра. Желательно, чтобы на каждый Ватт мощности БП приходилось по одной микрофараде или около того. Увеличение ёмкости С0 повлечёт за собой рост пикового тока, протекающего через диоды выпрямителя в момент включения БП. Чтобы ограничить этот ток, необходим резистор R0. Но, мощность исходного резистора КЛЛ мала для таких токов и его следует заменить на более мощный.


Если требуется построить компактный блок питания, то можно использовать электролитические конденсаторы, применяющиеся в лампах вспышках плёночных «мыльниц». Например, в одноразовых фотоаппаратах Kodak установлены миниатюрные конденсаторы без опознавательных знаков, но их ёмкость аж целых 100µF при напряжении 350 Вольт.

Вернуться наверх к меню


Блок питания мощностью 20 Ватт.

Блок питания мощностью, близкой к мощности исходной КЛЛ, можно собрать, даже не мотая отдельный трансформатор. Если у оригинального дросселя есть достаточно свободного места в окне магнитопровода, то можно намотать пару десятков витков провода и получить, например, блок питания для зарядного устройства или небольшого усилителя мощности.


На картинке видно, что поверх имеющейся обмотки был намотан один слой изолированного провода. Я использовал провод МГТФ (многожильный провод во фторопластовой изоляции). Однако таким способом можно получить мощность всего в несколько Ватт, так как большую часть окна будет занимать изоляция провода, а сечение самой меди будет невелико.

Если требуется бо’льшая мощность, то можно использовать обыкновенный медный лакированный обмоточный провод.


Внимание! Оригинальная обмотка дросселя находится под напряжением сети! При описанной выше доработке, обязательно побеспокойтесь о надёжной межобмоточной изоляции, особенно, если вторичная обмотка мотается обычным лакированным обмоточным проводом. Даже если первичная обмотка покрыта синтетической защитной плёнкой, дополнительная бумажная прокладка необходима!


Как видите, обмотка дросселя покрыта синтетической плёнкой, хотя часто обмотка этих дросселей вообще ничем не защищена.


Наматываем поверх плёнки два слоя электрокартона толщиной 0,05мм или один слой толщиной 0,1мм. Если нет электрокартона, используем любую подходящую по толщине бумагу.


Поверх изолирующей прокладки мотаем вторичную обмотку будущего трансформатора. Сечение провода следует выбирать максимально возможное. Количество витков подбирается экспериментальным путём, благо их будет немного.

Мне, таким образом, удалось получить мощность на нагрузке 20 Ватт при температуре трансформатора 60ºC, а транзисторов – 42ºC. Получить ещё большую мощность, при разумной температуре трансформатора, не позволила слишком малая площадь окна магнитопровода и обусловленное этим сечение провода.


На картинке действующая модель БП.

Мощность, подводимая к нагрузке – 20 Ватт. Частота автоколебаний без нагрузки – 26 кГц. Частота автоколебаний при максимальной нагрузке – 32 кГц Температура трансформатора – 60ºС Температура транзисторов – 42ºС

Вернуться наверх к меню


Блок питания мощностью 100 Ватт.

Для увеличения мощности блока питания пришлось намотать импульсный трансформатор TV2. Кроме этого, я увеличил ёмкость конденсатора фильтра сетевого напряжения C0 до 100µF.

Так как КПД блока питания вовсе не равен 100%, пришлось прикрутить к транзисторам какие-то радиаторы.

Ведь если КПД блока будет даже 90%, рассеять 10 Ватт мощности всё равно придётся.


Мне не повезло, в моём электроном балласте были установлены транзисторы 13003 поз.1 такой конструкции, которая, видимо, рассчитана на крепление к радиатору при помощи фасонных пружин. Эти транзисторы не нуждаются в прокладках, так как не снабжены металлической площадкой, но и тепло отдают намного хуже. Я их заменил транзисторами 13007 поз.2 с отверстиями, чтобы их можно было прикрутить к радиаторам обычными винтами. Кроме того, 13007 имеют в несколько раз бо’льшие предельно-допустимые токи.

Если пожелаете, можете смело прикручивать оба транзистора на один радиатор. Я проверил, это работает.


Только, корпуса обоих транзисторов должны быть изолированы от корпуса радиатора, даже если радиатор находится внутри корпуса электронного устройства.

Крепление удобно осуществлять винтами М2,5, на которые нужно предварительно надеть изоляционные шайбы и отрезки изоляционной трубки (кембрика). Допускается использование теплопроводной пасты КПТ-8, так как она не проводит ток.



Внимание! Транзисторы находятся под напряжением сети, поэтому изоляционные прокладки должны обеспечивать условия электробезопасности!


На чертеже изображено соединение транзистора с радиатором охлаждения в разрезе.


  1. Винт М2,5.
  2. Шайба М2,5.
  3. Шайба изоляционная М2,5 – стеклотекстолит, текстолит, гетинакс.
  4. Корпус транзистора.
  5. Прокладка – отрезок трубки (кембрика).
  6. Прокладка – слюда, керамика, фторопласт и т.д.
  7. Радиатор охлаждения.

А это действующий стоваттный импульсный блок питания.

Резисторы эквивалента нагрузки помещены в воду, так как их мощность недостаточна.

Мощность, выделяемая на нагрузке – 100 Ватт.

Частота автоколебаний при максимальной нагрузке – 90 кГц.

Частота автоколебаний без нагрузки – 28,5 кГц.

Температура транзисторов – 75ºC.

Площадь радиаторов каждого транзистора – 27см².

Температура дросселя TV1 – 45ºC.

TV2 – 2000НМ (Ø28 х Ø16 х 9мм)

Вернуться наверх к меню


Выпрямитель.

Все вторичные выпрямители полумостового импульсного блока питания должны быть обязательно двухполупериодным. Если не соблюсти это условие, то магинтопровод может войти в насыщение.

Существуют две широко распространённые схемы двухполупериодных выпрямителей.

1. Мостовая схема.

2. Схема со средней (нулевой) точкой.

Мостовая схема позволяет сэкономить метр провода, но рассеивает в два раза больше энергии на диодах.

Схема со средней (нулевой) точкой более экономична, но требует наличия двух совершенно симметричных вторичных обмоток. Асимметрия по количеству витков или расположению может привести к насыщению магнитопровода.

Однако именно схемы со средней (нулевой) точкой используются, когда требуется получить большие токи при малом выходном напряжении. Тогда, для дополнительной минимизации потерь, вместо обычных кремниевых диодов, используют диоды Шоттки, на которых падение напряжения в два-три раза меньше.

Пример.

Выпрямители компьютерных блоков питания выполнены по схеме с нулевой точкой. При отдаваемой в нагрузку мощности 100 Ватт и напряжении 5 Вольт даже на диодах Шоттки может рассеяться 8 Ватт.

100 / 5 * 0,4 = 8(Ватт)

Если же применить мостовой выпрямитель, да ещё и обычные диоды, то рассеиваемая на диодах мощность может достигнуть 32 Ватт или даже больше.

100 / 5 * 0,8 * 2 = 32(Ватт).

Обратите внимание на это, когда будете проектировать блок питания, чтобы потом не искать, куда исчезла половина мощности.

В низковольтных выпрямителях лучше использовать именно схему с нулевой точкой. Тем более что при ручной намотке можно просто намотать обмотку в два провода. Кроме этого, мощные импульсные диоды недёшевы.

Вернуться наверх к меню


Как правильно подключить импульсный блок питания к сети?

Для наладки импульсных блоков питания обычно используют вот такую схему включения. Здесь лампа накаливания используется в качестве балласта с нелинейной характеристикой и защищает ИБП от выхода из строя при нештатных ситуациях. Мощность лампы обычно выбирают близкой к мощности испытываемого импульсного БП.

При работе импульсного БП на холостом ходу или при небольшой нагрузке, сопротивление нити какала лампы невелико и оно не влияет на работу блока. Когда же, по каким-либо причинам, ток ключевых транзисторов возрастает, спираль лампы накаливается и её сопротивление увеличивается, что приводит к ограничению тока до безопасной величины.

На этом чертеже изображена схема стенда для тестирования и наладки импульсных БП, отвечающая нормам электробезопасности. Отличие этой схемы от предыдущей в том, что она снабжена разделительным трансформатором, который обеспечивает гальваническую развязку между исследуемым ИБП и осветительной сети. Выключатель SA2 позволяет блокировать лампу, когда блок питания отдаёт большую мощность.


А это уже изображение реального стенда для ремонта и наладки импульсных БП, который я изготовил много лет назад по схеме, расположенной выше.

Важной операцией при тестировании БП является испытание на эквиваленте нагрузки. В качестве нагрузки удобно использовать мощные резисторы типа ПЭВ, ППБ, ПСБ и т.д. Эти «стекло-керамические» резисторы легко найти на радиорынке по зелёной раскраске. Красные цифры – рассеиваемая мощность.

Из опыта известно, что мощности эквивалента нагрузки почему-то всегда не хватает. Перечисленные же выше резисторы могут ограниченное время рассеивать мощность в два-три раза превышающую номинальную. Когда БП включается на длительное время для проверки теплового режима, а мощность эквивалента нагрузки недостаточна, то резисторы можно просто опустить в воду.

Будьте осторожны, берегитесь ожога!

Нагрузочные резисторы этого типа могут нагреться до температуры в несколько сотен градусов без каких-либо внешних проявлений!

То есть, ни дыма, ни изменения окраски Вы не заметите и можете попытаться тронуть резистор пальцами.

Вернуться наверх к меню


Как наладить импульсный блок питания?

Собственно, блок питания, собранный на основе исправного электронного балласта, особой наладки не требует.

Его нужно подключить к эквиваленту нагрузки и убедиться, что БП способен отдать расчетную мощность.

Во время прогона под максимальной нагрузкой, нужно проследить за динамикой роста температуры транзисторов и трансформатора. Если слишком сильно греется трансформатор, то нужно, либо увеличить сечение провода, либо увеличить габаритную мощность магнитопровода, либо и то и другое.

Если сильно греются транзисторы, то нужно установить их на радиаторы.

Если в качестве импульсного трансформатора используется домотанный дроссель от КЛЛ, а его температура превышает 60… 65ºС, то нужно уменьшить мощность нагрузки.

Не рекомендуется доводить температуру трансформатора выше 60… 65ºС, а транзисторов выше 80… 85ºС.

Вернуться наверх к меню


Каково назначение элементов схемы импульсного блока питания?

R0 – ограничивает пиковый ток, протекающий через диоды выпрямителя, в момент включения. В КЛЛ также часто выполняет функцию предохранителя.

VD1… VD4 – мостовой выпрямитель.

L0, C0 – фильтр питания.

R1, C1, VD2, VD8 – цепь запуска преобразователя.

Работает узел запуска следующим образом. Конденсатор C1 заряжается от источника через резистор R1. Когда напряжения на конденсаторе C1 достигает напряжения пробоя динистора VD2, динистор отпирается сам и отпирает транзистор VT2, вызывая автоколебания. После возникновения генерации, прямоугольные импульсы прикладываются к катоду диода VD8 и отрицательный потенциал надёжно запирает динистор VD2.

R2, C11, C8 – облегчают запуск преобразователя.

R7, R8 – улучшают запирание транзисторов.

R5, R6 – ограничивают ток баз транзисторов.

R3, R4 – предотвращают насыщение транзисторов и исполняют роль предохранителей при пробое транзисторов.

VD7, VD6 – защищают транзисторы от обратного напряжения.

TV1 – трансформатор обратной связи.

L5 – балластный дроссель.

C4, C6 – разделительные конденсаторы, на которых напряжение питания делится пополам.

TV2 – импульсный трансформатор.

VD14, VD15 – импульсные диоды.

C9, C10 – конденсаторы фильтра.

Вернуться наверх к меню


15 Март, 2011 (18:25) в Источники питания, Сделай сам

Лабораторный блок питания с регулировкой напряжения и тока

Если вы ищете схему простого, мощного, надежного и доступного лабораторного блока питания, то эта статья именно для вас. Я настоятельно рекомендую данную схему для повторения, только

просьба собирать её по печатной плате, которую я для вас сделал, чтобы избежать всевозможных ошибок при монтаже.

Основа схемы была взята из зарубежного журнала, только я увеличил немного мощности, более детально протестировал её, в итоге от себя добавил дополнительный силовой транзистор, ну и сама плата естественно была модернизирована. Получился отличный блок питания с хорошей нагрузочной способностью, а стабилизация осталась на достаточно высоком уровне.

Основной недостаток линейных схем заключается в их малом КПД, а при конструировании таких источников питания возникают проблемы с охлаждением силовых транзисторов, поэтому очень желательно использовать трансформатор с несколькими обмотками и систему коммутации.

Наиболее простейший вариант показан на фото.

Стоит указать то, что сейчас многие отдают предпочтение импульсным лабораторным источником питания у которых кпд может доходить до 90 и более процентов, но больше ценится именно линейные источники питания. Профессиональные линейные блоки питания всегда дополняют узлом коммутации обмоток.

Блок питания может обеспечить на выходе стабильное напряжение от 0 до 35-38 вольт, а выходной ток может доходить до 5-6 ампер.

Кстати ток также стабилизирован, то есть выставленное значение тока будет сохраняться при изменениях входного и выходного напряжения, и не зависит от выходной нагрузки.

Выставили ток в 1 ампер и даже при коротком замыкании у вас он будет ограничен одним амперам.

А вот собственно и модернизированная схема.

Я снизил сопротивление датчика тока до 0,1 оМа,

добавил второй силовой транзистор параллельно первому,

но в эмиттерных цепях каждого транзистора стоит токо-выравнивающий или балластный резистор.

Силовые транзисторы можно любые соответствующей мощности, ток коллектора транзистора желательно 10 ампер и выше, при этом мощность рассеивания должна быть 100 и более ватт.

Так как данная схема — линейная, я очень советую использовать транзисторы в металлических корпусах, на крайняк транзисторы в корпусе ТО247, чтобы не возникли проблемы с теплоотдачей.

В схеме имеем три мощных резистора, балластные советую взять на 5 ватт, а вот датчик тока и на 10 ватт не помешает.

Балластные резисторы советую взять сопротивлением 0,22 Ома у меня они к сожалению закончились, поэтому поставил на 0,1 Ом, но если транзисторы имеют максимально идентичные параметры, то такое решение даже лучше.

В моём случае, в качестве силовых транзисторов изначально использовал ключи 2SD209 по сути это аналог ключей MJE13009, оба варианта очень часто применяются в компьютерных блоках питания.

Каждый такой транзистор может рассеивать 100-130 ватт мощности, но лишь в том случае, если имеется хорошее охлаждение и вы уверены в подлинности транзисторов, но их основная проблема слишком низкий коэффициент усиления по току, всего около 20.

Аналогичное ключи ставить я крайне не рекомендую по нескольким причинам. Во-первых регулировка будет нелинейной из за малого усиления ключей, по этой же причине управлять такими транзисторами тяжело, поэтому драйверный ключик будет жестко нагреваться и ему будет нужен небольшой радиатор.

Очень советую транзисторы в металлических корпусах, наподобие 2N3055, для таких схем они идеально подходят. Металлический корпус, приличная мощность и ток коллектора, а коэффициент усиления по току около 200, как раз то, что нужно.

Я в итоге поставил ключи 2SD1047, они обладают приличным усилением, применяются как в источниках питания, так и в выходных каскадах усилителей мощности низкой частоты.

Радиатор для ключей удобно использовать общий, притом изолировать ключи прокладками не нужно, так как подложки или коллекторы в нашей схеме общие.

После подачи питания на схему стабилизатора нужно путём вращения данного, подстроечного резистора выставить максимальный выходной ток,

допустим 5 ампер, далее выставляем максимальное напряжение на выходе, тут всё зависит от того, какой у вас источник питания, какой у него ток и напряжение на выходе, то есть данный стабилизатор без проблем можно скорректировать под любой источник питания.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

Теперь подаем питание на вход стабилизатора и проверяем минимальное, выходное напряжение — оно как видим 0 вольт, что и требовалось доказать, регулировка очень плавная во всём диапазоне.

Теперь проверим ток, минимальный выходной ток можно скинуть вплоть до 0, а максимальных 5 ампер схема выдают без проблем.

Один из самых важных тестов — насколько просядет выходное напряжение при определенных токах, ну давайте посмотрим, но перед этим важно указать, что на проводах, измерительном шунте амперметра и на самом стабилизаторе, а также на токо-выравнивающих резисторах будут падения напряжения, то есть на указанных участках будут просадки, это в случае любого источника питания.

Ток 1 ампер, просадка около 0,1 вольта,

ток 3 ампера просадка всего 0,4 вольта

и наконец максимальный ток 5 ампер, просадка 0,65 вольт, без измерительного оборудования эти цифры были бы гораздо меньше.

Проверим стабильность выходного напряжения при резких изменениях входного, ну например перепады в сети.

Как видим стабилизатор держится молодцом, при изменении входного напряжения на 10 вольт выходное изменяется лишь на 50-70 милливольт.

А теперь пульсации на выходе, при итоге в 1 ампер пульсации не более 20 милливольт, при токе в 3 ампера — около 25-30 милливольт,

а при максимальном токе в 5 ампер, пульсации на выходе около 50-60 милливольт, согласитесь это неплохой показатель для блока питания такого уровня.

Архив к статье; скачать.

Автор; Ака Касьян.

Схемы самодельных блоков питания


Как из бесперебойника (UPS, ИБП) сделать лабораторный блок питания (0-12В, 5А)

Как неисправный или устаревший источник бесперебойного питания (UPS) переделать в лабораторный источник питания для радиолюбителя. Основное назначение источников бесперебойного питания (ИБП) - непродолжительное питание различной офисной техники (в первую очередь, компьютеров) в аварийных ...

4 1643 1

Мощный линейный источник питания на полевых транзисторах (13В, 20А)

Схема мощного источника питания на полевых транзисторах, обеспечивающего стабилизированное напряжение 13В при токах до 20А и больше.

2 3427 4

Схема мощного двухполярного стабилизатора напряжения для УМЗЧ (41В, 4А)

Описание и принципиальная схема мощного двуполярного стабилизатора напряжения для питания усилителей мощности звуковой частоты, 2 х 41В, ток 4А. Компенсационные стабилизаторы напряжения непрерывного действия последовательного типа обладают невысоким КПД, однако большим коэффициентом стабилизации ...

1 465 0

Стабилизированный лабораторный блок питания на 1,3-30V при токе 0-5A

Приводится принципиальная схема самодельного блока питания позволяющего получить напряжения от 1,3В до 30В при токах от 0А до 5А, работает в режиме стабилизации напряжения и тока.

3 2950 0

Схема лабораторного блока питания для налаживания усилителей ЗЧ

В радиолюбительской практике нередки случаи выхода из строя мощного УМЗЧ в процессе его налаживания или ремонта. При этом, как правило, бывают повреждены самые дорогостоящие детали - мощные выходные транзисторы. Чтобы избежать таких последствий, необходим специализированный блок питания ...

0 1063 0

Сетевой блок питания на 1,5В для электромеханических часов

Электромеханические часы обычно питаются от элемента на 1,5V. Его можно заменить сетевым источником, схема которого показана здесь. В ней в качестве стабилитрона используется ИК-светодиод с прямым напряжением около 1,5V. Механизм часов питается от этого напряжения. Рис. 1. Схема сетевого ...

0 774 0

Схемы микромощных сетевых блоков питания на основе микросхемы PT4515

Три варианта сетевых бестрансформаторных микромощных источников питания с выходным током единицы-десятки миллиампер на основе микросхемы РТ4515. Эта микросхема широко применяется в светодиодных лампах. Для управления симисторами, три-нисторами, полевыми транзисторами и т. п., коммутирующими ...

1 6176 0

Схема импульсного сетевого блока питания для усилителей НЧ на 100-500Вт (IR2153, IR2155)

Для получения полноценного усилителя мощности НЧ требуется хороший источник питания, приведена схема простого блока питания для УМЗЧ. От параметров источника питания качество звучания зависит не чуть не меньше, чем от самого усилителя и относится халатно к его изготовлению не следует ...

3 3869 4

Бестрансформаторный источник питания (IRF730, 7805, VN2460N8, SR037)

Принципиальная схема простого бестрансформаторного блока питания из доступных деталей, два варианта. В своих конструкциях радиолюбители очень часто применяют бестрансформаторные маломощные источники питания. Обычно, они представляют собой своеобразный симбиоз параметрического стабилизатора ...

0 1639 0

Блок питания на 9В с таймером (CD4069, NJM4020)

Схема простого блока питания, который может отключаться от сети через некоторое время после включения. Это время устанавливается плавно (переменным резистором) в пределах от 10 минут до 2 часов. Блок м

Надежный ИИП для усилителя | AUDIO-CXEM.RU

Надежный источник питания для усилителя должен не только выдавать необходимый ток при заданном напряжении, но и должен иметь защиту от короткого замыкания (КЗ), надежно срабатывающую при внештатной ситуации. Также, надежность импульсного источника питания для усилителя повышается, если он имеет функцию плавного запуска. Такая функция ограничивает стартовый ток, протекающий через сток-исток полевых транзисторов в момент заряда выходных электролитических конденсаторов. Без функции плавного запуска (софт старт) неожиданно может произойти пробой ключей в момент включения ИИП в сеть.

Схема надежного ИИП для усилителя построена на драйвере управления полевыми транзисторами IR2153. Я уже публиковал несколько схем на базе IR2153 с защитой и без. Сама обвязка микросхемы в них практически не отличается, а вот защита от КЗ и софт старт организован по-разному. Предложенный вариант защиты в этой статье, на мой взгляд, самый удачный и надежный.

 

Собранный по представленной ниже схеме ИИП я испытывал на КЗ многократно, запускал с закороченным выходом, замыкал выход работающего устройства, защита срабатывала отлично, каждый раз.

Схема надежного ИИП для усилителя

Схема защиты и софт старта разработана Сергеем Лебедевым и взята с ресурса Darkamp.

Пробегусь по основным узлам и элементам. Термистор R2 ограничивает ток заряда емкостей при первом включении. Его сопротивление составляет 5Ом, а после его нагрева сопротивление снижается до нуля. Предохранитель F1 оберегает устройство от пожара при внештатной ситуации, его номинал я снизил до 1.6А. Элементы C1, R1, C2 и синфазный дроссель Tr1 образуют помехоподавляющий фильтр.

Напряжение переменного тока поступает на диодный мост VDS1, выпрямляется им и накапливается в конденсаторе C5. Резистор R3 служит для плавного разряда емкости C5 при отключении ИИП от сети. Выпрямленное напряжение (уже примерно +310В) поступает на емкостной делитель C15, C17, который делит напряжение +310В пополам. Средняя точка делителя соединена с одним выводом первичной обмотки трансформатора. Второй вывод первичной обмотки соединен с истоком транзистора T1 и со стоком транзистора T2. Данные транзисторы, открываясь поочередно, будут подключать первичную обмотку к +155В и к -155В относительно средней точки делителя C15, C17. Таким образом, на первичной обмотке будут импульсы со значением примерно 155В (половина выпрямленного напряжения).

На вторичной обмотке также появляются прямоугольные импульсы. Напряжение вторичной обмотки выпрямляется диодами Шоттки SR5100 и накапливается в электролитических конденсаторах C18 и C19. Резисторы R19 и R20 служат для ограничения раскачки напряжения на холостом ходу и для разряда емкости при отключении ИИП от сети. Дроссели L1 и L2 ограничивают импульс тока заряда выходных емкостей при запуске ИИП.

Цепочка R18, C16 является снаббером, который снижает высокочастотные выбросы (звон) ключей.

С силовой частью разобрались.

Затворами силовых ключей T1 и T2 управляют прямоугольные импульсы, которые поступают на них с выходов драйвера IR2153 (выводы 5 и 7) через конденсаторы C10, C12 и ограничивающие ток резисторы R14 и R15.

Частоту генерации задают элементы R8 и C8. С указанными на схеме номиналами этих элементов, частота генерации лежит в районе 45кГц. К статье приложен калькулятор для расчета времязадающих элементов IR2153 в зависимости от частоты драйвера.

Питание драйвера IR2153 организовано через гасящий резистор R10, подключенный к напряжению переменного тока (~220В). На вывод питания драйвера (вывод 1) поступает стабилизированное стабилитроном ZD напряжение +12В, пульсации которого сглаживаются емкостями C6 и C7.

Элементы VD1 и C11 являются бутстрепными в схеме управления ключами.

Работа защиты и софт старта.

В истоках полевых транзисторов стоят датчики тока R16 и R17. Через них протекает ток, пропорциональный выходной нагрузке блока питания. При увеличении тока, протекающего по ним, возрастает падение напряжения на этих датчиках тока, которое через диоды VD2, VD3 поступает на базы VT5, VT6. При превышении определенного порога, VT5 и VT6 открываются и замыкают затворы силовых ключей на их истоки, транзисторы запираются. Точнее сказать, они продолжают работать, но на первичной обмотке трансформатора форма сигнала принимает вид иголок с очень узкой шириной импульсов. Таким образом, ограничивается ток КЗ или перегрузки. При софт старте происходит то же самое, по мере заряда выходных емкостей ширина иголок постепенно увеличивается и переходит в меандр.

Для большей надежности автор добавил триггер (защелку), построенный на транзисторах VT1 и VT3. Он уже полностью останавливает генерацию при КЗ.

Напряжение с датчика тока R17 поступает на базу транзистора VT4, который открываясь, будет подтягивать базу VT1 к общему проводу и VT1 начнет открываться. Начнет протекать ток через резисторы R6 и R7. Далее по мере увеличения падения напряжения на R7, транзистор VT3 откроется. После открытия VT3 уже будет неважно, какое падение напряжения на датчике тока R17, так как открытый VT3 будет открывать VT1 и наоборот. Вместе с VT3 открывается VT2, который в свою очередь шунтирует (замыкает на общий провод) частотозадающую емкость C8 и генерация останавливается. Для отключения сработанной защиты нужно на некоторое время отключить ИИП от сети. Конденсатор C9 снижает чувствительность защелки. Его емкость необходимо увеличить, если триггер срабатывает при запуске, когда выходные емкости имеют большие номиналы. Если емкость C9 значительно увеличить, то защелка может не срабатывать при КЗ, но защита каждого ключа на VT5 и VT6 будет работать.

Вот такую замечательную защиту предложил автор схемы, помимо триггера, каждый ключ имеет свою защиту, что делает действительно этот импульсный источник питания надежным.

Компоненты

Транзисторы должны быть оригинальными. Не применяйте поддельные IRF740, иначе они будут выходить из строя при старте источника. Также не забываем изолировать их фланцы от радиатора с помощью диэлектрических втулок и прокладок.

 

В качестве неполярных конденсаторов лучше применить пленочные, с шагом выводов 5мм, особенно это касается C8, C9. При нагреве керамических конденсаторов может изменяться частота генерации или чувствительность защиты.

Диоды VD1-VD3 супер быстрые, серии SF или HER.  На выходе диоды Шоттки SR5100 или аналогичные (можно установить диоды серии SF, FR, UF) на ток 5А и напряжение не менее 80В.

Резисторы R16, R17 должны быть либо SMD с типоразмером 2512, либо с обратной стороны платы можно припаять 1-2Вт выводные сопротивления.

Резистор R10 значительно греется, его рассеиваемая мощность должна быть 2Вт.

Стабилитрон ZD напряжением 12В.

Конденсаторы C1 и C2 помехоподавляющие типа X2. Конденсаторы C3 и C4 обязательно Y типа. Термистор R2 на 5Ом.

Синфазный дроссель мотается на зеленом кольце и содержит по 20-25 витков на каждой половине кольца.

Выходные дроссели L1, L2 мотаются на ферритовых стержнях диаметром 5-6мм. Необходимо не менее 10 витков (больше - лучше) проводом с диаметром не менее 1мм. Я выполнил по 16 витков, индуктивность составила 7мкГн.

Трансформатор

Сердечник (материал PC40) кольцевого типа с размерами 31×19×15 и проницаемостью 2300μ. Подойдет и другое кольцо с примерными размерами и проницаемостью 2000μ.

По авторской схеме трансформатор содержит 51виток в первичной обмотке. У меня 47 витков. Вторичные обмотки содержат 11+11 витков.

Первичную обмотку я мотал одной жилой провода ПЭТ-155 диаметром 0.63мм.

Вторичные обмотки мотаются двумя жилами диаметром 0.63мм.

Для данного ИИП мною было намотано несколько трансформаторов. По фотографиям можно увидеть, что я мотал вторичную обмотку двумя способами, либо двумя жилами каждую обмотку, либо мотал четырьмя жилами сразу две вторичные обмотки, а потом уже их фазировал.

В качестве межслойной изоляции применен рукав для запекания, нарезанный лентами.

Методику намотки я тут разъяснять не буду, она описана в статьях «Импульсный источник питания для TDA7294 на IR2153» и «Блок питания для усилителя на IR2161».

Испытания

Самое первое включение я выполнял через последовательно соединенную лампу (~220В). Лампа, как положено, моргнула и потухла. Значит все отлично. После измерения выходного напряжения я убедился, что ИИП работает исправно.

Первое испытание ИИП было с нагрузочным резистором 22Ома, выходная мощность составляла 132Вт (на выходе ±27В, вторичная обмотка 10+10 витков). На ключах теплоотвод с площадью поверхности 200см2. За 20 минут работы, трансформатор нагрелся до 400С, ключи чуть теплые. Сильно греются выходные диоды (1200С) и диодный мост.

Так как этот ИИП будет трудиться в корпусе усилителя ОМ2 без принудительного охлаждения, то я принял решение наклеить на Шоттки пластинку из алюминия, а также подобную пластину установил на диодный мост с помощью болта и гайки М3, это должно снизить нагрев элементов.

Далее я испытывал ИИП уже в составе усилителя ОМ2. Трансформатор имел 11+11 витков во вторичной обмотке, напряжение на холостом ходу составляло ±36В. Нагрузкой служили два канала ОМ2, нагруженные резисторами по 8Ом. Выходная мощность усилителя составляла 45Вт+45Вт на непрерывный синусоидальный сигнал частотой 1000Гц. Учитывая КПД усилителя ОМ2 равный 55%, ИИП в нагрузке имел 165Вт, напряжение просело до ±31.5В.  Корпус шасси был полностью закрыт. За 20 минут трансформатор нагрелся до 650С, Шоттки - 1050С, ключи - 400С. Это хорошие показатели, ведь при усилении музыкальной программы нагрев будет значительно меньше.

Защита с защелкой срабатывала при замыкании обоих плеч резистором 10Ом. При КЗ также защелка срабатывает отлично. Защелка может не сработать если при КЗ контакт замыкания некачественный, но в этом случае срабатывает защита в истоках ключей, напряжение на выходе падает до нуля и при размыкании выхода восстанавливается.

При софт старте, за счет емкости C9, защелка не успевает сработать, а защита на VT5-VT6 способствует формированию узких импульсов (иголок) на первичной обмотке, заряжая слабым током выходные емкости, по мере их заряда ширина импульсов восстанавливается.

Для снижения выбросов (звона) я заменил керамические конденсаторы пленочными, снизил количество витков первичной обмотки до 47 витков и убрал снаббер R18, C16 (без него почему-то звон стал меньше).

Это уже с 47 витками в первичной обмотке. До перемотки было еще хуже.

После всего сделанного на холостом ходу, на нагрузке выбросы есть, но не такие, как были ранее.

Печатная плата надежного ИИП для усилителя СКАЧАТЬ

Калькулятор времязадающих элементов IR2153 СКАЧАТЬ


Похожие статьи

Импульсный Лабораторный Блок Питания - Блоки питания (импульсные) - Источники питания

Вот Финальная схема и печатка, расчеты трансформаторов + некоторые вспомогательные данные... 

Копирайты:

1. Автор силовой схемы - Старичок 

2. Автор схемы управления - Старичок + Falanger 

3. Автор схемы управления куллером - Владимир65 

P.S 1. В схеме так же не указан выходной LC фильтр для дополнительного подавления пульсаций - он состоит из дросселя от комп БП индуктивностью 10мкГн на ферритовом стержне + конденсатора 220мкФ х35V

2. Принципиальная схема в целом правильная, но некоторые номиналы деталей изменены, к примеру диод Шотки на выходе 20100 стоит, ибо указанный на схеме при 30В пробъет (номинал остался от 5В схемы Старичка)), в общем подходите творчески, сверяйтесь с печатной платой, на ней почти все номиналы деталей подписаны.

3. Везде, где на деталях написано FB, это ферритовая бусина, предназначена для снижения импульсных помех, при отсутствии таковых, можно просто впаять перемычки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Напряжение регулируется очень плавно от 30В и до 23 милливольт (предварительно подстоечником установил верхний предел в 30В). Тишина стоит во всем диапазоне регулировки...

 

 

 

 

Вот, посадил плату в корпус БП... На штатные болты... Под болты (со стороны печатных дорожек) положил изолирующие шайбы, на всякий случай, что бы не было замыкания печатных дорожек на корпус... Проверил пробником, замыкания нет... На неделе буду думать, про лицевую стенку и прочие украшения...

 

 

 

 

Решил с корпусом сильно не изгаляться. .. Просто из пластика выпилил переднюю панель и покрасил коробку... Временно все собрал, что бы поглядеть, что получилось...

 

 

 

 

Не... чета крутилки какие то массивные... Может так лучше?

 

 

АРХИВ:Скачать

Самодельный импульсный блок питания - Морской флот

В большинстве современных электронных устройств практически не используются аналоговые (трансформаторные) блоки питания, им на смену пришли импульсные преобразователи напряжения. Чтобы понять, почему так произошло, необходимо рассмотреть конструктивные особенности, а также сильные и слабы стороны этих устройств. Мы также расскажем о назначении основных компонентов импульсных источников, приведем простой пример реализации, который может быть собран своими руками.

Конструктивные особенности и принцип работы

Из нескольких способов преобразования напряжения для питания электронных компонентов, можно выделить два, получивших наибольшее распространение:

  1. Аналоговый, основным элементом которого является понижающий трансформатор, помимо основной функции еще и обеспечивающий гальваническую развязку.
  2. Импульсный принцип.

Рассмотрим, чем отличаются эти два варианта.

БП на основе силового трансформатора

Рассмотрим упрощенную структурную схему данного устройства. Как видно из рисунка, на входе установлен понижающий трансформатор, с его помощью производится преобразование амплитуды питающего напряжения, например из 220 В получаем 15 В. Следующий блок – выпрямитель, его задача преобразовать синусоидальный ток в импульсный (гармоника показана над условным изображением). Для этой цели используются выпрямительные полупроводниковые элементы (диоды), подключенные по мостовой схеме. Их принцип работы можно найти на нашем сайте.

Упрощенная структурная схема аналогового БП

Следующий блок играет выполняет две функции: сглаживает напряжение (для этой цели используется конденсатор соответствующей емкости) и стабилизирует его. Последнее необходимо, чтобы напряжение «не проваливалось» при увеличении нагрузки.

Приведенная структурная схема сильно упрощена, как правило, в источнике данного типа имеется входной фильтр и защитные цепи, но для объяснения работы устройства это не принципиально.

Все недостатки приведенного варианта прямо или косвенно связаны с основным элементом конструкции – трансформатором. Во-первых, его вес и габариты, ограничивают миниатюризацию. Чтобы не быть голословным приведем в качестве примера понижающий трансформатор 220/12 В номинальной мощностью 250 Вт. Вес такого агрегата – около 4-х килограмм, габариты 125х124х89 мм. Можете представить, сколько бы весила зарядка для ноутбука на его основе.

Понижающий трансформатор ОСО-0,25 220/12

Во-вторых, цена таких устройств порой многократно превосходит суммарную стоимость остальных компонентов.

Импульсные устройства

Как видно из структурной схемы, приведенной на рисунке 3, принцип работы данных устройств существенно отличается от аналоговых преобразователей, в первую очередь, отсутствием входного понижающего трансформатора.

Рисунок 3. Структурная схема импульсного блока питания

Рассмотрим алгоритм работы такого источника:

  • Питание поступает на сетевой фильтр, его задача минимизировать сетевые помехи, как входящие, так и исходящие, возникающие вследствие работы.
  • Далее вступает в работу блок преобразования синусоидального напряжения в импульсное постоянное и сглаживающий фильтр.
  • На следующем этапе к процессу подключается инвертор, его задача связана с формированием прямоугольных высокочастотных сигналов. Обратная связь с инвертором осуществляется через блок управления.
  • Следующий блок – ИТ, он необходим для автоматического генераторного режима, подачи напряжения на цепи, защиты, управления контроллером, а также нагрузку. Помимо этого в задачу ИТ входит обеспечение гальванической развязки между цепями высокого и низкого напряжения.

В отличие от понижающего трансформатора, сердечник этого устройства изготавливается из ферримагнитных материалов, это способствует надежной передачи ВЧ сигналов, которые могут быть в диапазоне 20-100 кГц. Характерная особенность ИТ заключается в том, что при его подключении критично включение начала и конца обмоток. Небольшие размеры этого устройства позволяют изготавливать приборы миниатюрных размеров, в качестве примера можно привести электронную обвязку (балласт) светодиодной или энергосберегающей лампы.

Теперь, как и обещали, рассмотрим принцип работы основного элемента данного устройства – инвертора.

Как работает инвертор?

ВЧ модуляцию, можно сделать тремя способами:

  • частотно-импульсным;
  • фазо-импульсным;
  • широтно-импульсным.

На практике применяется последний вариант. Это связано как с простотой исполнения, так и тем, что у ШИМ неизменна коммуникационная частота, в отличие от двух остальных способов модуляции. Структурная схема, описывающая работу контролера, показана ниже.

Структурная схема ШИМ-контролера и осциллограммы основных сигналов

Алгоритм работы устройства следующий:

Генератор задающей частоты формирует серию прямоугольных сигналов, частота которых соответствует опорной. На основе этого сигнала формируется UП пилообразной формы, поступающее на вход компаратора КШИМ. Ко второму входу этого устройства подводится сигнал UУС, поступающий с регулирующего усилителя. Сформированный этим усилителем сигнал соответствует пропорциональной разности UП (опорное напряжение) и UРС (регулирующий сигнал от цепи обратной связи). То есть, управляющий сигнал UУС, по сути, напряжением рассогласования с уровнем, зависящим как от тока на грузке, так и напряжению на ней (UOUT).

Данный способ реализации позволяет организовать замкнутую цепь, которая позволяет управлять напряжением на выходе, то есть, по сути, мы говорим о линейно-дискретном функциональном узле. На его выходе формируются импульсы, с длительностью, зависящей от разницы между опорным и управляющим сигналом. На его основе создается напряжение, для управления ключевым транзистором инвертора.

Процесс стабилизации напряжения на выходе производится путем отслеживания его уровня, при его изменении пропорционально меняется напряжение регулирующего сигнала UРС, что приводит к увеличению или уменьшению длительности между импульсами.

В результате происходит изменение мощности вторичных цепей, благодаря чему обеспечивается стабилизация напряжения на выходе.

Для обеспечения безопасности необходима гальваническая развязка между питающей сетью и обратной связью. Как правило, для этой цели используются оптроны.

Сильные и слабые стороны импульсных источников

Если сравнивать аналоговые и импульсные устройства одинаковой мощности, то у последних будут следующие преимущества:

  • Небольшие размеры и вес, за счет отсутствия низкочастотного понижающего трансформатора и управляющих элементов, требующих отвода тепла при помощи больших радиаторов. Благодаря применению технологии преобразования высокочастотных сигналов можно уменьшить емкость конденсаторов, используемых в фильтрах, что позволяет устанавливать элементы меньших габаритов.
  • Более высокий КПД, поскольку основные потери вызывают только переходные процессы, в то время как в аналоговых схемам много энергии постоянно теряется при электромагнитном преобразовании. Результат говорит сам за себя, увеличение КПД до 95-98%.
  • Меньшая стоимость за счет применения мене мощных полупроводниковых элементов.
  • Более широкий диапазон входного напряжения. Такой тип оборудования не требователен к частоте и амплитуде, следовательно, допускается подключение к различным по стандарту сетям.
  • Наличие надежной защиты от КЗ, превышения нагрузки и других нештатных ситуаций.

К недостаткам импульсной технологии следует отнести:

Схема источника питания драйвера светодиодов

с использованием диммерного переключателя

В этом посте мы обсудим эффективный и действенный сильноточный компактный источник питания светодиодного драйвера с использованием устройства с диммерным переключателем.

В одном из своих постов я обсуждал схему высоковольтного бестрансформаторного источника питания, в которой для управления емкостным выходом использовался симистор, однако, поскольку эта концепция предусматривала короткое замыкание емкостного выхода с помощью симистора, конструкция понесла большие потери и, таким образом, потеряла большую эффективность. курс.

Принципиальная схема

Любой источник питания, в котором задействовано шунтирование выхода, будет терять эффективность из-за того, что драгоценная мощность подвергается воздействию земли . .. что является очень грубым методом достижения контроля напряжения.

Правильная процедура для достижения оптимальной производительности - это сделать прямо противоположное, а именно отключить питание на выходе, как только выходное напряжение станет выше указанного или номинального напряжения нагрузки, а не шунтировать выходные V и I. .

Получение оптимального источника тока от емкостного источника питания может быть затруднительным, поскольку емкостный источник питания, как мы все знаем, работает эффективно только до тех пор, пока номинальное выходное напряжение нагрузки совпадает с входным напряжением источника питания, например, емкостный источник питания работа при 220 В будет работать эффективно только в том случае, если характеристики нагрузки также рассчитаны на 220 В. В противном случае эффективность источника питания начнет падать, что приведет к резкому падению напряжения и тока на подключенной нагрузке.

Поэтому, когда более низкая нагрузка постоянного тока предназначена для работы от емкостного источника питания 220 В и резистор включен в качестве простой или более дешевой альтернативы для снижения мощности, много энергии тратится впустую в виде тепла, и система становится неспособным работать с максимальной эффективностью, то же самое происходит с цепью, которая шунтирует выходное напряжение для реализации регулирования напряжения.

Использование диммера для управления AC

В данной конструкции мы используем диммер для управления светодиодными фарами.Как мы знаем, диммерный переключатель использует симистор для управления напряжением, но вместо шунтирующей мощности схема разделяет переменный ток на участки, так что среднее напряжение на выходе становится совместимым с желаемым напряжением нагрузки.

Разделение переменного тока на более широкие или более узкие участки в соответствии с требуемым потенциалом нагрузки позволяет конденсатору работать с полной эффективностью, поскольку избыточная мощность от него просто отключается вместо шунтирования или замыкания на землю.

Хороший пример можно увидеть на приведенной выше диаграмме, где можно увидеть диммерный переключатель, соединенный с емкостной бестрансформаторной схемой питания для работы с сильноточной нагрузкой, такой как цепочка высокоматтных светодиодов.

Конденсатор для управления током

Как можно видеть, используемый конденсатор представляет собой конденсатор высокой емкости 4 мкФ, который может быть рассчитан на обеспечение тока до 350 мА при работе с максимальной эффективностью только до тех пор, пока нагрузка не шунтируется или короткое питание.

Диммерный переключатель пропускает весь большой ток через конденсатор, но ограничивает напряжение, разбивая фазу переменного тока на расчетные сегменты.

Вышеупомянутая функция обеспечивает полный ток 350 мА для свечения светодиодов, но предотвращает опасное высокое напряжение от конденсатора до нагрузки, чтобы предотвратить повреждение или перегрев нагрузки.... процедура обеспечивает безупречную и эффективную работу предлагаемой схемы питания сильноточного бестрансформаторного драйвера светодиода.

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какой-либо вопрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

Двунаправленный коммутатор | Проекты самодельных схем

В этом посте мы узнаем о двунаправленных переключателях питания MOSFET, которые можно использовать для двунаправленного управления нагрузкой через две точки. Это просто делается путем последовательного соединения двух N-канальных или P-канальных полевых МОП-транзисторов с заданной линией напряжения.

Что такое двунаправленный переключатель

Двунаправленный переключатель мощности (BPS) - это активное устройство, построенное с использованием полевых МОП-транзисторов или IGBT, которое обеспечивает двусторонний двунаправленный поток тока при включении и блокирует двунаправленный поток напряжения при выключенном питании.

Поскольку он может проводить в обоих направлениях, двунаправленный переключатель можно сравнить и обозначить как обычный переключатель ВКЛ / ВЫКЛ, как показано ниже:

Здесь мы можем видеть, что в точке «A» переключатель, и отрицательный потенциал прикладывается к точке «B», что позволяет току течь через «A» к «B».Действие можно изменить, просто изменив полярность напряжения. Это означает, что точки «A» и «B» BPS могут использоваться в качестве взаимозаменяемых клемм ввода / вывода.

Лучший пример применения BPS можно увидеть во всех коммерческих SSR на основе MOSFET.

Характеристики

В силовой электронике характеристики двунаправленного переключателя (BPS) определяются как четырехквадрантный переключатель, способный проводить положительный или отрицательный ток во включенном состоянии, а также блокировать положительный или отрицательный ток в выключенном состоянии. -штат.Четырехквадрантная диаграмма включения / выключения для BPS показана ниже.

На приведенной выше диаграмме квадранты обозначены зеленым цветом, который указывает на состояние ВКЛ устройств независимо от полярности тока питания или формы сигнала.

На приведенной выше диаграмме красная прямая линия указывает, что устройства BPS находятся в выключенном состоянии и не обеспечивают никакой проводимости, независимо от полярности напряжения или формы волны.

Основные характеристики, которые должен иметь BPS

  • Устройство двунаправленного переключателя должно быть легко адаптируемым, чтобы обеспечить простую и быструю передачу энергии с обеих сторон, то есть от А к В и от В к А.
  • При использовании в цепи постоянного тока BPS должен иметь минимальное сопротивление в состоянии (Ron) для улучшенного регулирования напряжения нагрузки.
  • Система BPS должна быть оборудована соответствующей схемой защиты, чтобы выдерживать внезапный бросок тока во время смены полярности или в условиях относительно высокой температуры окружающей среды.

Конструкция двунаправленного переключателя

Двунаправленный переключатель конструируется путем последовательного соединения полевых МОП-транзисторов или IGBT, как показано на следующих рисунках.

Здесь мы можем увидеть три основных метода настройки двунаправленного коммутатора.

На первой схеме два P-канальных полевых МОП-транзистора сконфигурированы так, что их источники подключены друг к другу вплотную.

На второй схеме можно увидеть два N-канальных полевых МОП-транзистора, подключенных через свои источники для реализации конструкции BPS.

В третьей конфигурации показаны два N-канальных полевых МОП-транзистора, подключенных от стока к стоку для выполнения предполагаемой двунаправленной проводимости.

Основные функциональные особенности

Давайте возьмем пример второй конфигурации, в которой полевые МОП-транзисторы соединены со своими источниками вплотную друг к другу, давайте представим, что положительное напряжение подается от «А», а отрицательное - к «В», как показано ниже. :

В этом случае мы можем видеть, что при приложении напряжения затвора ток от "A" может течь через левый полевой МОП-транзистор, затем через внутренний диод с прямым смещением D2 правого полевого МОП-транзистора, и, наконец, проводимость завершается на точка «Б».

Когда полярность напряжения меняется с «B» на «A», полевые МОП-транзисторы и их внутренние диоды меняют свое положение, как показано на следующем рисунке:

В приведенной выше ситуации включается правый полевой МОП-транзистор BPS вместе с D1, который является внутренним диодом левого полевого МОП-транзистора, чтобы обеспечить проводимость от «B» к «A».

Создание дискретных двунаправленных коммутаторов

Теперь давайте узнаем, как можно построить двунаправленный коммутатор с использованием дискретных компонентов для предполагаемого приложения двусторонней коммутации.

На следующей диаграмме показана базовая реализация BPS с использованием полевых МОП-транзисторов с P-каналом:

Использование полевых МОП-транзисторов с каналом P

Когда точка «A» положительна, диод на левой стороне корпуса смещается вперед и проводит ток, а за ним следует правая сторона p -MOSFET, чтобы завершить проводимость в точке «B».

Когда точка "B" положительна, соответствующие компоненты противоположной стороны становятся активными для проводимости.

Нижний N-канальный полевой МОП-транзистор управляет состояниями ВКЛ / ВЫКЛ устройства BPS с помощью соответствующих команд ВКЛ / ВЫКЛ.

Резистор и конденсатор защищают устройства BPS от возможного броска тока.

Однако использование P-канального MOSFET никогда не является идеальным способом реализации BPS из-за их высокого RDSon. Следовательно, для компенсации тепла и другой связанной с этим неэффективности могут потребоваться более крупные и дорогие устройства по сравнению с N-канальной конструкцией BPS.

Использование N-канальных МОП-транзисторов

В следующем проекте мы видим идеальный способ реализации схемы BPS с использованием N-канальных МОП-транзисторов.

В этой схеме дискретного двунаправленного переключателя используются N-канальные полевые МОП-транзисторы, соединенные последовательно. Этот метод требует наличия внешней схемы драйвера для обеспечения двусторонней проводимости энергии от A к B и в обратном направлении.

Диоды Шоттки BA159 используются для мультиплексирования источников питания от A и B для активации схемы подкачки заряда, так что подкачка заряда может генерировать необходимое количество напряжения включения для N-канальных полевых МОП-транзисторов.

Зарядный насос может быть построен с использованием стандартной схемы удвоителя напряжения или небольшой схемы переключения повышающего напряжения.

3,3 В применяется для оптимального питания зарядного насоса, в то время как диоды Шоттки получают напряжение затвора непосредственно с соответствующего входа (A / B), даже если входное напряжение составляет всего 6 В. Эти 6 В затем удваиваются. по зарядному устройству для ворот MOSFET.

Нижний N-канальный полевой МОП-транзистор предназначен для управления включением / выключением двунаправленного переключателя в соответствии с требуемыми техническими характеристиками.

Единственным недостатком использования N-канального MOSFET по сравнению с ранее обсужденным P-каналом являются эти дополнительные компоненты, которые могут занимать дополнительное место на печатной плате.Однако этот недостаток перевешивается низким R (вкл.) Полевых МОП-транзисторов, высокоэффективной проводимостью и низкой стоимостью полевых МОП-транзисторов небольшого размера.

Тем не менее, эта конструкция также не обеспечивает какой-либо эффективной защиты от перегрева, поэтому для приложений с большой мощностью можно использовать устройства увеличенного размера.

Заключение

Двунаправленный переключатель можно довольно легко построить, используя пару полевых МОП-транзисторов, подключенных друг к другу. Эти переключатели могут быть реализованы для множества различных приложений, которые требуют двунаправленного переключения нагрузки, например, от источника переменного тока.

Каталожные номера:

TPS2595xx, 2,7–18 В, 4-А, 34 мОм eFuse с быстрой защитой от перенапряжения. Лист данных

Инструмент для расчета конструкции TPS2595xx

Предохранители

О Swagatam

I am инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какой-либо вопрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

Самый выгодный импульсный источник питания 200 - Отличные предложения по импульсному источнику питания 200 от глобального импульсного источника питания 200 продавцов

Отличные новости !!! Для импульсного блока питания 200 вы находитесь в нужном месте. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот лучший импульсный источник питания 200 вскоре станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели свой импульсный блок питания 200 на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в импульсном блоке питания 200 и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress - отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово - просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны - и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести Switch power supply 200 по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Вещей с меткой «Электропитание»

Крышка блока питания со светодиодной подсветкой по Seadevil 16 февраля 2014 г. 368 653 5 Блок питания (S-360-12) и крышка переключателя питания с предохранителем наказанным реквизитом 11 августа 2017 363 643 31 год Корпус блока питания DPS5005 автор: SnappyFPV 15 апреля 2017 г. 323 385 5 Блок питания CoolDPS DPS5005 по jopereira 9 сен 2018 319 359 23 Клеммная коробка с выключателем питания по ea4eng 12 февраля 2015 г. 315 353 6 настенное крепление блока питания по helifrek 26 ноя.2016 314 458 0 Корпуса с разъемным корпусом (семь размеров) автор: Physics_Dude 10 октября 2015 г. 314 550 2 Крышка блока питания 12В 30А с переключателем и разъемом XT60 от beefinator 12 августа 2013 г. 305 .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *