Импульсный блок питания 220/15 вольт 70 ватт на микросхеме KA2S0880. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

Минуя стандартные устаревшие ШИМ модуляторы, начнем, пожалуй, с более продвинутых схем БП, использующих в основе работы переключение силового ключа при нулевом токе дросселя, или по-заграничному - off-line switch. Такие схемы отличаются от обычных очень высоким КПД, низким уровнем шумов, а при выборе соответствующей элементной базы - простотой конструкции и легкостью настройки.

На рисунке 1 представлена схема блока питания мощностью 70Вт для питания стереофонического усилителя в пределах 2х20Вт. Силовой преобразователь построен на микросхеме KA2S0880, которая включает в себя все необходимые компоненты для постройки первичной части блока питания. Следует отметить, что корпорация Fairchild, разработав эту микросхему, здорово постаралась - микросхема очень устойчива в работе и располагает всеми необходимыми защитами. Собранный на базе этой микросхемы блок питания имеет реальнодействующую защиту от перегрузки и короткого замыкания, защиту нагрузки при аварийном выходе напряжений за пределы допустимых, возможность введения спящего режима. Явный минус этой схемы - блок не включается при полной нагрузке. Сначала нужно включить его отдельно, потом нагрузить.

Характеристики:

   Напряжение питания: 200…240В    Выходное напряжение:    Без нагрузки . . . . . . . . . . . . . . . . . ±16,5В    При полной нагрузке. . . . . . . . . . . . . . ±15…±15,5В    Выходная мощность максимальная долговременная,    она же, ограничиваемая микросхемой . . . . . . . 70Вт    Рабочая частота. . . . . . . . . . . . . . . . . 20кГц    КПД устройства . . . . . . . . . . . . . . . . . 90…93%

Блок питания разработан для симметричной нагрузки, у которой потребляемые токи по плюсу и по минусу равны - усилители НЧ. Неравномерная нагрузка вызывает перенапряжение на одном из плеч и блок может уйти в защиту. При подборе деталей не забудем о требованиях к их параметрам и конструкции устройства. Выпрямительные диоды должны быть с обратным напряжением не менее 200 Вольт, конденсаторы С11 и С12 умышленно выбраны на напряжение 50 Вольт, т.е. крупногабаритные - дело в том, что они будут нагреваться, на частотах около 20-30 кГц у них минимальный импеданс, на котором происходит эффективное подавление выбросов напряжения, и, как следствие - их нагрев. Обращайте внимание на внешний вид компонентов, особенно микросхемы и выпрямительных диодов - поцарапанный, невзрачный, некрасивый корпус говорит либо о некачественном изготовлении детали, либо о "левом" производстве. Не используйте конденсаторы серии К73-17, они часто выходят из строя. Микросхему могут выпускать либо фирма Fairchild, либо Samsung (SEC)

Схемы, в которых есть трансформаторы, очень критичны к фазировке их обмоток. При фазировке обмоток требуется сделать так, чтобы начала и концы обмоток подключались к своим точкам в схеме. Если фазировка будет неверной, то обмотки будут работать в противофазе, что нарушит работу схемы и может повредить компоненты. Начала обмоток на схеме помечаются точкой у одного из вывода обмоток. Это как у динамиков - выводы помечаются плюсами. Нам с вами лучше всего мотать обмотки как на рисунке 2 - либо как вариант 1, либо как вариант 2, но не смешивая эти варианты .

Так нам легче будет разобраться, какой вывод будет началом, а какой концом. Пример фазировки обмоток - на рисунке 3, точками показаны начала обмоток.

Трансформатор намотан на сердечнике Ш12Х12 из феррита М2000, с зазором в магнитопроводе 0,2мм. Первичная обмотка 36витков, поделена на две равные части. Одна часть наматывается в первый слой, вторая - в последний. Между ними располагаются вторичные обмотки: выходная - 7+7витков в два провода каждая, обмотка питания микросхемы - 7 витков. Все обмотки намотаны проводом диаметром 0,6мм. Зазор делаем с помощью бумаги, наклеиваем ее на торцы феррита, складываем все вместе с катушкой и проклеиваем магнитопровод суперклеем.

Блок, собранный без ошибок в монтаже, начинает работать сразу и без глюков. Тем не менее, чтобы обезопасить себя от возможных ошибок, проведем первое включение устройства пошагово.

Вместо предохранителя включим обычную лампу 220В 100Вт. Она предотвратит возможную поломку микросхемы. Отпаяем стабилитроны у тиристоров. К выходу блока питания между "+" и "-" подключим нагрузку - нихромовую спираль 30-40 Ом мощностью не менее 100 Вт. Ее мы будем использовать только для проверки блока питания. Такие спирали продаются в магазинах для ремонта электрообогревателей, либо спиралька отдельно, либо в стеклянной трубке. Нам нужна только часть спиральки. Нужное сопротивление отмерим тестером и подключим к выходу блока питания. Не забываем о том, что спираль подключается между "+" и "-" источника, а замеры напряжения мы будем вести от общего провода (GND). Подключим тестер к "+" выходу блока питания и включим блок в розетку. Через секунду на выходе должно установиться напряжение +16,5 вольт. Ждем секунд 5, выключаем блок и смотрим нагрев деталей. Если есть подозрительно нагревшиеся элементы - не оставляем без внимания!!! Не забывайте, что только что собрали СЕТЕВОЙ блок питания, который обладает "скрытой", но мощной разрушительной силой :) Если выходное напряжение больше, чем 16вольт, например, 20, 30вольт - значит, не работает цепь обратной связи. Это может быть либо из-за ошибок в схеме, либо из-за неисправности деталей. Нужно будет проверить. Если напряжение меньше 16вольт и за 5секунд сильно нагрелась микросхема, значит, у нас неправильно сфазированы вторичные обмотки по отношению к первичной.

Может получиться так, что при включении блока в сеть на выходе ничего нет :( В таком случае проверим напряжение на сетевом конденсаторе - около 300вольт, напряжение на третьей лапке микросхемы относительно первичного общего провода (вывод 2). Оно должно прыгать в пределах 12-15вольт - это микросхема пытается запуститься, но что-то ей мешает. Проверим цепь ее подпитки - вспомогательную обмотку и ее выпрямитель, фазировку обмотки. Если все правильно - возможно, микросхема ушла в защиту из-за короткого замыкания в нагрузке, неисправности выпрямительных диодов, перегрузки. Выключим блок и подождем разряда сетевого конденсатора ниже 30вольт и попробуем включить снова с подключенной спиралькой не 30-40 Ом, а 50-60. Возможно так же, что диоды D 4 и D 5 не могут работать на высоких частотах, то есть не подходят для этой схемы. В таком случае трансформатор свистит, надрывается, бедный :( Если и так не вышло, то давайте вспоминать, сколько витков мы намотали и как :). Если напряжение на третьем выводе микросхемы уходит далеко за пределы 20вольт, например, 30, 40вольт, то у нас слишком много намотано витков на вспомогательной обмотке либо эта обмотка опять же неправильно сфазирована по отношению к первичке.

Следующий этап - проверка работы блока без нагрузки. Это проверка цепи обратной связи на стабилизацию. Она осуществляется оптопарой. Требуемое выходное напряжение выставляется стабилитроном D 6, правда, оно будет выше на полтора вольта, чем стабилитрон :) Если на спиральке мы мерим ровно необходимое напряжение, т.е. 15-16вольт, то отключим нагрузку. Напряжение не должно измениться, ну вольт-полтора нам не мешает. Будем готовы немедленно отключить блок из розетки, если без нагрузки напряжение резко возрастет, иначе можно убить выпрямительные диоды, конденсаторы и оптопару.

Далее - проверяем защиту нагрузки при превышении выходного напряжения. Защита срабатывает в аварийном режиме, без попытки повторного запуска блока. Защита есть как на плюсовом плече, так и на минусовом, причем работают они независимо, а эффект общий :) Принцип работы - устраивается короткое замыкание на выходе, из-за которого микросхема уходит в защиту. Тиристоры обладают неплохим быстродействием, и при аварии всего за пару миллисекунд с нагрузки снимается питание. Если вдруг в будущем, сработает эта цепь, то нужно проверять блок питания с самого начала по этой же методике. Для проверки принудительно поднимем выходное напряжение на несколько вольт. Для этого последовательно со стабилитроном включим еще один на несколько вольт - 4,7 или 5,1 или 6,2В. Закоротим его перемычкой и включим блок. Мерим выходное напряжение - в норме. Размыкаем перемычку, трансформатор должен "тикнуть", а блок - отключиться. Ждем разряда сетевого конденсатора, снова ставим перемычку и включаем. Выходные напряжения должны установиться в норме.

Если все тесты блок отработал без глюков, то вешаем ему нагрузку 15Ом и оставляем на полчаса. После этого устройство признается годным к службе отечеству. :)

Монтаж печатной платы

Печатная плата разрабатывается отдельно под конкретную конструкцию каркаса трансформатора и его расположение выводов.

При разработке печатной платы необходимо учесть следующие моменты:

Связанные меж собой детали не разносите далеко друг от друга. По дорожкам текут импульсные токи, излучающие помехи в окружающее пространство, и чем длиннее будет дорожка, тем больше от нее наводок. Между дорожками сетевой части выдерживайте достаточное расстояние. Если между рядом идущими дорожками напряжение 200-300 вольт, расстояние между ними должно быть не менее 4-5мм. Также выдерживайте расстояние между дорожками и деталями сетевой и вторичной части. Единственный компонент, с которым нам ничего не сделать - оптопара. У нее расстояние меж лапками около сантиметра, все остальные расстояния меж сетевой и вторичной частью должны быть не менее 1см. На вторичной стороне дорожка от оптопары должна подключаться как можно ближе к диоду D 4. Чтобы дорожка выдерживала большие токи, ее часто заливают припоем. Но делать так можно не с каждой дорожкой. Если есть возможность, пусть она будет шире, чем толще, иначе между толстыми дорожками будет паразитная связь, которая может дать шумы на выходе и сделать еще много пакостей. Конденсаторы С15, C 16 должны подключаться ближе к диодам, а не к электролитам С11, C 12. ОЧЕНЬ ВАЖНО!!!! Смотрим рисунок 4.

Дорожка идет от диода D1 к керамическому конденсатору С1, от него - к электролиту С2, от него - к катушке L1 - так правильно.
Рисунок 5 - так неправильно.

Дорожка, на которой висит несколько элементов, должна ОБХОДИТЬ каждый из них, а не идти мимо. В импульсной технике часто очень важны миллиметры расстояний. Для примера: рисунок 6.

Если точку подключения керамического конденсатора С1 отвести на 5мм дальше от диода D1, стабилизация ухудшится на полвольта, КПД упадет на 1%.

А вот фотографии собранного опытного образца:

Публикация: radiokot.ru

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Умный пластик 27.10.2022 Исследователи из Техасского университета в Остине поставили своей целью создать жесткий и жесткий в одних местах и мягкий и растяжимый в других пластик. Они смогли создать новый материал, который в 10 раз прочнее натурального каучука и может привести к созданию более гибкой электроники и робототехники. "Возможность контролировать кристаллизацию и, следовательно, физические свойства материала с помощью света потенциально может быть использована для создания носимой электроники или исполнительных механизмов в мягкой робототехнике" , - сказал Захария Пейдж, доцент химии и автор-корреспондент статьи Пейдж и его команда смогли контролировать и изменять структуру материала, похожего на пластик, используя свет, чтобы изменить степень упругости или растяжимости материала. Химики начали с мономера - небольшой молекулы, которая связывается с другими подобными ей, образуя строительные блоки для больших структур, которые были похожи на полимер, содержащийся в наиболее часто используемом пластике. После тестирования десятка катализаторов они нашли один, который при добавлении к мономеру и облучению видимым светом приводил к образованию полукристаллического полимера, похожего на содержащийся в синтетическом каучуке. На участках, затрагиваемых светом, образовывался более твердый и жесткий материал, тогда как неосвещенные участки сохраняли свои мягкие, растяжимые свойства. Поскольку вещество состоит из одного материала с разными свойствами, оно было более прочным и могло растягиваться на большее расстояние, чем большинство смешанных материалов. Реакция происходит при комнатной температуре, мономер и катализатор являются коммерчески доступными, а в качестве источника света исследователи использовали недорогие синие светодиоды. Реакция также длится менее часа. В дальнейшем исследователи будут стремиться создать большее количество объектов с использованием этого материала, чтобы продолжить проверку его пригодности.

Другие интересные новости:

▪ Система жидкостного охлаждения Rosewill PB240-RGB

▪ DC/DC-преобразователи TEQ 20/40WIR

▪ Медвежья Ева

▪ 75,6 ТБ данных на куске кварца

▪ Выращивание морепродуктов в биореакторах

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Предварительные усилители. Подборка статей

▪ статья Тьма египетская. Крылатое выражение

▪ статья Как возникли фондовые биржи? Подробный ответ

▪ статья Ресепшионист. Должностная инструкция

▪ статья Теромопреобразователи сопротивления. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Сдача козырей. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026