Импульсный БП на силовых ПТ мощностью 250 Вт DL 2 YEO, Внимание: опасно для жизни! Схема находится под сетевым напряжением переменного тока 230 В. Выпрямленное напряжение составляет более 322 В. Необходимо выполнять все работы при выключенном блоке питания. Помните, что конденсаторы, подключенные к первичной цепи БП могут быть заряжены ещё в течении нескольких секунд после выключения питания. Эксперименты с блоками питания от компьютеров воодушевили меня на создание “серьёзного” импульсного источника питания.

1. Схемы Импульсных Блоков Питания На Полевых Транзисторах
2. Простой Импульсный Блок Питания На Полевом Транзисторе
3. Импульсный Блок Питания На Полевых Транзисторах

В качестве силовых транзисторов в импульсных блока питания используются биполярные транзисторы, полевые(MOSFET) и IGBT. Какой именно силовой транзистор использовать решает только производитель устройств, поскольку и те, и другие и третьи имеют и свои достоинства, и свои. Транзисторы драйвера самодельного импульсного блока питания. Полевые транзисторы применяются с напряжением сток-исток не менее 400 вольт и наименьшим сопротивлением в открытом состоянии, что уменьшает их тепловыделение и увеличивает стабильность работы. На основе готового импульсного трансформатора от компьютерного блока питания можно соорудить мощный самодельный БП на 200 ватт. Схема достаточно. Сигнал генератора усиливается каскадом на мощных полевых транзисторах, транзисторы нужно укрепить на теплоотвод. Термистор любой.

Новый БП является также ”прямым” преобразователем с полумостовой конфигурацией. Отличительными чертами модифицированного БП являются: - вместо силовых ключевых биполярных транзисторов применены полевые, - синхронный выпрямитель вместо силовых диодов применён во вторичной цепи БП, - отсутствует драйверный (предоконечный) каскад (пропорциональное токовое управление), - применена более простая система защиты от чрезмерных токов и перенапряжений. С трансформаторами и дросселями “выдранными” из компьютерного БП, новый БП обеспечивает выходную мощность 250 Вт при кпд до 90%. Самоучитель excel с задачами.

Блок допускает перегрузку до 20% на короткий период времени. Электромагнитные компоненты от БП ПК Рис.

Трансформаторы от блока питания персонального компьютера. Электромагнитные компоненты блоков питания от АТ компьютеров не отличаются большим разнообразием.

Они обычно рассчитаны на частоты 2540 кГц и выходную мощность 200240 Вт. На плате импульсного источника питания можно найти трансформаторы того или иного размера. Я не могу с уверенностью сказать, что больший размер трансформатора означает и большую мощность, может быть это просто-напросто более старая разработка БП. Что касается новых БП, я, всё-таки, предпочитаю большие размеры трансформаторов, поскольку, при этом, на их сердечниках (всех трёх трансформаторов) имеется больше места под дополнительные витки обмоток.

Схемы Импульсных Блоков Питания На Полевых Транзисторах

Маленькие трансформаторы не имеют на сердечниках свободного места, так как полностью забиты медью и межобмоточной изоляцией и могут быть применены только в готовом виде (без переделки). Сетевой выпрямитель и фильтр Эта часть схемы несложна. За компенсационным токовым дросселем DR 1 (сетевой фильтр) следует терморезистор для ограничения входного тока. Его сопротивление в холодном состоянии составляет 5 Ом и через несколько минут это сопротивление составляет уже менее 1 Ом. Выпрямитель сетевого напряжения 230 В обычно рассчитывается на ток 4 А и не нуждается в принудительном охлаждении. Критерием выбора ёмкости конденсаторов С3 и С4 является допустимое напряжение пульсаций Ubr.

При Ubr = 25 В достаточную ёмкость образуют два конденсатора 470 мкФ, включенные последовательно. Эта величина рассчитана на минимальное напряжение в сети Umin = 230 В – 15%. Фильтр, выпрямитель и ключевые транзисторы. Ключевые транзисторы Полевые транзисторы (ПТ) применены в качестве ключевых в силу свойственного им быстрого времени нарастания и спада импульсов и простой схемой предоконечного устройства, экономящей детали. Если достаточным является время переключения 100 нсек, то для ключевания ПТ можно применить схему, содержащую трансформатор и два резистора в цепях затворов. Вторичная обмотка должна быть рассчитана на определённую амплитуду импульсов. Обмотки, состоящие из одного витка и 2 х 8 витков, должны быть удалены с сердечника Tr 4.

На их место следует намотать 2 х 16 витков (двойным проводом). При соотношении витков обмоток трансформатора 16: 26 и управляющем сигнале напряжением 20 В от микросхемы IC 1 напряжение на затворах ПТ составляет 10 В. При этом напряжении достигается открытое состояние ПТ с сопротивлением канала ( Ron ) равным 0, 75 Ом, а, значит, малыми потерями на рассеяние. Динамические (“переключательные”) потери при частоте переключения равной 50 кГц и обозначенном выше времени переключения незначительны и ими можно пренебречь. Управляющая микросхема обеспечивает достаточный ток для переключения ПТ.

Повышение частоты переключения с 33 до 50 кГц позволяет “пропихнуть” через трансформатор больше энергии. Но таковую нельзя увеличивать беспредельно, так как сердечники трансформаторов рассчитаны для работы только в определённом диапазоне частот. Опытным путём установлено, что трансформаторы можно использовать с отклонением от номинала до 1,5 раз (нагрев). Управляющая схема Рис.

Схема управления и контроля. После включения сетевого напряжения 230 В от небольшого 50 Гц трансформатора Tr 1 получаем вспомогательное напряжение для питания контроллера SG 3525. Работа микросхемы построена таким образом, что сравнивает часть выходного напряжения 13,8 В (действующее значение) с внутренним опорным напряжением +5,1 В (установленное значение) и формирует корректирующую переменную для ШИМ (широтно-импульсного модулятора, определяет соотношение времени “включено-выключено” ключевых транзисторов). Модулятор посылает импульсы по двум выходам на трансформатор Tr 4. Длительность импульсов зависит от корректирующей переменной. Ассистент ii взлом. Увеличившаяся нагрузка по цепи 13,8 В приводит к увеличению длительности импульсов, уменьшившаяся – к сокращению длительности. Частота переключения ключевых мощных ПТ составляет 50 кГц.

Большие частоты переключения неприемлемы из-за применённых трансформаторов, хотя ПТ имеют запас в этом смысле. Частота генератора определяется компонентами, подключенными к выводам 5 и 6 микросхемы. R 14 определяет время состояния “выключено”, что абсолютно необходимо, чтобы исключить открытие двух транзисторов в одно и то же время. В качестве R 14 следует применять резистор с очень малой величиной сопротивления.

При 1 мксек состояния “выключено” и 20 мксек продолжительности периода состояния “включено”, ПТ теоретически проводят 95% времени. Зарядка конденсатора С13 после включения обеспечивает мягкий старт, начиная с коротких по времени импульсов и постепенно увеличивая их длительность.

Вывод (а) трансформатора Tr 4 оставляется свободным. Только половина витков (26) первичной обмотки ( b - c ) и 16 витков вторичной используются, чтобы получить необходимое соотношение витков 0,6. Функции защиты (контроля) В “новый” БП включены две схемы защиты.

Трансформатор Tr 2 используется как токовый датчик и создаёт на резисторе R 16 напряжение пропорциональное току, текущему через силовые ключи (ключевые транзисторы). Если на выводе 10 микросхемы напряжение превысит порог, выставляемый с помощью потенциометра Р1, то микросхема тот час же отключится и включится вновь через короткий промежуток времени. Причиной этого является, как правило, слишком большой ток во вторичной обмотке трансформатора, вызванный коротким замыканием или перегрузкой выхода. Нагрузка и сама схема, таким же образом, защищены и от перенапряжения на выходе Vo.

SG 3525 выключается при Vo 15 В. Обе защитные схемы находятся в выключенном состоянии, если движок потенциометра Р1 соединён с общим проводом (находится в крайнем положении). Синхронный выпрямитель Кое-кто из Вас, возможно, имел дело с рассеянием мощности до 17 Вт при выходном токе 18 А, работая с диодами с “быстрым восстановлением” ( полупроводника).

С диодами Шоттки 30 А / 45 В потери составляют всё же 12 Вт. Это снижает кпд, составляя большую часть потерь в БП. Потери в сетевом выпрямителе (в первичной цепи БП), ключевых транзисторах, трансформаторах и выходных дросселях, вместе взятые, не “дотягивают” до выше упомянутого значения. Значительного снижения потерь здесь помогает добиться полу - синхронный выпрямитель с двумя полевыми транзисторами, имеющими малую величину импеданса. ПТ с малым сопротивлением канала, находящимся в открытом состоянии (примерно, 15 мОм) и обеспечивают, во время активной фазы при токе 18 А, падение напряжения всего 0,3 В.

Лучшие диоды Шоттки обеспечивают падение напряжения в 0,6 В. Тем не менее, в литературе часто встречаются двухтактные схемы выпрямителей, построенные с использованием, именно, диодов Шоттки. В оправдание указывается, что ток дросселя течёт в противоположном направлении (обратное включение) через внутренние диоды ПТ в то время, когда они находятся в выключенном (закрытом) состоянии. Большие потери на переключение наблюдаются из-за заряда внутренних диодов ПТ, который нужно удалять в начале перехода к нормальной эксплуатации.

Эти потери сводят на “нет” достоинства схемы в активной (“проводящей”) фазе. (Речь, видимо, идёт о зарядовой связи внутренней структуры ПТ, работающей при больших импедансах и создающей проблемы с неконтролируемым приотрыванием транзисторов - UA 9 LAQ ). Нижеследующая схема позволяет избежать этого недостатка, так как внутренние диоды ПТ не работают в обратном включении. Навесной диод D 3 перехватывает ток дросселя, поскольку тот имеет значительно более низкое прямое напряжение включения Uf, сравнимое с напряжением на внутреннем диоде ПТ. Диод D 3 - диод Шоттки и установлен он перед дросселем Dr 2. Диод не имеет заряда и поэтому переключается моментально при малых потерях.

Для эксперимента диод был удалён, температура радиатора, на котором закреплены ПТ увеличилась на +10º C, несмотря на то, что внутренний диод, используемых ПТ типа IRFZ 44 имеет очень малое время обратного восстановления в 47 нсек. При типичном рабочем цикле в 57% (открыты такой процент времени) потери двух ПТ составили 3,6 Вт. Дополнительный паразитный диод D 3 открыт всё остающееся время и “пожирает” 4,6 Вт.

Простой Импульсный Блок Питания На Полевом Транзисторе

Всего получается 8,2 Вт потерь, можно и этот диод также заменить ПТ. Поскольку переключение такого ПТ осуществить сложнее, чем от VT 3 и VT 4, я такой возможностью не пользовался.

Второй причиной отказа от ПТ вместо D 3 является возможное снижение напряжения в питающей сети и увеличение тока нагрузки, приводящее к увеличению времени открытого состояния ПТ, а не времени открытого состояния D 3. Синхронный выпрямитель. Конструкция и налаживание Для сборки БП потребуется монтажная плата из фольгированного стеклотекстолита размерами 82 х 122 мм. Не следует применять другой материал.

Материал должен выдерживать довольно тяжёлые детали (не деформироваться) и иметь возможность нести широкие печатные дорожки для пропускания значительных по величине токов. Детали стабилизатора и схем защиты расположены на отдельной полоске материала.

Импульсный Блок Питания На Полевых Транзисторах

Прошу прощения, но мне было неохота разрабатывать печатную плату под эти узлы. Печатная плата (1: 1) и расположение деталей. Для распайки деталей для схемы стабилизатора и схем защиты используется небольшая платка размерами 40 х 45 мм. Медные дорожки (розового цвета) удаляются в обозначенных местах. Сверло по дереву или металлу диаметром 34 мм подходит для этой операции.

Соединения кабелей обозначены условно разорванными - они крепятся к плате. Это же относится к выводу общего провода, который расположен на верхней поверхности платы, с помощью которого подводится потенциал “земли” к вертикальным медным дорожкам. Вид на сторону паек платки стабилизатора и защитных устройств (2: 1). Вид на сторону расположения деталей (2: 1).

Трансформаторы На следующем рисунке показаны трансформаторы от импульсного БП ПК. Данные по ним были опредены при возможных измерениях, счётом количества витков и вычислениями. Перед использованием трансформаторов следует убедиться, что их размер, количество обмоток, диаметр провода, количество витков и их фазировка соответствуют приведённым на рисунках и фотографиях. Если есть сомнения в соответствии, трансформаторы лучше не применять.

Ansicht von unten (нем.) – вид снизу; prim. – первичная (обмотка); sec.- вторичная; isolierter Schaltdraht (нем.) - изолированный монтажный провод; neue Windungszahl (нем.) – новое число витков. Радиаторы Радиаторы не имеют особенностей. Они изготовлены из листового алюминия толщиной 1 мм. Транзисторы VT 1 и VT 2 закреплены на первом радиаторе с использованием изоляции (например, через слюдяные прокладки). ПТ могут не иметь контакта друг с другом и радиатором. При профессиональной сборке касание транзисторами радиаторов допустимо и не представляет опасности.

( Не знаю, что здесь имел в виду автор, возможно, транзисторы с “язычком” крепления к радиатору транзистора, выполненным из изоляционного материала, возможно, монтажную схему, когда радиатор изолирован от общего провода, а стоки ПТ могут иметь контакт друг с другом - UA 9 LAQ ). На вторичной стороне – всё немного проще: VT 3, VT 4 и D 3 не несут опасных напряжений и не требуют дополнительной изоляции. Поскольку корпуса ПТ и корпуса диодов Шоттки несут один и тот же потенциал, то нет никаких препятствий к монтажу всех трёх компонентов непосредственно на втором радиаторе.

Тем более, что нет электрического контакта между самим радиатором и корпусом или другими компонентами БП. Чертежи радиаторов.