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:

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Цифровая рация Xiaomi Digital Walkie Talkie 05.10.2025

Компания Xiaomi представила современное устройство, объединившее классические принципы радиосвязи с возможностями цифровых технологий. Новинка под названием Xiaomi Digital Walkie Talkie демонстрирует, как привычные рации могут быть переосмыслены в духе времени. Устройство оснащено цветным дисплеем диагональю 1,57 дюйма, который отображает список контактов, параметры соединения и даже примерное местоположение собеседника. Такой подход превращает стандартную рацию в компактное средство связи, сочетающее функциональность смартфона и устойчивость профессиональной техники. Одним из ключевых преимуществ стала высокая автономность. Встроенный аккумулятор емкостью 2500 мА·ч обеспечивает до 100 часов работы в режиме ожидания и около 14 часов непрерывных разговоров, что особенно важно в экспедициях, на дальних маршрутах или в зонах, где подзарядка невозможна. Согласно данным портала unionrayo.com, такое время работы выгодно отличает устройство от большинства аналогов. По дальности дейст ...>>

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Случайная новость из Архива Негативное влияние энергетических напитков на сердце 01.04.2024 В современном мире энергетические напитки стали неотъемлемой частью рациона многих людей, особенно активно используются для поддержания бодрости и энергии в течение дня. Однако недавние исследования, проведенные специалистами из Техасского колледжа ветеринарной медицины и биомедицинских наук, подняли тревогу относительно потенциальных негативных последствий употребления энергетических напитков для здоровья сердца. Группа исследователей из Техасского колледжа ветеринарной медицины и биомедицинских наук (CVMBS) проанализировала влияние энергетических напитков на сердечную мышцу и выявила наличие опасных веществ, которые могут негативно сказываться на ее функционировании. Исследование проводилось на клетках сердца, чтобы изучить реакцию кардиомиоцитов на различные компоненты энергетических напитков. Результаты показали, что употребление таких напитков может привести к учащению сердечного ритма и другим нарушениям сердечной деятельности. Специалисты пришли к выводу, что употребление энергетических напитков может быть прямо связано с сердечными проблемами, включая кардиомиопатию и повышенное давление. С учетом того, что энергетические напитки широко доступны и популярны, руководитель исследования, Иван Русин, подчеркнул важность осознания потенциальных рисков для здоровья, связанных с их употреблением. Исследователи анализировали семнадцать различных брендов энергетических напитков и выявили наиболее вредные для сердца компоненты, такие как теофиллин, аденин и азелат, используя математическое моделирование. Употребление энергетических напитков может иметь серьезные последствия для здоровья сердца. Это предупреждение должно стать основой для более осознанного подхода к выбору и потреблению таких напитков, а также для принятия мер по регулированию их производства и распространения.

Другие интересные новости:

▪ Первая льняная ткань

▪ Самолет без вредных выбросов

▪ Электрическая доска для серфинга Cyrusher Thunder

▪ SONY и TOSHIBA не договорились о видеоформате

▪ Мед против старения

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Стабилизаторы напряжения. Подборка статей

▪ статья Бытовое явление. Крылатое выражение

▪ статья Наука и образование. Большая энциклопедия для детей и взрослых

▪ статья Подводный планер. Личный транспорт

▪ статья Тостеры. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Воздушный платок. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025