SAKLAR CATU DAYA UNTUK TL494 DAN IR2110
Sebagian besar konverter tegangan otomotif dan jaringan didasarkan pada pengontrol TL494 khusus, dan karena ini adalah pengontrol utama, tidak adil untuk tidak membicarakan secara singkat prinsip pengoperasiannya.
Pengontrol TL494 adalah paket plastik DIP16 (ada juga opsi dalam paket planar, tetapi tidak digunakan dalam desain ini). Diagram fungsional pengontrol ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1 - Diagram blok chip TL494.
Seperti dapat dilihat dari gambar, sirkuit mikro TL494 memiliki sirkuit kontrol yang sangat berkembang, yang memungkinkan untuk membuat konverter berdasarkan hampir semua persyaratan, tetapi pertama-tama beberapa kata tentang unit fungsional pengontrol.
Sirkuit ION dan perlindungan terhadap tegangan rendah.
Sirkuit menyala ketika daya mencapai ambang batas 5.5..7.0 V (nilai tipikal 6.4V). Hingga saat ini, bus kendali internal melarang pengoperasian generator dan bagian logis dari rangkaian. Arus tanpa beban pada tegangan suplai +15V (transistor keluaran dinonaktifkan) tidak lebih dari 10 mA. ION +5V (+4.75..+5.25 V, stabilisasi keluaran tidak lebih buruk dari +/- 25mV) memberikan arus yang mengalir hingga 10 mA. ION hanya dapat dikuatkan menggunakan pengikut emitor NPN (lihat TI hal. 19-20), namun tegangan pada keluaran “penstabil” tersebut akan sangat bergantung pada arus beban.
Generator menghasilkan tegangan gigi gergaji 0..+3.0V (amplitudo diatur oleh ION) pada kapasitor timing Ct (pin 5) untuk TL494 Texas Instruments dan 0...+2.8V untuk TL494 Motorola (apa yang bisa kita lakukan? harapkan dari orang lain?), masing-masing, untuk TI F =1.0/(RtCt), untuk Motorola F=1.1/(RtCt).
Frekuensi pengoperasian yang diijinkan
dari 1 hingga 300 kHz, dengan rentang yang disarankan Rt = 1...500 kOhm, Ct = 470pF...10 μF. Dalam hal ini, penyimpangan suhu frekuensi yang khas adalah (tentu saja, tanpa memperhitungkan penyimpangan komponen yang terpasang) +/-3%, dan penyimpangan frekuensi tergantung pada tegangan suplai berada dalam 0,1% pada seluruh rentang yang diizinkan.
Untuk mematikan jarak jauh
generator, Anda dapat menggunakan kunci eksternal untuk melakukan hubungan pendek input Rt (6) ke output ION, atau hubungan pendek Ct ke ground. Tentu saja, ketahanan kebocoran dari saklar terbuka harus diperhitungkan ketika memilih Rt, Ct.
Masukan kontrol fase istirahat
(faktor tugas) melalui komparator fase istirahat menetapkan jeda minimum yang diperlukan antara pulsa di lengan rangkaian. Hal ini diperlukan baik untuk mencegah arus masuk pada tahap daya di luar IC, dan untuk pengoperasian pemicu yang stabil - waktu peralihan bagian digital TL494 adalah 200 ns. Sinyal keluaran diaktifkan ketika gergaji melebihi tegangan pada input kontrol 4 (DT) sebesar Ct. Pada frekuensi clock hingga 150 kHz dengan tegangan kontrol nol, fase istirahat = 3% periode (bias setara sinyal kontrol 100..120 mV), pada frekuensi tinggi koreksi bawaan memperluas fase istirahat hingga 200. 0,300 ns.
Dengan menggunakan rangkaian input DT, Anda dapat mengatur fase istirahat tetap (pembagi R-R), mode soft start (R-C), shutdown jarak jauh (kunci), dan juga menggunakan DT sebagai input kontrol linier. Rangkaian masukan dirakit menggunakan transistor PNP, sehingga arus masukan (hingga 1,0 μA) mengalir keluar dari IC, bukan masuk ke dalamnya. Arusnya cukup besar, sehingga resistor dengan resistansi tinggi (tidak lebih dari 100 kOhm) harus dihindari. Lihat TI, halaman 23 untuk contoh proteksi lonjakan arus menggunakan dioda zener 3-lead TL430 (431).
Penguat Kesalahan
- sebenarnya penguat operasional dengan Ku = 70..95 dB pada tegangan konstan (60 dB untuk seri awal), Ku = 1 pada 350 kHz. Rangkaian masukan dirakit menggunakan transistor PNP, sehingga arus masukan (hingga 1,0 μA) mengalir keluar dari IC, bukan masuk ke dalamnya. Arus untuk op-amp cukup besar, tegangan biasnya juga tinggi (sampai 10 mV), sehingga resistor dengan resistansi tinggi pada rangkaian kontrol (tidak lebih dari 100 kOhm) harus dihindari. Namun berkat penggunaan input pnp, rentang tegangan input adalah dari -0,3V hingga Vsupply-2V
Saat menggunakan OS yang bergantung pada frekuensi RC, Anda harus ingat bahwa keluaran amplifier sebenarnya berujung tunggal (dioda seri!), sehingga akan mengisi kapasitansi (ke atas) dan memerlukan waktu lama untuk mengosongkannya ke bawah. Tegangan pada output ini berada dalam 0..+3.5V (sedikit lebih besar dari ayunan generator), kemudian koefisien tegangan turun tajam dan sekitar 4.5V pada output amplifier menjadi jenuh. Demikian pula, resistor resistansi rendah pada rangkaian keluaran penguat (loop umpan balik) harus dihindari.
Amplifier tidak dirancang untuk beroperasi dalam satu siklus clock dari frekuensi operasi. Dengan penundaan propagasi sinyal di dalam amplifier sebesar 400 ns, mereka terlalu lambat untuk ini, dan logika kontrol pemicu tidak mengizinkannya (pulsa samping akan muncul pada output). Dalam rangkaian PN nyata, frekuensi cutoff rangkaian OS dipilih pada urutan 200-10000 Hz.
Logika kontrol pemicu dan keluaran
- Dengan tegangan suplai minimal 7V, jika tegangan gergaji pada generator lebih besar daripada pada input kontrol DT, dan jika tegangan gergaji lebih besar dari pada penguat kesalahan mana pun (dengan mempertimbangkan ambang batas bawaan dan offset) - keluaran rangkaian diperbolehkan. Ketika generator direset dari maksimum ke nol, outputnya dimatikan. Pemicu dengan keluaran parafase membagi frekuensi menjadi dua. Dengan logika 0 pada masukan 13 (mode keluaran), fase pemicu digabungkan dengan OR dan disuplai secara bersamaan ke kedua keluaran; dengan logika 1, fase-fase tersebut disuplai dalam fase ke setiap keluaran secara terpisah.
Transistor keluaran
- npn Darlingtons dengan perlindungan termal bawaan (tetapi tanpa perlindungan arus). Jadi, penurunan tegangan minimum antara kolektor (biasanya tertutup ke bus positif) dan emitor (pada beban) adalah 1,5 V (khas pada 200 mA), dan dalam rangkaian dengan emitor bersama sedikit lebih baik, 1,1 V khas. Arus keluaran maksimum (dengan satu transistor terbuka) dibatasi hingga 500 mA, daya maksimum untuk seluruh chip adalah 1 W.
Peralihan catu daya secara bertahap menggantikan kerabat tradisionalnya di bidang teknik audio, karena tampilannya jauh lebih menarik baik dari segi ekonomis maupun ukurannya. Faktor yang sama bahwa peralihan catu daya berkontribusi secara signifikan terhadap distorsi amplifier, yaitu munculnya nada tambahan tambahan, tidak lagi relevan terutama karena dua alasan - basis elemen modern memungkinkan untuk merancang konverter dengan frekuensi konversi yang jauh lebih tinggi dari 40 kHz, oleh karena itu modulasi daya yang diperkenalkan oleh catu daya sudah dalam USG. Selain itu, frekuensi catu daya yang lebih tinggi lebih mudah untuk disaring, dan penggunaan dua filter LC berbentuk L di sepanjang sirkuit catu daya sudah cukup menghaluskan riak pada frekuensi ini.
Tentu saja, ada kekurangan dalam tong madu ini - perbedaan harga antara catu daya khas untuk penguat daya dan catu daya berdenyut menjadi lebih terlihat seiring dengan meningkatnya daya unit ini, yaitu. Semakin kuat pasokan listriknya, semakin menguntungkan dibandingkan dengan pasokan listrik standarnya.
Dan itu belum semuanya. Saat menggunakan catu daya switching, aturan pemasangan perangkat frekuensi tinggi harus dipatuhi, yaitu penggunaan layar tambahan, penyaluran bagian daya kabel biasa ke unit pendingin, serta pemasangan kabel ground dan sambungan yang benar. melindungi kepang dan konduktor.
Setelah penyimpangan liris singkat tentang fitur peralihan catu daya untuk amplifier daya, diagram sirkuit sebenarnya dari catu daya 400W:
Gambar 1. Diagram skema catu daya switching untuk penguat daya hingga 400 W
BESAR DENGAN KUALITAS BAIK
Pengontrol kendali pada catu daya ini adalah TL494. Tentu saja, ada chip yang lebih modern untuk melakukan tugas ini, tetapi kami menggunakan pengontrol khusus ini karena dua alasan - SANGAT mudah untuk dibeli. Untuk waktu yang cukup lama, TL494 dari Texas Instruments digunakan dalam pasokan listrik yang diproduksi; tidak ada masalah kualitas yang ditemukan. Penguat kesalahan ditutupi oleh OOS, yang memungkinkan untuk mencapai koefisien yang cukup besar. stabilisasi (rasio resistor R4 dan R6).
Setelah pengontrol TL494 terdapat driver setengah jembatan IR2110, yang sebenarnya mengontrol gerbang transistor daya. Penggunaan driver memungkinkan untuk meninggalkan transformator pencocokan, yang banyak digunakan pada catu daya komputer. Driver IR2110 dimuat ke gerbang melalui rantai R24-VD4 dan R25-VD5 yang mempercepat penutupan gerbang lapangan.
Sakelar daya VT2 dan VT3 beroperasi pada belitan primer transformator daya. Titik tengah yang diperlukan untuk memperoleh tegangan bolak-balik pada belitan primer transformator dibentuk oleh elemen R30-C26 dan R31-C27.
Beberapa kata tentang algoritma pengoperasian catu daya switching pada TL494:
Pada saat tegangan listrik 220 V disuplai, kapasitansi filter catu daya primer C15 dan C16 terinfeksi melalui resistor R8 dan R11, yang tidak memungkinkan jembatan diol VD kelebihan beban oleh arus hubung singkat yang benar-benar habis. C15 dan C16. Pada saat yang sama, kapasitor C1, C3, C6, C19 diisi melalui rangkaian resistor R16, R18, R20 dan R22, stabilizer 7815 dan resistor R21.
Segera setelah tegangan pada kapasitor C6 mencapai 12 V, dioda zener VD1 “menerobos” dan arus mulai mengalir melaluinya, mengisi kapasitor C18, dan segera setelah terminal positif kapasitor ini mencapai nilai yang cukup untuk membuka thyristor VS2, itu akan terbuka. Ini akan menghidupkan relai K1, yang dengan kontaknya akan mem-bypass resistor pembatas arus R8 dan R11. Selain itu, thyristor VS2 yang terbuka akan membuka transistor VT1 ke pengontrol TL494 dan driver setengah jembatan IR2110. Pengontrol akan memulai mode soft start, yang durasinya bergantung pada peringkat R7 dan C13.
Selama soft start, durasi pulsa yang membuka transistor daya meningkat secara bertahap, sehingga secara bertahap mengisi kapasitor daya sekunder dan membatasi arus melalui dioda penyearah. Durasi bertambah hingga suplai sekunder cukup untuk membuka LED optocoupler IC1. Segera setelah kecerahan LED optocoupler cukup untuk membuka transistor, durasi pulsa akan berhenti meningkat (Gambar 2).
Gambar 2. Mode soft start.
Perlu dicatat di sini bahwa durasi soft start terbatas, karena arus yang melewati resistor R16, R18, R20, R22 tidak cukup untuk memberi daya pada pengontrol TL494, driver IR2110, dan belitan relai yang dihidupkan - suplai tegangan sirkuit mikro ini akan mulai berkurang dan akan segera turun ke nilai di mana TL494 akan berhenti menghasilkan pulsa kontrol. Dan sampai saat inilah mode soft start harus diselesaikan dan konverter harus kembali ke operasi normal, karena pengontrol TL494 dan driver IR2110 menerima daya utama dari transformator daya (VD9, VD10 - penyearah titik tengah, R23- C1-C3 - Filter RC , IC3 adalah penstabil 15 V) dan itulah sebabnya kapasitor C1, C3, C6, C19 memiliki nilai yang begitu besar - mereka harus menjaga catu daya pengontrol hingga kembali ke pengoperasian normal.
TL494 menstabilkan tegangan keluaran dengan mengubah durasi pulsa kontrol transistor daya pada frekuensi konstan - Modulasi Lebar Pulsa - PWM. Hal ini hanya mungkin terjadi jika nilai tegangan sekunder transformator daya lebih tinggi dari yang dibutuhkan pada keluaran stabilizer setidaknya 30%, tetapi tidak lebih dari 60%.
Gambar 3. Prinsip pengoperasian stabilizer PWM.
Ketika beban meningkat, tegangan keluaran mulai menurun, LED optokopler IC1 mulai menyala lebih sedikit, transistor optokopler menutup, mengurangi tegangan pada penguat kesalahan dan dengan demikian meningkatkan durasi pulsa kontrol hingga tegangan efektif mencapai nilai stabilisasi. (Gambar 3). Ketika beban berkurang, tegangan akan mulai meningkat, LED optocoupler IC1 akan mulai bersinar lebih terang, sehingga membuka transistor dan mengurangi durasi pulsa kontrol hingga nilai efektif tegangan keluaran turun ke nilai stabil. Besarnya tegangan stabil diatur dengan memangkas resistor R26.
Perlu dicatat bahwa pengontrol TL494 tidak mengatur durasi setiap pulsa tergantung pada tegangan keluaran, tetapi hanya nilai rata-rata, yaitu. bagian pengukuran mempunyai inersia. Namun, bahkan dengan kapasitor yang dipasang pada catu daya sekunder dengan kapasitas 2200 μF, kegagalan daya pada beban puncak jangka pendek tidak melebihi 5%, yang cukup dapat diterima untuk peralatan kelas HI-FI. Kami biasanya memasang kapasitor 4700 uF di catu daya sekunder, yang memberikan margin yang meyakinkan untuk nilai puncak, dan penggunaan tersedak stabilisasi grup memungkinkan kami mengontrol keempat tegangan daya keluaran.
Catu daya switching ini dilengkapi dengan proteksi beban berlebih, yang elemen pengukurnya adalah trafo arus TV1. Segera setelah arus mencapai nilai kritis, thyristor VS1 terbuka dan melewati catu daya ke tahap akhir pengontrol. Pulsa kontrol menghilang dan catu daya masuk ke mode siaga, yang dapat bertahan cukup lama, karena thyristor VS2 tetap terbuka - arus yang mengalir melalui resistor R16, R18, R20 dan R22 cukup untuk mempertahankannya. dalam keadaan terbuka. Cara menghitung trafo arus.
Untuk keluar dari catu daya dari mode siaga, Anda harus menekan tombol SA3, yang akan melewati thyristor VS2 dengan kontaknya, arus akan berhenti mengalir melaluinya dan akan menutup. Segera setelah kontak SA3 terbuka, transistor VT1 menutup sendiri, menghilangkan daya dari pengontrol dan driver. Dengan demikian, rangkaian kontrol akan beralih ke mode konsumsi minimum - thyristor VS2 ditutup, oleh karena itu relai K1 dimatikan, transistor VT1 ditutup, oleh karena itu pengontrol dan driver dimatikan energinya. Kapasitor C1, C3, C6 dan C19 mulai mengisi daya dan segera setelah tegangan mencapai 12 V, thyristor VS2 terbuka dan catu daya switching dimulai.
Jika Anda perlu mengalihkan catu daya ke mode siaga, Anda dapat menggunakan tombol SA2, ketika ditekan, basis dan emitor transistor VT1 akan terhubung. Transistor akan menutup dan mematikan daya pengontrol dan driver. Pulsa kontrol akan hilang, dan tegangan sekunder akan hilang. Namun, daya tidak akan terputus dari relai K1 dan konverter tidak akan menyala kembali.
Desain sirkuit ini memungkinkan Anda merakit catu daya dari 300-400 W hingga 2000 W, tentu saja, beberapa elemen sirkuit harus diganti, karena parameternya tidak dapat menahan beban berat.
Saat merakit opsi yang lebih kuat, Anda harus memperhatikan kapasitor filter penghalusan catu daya utama C15 dan C16. Kapasitansi total kapasitor ini harus sebanding dengan daya catu daya dan sesuai dengan proporsi. 1 W daya keluaran konverter tegangan sesuai dengan 1 µF kapasitansi kapasitor filter daya primer. Dengan kata lain, jika daya catu daya 400 W, maka harus digunakan 2 kapasitor 220 μF, jika daya 1000 W, maka harus dipasang 2 kapasitor 470 μF atau dua kapasitor 680 μF.
Persyaratan ini memiliki dua tujuan. Pertama, riak tegangan suplai primer berkurang, sehingga tegangan keluaran lebih mudah distabilkan. Kedua, penggunaan dua kapasitor, bukan satu, memudahkan pengoperasian kapasitor itu sendiri, karena kapasitor elektrolitik seri TK lebih mudah diperoleh, dan tidak sepenuhnya dimaksudkan untuk digunakan pada catu daya frekuensi tinggi - resistansi internal terlalu tinggi dan pada frekuensi tinggi kapasitor ini akan memanas. Dengan menggunakan dua buah, resistansi internal dikurangi, dan pemanasan yang dihasilkan dibagi antara dua kapasitor.
Ketika digunakan sebagai transistor daya IRF740, IRF840, STP10NK60 dan sejenisnya (untuk informasi lebih lanjut tentang transistor yang paling umum digunakan dalam konverter jaringan, lihat tabel di bagian bawah halaman), dioda VD4 dan VD5 dapat ditinggalkan sama sekali, dan nilainya resistor R24 dan R25 dapat dikurangi menjadi 22 Ohm - daya Driver IR2110 cukup untuk mengontrol transistor ini. Jika catu daya switching yang lebih kuat sedang dirakit, maka diperlukan transistor yang lebih kuat. Perhatian harus diberikan pada arus maksimum transistor dan daya disipasinya - mengganti catu daya yang distabilkan sangat sensitif terhadap pemasangan snubber yang benar dan tanpanya, transistor daya menjadi lebih panas karena arus yang terbentuk akibat induksi diri dimulai. mengalir melalui dioda yang dipasang pada transistor. Baca lebih lanjut tentang memilih snubber.
Selain itu, waktu penutupan yang meningkat tanpa snubber memberikan kontribusi yang signifikan terhadap pemanasan - transistor tetap berada dalam mode linier lebih lama.
Seringkali mereka melupakan fitur lain dari transistor efek medan - dengan meningkatnya suhu, arus maksimumnya menurun, dan cukup kuat. Berdasarkan hal ini, ketika memilih transistor daya untuk mengganti catu daya, Anda harus memiliki setidaknya dua kali lipat cadangan arus maksimum untuk catu daya penguat daya dan cadangan tiga kali lipat untuk perangkat yang beroperasi pada beban besar yang tidak berubah, misalnya, sebuah pabrik peleburan induksi atau lampu hias, yang memberi daya pada perkakas listrik bertegangan rendah.
Tegangan keluaran distabilkan menggunakan group stabilization choke L1 (GLS). Anda harus memperhatikan arah belitan induktor ini. Jumlah lilitan harus sebanding dengan tegangan keluaran. Tentu saja, ada rumus untuk menghitung unit belitan ini, namun pengalaman menunjukkan bahwa daya keseluruhan inti untuk DGS harus 20-25% dari daya keseluruhan transformator daya. Anda dapat memutarnya hingga jendela terisi sekitar 2/3, jangan lupa jika tegangan keluarannya berbeda, maka belitan dengan tegangan yang lebih tinggi harus lebih besar secara proporsional, misalnya Anda memerlukan dua tegangan bipolar, satu pada ±35 V , dan yang kedua untuk memberi daya pada subwoofer dengan tegangan ±50 V.
Kami melilitkan DGS menjadi empat kabel sekaligus hingga 2/3 jendela terisi, menghitung putarannya. Diameter dihitung berdasarkan intensitas arus 3-4 A/mm2. Katakanlah kita mendapat 22 putaran, mari kita buat proporsinya:
22 putaran / 35 V = X putaran / 50 V.
X putaran = 22 × 50 / 35 = 31,4 ≈ 31 putaran
Selanjutnya, saya akan memotong dua kabel untuk ±35 V dan memutar 9 putaran lagi untuk tegangan ±50.
PERHATIAN! Ingatlah bahwa kualitas stabilisasi secara langsung bergantung pada seberapa cepat tegangan yang dihubungkan dengan dioda optocoupler berubah. Untuk meningkatkan koefisien stabilisasi, masuk akal untuk menghubungkan beban tambahan ke setiap tegangan dalam bentuk resistor 2 W dengan resistansi 3,3 kOhm. Resistor beban yang terhubung ke tegangan yang dikendalikan oleh optocoupler harus 1,7...2,2 kali lebih kecil.
Data rangkaian catu daya switching jaringan pada cincin ferit dengan permeabilitas 2000 Nm dirangkum dalam Tabel 1.
DATA PEMULIHAN UNTUK TRANSFORMATOR PULSA |
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
Namun, tidak selalu mungkin untuk mengenali merek ferit, terutama jika ferit tersebut berasal dari trafo horizontal televisi. Anda dapat keluar dari situasi tersebut dengan mencari tahu jumlah putaran secara eksperimental. Detail lebih lanjut tentang ini di video:
Dengan menggunakan sirkuit catu daya switching di atas, beberapa submodifikasi dikembangkan dan diuji, dirancang untuk memecahkan masalah tertentu pada berbagai daya. Gambar papan sirkuit tercetak untuk catu daya ini ditunjukkan di bawah ini.
Papan sirkuit tercetak untuk peralihan catu daya stabil dengan daya hingga 1200...1500 W. Ukuran papan 269x130 mm. Sebenarnya, ini adalah versi yang lebih maju dari papan sirkuit cetak sebelumnya. Hal ini dibedakan dengan adanya tersedak stabilisasi grup, yang memungkinkan Anda mengontrol besarnya semua tegangan daya, serta filter LC tambahan. Memiliki kontrol kipas dan perlindungan kelebihan beban. Tegangan keluaran terdiri dari dua sumber daya bipolar dan satu sumber arus rendah bipolar, yang dirancang untuk memberi daya pada tahap awal.
Tampilan luar papan sirkuit tercetak untuk catu daya hingga 1500 W. UNDUH DALAM FORMAT LAY
Catu daya jaringan switching yang stabil dengan daya hingga 1500...1800 W dapat dibuat pada papan sirkuit tercetak berukuran 272x100 mm. Catu daya dirancang untuk transformator daya yang dibuat pada cincin K45 dan ditempatkan secara horizontal. Ini memiliki dua sumber daya bipolar, yang dapat digabungkan menjadi satu sumber untuk memberi daya pada amplifier dengan catu daya dua tingkat dan satu sumber arus rendah bipolar untuk tahap awal.
Papan sirkuit tercetak dari catu daya switching hingga 1800 W. UNDUH DALAM FORMAT LAY
Catu daya ini dapat digunakan untuk memberi daya pada peralatan otomotif berdaya tinggi, seperti amplifier mobil bertenaga dan AC mobil. Dimensi papan 188x123. Dioda penyearah Schottky yang digunakan diparalelkan dengan jumper dan arus keluarannya dapat mencapai 120 A pada tegangan 14 V. Selain itu, catu daya dapat menghasilkan tegangan bipolar dengan kapasitas beban hingga 1 A (tidak lagi dipasang stabilisator tegangan terintegrasi). mengizinkan). Trafo daya dibuat pada cincin K45, tersedak tegangan daya penyaringan dibuat pada dua cincin K40x25x11. Perlindungan kelebihan beban bawaan.
Tampilan luar papan sirkuit cetak catu daya untuk peralatan otomotif UNDUH DALAM FORMAT LAY
Catu daya hingga 2000 W dibuat pada dua papan berukuran 275x99, terletak satu di atas yang lain. Tegangan dikendalikan oleh satu tegangan. Memiliki perlindungan kelebihan beban. File tersebut berisi beberapa opsi untuk "lantai dua" untuk dua tegangan bipolar, untuk dua tegangan unipolar, untuk tegangan yang diperlukan untuk tegangan dua dan tiga tingkat. Trafo daya terletak secara horizontal dan dibuat pada cincin K45.
Tampilan catu daya “dua lantai” UNDUH DALAM FORMAT LAY
Catu daya dengan dua tegangan bipolar atau satu untuk penguat dua tingkat dibuat pada papan berukuran 277x154. Memiliki tersedak stabilisasi grup dan perlindungan beban berlebih. Trafo daya berada pada cincin K45 dan terletak secara horizontal. Daya hingga 2000 W.
Tampilan luar papan sirkuit tercetak UNDUH DALAM FORMAT LAY
Catu dayanya hampir sama dengan di atas, tetapi memiliki satu tegangan keluaran bipolar.
Tampilan luar papan sirkuit tercetak UNDUH DALAM FORMAT LAY
Catu daya switching memiliki dua tegangan stabil bipolar dan satu arus rendah bipolar. Dilengkapi dengan kontrol kipas dan perlindungan beban berlebih. Ia memiliki tersedak stabilisasi grup dan filter LC tambahan. Daya hingga 2000...2400 W. Papan memiliki dimensi 278x146 mm
Tampilan luar papan sirkuit tercetak UNDUH DALAM FORMAT LAY
Papan sirkuit tercetak dari catu daya switching untuk penguat daya dengan catu daya dua tingkat, berukuran 284x184 mm, memiliki tersedak stabilisasi grup dan filter LC tambahan, perlindungan beban berlebih, dan kontrol kipas. Ciri khasnya adalah penggunaan transistor diskrit untuk mempercepat mematikan transistor daya. Daya hingga 2500...2800 W.
dengan catu daya dua tingkat UNDUH DALAM FORMAT LAY
Versi sedikit modifikasi dari PCB sebelumnya dengan dua tegangan bipolar. Ukuran 285x172. Daya hingga 3000 W.
Tampilan luar papan sirkuit cetak catu daya untuk amplifier UNDUH DALAM FORMAT LAY
Catu daya switching jaringan terjembatani dengan daya hingga 4000...4500 W dibuat pada papan sirkuit tercetak berukuran 269x198 mm, memiliki dua tegangan daya bipolar, kontrol kipas, dan perlindungan beban berlebih. Menggunakan tersedak stabilisasi grup. Dianjurkan untuk menggunakan filter catu daya sekunder tambahan jarak jauh.
Tampilan luar papan sirkuit cetak catu daya untuk amplifier UNDUH DALAM FORMAT LAY
Ada lebih banyak ruang untuk ferit di papan daripada yang ada. Faktanya adalah tidak selalu perlu melampaui jangkauan suara. Oleh karena itu, area tambahan disediakan di papan. Untuk berjaga-jaga, sedikit pilihan data referensi tentang transistor daya dan tautan ke tempat saya akan membelinya. Omong-omong, saya telah memesan TL494 dan IR2110 lebih dari sekali, dan tentu saja transistor daya. Memang benar saya tidak mengambil keseluruhan koleksinya, tapi sejauh ini saya belum menemukan cacat apa pun.
TRANSISTOR POPULER UNTUK SUPPLY DAYA PULSA |
|||||||
NAMA |
TEGANGAN |
KEKUATAN |
KAPASITAS |
Qg |
|||
Switching power supply sering digunakan oleh amatir radio dalam desain buatan sendiri. Dengan dimensi yang relatif kecil mampu memberikan daya output yang tinggi. Dengan menggunakan rangkaian pulsa, dimungkinkan untuk memperoleh daya keluaran dari beberapa ratus hingga beberapa ribu watt. Apalagi dimensi dari trafo pulsa sendiri tidak lebih besar dari kotak korek api.
Mengalihkan catu daya - prinsip dan fitur pengoperasian
Fitur utama dari catu daya berdenyut adalah peningkatan frekuensi operasinya, yang ratusan kali lebih tinggi dari frekuensi jaringan 50 Hz. Pada frekuensi tinggi dengan jumlah belitan minimum pada belitan, tegangan tinggi dapat diperoleh. Misalnya, untuk mendapatkan tegangan keluaran 12 Volt pada arus 1 Ampere (dalam kasus trafo listrik), Anda perlu melilitkan 5 lilitan kawat dengan penampang kira-kira 0,6–0,7 mm.
Jika kita berbicara tentang trafo pulsa yang rangkaian induknya beroperasi pada frekuensi 65 kHz, maka untuk memperoleh 12 Volt dengan arus 1A cukup dengan memutar 3 lilitan saja dengan kawat 0,25–0,3 mm. Itulah sebabnya banyak produsen elektronik menggunakan catu daya switching.
Namun, meskipun unit tersebut jauh lebih murah, lebih kompak, memiliki daya tinggi dan bobot yang ringan, unit tersebut memiliki pengisian elektronik, dan oleh karena itu kurang dapat diandalkan jika dibandingkan dengan trafo jaringan. Sangat mudah untuk membuktikan ketidakandalannya - ambil catu daya switching apa pun tanpa perlindungan dan korsleting terminal keluaran. Paling-paling, unit akan rusak, paling buruk, akan meledak dan tidak ada sekring yang dapat menyelamatkan unit.
Praktek menunjukkan bahwa sekering pada catu daya switching terbakar terakhir, pertama-tama saklar daya dan osilator master mati, kemudian semua bagian rangkaian satu per satu.
Switching power supply memiliki sejumlah perlindungan baik pada input maupun output, namun tidak selalu menghemat. Untuk membatasi lonjakan arus pada saat start rangkaian, hampir semua SMPS dengan daya lebih dari 50 Watt menggunakan termistor yang terletak pada input rangkaian.
Sekarang mari kita lihat TOP 3 rangkaian catu daya switching terbaik yang dapat Anda rakit dengan tangan Anda sendiri.
Catu daya peralihan DIY yang sederhana
Mari kita lihat cara membuat miniatur catu daya switching yang paling sederhana. Setiap amatir radio pemula dapat membuat perangkat sesuai dengan skema yang disajikan. Ini tidak hanya kompak, tetapi juga beroperasi pada rentang tegangan suplai yang luas.
Catu daya switching buatan sendiri memiliki daya yang relatif rendah, dalam 2 Watt, tetapi secara harfiah tidak dapat dihancurkan dan tidak takut terhadap korsleting jangka panjang sekalipun.
Diagram rangkaian catu daya switching sederhana
Catu daya adalah catu daya switching berdaya rendah dari jenis osilator mandiri, yang dirakit hanya dengan satu transistor. Autogenerator ditenagai dari jaringan melalui resistor pembatas arus R1 dan penyearah setengah gelombang dalam bentuk dioda VD1.
Transformator catu daya switching sederhana
Trafo pulsa memiliki tiga belitan, belitan kolektor atau primer, belitan basis dan belitan sekunder.
Poin penting adalah belitan transformator - baik papan sirkuit tercetak maupun diagram menunjukkan awal belitan, jadi seharusnya tidak ada masalah. Kami meminjam jumlah belitan belitan dari trafo untuk mengisi daya ponsel, karena diagram rangkaiannya hampir sama, jumlah belitannya sama.
Pertama kita melilitkan belitan primer, yang terdiri dari 200 putaran, penampang kawat dari 0,08 hingga 0,1 mm. Kemudian kami memasang insulasi dan menggunakan kawat yang sama untuk melilitkan belitan dasar, yang berisi 5 hingga 10 putaran.
Kami melilitkan belitan keluaran di atas, jumlah lilitan tergantung pada tegangan yang dibutuhkan. Rata-rata, ternyata sekitar 1 Volt per putaran.
Video tentang pengujian catu daya ini:
Catu daya switching yang distabilkan sendiri pada SG3525
Mari kita lihat langkah demi langkah cara membuat catu daya yang stabil menggunakan chip SG3525. Mari kita langsung membahas kelebihan skema ini. Hal pertama dan terpenting adalah stabilisasi tegangan keluaran. Ada juga soft start, proteksi hubung singkat, dan perekaman mandiri.
Pertama, mari kita lihat diagram perangkat.
Pemula akan langsung memperhatikan 2 trafo. Dalam rangkaian, salah satunya adalah daya, dan yang kedua adalah isolasi galvanik.
Jangan berpikir bahwa hal ini akan membuat skema menjadi lebih rumit. Sebaliknya, segalanya menjadi lebih sederhana, lebih aman dan lebih murah. Misalnya, jika Anda menginstal driver pada output sebuah sirkuit mikro, maka driver tersebut memerlukan harness.
Mari kita lihat lebih jauh. Sirkuit ini mengimplementasikan microstart dan self-powering.
Ini adalah solusi yang sangat produktif karena menghilangkan kebutuhan akan pasokan listrik siaga. Memang, membuat catu daya untuk catu daya bukanlah ide yang bagus, tetapi solusi ini sangat ideal.
Semuanya bekerja sebagai berikut: kapasitor diisi dari tegangan konstan dan ketika tegangannya melebihi tingkat tertentu, blok ini membuka dan melepaskan kapasitor ke rangkaian.
Energinya cukup untuk menghidupkan sirkuit mikro, dan segera setelah dimulai, tegangan dari belitan sekunder mulai memberi daya pada sirkuit mikro itu sendiri. Anda juga perlu menambahkan resistor keluaran ini ke microstart; ini berfungsi sebagai beban.
Tanpa resistor ini unit tidak akan hidup. Resistor ini berbeda untuk setiap tegangan dan harus dihitung berdasarkan pertimbangan sedemikian rupa sehingga pada tegangan keluaran pengenal, daya 1 W dihamburkan ke dalamnya.
Kami menghitung resistansi resistor:
R = U kuadrat/P
R = 24 kuadrat/1
R = 576/1 = 560 Ohm.
Ada juga awal yang lembut pada diagram. Itu diimplementasikan menggunakan kapasitor ini.
Dan proteksi arus, yang jika terjadi korsleting akan mulai mengurangi lebar PWM.
Frekuensi catu daya ini diubah menggunakan resistor dan konektor ini.
Sekarang mari kita bicara tentang hal yang paling penting - menstabilkan tegangan keluaran. Elemen-elemen berikut bertanggung jawab untuk itu:
Seperti yang Anda lihat, 2 dioda zener dipasang di sini. Dengan bantuan mereka, Anda bisa mendapatkan tegangan keluaran apa pun.
Perhitungan stabilisasi tegangan:
U keluar = 2 + U tusukan1 + U tusukan2
kamu keluar = 2 + 11 + 11 = 24V
Kemungkinan kesalahan +- 0,5 V.
Agar stabilisasi berfungsi dengan benar, Anda memerlukan cadangan tegangan pada transformator, jika tidak, ketika tegangan input menurun, sirkuit mikro tidak akan mampu menghasilkan tegangan yang diperlukan. Oleh karena itu, ketika menghitung trafo, Anda harus mengklik tombol ini dan program akan secara otomatis menambahkan tegangan ke belitan sekunder untuk cadangan.
Sekarang kita dapat melanjutkan untuk melihat papan sirkuit tercetak. Seperti yang Anda lihat, semuanya di sini cukup kompak. Kami juga melihat tempat untuk trafo, itu toroidal. Tanpa masalah bisa diganti dengan yang berbentuk W.
Optocoupler dan dioda zener terletak di dekat sirkuit mikro, dan bukan di output.
Ya, tidak ada tempat untuk menaruhnya di jalan keluar. Jika Anda tidak menyukainya, buatlah tata letak PCB Anda sendiri.
Anda mungkin bertanya, mengapa tidak menaikkan biaya dan menjadikan semuanya normal? Jawabannya sebagai berikut: hal ini dilakukan agar pemesanan papan dalam produksi lebih murah, karena ukuran papan lebih dari 100 meter persegi. mm jauh lebih mahal.
Nah, sekarang saatnya merakit rangkaiannya. Semuanya standar di sini. Kami menyolder tanpa masalah. Kami memutar trafo dan memasangnya.
Periksa tegangan keluaran. Jika sudah ada maka Anda sudah bisa menghubungkannya ke jaringan.
Pertama, mari kita periksa tegangan keluaran. Seperti yang Anda lihat, unit ini dirancang untuk tegangan 24V, tetapi ternyata menjadi sedikit lebih kecil karena penyebaran dioda zener.
Kesalahan ini tidak kritis.
Sekarang mari kita periksa hal yang paling penting - stabilisasi. Untuk melakukan ini, ambil lampu 24V dengan daya 100W dan sambungkan ke beban.
Seperti yang Anda lihat, tegangan tidak melorot dan blok dapat bertahan tanpa masalah. Anda dapat memuatnya lebih banyak lagi.
Video tentang peralihan catu daya ini:
Kami meninjau TOP 3 rangkaian catu daya switching terbaik. Berdasarkan mereka, Anda dapat merakit catu daya sederhana, perangkat pada TL494 dan SG3525. Foto dan video langkah demi langkah akan membantu Anda memahami semua masalah instalasi.
TL494 dalam catu daya penuh
http://www.radiokot.ru/circir/power/supply/38/
Lebih dari setahun telah berlalu sejak saya serius mengangkat topik pasokan listrik. Saya membaca buku luar biasa “Power Supplies” oleh Marty Brown dan “Power Electronics” oleh Semenov. Akibatnya, saya melihat banyak kesalahan di sirkuit dari Internet, dan akhir-akhir ini yang saya lihat hanyalah ejekan kejam terhadap sirkuit mikro TL494 favorit saya.
Saya menyukai TL494 karena keserbagunaannya; mungkin tidak ada catu daya yang tidak dapat diterapkan padanya. Dalam hal ini, saya ingin melihat implementasi topologi setengah jembatan yang paling menarik. Pengendalian transistor setengah jembatan dilakukan secara isolasi galvanis, hal ini memerlukan banyak elemen, pada prinsipnya konverter di dalam konverter. Meskipun terdapat banyak driver setengah jembatan, masih terlalu dini untuk menghapus penggunaan trafo (GDT) sebagai driver; metode ini adalah yang paling dapat diandalkan. Driver bootstrap meledak, tapi saya belum melihat ledakan GDT. Trafo penggerak adalah trafo pulsa biasa, dihitung menggunakan rumus yang sama dengan trafo daya, dengan memperhatikan rangkaian penggerak. Seringkali saya melihat penggunaan transistor daya tinggi di drive GDT. Output dari rangkaian mikro dapat menghasilkan arus 200 miliampere, dan dalam kasus driver yang dirancang dengan baik, ini banyak; Saya pribadi mengendarai IRF740 dan bahkan IRFP460 pada frekuensi 100 kilohertz. Mari kita lihat diagram driver ini:
Rangkaian ini terhubung ke setiap belitan keluaran GDT. Faktanya adalah bahwa pada saat waktu mati, belitan primer transformator dirangkai terbuka, dan belitan sekunder tidak dibebani, sehingga pelepasan gerbang melalui belitan itu sendiri akan memakan waktu yang sangat lama, pengenalan resistor pendukung dan pelepasan akan mencegah gerbang mengisi daya dengan cepat dan membuang banyak energi. Diagram pada gambar bebas dari kekurangan tersebut. Tepi yang diukur pada prototipe nyata adalah 160ns naik dan 120ns jatuh pada gerbang transistor IRF740.
Transistor yang melengkapi jembatan pada penggerak GDT dibuat serupa. Penggunaan jembatan ayunan disebabkan oleh fakta bahwa sebelum pemicu daya tl494 beroperasi setelah mencapai 7 volt, transistor keluaran dari rangkaian mikro akan terbuka, jika transformator dihidupkan sebagai tarik-ulur, akan terjadi korsleting. Jembatan ini bekerja dengan stabil.
Jembatan dioda VD6 memperbaiki tegangan dari belitan primer dan jika melebihi tegangan suplai, ia mengembalikannya ke kapasitor C2. Hal ini terjadi karena munculnya tegangan balik, karena induktansi transformator tidak terbatas.
Sirkuit dapat diberi daya melalui kapasitor pendinginan; sekarang 400 volt K73-17 pada 1,6 uF berfungsi. dioda KD522 atau 1n4148 yang jauh lebih baik, penggantian dengan 1n4007 yang lebih kuat dimungkinkan. Jembatan masukan dapat dibangun pada 1n4007 atau menggunakan kts407 yang sudah jadi. Di papan, Kts407 secara keliru digunakan sebagai VD6, dalam keadaan apa pun tidak diperbolehkan menempatkannya di sana, jembatan ini harus dibuat pada dioda RF. Transistor VT4 dapat menghilangkan panas hingga 2 watt, tetapi hanya memainkan peran protektif; Anda dapat menggunakan KT814. Transistor yang tersisa adalah KT361, dan penggantian dengan KT814 frekuensi rendah sangat tidak diinginkan. Osilator master tl494 dikonfigurasi di sini pada frekuensi 200 kilohertz, yang berarti bahwa dalam mode push-pull kita mendapatkan 100 kilohertz. Kami melilitkan GDT pada cincin ferit dengan diameter 1-2 sentimeter. Kawat 0,2-0,3 mm. Harus ada putaran sepuluh kali lebih banyak dari nilai yang dihitung, ini sangat meningkatkan bentuk sinyal keluaran. Semakin banyak lukanya, semakin sedikit Anda perlu memuat GDT dengan resistor R2. Saya melilitkan 3 gulungan 70 putaran pada sebuah cincin dengan diameter luar 18mm. Perkiraan jumlah lilitan yang berlebihan dan pembebanan wajib dikaitkan dengan komponen segitiga arus; komponen ini berkurang seiring dengan bertambahnya lilitan, dan pembebanan hanya mengurangi pengaruh persentasenya. Papan sirkuit tercetak disertakan, tetapi tidak persis sesuai dengan diagram, tetapi blok utama ada di sana, ditambah body kit untuk satu penguat kesalahan dan penstabil seri untuk catu daya dari transformator telah ditambahkan. Papan dibuat untuk dipasang pada bagian papan bagian daya.
Catu daya switching setengah jembatan yang stabil
1
Dioda keluaran dengan waktu pemulihan tidak lebih dari 100 ns. Persyaratan ini dipenuhi oleh dioda dari keluarga HER (High Efficiency Rectifier). Jangan bingung dengan dioda Schottky. |
MATERI INI MENGANDUNG APLIKASI ANIMASI DALAM JUMLAH BESAR!!!
Untuk browser Microsoft Internet Extlorer, Anda perlu menonaktifkan beberapa fungsi untuk sementara, yaitu:
- matikan bilah terintegrasi dari Yandex, Google, dll.
- matikan bilah status (hapus centang):
Matikan bilah alamat:
Jika diinginkan, Anda dapat mematikan TOMBOL BIASA, namun luas layar yang dihasilkan sudah cukup
Jika tidak, Anda tidak perlu melakukan penyesuaian lainnya - material dikontrol menggunakan tombol yang terpasang pada material, dan Anda selalu dapat mengembalikan panel yang dilepas ke tempatnya.
KONVERSI LISTRIK
Sebelum kita mulai menjelaskan prinsip pengoperasian saklar catu daya, ada baiknya kita mengingat kembali beberapa detail dari mata kuliah fisika umum, yaitu apa itu listrik, apa itu medan magnet, dan bagaimana ketergantungannya satu sama lain.
Kami tidak akan membahasnya terlalu dalam dan kami juga akan bungkam tentang penyebab terjadinya listrik pada berbagai benda - untuk itu Anda hanya perlu dengan bodohnya mengetik ulang 1/4 mata kuliah fisika tersebut, sehingga kami berharap pembaca mengetahui apa itu listrik. bukan dari tulisan di papan tanda “JANGAN INTERMEMBER - AKAN MEMBUNUH”!”. Namun, pertama-tama mari kita ingat kembali apa itu listrik, atau lebih tepatnya tegangan.
Nah, sekarang, secara teoritis, mari kita asumsikan bahwa beban kita adalah sebuah konduktor, yaitu sepotong kawat yang paling umum. Apa yang terjadi di dalamnya ketika arus mengalir melaluinya ditunjukkan dengan jelas pada gambar berikut:
Jika semuanya sudah jelas dengan konduktor dan medan magnet di sekitarnya, maka mari kita lipat konduktor tersebut bukan menjadi sebuah cincin, tetapi menjadi beberapa cincin sehingga induktor kita menjadi lebih aktif dan lihat apa yang terjadi selanjutnya.
Pada titik ini, masuk akal untuk minum teh dan membiarkan otak Anda menyerap apa yang baru saja Anda pelajari. Jika otak belum lelah, atau informasi ini sudah diketahui, maka lihat lebih jauh
Transistor bipolar, transistor efek medan (MOSFET) dan IGBT digunakan sebagai transistor daya dalam mengganti catu daya. Hanya produsen perangkat yang memutuskan transistor daya mana yang akan digunakan, karena keduanya memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Namun, tidak adil untuk tidak mencatat bahwa transistor bipolar praktis tidak digunakan pada catu daya yang kuat. Transistor MOSFET paling baik digunakan pada frekuensi konversi dari 30 kHz hingga 100 kHz, tetapi IGBT “menyukai frekuensi yang lebih rendah - lebih baik tidak menggunakan di atas 30 kHz.
Transistor bipolar bagus karena menutup cukup cepat, karena arus kolektor bergantung pada arus basis, tetapi dalam keadaan terbuka mempunyai resistansi yang cukup tinggi, yang berarti akan terjadi penurunan tegangan yang cukup besar pada transistor tersebut, yang tentunya menyebabkan pemanasan yang tidak perlu pada transistor itu sendiri.
Yang di lapangan mempunyai resistansi aktif yang sangat kecil ketika dibuka, sehingga tidak menyebabkan banyak timbulnya panas. Namun, semakin kuat transistornya, semakin besar kapasitansi gerbangnya, dan diperlukan arus yang cukup besar untuk mengisi dan mengosongkannya. Ketergantungan kapasitansi gerbang pada daya transistor disebabkan oleh fakta bahwa transistor efek medan yang digunakan untuk catu daya diproduksi menggunakan teknologi MOSFET, yang intinya adalah penggunaan koneksi paralel beberapa transistor efek medan dengan gerbang berinsulasi dan dibuat dalam satu chip. Dan semakin kuat transistornya, semakin banyak transistor paralel yang digunakan dan kapasitansi gerbang dijumlahkan.
Upaya untuk mencari kompromi adalah transistor yang dibuat menggunakan teknologi IGBT, karena merupakan elemen komposit. Ada desas-desus bahwa mereka muncul murni secara kebetulan, ketika mencoba mengulangi MOSFET, tetapi alih-alih transistor efek medan, mereka ternyata tidak terlalu berefek medan dan tidak sepenuhnya bipolar. Elektroda kontrol adalah gerbang transistor efek medan berdaya rendah yang terpasang di dalamnya, yang, dengan sumber-salurannya, sudah mengontrol arus basis transistor bipolar kuat yang dihubungkan secara paralel dan dibuat pada satu kristal transistor tertentu. Hal ini menghasilkan kapasitansi gerbang yang cukup kecil dan resistansi aktif yang tidak terlalu tinggi dalam keadaan terbuka.
Tidak banyak rangkaian dasar untuk menghubungkan bagian daya:
UNIT DAYA GENERATOR OTOMATIS. Koneksi positif digunakan, biasanya induktif. Kesederhanaan catu daya tersebut memberlakukan beberapa batasan pada mereka - catu daya tersebut “menyukai” beban yang konstan dan tidak berubah, karena beban mempengaruhi parameter umpan balik. Sumber-sumber tersebut tersedia dalam tipe siklus tunggal dan tipe dorong-tarik.
SUPPLY DAYA PULSA EKSITASI PAKSA. Catu daya ini juga dibagi menjadi satu siklus dan dorong-tarik. Yang pertama, meskipun lebih loyal terhadap perubahan beban, masih kurang konsisten dalam menjaga cadangan daya yang dibutuhkan. Dan peralatan audio memiliki penyebaran konsumsi yang cukup besar - dalam mode jeda, amplifier mengkonsumsi beberapa watt (arus diam tahap akhir), dan pada puncak sinyal audio, konsumsinya dapat mencapai puluhan atau bahkan ratusan watt.
Jadi, satu-satunya pilihan yang paling dapat diterima untuk mengganti catu daya untuk peralatan audio adalah penggunaan sirkuit dorong-tarik dengan eksitasi paksa. Selain itu, jangan lupa bahwa selama konversi frekuensi tinggi, perlu lebih memperhatikan pemfilteran tegangan sekunder, karena munculnya gangguan catu daya dalam rentang audio akan meniadakan semua upaya untuk membuat catu daya switching untuk penguat daya. . Untuk alasan yang sama, frekuensi konversi dipindahkan lebih jauh dari jangkauan audio. Frekuensi konversi paling populer dulunya sekitar 40 kHz, namun basis elemen modern memungkinkan konversi pada frekuensi yang jauh lebih tinggi - hingga 100 kHz.
Ada dua tipe dasar sumber pulsa ini - stabil dan tidak stabil.
Catu daya yang distabilkan menggunakan modulasi lebar pulsa, yang intinya adalah membentuk tegangan keluaran dengan mengatur durasi tegangan yang disuplai ke belitan primer, dan kompensasi tidak adanya pulsa dilakukan oleh rangkaian LC yang dihubungkan pada daya sekunder. keluaran. Keuntungan besar dari catu daya yang distabilkan adalah stabilitas tegangan keluaran, yang tidak bergantung pada tegangan masukan jaringan 220 V atau konsumsi daya.
Yang tidak distabilkan hanya mengontrol bagian daya dengan frekuensi konstan dan durasi pulsa dan berbeda dari transformator konvensional hanya dalam ukuran dan kapasitansi kapasitor suplai sekunder yang jauh lebih kecil. Tegangan keluaran secara langsung bergantung pada jaringan 220 V, dan memiliki sedikit ketergantungan pada konsumsi daya (saat idle, tegangannya sedikit lebih tinggi dari yang dihitung).
Rangkaian daya switching catu daya yang paling populer adalah:
Dengan titik tengah(DORONG TARIK). Mereka biasanya digunakan pada catu daya bertegangan rendah, karena mereka memiliki beberapa kekhasan dalam persyaratan basis elemen. Kisaran kekuatannya cukup besar.
Setengah jembatan. Sirkuit paling populer dalam catu daya switching jaringan. Kisaran daya hingga 3000 W. Peningkatan daya lebih lanjut dimungkinkan, namun biayanya mencapai tingkat versi jembatan, sehingga agak tidak ekonomis.
trotoar. Skema ini tidak ekonomis pada daya rendah, karena mengandung dua kali jumlah saklar daya. Oleh karena itu, paling sering digunakan pada daya di atas 2000 W. Daya maksimum berada dalam 10.000 W. Sirkuit ini merupakan dasar dalam pembuatan mesin las.
Mari kita lihat lebih dekat siapa itu siapa dan bagaimana cara kerjanya.
DENGAN TITIK TENGAH
Seperti yang telah ditunjukkan, desain rangkaian daya ini tidak direkomendasikan untuk digunakan dalam pembuatan catu daya jaringan, namun TIDAK DIREKOMENDASIKAN bukan berarti TIDAK memungkinkan. Anda hanya perlu mengambil pendekatan yang lebih hati-hati dalam pemilihan basis elemen dan pembuatan transformator daya, serta memperhitungkan tegangan yang cukup tinggi saat meletakkan papan sirkuit tercetak.
Tahap daya ini telah mendapatkan popularitas maksimal pada peralatan audio mobil, serta catu daya yang tidak pernah terputus. Namun pada bidang ini, sirkuit ini mengalami beberapa kelemahan, yaitu keterbatasan daya maksimum. Dan intinya bukan pada basis elemen - saat ini transistor MOSFET dengan nilai arus sumber pembuangan sesaat 50-100 A sama sekali tidak kekurangan pasokan. Intinya adalah pada daya keseluruhan transformator itu sendiri, atau lebih tepatnya pada belitan primer.
Masalahnya adalah... Namun, untuk lebih meyakinkan, kita akan menggunakan program untuk menghitung data belitan trafo frekuensi tinggi.
Mari kita ambil 5 cincin ukuran standar K45x28x8 dengan permeabilitas M2000HM1-A, atur frekuensi konversi 54 kHz dan belitan primer 24 V (masing-masing dua setengah belitan 12 V). Hasilnya, kita menemukan bahwa inti ini dapat mengembangkan daya sebesar 658 W, tetapi belitan primer harus memuat 5 lilitan , yaitu 2,5 putaran per setengah belitan. Entah bagaimana itu tidak cukup alami... Namun, jika Anda menaikkan frekuensi konversi menjadi 88 kHz, Anda hanya mendapatkan 2 (!) putaran per setengah belitan, meskipun dayanya terlihat sangat menggiurkan - 1000 W.
Tampaknya Anda dapat menerima hasil seperti itu dan mendistribusikan 2 putaran secara merata ke seluruh ring, juga, jika Anda berusaha keras, Anda bisa, tetapi kualitas ferit meninggalkan banyak hal yang diinginkan, dan M2000HM1-A pada frekuensi di atas 60 kHz sudah agak panas, nah di 90 kHz sudah perlu dihembuskan.
Jadi apa pun yang Anda katakan, ternyata itu adalah lingkaran setan - dengan meningkatkan dimensi untuk memperoleh daya yang lebih besar, kita terlalu banyak mengurangi jumlah belitan belitan primer; dengan meningkatkan frekuensi, kita kembali mengurangi jumlah belitan belitan primer. belitan primer, tapi selain itu kita mendapat panas ekstra.
Karena alasan inilah konverter ganda digunakan untuk memperoleh daya di atas 600 W - satu modul kontrol mengeluarkan pulsa kontrol ke dua modul daya identik yang berisi dua transformator daya. Tegangan keluaran kedua transformator dijumlahkan. Dengan cara inilah catu daya untuk amplifier mobil tugas berat produksi pabrik diatur dan sekitar 500..700 W dan tidak ada lagi yang dikeluarkan dari satu modul daya. Ada beberapa cara menjumlahkan:
- penjumlahan tegangan bolak-balik. Arus disuplai secara sinkron ke belitan primer transformator, sehingga tegangan keluarannya sinkron dan dapat dihubungkan secara seri. Tidak disarankan untuk menghubungkan belitan sekunder secara paralel dari dua transformator - perbedaan kecil pada belitan atau kualitas ferit menyebabkan kerugian besar dan penurunan keandalan.
- penjumlahan setelah penyearah, mis. tegangan konstan. Pilihan terbaik adalah satu modul daya menghasilkan tegangan positif untuk penguat daya, dan yang kedua - negatif.
- pembangkitan catu daya untuk amplifier dengan catu daya dua tingkat dengan menambahkan dua tegangan bipolar yang identik.
SETENGAH JEMBATAN
Rangkaian setengah jembatan memiliki banyak keunggulan - sederhana, sehingga dapat diandalkan, mudah ditiru, tidak mengandung komponen yang langka, dan dapat diimplementasikan pada transistor bipolar dan titik berongga. Transistor IGBT juga bekerja dengan sempurna di dalamnya. Namun, dia memiliki titik lemah. Ini adalah kapasitor pass. Faktanya adalah bahwa pada daya tinggi, arus yang cukup besar mengalir melaluinya dan kualitas catu daya switching yang telah selesai secara langsung bergantung pada kualitas komponen khusus ini.
Namun yang menjadi permasalahan adalah kapasitor terus menerus diisi ulang, oleh karena itu harus mempunyai tahanan TERMINAL-PLATE yang minimal, karena dengan tahanan yang tinggi maka akan timbul panas yang cukup banyak pada daerah tersebut dan pada akhirnya terminal akan terbakar begitu saja. . Oleh karena itu, perlu menggunakan kapasitor film sebagai kapasitor pass-through, dan kapasitansi satu kapasitor dapat mencapai kapasitas 4,7 μF dalam kasus ekstrim, jika satu kapasitor digunakan - rangkaian dengan satu kapasitor juga cukup sering digunakan, menurut dengan prinsip tahap keluaran UMZCH dengan catu daya unipolar. Jika dua kapasitor 4,7 μF digunakan (titik koneksinya terhubung ke belitan transformator, dan kabel bebas terhubung ke bus daya positif dan negatif), maka konfigurasi ini cukup cocok untuk memberi daya pada amplifier daya - total kapasitansi untuk bolak-balik konversi tegangan bertambah dan akhirnya menjadi 4,7 μF + 4,7 μF = 9,4 μF. Namun, opsi ini tidak dirancang untuk penggunaan terus menerus jangka panjang dengan beban maksimum - kapasitansi total perlu dibagi menjadi beberapa kapasitor.
Jika perlu mendapatkan kapasitas besar (frekuensi konversi rendah), lebih baik menggunakan beberapa kapasitor dengan kapasitas lebih kecil (misalnya, 5 buah 1 μF dihubungkan secara paralel). Namun, sejumlah besar kapasitor yang dihubungkan secara paralel meningkatkan dimensi perangkat secara signifikan, dan total biaya semua rangkaian kapasitor tidak sedikit. Oleh karena itu, jika Anda perlu mendapatkan lebih banyak daya, masuk akal untuk menggunakan rangkaian jembatan.
Untuk versi setengah jembatan, daya di atas 3000 W tidak diinginkan - papan dengan kapasitor pass-through akan terlalu besar. Menggunakan kapasitor elektrolitik sebagai kapasitor pass-through masuk akal, tetapi hanya pada daya hingga 1000 W, karena pada frekuensi tinggi elektrolit tidak efektif dan mulai memanas. Kapasitor kertas telah terbukti sangat bagus dibandingkan kapasitor pass-through, namun dimensinya...
Untuk lebih jelasnya, kami berikan tabel ketergantungan reaktansi kapasitor pada frekuensi dan kapasitansi (Ohm):
| Kapasitas kapasitor |
Frekuensi konversi |
|||||||
Untuk berjaga-jaga, kami mengingatkan Anda bahwa ketika menggunakan dua kapasitor (satu untuk plus, yang lain untuk minus), kapasitansi akhir akan sama dengan jumlah kapasitansi kapasitor tersebut. Resistansi yang dihasilkan tidak menghasilkan panas, karena bersifat reaktif, tetapi dapat mempengaruhi efisiensi catu daya pada beban maksimum - tegangan keluaran akan mulai menurun, meskipun daya keseluruhan transformator daya cukup memadai.
MENJEMBATANI
Sirkuit jembatan cocok untuk daya apa pun, tetapi paling efektif pada daya tinggi (untuk catu daya jaringan, ini adalah daya dari 2000 W). Sirkuit ini berisi dua pasang transistor daya yang dikontrol secara serempak, tetapi kebutuhan akan isolasi galvanik dari emitor pasangan atas menimbulkan beberapa ketidaknyamanan. Namun, masalah ini sepenuhnya dapat diselesaikan ketika menggunakan transformator kontrol atau sirkuit mikro khusus, misalnya, untuk transistor efek medan, Anda dapat sepenuhnya menggunakan IR2110 - pengembangan khusus dari International Rectifier.
Namun bagian daya tidak ada artinya jika tidak dikontrol oleh modul kontrol.
Ada beberapa sirkuit mikro khusus yang mampu mengendalikan bagian daya dari peralihan catu daya, namun pengembangan paling sukses di bidang ini adalah TL494, yang muncul pada abad terakhir, namun tidak kehilangan relevansinya, karena berisi SEMUA yang diperlukan komponen untuk mengendalikan bagian daya dari catu daya switching. Popularitas sirkuit mikro ini terutama dibuktikan dengan dirilisnya oleh beberapa produsen komponen elektronik besar.
Mari kita pertimbangkan prinsip pengoperasian sirkuit mikro ini, yang dapat disebut sebagai pengontrol dengan penuh tanggung jawab, karena ia memiliki SEMUA komponen yang diperlukan.
BAGIAN II
Apa sebenarnya metode pengaturan tegangan PWM?
Metode ini didasarkan pada inersia induktansi yang sama, yaitu. ketidakmampuannya untuk mengalirkan arus secara instan. Oleh karena itu, dengan mengatur durasi pulsa, Anda dapat mengubah tegangan konstan akhir. Selain itu, untuk mengganti catu daya, lebih baik melakukan ini di sirkuit primer dan dengan demikian menghemat uang untuk pembuatan catu daya, karena sumber ini akan memainkan dua peran sekaligus:
- konversi tegangan;
- stabilisasi tegangan keluaran.
Selain itu, panas yang dihasilkan dalam hal ini jauh lebih sedikit dibandingkan dengan penstabil linier yang dipasang pada keluaran catu daya switching yang tidak distabilkan.
Agar lebih jelas, sebaiknya perhatikan gambar di bawah ini:
Gambar tersebut menunjukkan rangkaian ekivalen penstabil pulsa di mana generator pulsa persegi panjang V1 bertindak sebagai saklar daya, dan R1 bertindak sebagai beban. Seperti dapat dilihat dari gambar, dengan amplitudo tetap dari pulsa keluaran 50 V, dengan mengubah durasi pulsa, dimungkinkan untuk memvariasikan tegangan yang disuplai ke beban dalam rentang yang luas, dan dengan kehilangan panas yang sangat kecil, hanya bergantung pada parameter sakelar daya yang digunakan.
Kami memahami prinsip pengoperasian unit daya, serta kontrolnya. Yang tersisa hanyalah menghubungkan kedua node dan mendapatkan catu daya switching yang siap pakai.
Kapasitas beban pengontrol TL494 tidak terlalu besar, meskipun cukup untuk mengontrol sepasang transistor daya tipe IRFZ44. Namun, untuk transistor yang lebih kuat, diperlukan penguat arus yang mampu mengembangkan arus yang diperlukan pada elektroda kontrol transistor daya. Karena kami mencoba mengurangi ukuran catu daya dan menjauh dari jangkauan audio, transistor efek medan yang dibuat menggunakan teknologi MOSFET akan digunakan secara optimal sebagai transistor daya.
Varian struktur dalam pembuatan MOSFET.
Di satu sisi, arus besar tidak diperlukan untuk mengontrol transistor efek medan - arus tersebut dibuka oleh tegangan. Namun, dalam tong madu ini ada kekurangannya, dalam hal ini, terletak pada kenyataan bahwa meskipun gerbang memiliki resistansi aktif yang sangat besar sehingga tidak mengkonsumsi arus untuk mengendalikan transistor, gerbang tersebut memiliki kapasitansi. Dan untuk pengisian dan pengosongannya justru dibutuhkan arus yang besar, karena pada frekuensi konversi yang tinggi reaktansi sudah dikurangi hingga batas yang tidak dapat diabaikan. Dan semakin besar kekuatan transistor MOSFET daya, semakin besar kapasitansi gerbangnya.
Misalnya saja IRF740 (400 V, 10A), yang memiliki kapasitansi gerbang 1400 pF dan IRFP460 (500 V, 20 A), yang memiliki kapasitansi gerbang 4200 pF. Karena tegangan gerbang pertama dan kedua tidak boleh lebih dari ± 20 V, kita akan mengambil tegangan 15 V sebagai pulsa kontrol dan melihat di simulator apa yang terjadi pada frekuensi generator 100 kHz pada resistor R1 dan R2, yaitu dihubungkan secara seri dengan kapasitor pada 1400 pF dan 4200 pF.
Tempat uji.
Ketika arus mengalir melalui beban aktif, penurunan tegangan terbentuk di atasnya, dan dari nilai ini seseorang dapat menilai nilai sesaat dari arus yang mengalir.
Jatuhkan resistor R1.
Terlihat dari gambar, segera ketika pulsa kontrol muncul pada resistor R1, turun sekitar 10,7 V. Dengan resistansi 10 Ohm berarti nilai arus sesaat mencapai 1. A (!). Segera setelah pulsa berakhir pada resistor R1, 10,7 V yang sama turun, oleh karena itu, untuk melepaskan kapasitor C1, diperlukan arus sekitar 1 A.
Untuk mengisi dan melepaskan kapasitansi 4200 pF melalui resistor 10 ohm, diperlukan 1,3 A, karena 13,4 V turun pada resistor 10 ohm.
Kesimpulannya menunjukkan sendiri - untuk pengisian dan pengosongan kapasitansi gerbang, helm yang mengoperasikan gerbang transistor daya harus dapat menahan arus yang cukup besar, meskipun konsumsi totalnya cukup kecil.
Untuk membatasi nilai arus sesaat di gerbang transistor efek medan, biasanya digunakan resistor pembatas arus dari 33 hingga 100 Ohm. Penurunan berlebihan pada resistor ini meningkatkan nilai sesaat dari arus yang mengalir, dan peningkatan meningkatkan durasi pengoperasian transistor daya dalam mode linier, yang menyebabkan pemanasan yang tidak masuk akal pada resistor tersebut.
Seringkali digunakan rantai yang terdiri dari resistor dan dioda yang dihubungkan secara paralel. Trik ini digunakan terutama untuk meringankan tahap kontrol selama pengisian dan mempercepat pelepasan kapasitansi gerbang.
Fragmen dari konverter satu siklus.
Dengan cara ini, bukan kemunculan arus seketika pada belitan transformator daya yang dicapai, melainkan kemunculan arus yang agak linier. Meskipun hal ini meningkatkan suhu tahap daya, hal ini secara signifikan mengurangi lonjakan induksi diri yang pasti muncul ketika tegangan persegi diterapkan pada belitan transformator.
Induktansi diri dalam pengoperasian konverter ujung tunggal
(garis merah - tegangan pada belitan transformator, biru - tegangan suplai, hijau - pulsa kontrol).
Jadi kita telah memilah bagian teoretisnya dan kita dapat menarik beberapa kesimpulan:
Untuk membuat catu daya switching, Anda memerlukan trafo yang intinya terbuat dari ferit;
Untuk menstabilkan tegangan keluaran catu daya switching, diperlukan metode PWM, yang dapat ditangani dengan cukup berhasil oleh pengontrol TL494;
Bagian daya dengan titik tengah paling nyaman untuk catu daya switching tegangan rendah;
Bagian daya dari sirkuit setengah jembatan cocok untuk daya rendah dan menengah, dan parameter serta keandalannya sangat bergantung pada kuantitas dan kualitas kapasitor pass-through;
Bagian daya tipe jembatan lebih menguntungkan untuk daya tinggi;
Saat menggunakan MOSFET di bagian daya, jangan lupakan kapasitansi gerbang dan hitung elemen kontrol transistor daya yang disesuaikan dengan kapasitansi ini;
Karena kami telah memilah masing-masing komponen, kami beralih ke versi final dari catu daya switching. Karena algoritma dan sirkuit dari semua sumber setengah jembatan hampir sama, untuk menjelaskan elemen mana yang diperlukan untuk apa, kami akan menguraikan yang paling populer, dengan daya 400 W, dengan dua tegangan keluaran bipolar.
Masih perlu diperhatikan beberapa fitur baru:
Resistor R23, R25, R33, R34 berfungsi untuk membuat filter RC, yang sangat diinginkan saat menggunakan kapasitor elektrolitik pada keluaran sumber pulsa. Idealnya, tentu saja, lebih baik menggunakan filter LC, tetapi karena “konsumen” tidak terlalu berkuasa, Anda dapat sepenuhnya menggunakan filter RC. Resistansi resistor ini dapat digunakan dari 15 hingga 47 Ohm. R23 lebih bagus dengan daya 1 W, selebihnya 0,5 W cukup.
C25 dan R28 - snubber yang mengurangi emisi induksi sendiri pada belitan transformator daya. Mereka paling efektif pada kapasitansi di atas 1000 pF, tetapi dalam kasus ini terlalu banyak panas yang dihasilkan pada resistor. Diperlukan jika tidak ada tersedak setelah dioda penyearah dari catu daya sekunder (sebagian besar peralatan pabrik). Jika tersedak digunakan, efektivitas snubber tidak begitu terlihat. Oleh karena itu, kami sangat jarang memasangnya dan catu daya tidak berfungsi lebih buruk karenanya.
Jika beberapa nilai elemen berbeda pada papan dan diagram sirkuit, nilai ini tidak penting - Anda dapat menggunakan keduanya.
Jika ada elemen di papan yang tidak ada dalam diagram sirkuit (biasanya ini adalah kapasitor catu daya), maka Anda tidak dapat memasangnya, meskipun akan lebih baik jika menggunakan elemen tersebut. Jika Anda memutuskan untuk memasang, maka Anda tidak dapat menggunakan kapasitor elektrolitik 0,1...0,47 μF, tetapi kapasitor elektrolitik dengan kapasitas yang sama dengan yang dihubungkan secara paralel dengannya.
Di papan OPSI 2 Dekat radiator ada bagian persegi panjang yang dibor di sekelilingnya dan tombol kontrol catu daya (on-off) dipasang di atasnya. Perlunya lubang ini karena tinggi kipas 80 mm tidak pas untuk dipasang ke radiator. Oleh karena itu, kipas dipasang di bawah dasar papan sirkuit tercetak.
PETUNJUK PERAKITAN DIRI
PASOKAN DAYA PULSA YANG STABILISASI
Untuk memulainya, Anda harus membaca diagram sirkuit dengan cermat, tetapi ini harus selalu dilakukan sebelum memulai perakitan. Konverter tegangan ini beroperasi pada rangkaian setengah jembatan. Perbedaannya dari yang lain dijelaskan secara rinci.
Diagram sirkuit dikemas dalam WinRAR versi lama dan dijalankan pada halaman WORD-2000, jadi seharusnya tidak ada masalah dengan pencetakan halaman ini. Di sini kita akan melihatnya dalam beberapa bagian, karena kita ingin menjaga keterbacaan diagram yang tinggi, tetapi diagram tersebut tidak sepenuhnya pas di layar monitor. Untuk berjaga-jaga, Anda dapat menggunakan gambar ini untuk menyajikan gambar secara keseluruhan, tetapi lebih baik untuk mencetaknya...
Gambar 1 menunjukkan filter dan penyearah tegangan listrik. Filter dirancang terutama untuk mencegah penetrasi kebisingan impuls dari konverter ke dalam jaringan. Dibuat berdasarkan L-C. Inti ferit dalam bentuk apa pun digunakan sebagai induktansi (batang lebih baik tidak diperlukan - ada latar belakang yang besar) dengan belitan tunggal yang dililit. Dimensi inti bergantung pada daya sumber daya, karena semakin kuat sumbernya, semakin banyak interferensi yang ditimbulkannya dan semakin baik filter yang dibutuhkan.
Gambar 1.
Perkiraan dimensi inti, tergantung pada daya sumber listrik, dirangkum dalam Tabel 1. Belitan dililitkan hingga inti terisi, diameter kawat harus dipilih dengan kecepatan 4-5 A/mm persegi.
| Tabel 1 | ||||
|
DAYA TENAGA LISTRIK |
INTI CINCIN |
INTI BERBENTUK W |
||
|
Diameter 22 hingga 30 dengan ketebalan 6-8 mm |
Lebar 24 hingga 30 dengan ketebalan 6-8 mm |
|||
|
Diameter 32 hingga 40 dengan ketebalan 8-10 mm |
Lebar 30 hingga 40 dengan ketebalan 8-10 mm |
|||
|
Diameter 40 hingga 45 dengan ketebalan 8-10 mm |
Lebar 40 hingga 45 dengan ketebalan 8-10 mm |
|||
|
Diameter 40 hingga 45 dengan ketebalan 10-12 mm |
Lebar 40 hingga 45 dengan ketebalan 10-12 mm |
|||
|
Diameter 40 hingga 45 dengan ketebalan 12-16 mm |
Lebar 40 hingga 45 dengan ketebalan 12-16 mm |
|||
|
Diameter 40 hingga 45 dengan ketebalan 16-20 mm |
Lebar 40 hingga 45 dengan ketebalan 16-20 mm |
|||
Disini kami harus menjelaskan sedikit mengapa diameter (s) dan apa itu 4-5 A/mm sq.
Kategori catu daya ini termasuk frekuensi tinggi. Sekarang mari kita ingat mata kuliah fisika yaitu dimana dikatakan bahwa pada frekuensi tinggi arus mengalir tidak melalui seluruh penampang penghantar, melainkan sepanjang permukaannya. Dan semakin tinggi frekuensinya, semakin besar bagian penampang konduktor yang tidak digunakan. Oleh karena itu, pada perangkat frekuensi tinggi berdenyut, belitan dibuat menggunakan bundel, yaitu. Beberapa konduktor yang lebih tipis diambil dan dilipat menjadi satu. Kemudian bundel yang dihasilkan dipelintir sedikit di sepanjang sumbu sehingga masing-masing konduktor tidak menonjol ke arah yang berbeda selama penggulungan, dan belitan dililitkan dengan bundel ini.
4-5 A/mm kV berarti tegangan pada penghantar bisa mencapai empat sampai lima Ampere per milimeter persegi. Parameter ini bertanggung jawab untuk memanaskan konduktor karena penurunan tegangan di dalamnya, karena konduktor memiliki resistansi meskipun tidak besar. Pada teknologi pulsa, produk belitan (choke, trafo) mempunyai dimensi yang relatif kecil, sehingga dapat didinginkan dengan baik, sehingga tegangan yang digunakan tepat 4-5 A/mm persegi. Namun untuk trafo tradisional yang terbuat dari besi, parameter ini tidak boleh melebihi 2,5-3 A/mm persegi. Pelat diameter akan membantu Anda menghitung berapa banyak kabel dan penampangnya. Selain itu, pelat tersebut akan memberi tahu Anda daya apa yang dapat diperoleh dengan menggunakan sejumlah kabel tertentu dari kabel yang tersedia, jika Anda menggunakannya sebagai belitan utama transformator daya. Buka tandanya.
Kapasitansi kapasitor C4 harus minimal 0,1 μF, jika digunakan sama sekali. Tegangan 400-630 V. Formulasi jika digunakan sama sekali Ini tidak digunakan dengan sia-sia - filter utamanya adalah induktor L1, dan induktansinya cukup besar dan kemungkinan penetrasi interferensi RF berkurang hingga nilai hampir nol.
Jembatan dioda VD digunakan untuk menyearahkan tegangan listrik bolak-balik. Rakitan tipe RS (terminal ujung) digunakan sebagai jembatan dioda. Untuk daya 400 W, Anda dapat menggunakan RS607, RS807, RS1007 (masing-masing pada 700 V, 6, 8 dan 10 A), karena dimensi pemasangan jembatan dioda ini sama.
Kapasitor C7, C8, C11 dan C12 diperlukan untuk mengurangi gangguan impuls yang dihasilkan oleh dioda ketika tegangan bolak-balik mendekati nol. Kapasitansi kapasitor ini adalah dari 10 nF hingga 47 nF, tegangannya tidak lebih rendah dari 630 V. Namun, setelah melakukan beberapa pengukuran, ditemukan bahwa L1 dapat mengatasi gangguan ini dengan baik, dan untuk menghilangkan pengaruh pada rangkaian primer, kapasitor C17 sudah cukup. Selain itu, kapasitansi kapasitor C26 dan C27 juga berkontribusi - untuk tegangan primer keduanya merupakan dua kapasitor yang dihubungkan secara seri. Karena peringkatnya sama, kapasitansi akhir dibagi 2 dan kapasitansi ini tidak hanya berfungsi untuk mengoperasikan transformator daya, tetapi juga menekan gangguan impuls pada catu daya primer. Berdasarkan hal ini, kami menolak untuk menggunakan C7, C8, C11 dan C12, tetapi jika seseorang benar-benar ingin menginstalnya, maka ada cukup ruang di papan, di sisi trek.
Fragmen rangkaian selanjutnya adalah pembatas arus pada R8 dan R11 (Gambar 2). Resistor ini diperlukan untuk mengurangi arus pengisian kapasitor elektrolitik C15 dan C16. Tindakan ini diperlukan karena pada saat penyalaan diperlukan arus yang sangat besar. Baik sekering maupun jembatan dioda VD tidak mampu menahan lonjakan arus yang begitu kuat, bahkan untuk waktu yang singkat, meskipun induktansi L1 membatasi nilai maksimum arus yang mengalir, dalam hal ini tidak cukup. Oleh karena itu, resistor pembatas arus digunakan. Resistor berdaya 2 W dipilih bukan karena panas yang dihasilkan, melainkan karena lapisan resistifnya yang agak lebar yang mampu menahan arus 5-10 A dalam waktu singkat. Untuk catu daya dengan daya hingga 600 W, Anda dapat menggunakan resistor dengan daya 1 W, atau menggunakan satu resistor dengan daya 2 W, Anda hanya perlu memenuhi syarat - resistansi total rangkaian ini tidak boleh kurang dari 150 Ohm dan tidak boleh lebih dari 480 Ohm. Jika resistansi terlalu rendah, kemungkinan rusaknya lapisan resistif meningkat, jika terlalu tinggi, waktu pengisian C15, C16 meningkat dan tegangan pada mereka tidak akan punya waktu untuk mendekati nilai maksimum sebelum relai K1 beroperasi. dan kontak relai ini harus mengganti terlalu banyak arus. Jika resistor wirewound digunakan sebagai pengganti resistor MLT, resistansi total dapat dikurangi menjadi 47...68 Ohm.
Kapasitas kapasitor C15 dan C16 juga dipilih tergantung pada daya sumbernya. Anda dapat menghitung kapasitas yang dibutuhkan menggunakan rumus sederhana: PER SATU WATT DAYA OUTPUT, DIPERLUKAN 1 μF KAPASITOR FILTER DAYA PRIMER. Jika Anda ragu dengan kemampuan matematika Anda, Anda dapat menggunakan tabel, di mana Anda cukup memasukkan daya dari sumber listrik yang akan Anda buat dan melihat berapa banyak dan kapasitor apa yang Anda butuhkan. Harap dicatat bahwa papan ini dirancang untuk pemasangan kapasitor elektrolitik jaringan dengan diameter 30 mm.
Gambar 3
Gambar 3 menunjukkan resistor quenching yang tujuan utamanya adalah untuk membentuk tegangan awal. Dayanya tidak lebih rendah dari 2 W, dipasang di papan berpasangan, satu di atas yang lain. Resistansi dari 43 kOhm hingga 75 kOhm. Sangat diinginkan bahwa SEMUA resistor memiliki nilai yang sama - dalam hal ini panas didistribusikan secara merata. Untuk daya rendah, digunakan relai kecil dengan konsumsi rendah, sehingga Anda dapat bertahan dengan 2 atau tiga resistor pemadaman. Mereka dipasang di papan satu di atas yang lain.
Gambar 4
Gambar 4 - Penstabil catu daya untuk modul kontrol - dalam hal apa pun ada penstabil antargaral pada +15V. Radiator diperlukan. Ukuran... Biasanya radiator dari tahap kedua dari belakang amplifier domestik sudah cukup. Anda dapat meminta sesuatu di bengkel TV - Papan TV biasanya memiliki 2-3 radiator yang sesuai. Yang kedua digunakan untuk mendinginkan transistor VT4, yang mengontrol kecepatan kipas (Gambar 5 dan 6). Kapasitor C1 dan C3 juga dapat digunakan pada 470 uF pada 50 V, namun penggantian tersebut hanya cocok untuk catu daya yang menggunakan relai jenis tertentu yang resistansi kumparannya cukup tinggi. Pada sumber yang lebih kuat, relai yang lebih kuat digunakan dan sangat tidak diinginkan untuk mengurangi kapasitansi C1 dan C3.
Gambar 5 
Gambar 6
Transistor VT4 - IRF640. Bisa diganti dengan IRF510, IRF520, IRF530, IRF610, IRF620, IRF630, IRF720, IRF730, IRF740, dll. Yang penting harus di housing TO-220, mempunyai tegangan maksimal minimal 40 V dan arus maksimum minimal 1 A.
Transistor VT1 adalah hampir semua transistor langsung dengan arus maksimum lebih dari 1 A, sebaiknya dengan tegangan saturasi rendah. Transistor dalam paket TO-126 dan TO-220 memiliki kinerja yang sama baiknya, sehingga Anda dapat memilih banyak penggantinya. Jika Anda memasang sekrup pada radiator kecil, KT816 pun akan cukup cocok (Gambar 7).
Gambar 7
Relai K1 - TRA2 D-12VDC-SZ atau TRA3 L-12VDC-S-2Z. Faktanya, ini adalah relai paling biasa dengan belitan 12 V dan grup kontak yang mampu mengalihkan 5 A atau lebih. Anda dapat menggunakan relai yang digunakan di beberapa TV untuk menghidupkan loop demagnetisasi, namun perlu diingat bahwa grup kontak pada relai tersebut memiliki pinout yang berbeda dan meskipun dipasang di papan tanpa masalah, Anda harus memeriksa pin mana yang ditutup saat tegangan diterapkan pada kumparan. TRA2 berbeda dengan TRA3 karena TRA2 memiliki satu grup kontak yang mampu mengalihkan arus hingga 16 A, dan TRA3 memiliki 2 grup kontak masing-masing 5 A.
Omong-omong, papan sirkuit tercetak ditawarkan dalam dua versi, yaitu dengan dan tanpa relay. Pada versi tanpa relai, sistem soft start tegangan primer tidak digunakan, sehingga opsi ini cocok untuk sumber listrik dengan daya tidak lebih dari 400 W, karena sangat tidak disarankan untuk menyalakan “langsung ” kapasitansi lebih dari 470 μF tanpa batasan arus. Selain itu, jembatan dengan arus maksimum 10 A HARUS digunakan sebagai jembatan dioda VD, mis. RS1007. Nah, peran relay pada versi tanpa soft start dilakukan oleh LED. Fungsi siaga tetap dipertahankan.
Tombol SA2 dan SA3 (diasumsikan SA1 adalah sakelar daya) adalah tombol jenis apa pun tanpa kunci, yang untuknya Anda dapat membuat papan sirkuit tercetak terpisah, atau Anda dapat memasangnya dengan cara lain yang nyaman. Harus diingat itu kontak tombol terhubung secara galvanis ke jaringan 220 V, oleh karena itu, perlu untuk mengecualikan kemungkinan menyentuhnya selama pengoperasian sumber listrik.
Ada banyak analog dari pengontrol TL494, Anda dapat menggunakan apa saja, namun perlu diingat bahwa pabrikan yang berbeda mungkin memiliki beberapa perbedaan dalam parameter. Misalnya saat mengganti satu pabrikan dengan pabrikan lain, frekuensi konversi bisa berubah, tapi tidak banyak, tapi tegangan keluaran bisa berubah hingga 15%.
IR2110, pada prinsipnya, bukanlah driver yang rusak, dan tidak memiliki banyak analog - IR2113, tetapi IR2113 memiliki lebih banyak pilihan housing, jadi berhati-hatilah - diperlukan housing DIP-14.
Saat memasang papan, daripada sirkuit mikro, lebih baik menggunakan konektor untuk sirkuit mikro (soket), idealnya konektor collet, tetapi yang biasa juga dimungkinkan. Tindakan ini akan menghindari beberapa kesalahpahaman, karena terdapat cukup banyak cacat di antara TL494 (tidak ada pulsa keluaran, meskipun generator jam berfungsi) dan di antara IR2110 (tidak ada pulsa kontrol ke transistor atas), sehingga ketentuan garansi harus disepakati dengan penjual chip.
Angka 8
Gambar 8 menunjukkan bagian daya. Lebih baik menggunakan dioda cepat VD4...VD5, misalnya SF16, tetapi jika tidak ada, HER108 juga cukup cocok. C20 dan C21 - total kapasitansi minimal 1 µF, sehingga Anda dapat menggunakan 2 kapasitor masing-masing 0,47 µF. Tegangan minimal 50 V, idealnya kapasitor film 1 μF 63 V (jika terjadi kerusakan pada transistor daya, kapasitor film tetap utuh, tetapi keramik multilayer mati). Untuk catu daya hingga 600 W, resistansi resistor R24 dan R25 dapat berkisar antara 22 hingga 47 Ohm, karena kapasitansi gerbang transistor daya tidak terlalu besar.
Transistor daya dapat berupa salah satu yang tercantum pada Tabel 2 (housing TO-220 atau TO-220R).
| Meja 2 | ||||||
|
Nama |
Kapasitas gerbang, |
Tegangan maks, |
Arus maks, |
Tenaga termal |
Perlawanan, |
|
|
|
||||||
| Jika daya termal tidak melebihi 40 W, maka badan transistor sepenuhnya plastik dan diperlukan heat sink yang lebih besar agar tidak membawa suhu kristal ke nilai kritis. Tegangan gerbang untuk semua tidak lebih dari ±20 V |
||||||
Thyristor VS1 dan VS prinsipnya merk tidak masalah, yang utama arus maksimalnya minimal 0,5 A dan housingnya harus TO-92. Kami menggunakan MCR100-8 atau MCR22-8.
Dianjurkan untuk memilih dioda untuk catu daya arus rendah (Gambar 9) dengan waktu pemulihan yang singkat. Dioda seri HER misalnya HER108 cukup cocok, tetapi bisa juga digunakan yang lain, misalnya SF16, MUR120, UF4007. Resistor R33 dan R34 0,5 W, resistansi 15 hingga 47 Ohm, dengan R33 = R34. Belitan servis yang beroperasi pada VD9-VD10 harus dirancang untuk tegangan stabil 20 V. Pada tabel perhitungan belitan ditandai dengan warna merah.
Gambar 9
Dioda penyearah daya dapat digunakan pada paket TO-220 dan TO-247. Pada kedua versi papan sirkuit tercetak, diasumsikan bahwa dioda akan dipasang di atas satu sama lain dan dihubungkan ke papan melalui konduktor (Gambar 10). Tentunya saat memasang dioda sebaiknya menggunakan thermal paste dan spacer isolasi (mika).
Gambar 10
Dianjurkan untuk menggunakan dioda dengan waktu pemulihan yang singkat sebagai dioda penyearah, karena pemanasan dioda saat idle bergantung pada hal ini (kapasitansi internal dioda terpengaruh dan memanas dengan sendirinya, bahkan tanpa beban). Daftar opsi dirangkum dalam Tabel 3
| Tabel 3 | |||
|
Nama |
Tegangan maksimum |
Arus maksimum |
Waktu Pemulihan |
Transformator arus melakukan dua peran - digunakan secara tepat sebagai transformator arus dan sebagai induktansi yang dihubungkan secara seri dengan belitan primer transformator daya, yang memungkinkan untuk sedikit mengurangi kecepatan munculnya arus pada belitan primer, yang mana mengarah pada pengurangan emisi induksi mandiri (Gambar 11).
Gambar 11
Tidak ada rumus ketat untuk menghitung trafo ini, namun sangat disarankan untuk mematuhi beberapa batasan:
| UNTUK DAYA DARI 200 SAMPAI 500 W - CINCIN DENGAN DIAMETER 12...18 MM UNTUK DAYA DARI 400 SAMPAI 800 W - CINCIN DENGAN DIAMETER 18...26 MM UNTUK DAYA DARI 800 SAMPAI 1800 W - CINCIN DENGAN DIAMETER 22...32 MM UNTUK DAYA DARI 1500 SAMPAI 3000 W - CINCIN DENGAN DIAMETER 32...48 MM |
CINCIN FERIT, PERMEABILITAS 2000, KETEBALAN 6...12 MM |
JUMLAH PEMBULATAN PEMUTARAN PRIMER :
3 PEMUTARAN UNTUK KONDISI PENDINGINAN BURUK DAN 5 PEMUTARAN JIKA KIPAS BERHembus LANGSUNG PADA PAPAN
JUMLAH PEMULIHAN SEKUNDER:
12...14 UNTUK PRIMER 3 TURN DAN 20...22 UNTUK PRIMARY 5 TURN
JAUH LEBIH NYAMAN UNTUK MEMINDAHKAN TRANSFORMATOR SECARA SECTIONAL - PEMULIHAN PRIMER TIDAK SESUAI DENGAN PEMULIHAN SEKUNDER. DALAM KASUS INI, TIDAK SULIT UNTUK MEMULAI KEMBALI KE PEMULIHAN PRIMER. DI FINAL, PADA BEBAN 60% DARI MAKSIMUM, TERMINAL ATAS R27 HARUS SEKITAR 12...15 V
Belitan primer trafo dililit dengan belitan yang sama dengan belitan primer trafo daya TV2, belitan sekunder dengan kawat ganda berdiameter 0,15...0,3 mm.
Untuk pembuatan trafo daya untuk unit catu daya pulsa, sebaiknya menggunakan program penghitungan trafo pulsa. Desain inti tidak terlalu penting - bisa berbentuk toroidal atau W. Papan sirkuit tercetak memungkinkan Anda menggunakan keduanya tanpa masalah. Jika kapasitas media berbentuk W secara keseluruhan tidak mencukupi, dapat juga dilipat menjadi tas seperti cincin (Gambar 12).
Gambar 12
Anda bisa mendapatkan ferit berbentuk W di bengkel TV - tidak sering, tetapi trafo daya di TV gagal. Cara termudah untuk mendapatkan pasokan listrik adalah dari TV domestik tanggal 3...5. Jangan lupa jika diperlukan trafo dua atau tiga media, maka SEMUA media harus dari merek yang sama, yaitu. Untuk pembongkaran perlu menggunakan trafo dengan tipe yang sama.
Jika trafo daya terbuat dari 2000 ring, maka dapat menggunakan Tabel 4.
|
PENERAPAN |
NYATA |
PARAMETER |
FREKUENSI KONVERSI |
||||||
|
LEBIH MUNGKIN |
OPTIMAL |
PANAS TINGGI |
|||||||
|
1 CINCIN |
KEKUATAN KESELURUHAN |
||||||||
| PEMBUATAN PER PEMUTARAN PERTAMA | |||||||||
|
2 CINCIN |
KEKUATAN KESELURUHAN |
||||||||
| PEMBUATAN PER PEMUTARAN PERTAMA | |||||||||
|
1 CINCIN |
KEKUATAN KESELURUHAN |
||||||||
| PEMBUATAN PER PEMUTARAN PERTAMA | |||||||||
|
2 CINCIN |
KEKUATAN KESELURUHAN |
||||||||
| PEMBUATAN PER PEMUTARAN PERTAMA | |||||||||
|
3 CINCIN |
KEKUATAN KESELURUHAN |
|
|
|
|||||
| PEMBUATAN PER PEMUTARAN PERTAMA |
|
|
|
||||||
|
4 CINCIN A |
KEKUATAN KESELURUHAN |
|
|
|
|
|
|||
| PEMBUATAN PER PEMUTARAN PERTAMA |
|
|
|
|
|
||||
| JUMLAH PUTARAN GULUNGAN SEKUNDER DIHITUNG MELALUI PROPORSI, MENGINGAT TEGANGAN PADA GULUNGAN PRIMER 155 V ATAU MENGGUNAKAN TABEL ( GANTI SEL KUNING HANYA) | |||||||||
Harap dicatat bahwa stabilisasi tegangan dilakukan menggunakan PWM, oleh karena itu tegangan keluaran yang dihitung dari belitan sekunder harus setidaknya 30% lebih besar dari yang Anda butuhkan. Parameter optimal diperoleh ketika tegangan yang dihitung 50...60% lebih besar dari yang perlu distabilkan. Misal diperlukan sumber dengan tegangan keluaran 50 V, oleh karena itu belitan sekunder trafo daya harus dirancang untuk tegangan keluaran 75...80 V. Koefisien ini diperhitungkan dalam tabel perhitungan belitan sekunder .
Ketergantungan frekuensi konversi pada peringkat C5 dan R5 ditunjukkan pada grafik:
Tidak disarankan untuk menggunakan resistansi R5 yang cukup besar - medan magnet yang terlalu besar tidak akan jauh dan interferensi dapat terjadi. Oleh karena itu, kami akan fokus pada peringkat “rata-rata” R5 sebesar 10 kOhm. Dengan resistansi resistor pengatur frekuensi ini, diperoleh frekuensi konversi berikut:
|
Parameter didapat dari pabrikan ini |
Frekuensi konversi |
||
|
|
|||
(!) Di sini kita harus menyampaikan beberapa patah kata tentang belitan trafo. Seringkali muncul gangguan yang mengatakan bahwa ketika diproduksi secara mandiri, sumbernya tidak menghasilkan daya yang dibutuhkan, atau transistor daya menjadi sangat panas bahkan tanpa beban.
Sejujurnya, kami juga menghadapi masalah ini dengan menggunakan 2000 cincin, tetapi lebih mudah bagi kami - kehadiran peralatan pengukur memungkinkan untuk mengetahui alasan insiden tersebut, dan ternyata cukup diharapkan - permeabilitas magnetik ferit tidak sesuai dengan penandaannya. Dengan kata lain, pada trafo yang “lemah” kita harus melepas lilitan primernya, sebaliknya, pada “transistor daya pemanas” kita harus melepas lilitannya.
Beberapa saat kemudian kami berhenti menggunakan cincin, tetapi ferit yang kami gunakan tidak tertutupi sama sekali, jadi kami mengambil tindakan drastis. Sebuah transformator dengan jumlah lilitan belitan primer yang dihitung dihubungkan ke papan yang dirakit dan di-debug, dan frekuensi konversi diubah menggunakan resistor pemangkas yang dipasang di papan (bukan R5, pemangkas 22 kOhm dipasang). Pada saat dinyalakan, frekuensi konversi diatur dalam 110 kHz dan mulai menurun dengan memutar penggeser resistor pemangkas. Dengan cara ini, frekuensi inti mulai memasuki saturasi ditentukan, yaitu. ketika transistor daya mulai memanas tanpa beban. Jika frekuensi turun di bawah 60 kHz, maka belitan primer dilepas, tetapi jika suhu mulai naik sebesar 80 kHz, maka belitan primer dilepas. Dengan cara ini, jumlah belitan untuk inti tertentu ditentukan, dan hanya setelah itu belitan sekunder dililitkan menggunakan pelat yang disarankan di atas, dan jumlah belitan primer untuk media tertentu ditunjukkan pada kemasan.
Jika kualitas inti Anda diragukan, lebih baik membuat papan, menguji fungsinya, dan baru kemudian membuat transformator daya menggunakan metode yang dijelaskan di atas.
Throttle stabilisasi grup. Di beberapa tempat bahkan ada anggapan bahwa dia tidak bisa bekerja, karena ketegangan terus-menerus mengalir dalam dirinya. Di satu sisi, penilaian seperti itu benar - tegangannya memang memiliki polaritas yang sama, yang berarti dapat dianggap konstan. Namun, penulis penilaian seperti itu tidak memperhitungkan fakta bahwa tegangan, meskipun konstan, tetapi berdenyut dan selama operasi di node ini tidak hanya ada satu proses (aliran arus), tetapi banyak, karena induktor tidak mengandung satu pun. berliku, tetapi setidaknya dua (jika tegangan keluaran harus bipolar) atau 4 belitan jika diperlukan dua tegangan bipolar (Gambar 13).
Anda dapat membuat tersedak pada cincin atau ferit berbentuk W. Dimensinya tentu saja bergantung pada tenaga. Untuk daya hingga 400-500 W, media dari pelindung lonjakan arus untuk TV dengan diagonal 54 cm ke atas sudah cukup (Gambar 14). Desain inti tidak penting
Gambar 14
Ini dililit dengan cara yang sama seperti transformator daya - dari beberapa konduktor tipis yang dipilin menjadi satu bundel atau direkatkan menjadi pita dengan kecepatan 4-5 A/mm persegi. Secara teoritis, semakin banyak lilitan, semakin baik, sehingga belitan dipasang sampai jendela terisi, dan segera dalam 2 (jika diperlukan sumber bipolar) atau 4 kabel (jika diperlukan sumber dengan dua tegangan bipolar.
Setelah kapasitor penghalusan, ada keluaran tersedak. Tidak ada persyaratan khusus untuk mereka, dimensi... Papan dirancang untuk pemasangan inti dari filter daya listrik TV. Angin sampai jendela terisi, penampang dengan kecepatan 4-5 A/mm persegi (Gambar 15).
Gambar 15
Tape disebutkan di atas sebagai belitan. Di sini kita harus membahas lebih detail.
Apa yang lebih baik? Tali kekang atau selotip? Kedua metode tersebut mempunyai kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Cara termudah untuk membuat bundel adalah dengan meregangkan sejumlah kabel yang diperlukan lalu memelintirnya menjadi satu bundel menggunakan bor. Namun, metode ini meningkatkan panjang total konduktor karena torsi internal, dan juga tidak memungkinkan tercapainya medan magnet yang sama di semua konduktor dalam bundel, dan ini, meskipun tidak besar, tetap merupakan kehilangan panas.
Pembuatan pita perekat lebih memakan waktu dan sedikit lebih mahal, karena jumlah konduktor yang diperlukan diregangkan dan kemudian direkatkan ke dalam pita perekat menggunakan lem poliuretan (TOP-TOP, SPECIALIST, MOMENT-CRYSTAL). Lem dioleskan ke kawat dalam porsi kecil - panjang konduktor 15...20 cm dan kemudian pegang bundel di antara jari-jari Anda, seolah-olah menggosoknya, pastikan kabel masuk ke dalam pita, mirip dengan bundel pita digunakan untuk menghubungkan disk drive ke motherboard komputer IBM. Setelah lem menempel, bagian baru dioleskan pada panjang kabel sepanjang 15...20 cm dan dihaluskan kembali dengan jari hingga diperoleh selotip. Begitu seterusnya sepanjang konduktor (Gambar 16).
Gambar 16
Setelah lem benar-benar kering, selotip dililitkan ke inti, dan belitan dengan jumlah lilitan yang banyak (biasanya penampang yang lebih kecil) dililitkan terlebih dahulu, dan belitan dengan arus yang lebih tinggi dililitkan di atasnya. Setelah melilitkan lapisan pertama, perlu untuk “meletakkan” selotip di dalam cincin menggunakan pasak berbentuk kerucut yang dipotong dari kayu. Diameter maksimum pasak sama dengan diameter dalam cincin yang digunakan, dan minimum adalah 8…10 mm. Panjang kerucut minimal harus 20 cm dan perubahan diameternya harus seragam. Setelah lapisan pertama digulung, cincin cukup dipasang pada pasak dan ditekan dengan kuat agar cincin terjepit cukup kuat pada pasak. Kemudian cincin dilepas, dibalik dan dipasang kembali pada pasak dengan kekuatan yang sama. Pasak harus cukup lunak agar tidak merusak insulasi kawat lilitan, sehingga kayu keras tidak cocok untuk tujuan ini. Dengan cara ini, konduktor diletakkan secara ketat sesuai dengan bentuk diameter bagian dalam inti. Setelah melilitkan lapisan berikutnya, kawat “diletakkan” lagi dengan menggunakan pasak, dan ini dilakukan setelah melilitkan setiap lapisan berikutnya.
Setelah melilitkan semua belitan (ingat untuk menggunakan insulasi antar belitan), disarankan untuk memanaskan trafo hingga 80...90°C selama 30-40 menit (Anda dapat menggunakan oven gas atau listrik di dapur, tetapi sebaiknya tidak terlalu panas). Pada suhu ini, lem poliuretan menjadi elastis dan kembali memperoleh sifat perekat dengan merekatkan tidak hanya konduktor yang terletak sejajar dengan pita itu sendiri, tetapi juga konduktor yang terletak di atas, mis. lapisan belitan direkatkan, yang menambah kekakuan mekanis pada belitan dan menghilangkan efek suara apa pun yang terkadang terjadi ketika konduktor transformator daya diikat dengan buruk (Gambar 17).
Gambar 17
Keuntungan dari belitan tersebut adalah bahwa ia memperoleh medan magnet yang sama di semua kabel pita pengikat, karena secara geometris letaknya sama dalam kaitannya dengan medan magnet. Konduktor strip seperti itu jauh lebih mudah untuk didistribusikan secara merata ke seluruh keliling inti, yang sangat penting bahkan untuk transformator standar, dan untuk transformator pulsa, ini adalah kondisi WAJIB. Dengan menggunakan pita perekat, belitan yang cukup rapat dapat diperoleh dengan meningkatkan akses udara pendingin ke belitan yang terletak tepat di dalam belitan. Untuk melakukan ini, cukup membagi jumlah kabel yang diperlukan menjadi dua dan membuat dua strip identik yang akan dililitkan satu sama lain. Hal ini akan meningkatkan ketebalan belitan, tetapi akan ada jarak yang jauh antara belitan pita, sehingga menyediakan akses udara di dalam transformator.
Yang terbaik adalah menggunakan film fluoroplastik sebagai insulasi antarlapis - sangat elastis, yang mengkompensasi ketegangan salah satu sisi yang terjadi ketika belitan pada cincin, memiliki tegangan tembus yang cukup tinggi, tidak sensitif terhadap suhu hingga 200 ° C dan sangat tipis, yaitu tidak akan memakan banyak ruang di jendela inti. Tapi itu tidak selalu tersedia. Pita vinil dapat digunakan, tetapi sensitif terhadap suhu di atas 80°C. Pita listrik berbahan dasar kain tahan terhadap suhu, namun memiliki tegangan tembus yang rendah, sehingga pada saat menggunakannya perlu digulung minimal 2 lapis.
Apapun konduktornya dan dalam urutan apa pun Anda memutar tersedak dan transformator daya, Anda harus mengingat panjang kabelnya
Jika Choke dan trafo daya dibuat menggunakan cincin ferit, maka jangan lupa bahwa sebelum digulung, tepi cincin ferit harus dibulatkan, karena cukup tajam, dan bahan ferit cukup tahan lama dan dapat merusak isolasi pada bagian tersebut. kawat berliku. Setelah diproses, ferit dibungkus dengan pita fluoroplastik atau pita kain dan gulungan pertama dililitkan.
Untuk identitas lengkap dari belitan yang identik, belitan tersebut dililitkan menjadi dua kabel sekaligus (artinya dua bundel sekaligus), yang setelah belitan disambungkan dan awal belitan yang satu dihubungkan ke ujung belitan yang lain.
Setelah melilitkan transformator, perlu untuk menghilangkan isolasi pernis pada kabel. Ini momen yang paling tidak menyenangkan, karena SANGAT memakan waktu.
Pertama-tama, perlu untuk memperbaiki terminal pada transformator itu sendiri dan mencegah kabel individu dari rangkaian kabelnya tercabut karena tekanan mekanis. Jika harnessnya adalah selotip, mis. direkatkan dan dipanaskan setelah dililitkan, kemudian cukup dililitkan beberapa lilitan pada keran dengan kawat lilitan yang sama tepat di sebelah badan trafo. Jika harness yang dipilin digunakan, maka harness tersebut juga harus dipelintir di dasar terminal dan juga diamankan dengan melilitkan beberapa lilitan kawat. Selanjutnya, kabel-kabel tersebut dibakar dengan obor gas sekaligus, atau dibersihkan satu per satu menggunakan pemotong kertas. Jika pernis telah dianil, maka setelah pendinginan, kabel dilindungi dengan amplas dan dipelintir.
Setelah menghilangkan pernis, mengupas dan memutar terminal, perlu untuk melindunginya dari oksidasi, mis. lapisi dengan fluks rosin. Kemudian trafo dipasang di papan, semua terminal, kecuali terminal belitan primer yang terhubung ke transistor daya, dimasukkan ke dalam lubang yang sesuai; untuk berjaga-jaga, belitan harus “dibunyikan”. Perhatian khusus harus diberikan pada pentahapan belitan, mis. untuk kesesuaian awal belitan dengan diagram rangkaian. Setelah kabel trafo dimasukkan ke dalam lubang, kabel tersebut harus diperpendek sehingga terdapat jarak 3...4 mm dari ujung kabel ke papan sirkuit tercetak. Kemudian kabel yang dipilin “dilepaskan” dan fluks AKTIF ditempatkan di lokasi penyolderan, mis. Ini bisa berupa asam klorida yang dipadamkan; setetesnya diambil ke ujung korek api dan dipindahkan ke tempat penyolderan. Atau asam asetil-salisilat kristal (aspirin) ditambahkan ke gliserin sampai diperoleh konsistensi seperti bubur (keduanya dapat dibeli di apotek, di bagian resep). Setelah ini, timah disolder ke papan sirkuit tercetak, menghangatkannya secara menyeluruh dan memastikan bahwa solder didistribusikan secara merata ke SEMUA konduktor timah. Kemudian kabelnya diperpendek sesuai dengan ketinggian penyolderan dan papan dicuci bersih dengan alkohol (minimal 90%), atau bensin murni, atau campuran bensin dan pelarut 647 (1:1).
HIDUPKAN PERTAMA
Pengaktifan dan pengecekan fungsionalitas dilakukan dalam beberapa tahap untuk menghindari masalah yang pasti timbul jika terjadi kesalahan instalasi.
1 . Untuk menguji desain ini, Anda memerlukan catu daya terpisah dengan tegangan bipolar ±15...20 V dan daya 15...20 W. Peralihan pertama dilakukan dengan menghubungkan TERMINAL MINUS sumber daya tambahan ke bus daya primer negatif konverter, dan UMUM dihubungkan ke terminal positif kapasitor C1 (Gambar 18). Dengan cara ini, catu daya modul kontrol disimulasikan dan diperiksa fungsinya tanpa unit daya. Di sini disarankan untuk menggunakan osiloskop dan pengukur frekuensi, tetapi jika tidak tersedia, Anda dapat menggunakan multimeter, lebih disukai dial gauge (yang digital tidak cukup merespons tegangan yang berdenyut).
Gambar 18
Pada pin 9 dan 10 pengontrol TL494, perangkat penunjuk yang terhubung untuk mengukur tegangan DC harus menunjukkan hampir setengah tegangan suplai, yang menunjukkan adanya pulsa persegi panjang pada sirkuit mikro.
Relai K1 juga harus berfungsi
2. Jika modul berfungsi normal, maka sebaiknya periksa bagian listriknya, tetapi sekali lagi bukan dari tegangan tinggi, melainkan menggunakan sumber listrik tambahan (Gambar 19).
Gambar 19
Dengan urutan pemeriksaan ini, sangat sulit untuk membakar apa pun bahkan dengan kesalahan pemasangan yang serius (korsleting antara jalur papan, kegagalan menyolder elemen) karena daya unit tambahan tidak akan cukup. Setelah dinyalakan, keberadaan tegangan keluaran konverter diperiksa - tentu saja, tegangannya akan jauh lebih rendah daripada yang dihitung (bila menggunakan sumber tambahan ±15V, tegangan keluaran akan diremehkan sekitar 10 kali lipat, karena tegangan primer catu daya bukan 310 V tetapi 30 V), namun adanya tegangan keluaran menunjukkan bahwa tidak ada kesalahan pada bagian daya dan Anda dapat melanjutkan ke bagian pengecekan yang hilang.
3. Penyalaan pertama dari jaringan harus dilakukan dengan batasan arus, bisa berupa lampu pijar biasa 40-60 W, yang disambungkan sebagai pengganti sekring. Radiator seharusnya sudah terpasang. Jadi, jika konsumsi berlebihan karena alasan apa pun, lampu akan menyala dan kemungkinan kegagalan akan diminimalkan. Jika semuanya normal, maka sesuaikan tegangan keluaran dengan resistor R26 dan periksa kapasitas beban sumber dengan menghubungkan lampu pijar yang sama ke keluaran. Lampu yang dinyalakan sebagai pengganti sekring akan menyala (kecerahannya bergantung pada tegangan keluaran, yaitu seberapa besar daya yang akan disuplai sumber. Tegangan keluaran diatur oleh resistor R26, tetapi Anda mungkin perlu memilih R36.
4. Fungsionalitasnya diperiksa dengan sekring terpasang pada tempatnya. Sebagai beban, Anda dapat menggunakan spiral nichrome untuk kompor listrik dengan daya 2-3 kW. Dua potong kawat disolder ke keluaran sumber listrik, pertama ke bahu tempat tegangan keluaran dikontrol. Satu kawat disekrup ke ujung spiral, dan buaya dipasang di kawat kedua. Sekarang, dengan memasang kembali “buaya” di sepanjang spiral, Anda dapat dengan cepat mengubah tahanan beban (Gambar 20).
Gambar 20
Sebaiknya buat “stretch mark” pada spiral di tempat-tempat dengan hambatan tertentu, misalnya setiap 5 ohm. Menghubungkan ke “kawat gigi” Akan diketahui terlebih dahulu berapa beban dan berapa daya keluaran saat ini. Nah, daya bisa dihitung menggunakan hukum Ohm (digunakan pada pelat).
Semua ini diperlukan untuk menyesuaikan ambang batas perlindungan kelebihan beban, yang harus beroperasi secara stabil ketika daya aktual melebihi daya yang dihitung sebesar 10-15%. Diperiksa juga seberapa stabil sumber listrik menahan beban.
Jika sumber daya tidak menghasilkan daya yang dihitung, maka beberapa jenis kesalahan telah terjadi selama pembuatan transformator - lihat di atas cara menghitung belitan untuk inti sebenarnya.
Yang tersisa hanyalah mempelajari dengan cermat cara membuat papan sirkuit tercetak, dan ini adalah Dan Anda dapat mulai merakit. Gambar papan sirkuit tercetak yang diperlukan dengan sumber asli dalam format LAY ada di
Pertama
nomor
Kedua
nomor
Ketiga
nomor
Banyak
telp
Toleransi
+/- %
Perak
-
-
-
10^-2
10
Keemasan
-
-
-
10^-1
5
Hitam
-
0
-
1
-
Cokelat
1
1
1
10
1
Merah
2
2
2
10^2
2
Oranye
3
3
3
10^3
-
Kuning
4
4
4
10^4
-
Hijau
5
5
5
10^5
0,5
Biru
6
6
6
10^6
0,25
Ungu
7
7
7
10^7
0,1
Abu-abu
8
8
8
10^8
Sirkuit mikro TL494 mengimplementasikan fungsionalitas pengontrol PWM dan oleh karena itu sangat sering digunakan untuk membangun catu daya switching push-pull (ini adalah sirkuit mikro yang paling sering ditemukan di catu daya komputer).
Catu daya switching lebih baik dibandingkan dengan catu daya transformator dalam hal peningkatan efisiensi, pengurangan berat dan dimensi, serta parameter keluaran yang stabil. Namun, pada saat yang sama, mereka adalah sumber interferensi RF dan memiliki persyaratan khusus untuk beban minimum (tanpanya, catu daya tidak dapat menyala).
Diagram blok TL494 adalah sebagai berikut.
Beras. 1. Diagram blok TL494
Penugasan pin TL494 sehubungan dengan case terlihat seperti ini.
Beras. 2. Penetapan pin TL494
Beras. 3. Penampilan di perumahan DIP
Mungkin ada versi lain.
Sebagai analog modern kita dapat mempertimbangkan:
1. Versi yang ditingkatkan dari chip asli - TL594 dan TL598 (masing-masing mengoptimalkan akurasi dan menambahkan repeater input);
2. Analog langsung produksi Rusia - K1006EU4, KR1114EU4.
Jadi, seperti terlihat di atas, rangkaian mikro masih belum ketinggalan jaman dan dapat digunakan secara aktif pada catu daya modern sebagai elemen simpul.
Salah satu opsi untuk catu daya switching berdasarkan TL494
Diagram catu daya ada di bawah.
Beras. 4. Rangkaian catu daya
Di sini, dua transistor efek medan (harus dipasang ke unit pendingin) bertanggung jawab untuk menyamakan arus. Mereka harus diberi daya dari sumber DC terpisah. Misalnya, konverter DC-DC modular seperti TEN 12-2413 atau analognya cocok.
Sekitar 34 V harus berasal dari belitan keluaran transformator (beberapa dapat digabungkan).
Beras. 5. Catu daya versi kedua
Rangkaian ini menerapkan catu daya dengan tegangan keluaran yang dapat disesuaikan (hingga 30V) dan ambang batas arus (hingga 5A).
Trafo step-down bertindak sebagai isolasi galvanik. Output dari belitan sekunder (atau sekumpulan belitan sekunder yang terhubung) harus sekitar 40V.
L1 – throttle toroidal. VD1 adalah dioda Schottky, dipasang pada radiator, karena terlibat dalam rangkaian penyearah.
Pasangan resistor R9 dan 10, serta R3 dan 4, masing-masing digunakan untuk mengatur tegangan dan arus.
Selain dioda VD1, berikut ini harus ditempatkan pada radiator:
1. Jembatan dioda (cocok, misalnya, KBPC 3510);
2. Transistor (KT827A digunakan di sirkuit, analog dimungkinkan);
3.Shunt (ditunjukkan R12 pada diagram);
4. Tersedak (kumparan L1).
Cara terbaik adalah meniup unit pendingin secara paksa menggunakan kipas angin (misalnya, pendingin 12 cm dari PC).
Indikator arus dan tegangan bisa digital (sebaiknya ambil yang sudah jadi) atau analog (diperlukan kalibrasi skala).
Opsi ketiga
Beras. 6. Catu daya versi ketiga
Opsi implementasi akhir.
Beras. 7. Penampilan perangkat
Karena TL494 memiliki elemen kunci bawaan berdaya rendah, transistor T3 dan 4 digunakan untuk membantu mengontrol trafo utama TR2, yang pada gilirannya ditenagai oleh trafo kontrol TR1 (yang dikendalikan oleh transistor T1 dan 2) . Ternyata menjadi semacam kaskade kontrol ganda.
L5 choke dililitkan dengan tangan pada cincin kuning (50 putaran dengan kawat tembaga 1,5 mm).
Elemen terpanas adalah transistor T3 dan 4, serta dioda D15. Mereka harus dipasang pada unit pendingin (sebaiknya dengan aliran udara).
Choke L2 digunakan pada rangkaian untuk menekan interferensi RF pada jaringan rumah tangga.
Karena TL494 tidak dapat beroperasi pada tegangan tinggi, trafo terpisah digunakan untuk memberi daya (Tr3 adalah BV EI 382 1189, outputnya adalah 9 V, 500 mA).
Dengan jumlah elemen sebanyak itu, sirkuit rakitan dengan mudah masuk ke dalam casing Z4A, meskipun casing Z4A perlu sedikit dimodifikasi untuk memastikan aliran udara (kipas ditempatkan di atas).
Daftar lengkap elemen diberikan di bawah ini.
Catu daya dihubungkan ke sumber listrik AC dan menyediakan daya dengan tegangan konstan dalam kisaran 0-30V dan arus lebih dari 15A. Batasan arus dan tegangan dapat disesuaikan dengan mudah.
Tanggal penerbitan: 22.01.2018
Pendapat pembaca
- Alexander / 04/04/2019 - 08:25
Maukah Anda membagikan file stempelnya? Mungkin melalui email [dilindungi email]
| Berhubungan dengan: |