8-900-374-94-44
[email protected]
Slide Image
Меню

Cr6842S схема блока питания – Блок питания на CR6842S, схема и печатная плата

Блок питания на CR6842S, схема и печатная плата

Схема блока питания на CR6842S

В данной статье опубликована схема блока питания на микросхеме CR6842S. Схема имеет обратноходовую (flayback) структуру, благодаря которой, можно сделать блок питания любой мощности, под любые нужды.

Многие наверно видели на aliexpress компактные AC-DC блоки питания, фото которых привожу ниже и задумывались о схематике данного устройства и на какой микросхеме она собрана.

Есть и такие, которые купили данный блок питания на CR6842S и ищут схему для него, на случай поломки и дальнейшего ремонта.

Как я и писал, схема представляет собой обратноход и выглядит следующим образом. Приведенная схема рассчитана на напряжение 12 вольт и ток 2 ампера. Вы можете рассчитать блок питания на свои напряжения и ток.

Максимальный ток нагрузки задается резистором R10, чем меньше его сопротивление, тем больше ток на выходе блока питания. Методику расчета можно найти в интернете по запросу "Расчет обратноходового преобразователя". В данной статье этого расчета нет, так как рассматривается только схема данного блока питания.

Частота задается резистором R2 и рассчитывается по формуле F (кГц) = 1742 / R2 (кОм). При сопротивлении R2 = 26 кОм, частота равна 1742 / 26 кОм = 67 кГц.

Хотел отметить, что микросхема CR6842S является китайским аналогом микросхемы SG6842S. Расчет частоты для SG6842S немного другой и имеет формулу F (кГц) = 1690 / R2 (кОм) ..

Не знаю, формулы разные или все же китайцы ошиблись и в своем даташите указали 1742 вместо 1690. Поэтому на схеме я указал, что частота 66 кГц (усреднил). Имейте это в виду при расчете.

CR6842S схема

Печатная плата блока питания

Печатная плата имеет размер 117 х 54 мм, выглядит следующим образом.

Если вас не устраивают данные размеры, то вы всегда можете подправить печатную плату под себя или развести ее по новой. Файл печатной платы, который сделан в программе DipTrace, можно скачать в конце статьи.

Изготовление печатной платы блока питания на CR6842S

Представляю некоторые этапы сборки печатной платы. Нанесение фоторезиста и засветка, плата после проявки и травления фоторезиста, плата после нанесения паяльной маски.

Данная статья опубликована на сайте whoby.ru. Постоянная ссылка на эту статью находится по этому адресу http://whoby.ru/page/blok-pitanija-na-cr6842s

Читайте статьи на сайте первоисточнике, не поддерживайте воров.

Видео засветки паяльной маски

В данном видео показан ускоренный процесс засветки фоторезиста и паяльной маски этой печатной платы, на установке для засветки.

Собранный блок питания на CR6842S

Печатная плата с нанесенной паяльной маской и собранный блок питания.

Скачать схему блока питания на CR6842S

В данном архиве находится схема и печатная плата данного блока питания. Скачать архив можно по этой ссылке.

Заключение

Данный блок питания с применением микросхемы CR6842S, показал себя с хорошей стороны. Со своими обязанностями справляется на отлично, рекомендую к повторению.

На этом заканчиваю, всем флайбеков без бахов.

Автор статьи: Admin Whoby.Ru

Еще записи по теме



whoby.ru

Микросхема CR6842S

Приложение к обзору.
Данный текст не рекомендуется к прочтению и использованию в домашнем хозяйстве.
Собственно, а чего она сгорела, эта микросхема? Да потому, что захотелось из популярного блочка сделать регулируемый источник напряжения. И я его сделал. Самым простым, но не совсем правильным способом. Поэтому и предупреждаю, что повторять можно только если есть запасной/ненужный блок, некая склонность к авантюрам и запас оптимизма. Перемотка заклеенных трансформаторов — это «не наш» метод.
Зачем это может понадобиться? От доработанного блока можно запитать советские паяльники на 36 В. Не знаю как у кого, а у меня таких паяльников много. Можно форсировать всякие Hakko, которые номинально на 24 вольта. И еще для чего-нибудь.

Схема доработки:

Доработка платы:


Регулировать выходное напряжение, как оказалось, можно в пределах от 19 до 35 вольт. Разброс границ регулировки на двух тестовых экземплярах обусловлен низкой точностью переменного резистора. Если выходное напряжение менее 19 вольт, преобразователь начинает периодически выключаться, что приводит к появлению низкочастотной «пилы» на выходе (от нуля до максимума). Верхний предел определяется предельно допустимым напряжением электролитов выходного фильтра (35 вольт, на пульсации не заморачиваемся. повышение напряжений на стоке транзистора и вторичных обмотках — игнорируем). Если выходное напряжение более 36 вольт — преобразователь «сгорает» без каких-либо заметных пироэффектов. Выгорает только микросхема CR6842S. Мощный транзистор остается целым. Проверено на 2-х экземплярах :-). Заодно было выяснено, что вместо 20N60 вполне годится IRF840.
Далее будут абстрактные рассуждения о причинах, я ничего не проверял.

Этот блок питания был подробно описан уважаемым Киричем. Если посмотреть на схему из обзора Кирича и заглянуть в описание микросхемы (внутренняя структура, напряжение питания на 7-й лапке), то можно предположить, что при снижении выходного напряжения блока напряжение на вспомогательной обмотке тоже уменьшается и микросхема просто выключается, подпитки от сетевого напряжения ей недостаточно. А вот с ростом напряжения на выходе преобразователя все становится совсем плохо, потому что по структурной схеме на 7 ножке внутри стоит защитный стабилитрон ( 22 В. кажется). А в цепи питания с обмотки только прямое сопротивление диода и резистор 5 Ом. Я туда ткнулся вольтметром — так при штатных 24 вольтах на выходе — питание уже 14...17 вольт. По сути, никакого запаса для повышения выходного напряжения нет. Но работает! :-)))). Но до 35! А после 36 вольт на выходе — сгорает. Если все-таки кто-то решится на переделку, можно вместо 5 Ом поставить что-нибудь в диапазоне 50...100 Ом и проверить.

mysku.ru

Полный обзор популярного импульсного БП - ЭЛЕКТРОНИКА - Обзоры

Товар  можно купить тут

Приветствую всех читателей. Давно просили протестировать этот импульсный источник питания, который стал очень популярным среди самоделкинов. Это довольно дешевый блок, который может быть использован в качестве источника питания в самодельной паяльной станции, лабораторного бп, и тп., в общем универсальная штука.


Китайцы выпускают несколько версий, по схематехнике почти не отличается, разница лишь в выходном напряжении и токе,мой образец на 24 Вольта, с заявленным током 4А и 6 А с в случае использования дополнительного кулера.
Плата довольно компактная, габаритные размеры с небольшой погрешностью вы сейчас видите на своих экранах.

О схеме. Это однотактный сетевой понижающий импульсный источник питания со стабилизацией выходного напряжения и защитой по току. Построена схема на базе не очень уж и популярного шим контроллера CR6842 (аналог SG6842), по мне нa микросхемах семейства UC38XX блок был бы более ремонтопригодным, родная микросхема довольно дорогая.

Плата двухсторонняя, компоненты запаяны качественно.


Примерная схема источника питания показана ниже.

Вход питания сделан интересно, по сути это зажимы, куда вставляются сетевые провода, ничего паять и вкручивать не нужно.

 


Дальше идет предохранитель и сетевой фильтр, все как положено.

Диодный мост из себя представляет готовую сборку KBP307 (3A, 700V).

После моста видим термистор для, его начальное сопротивление 5 Ом при максимальном токе 3А, предназначен для снижения пускового тока, в момент включения блока в сеть 220 Вольт.

Сглаживающий электролит с емкостью 82мкФ, с учетом 1мкФ на 1 ватт мощности все так, как и должно быть.

Далее все понятно - микросхема генератора, силовой N-канальный полевой ключ, в этом варианте стоит транзистор P20NK60, судя по маркировке 20 Ампер 600 Вольт, он с колоссальным запасом по току, установлен на небольшой радиатор.


Импульсы на затвор полевика подаются через ограничительный резистор и диод, который включен в обратном направлении и предназначен для скоростного разряда емкости затвора полевого транзистора.

В выходной части стоит однополупериодный выпрямитель на базе сдвоенного диода шоттки в корпусе ТО-220, притом оба диода подключены параллельно, что значительно снижает сопротивление перехода, а следовательно и нагрев.

После выпрямителя фильтр, который состоит из двух электролитов и дросселя, притом один электролит стоит до дросселя, второй после.

Ну и светодиод с ограничительным резистором, который свидетельствует о наличии выходного напряжения.

Контроль выходного напряжения осуществляется оптопарой, а задает напряжение регулируемый стабилитрон TL431, меняя соотношение сопротивлений резистивного делителя в обвязке стабилитрона, можно изменить выходное напряжение блока питания небольших пределах.

 


В общем все говорит о том, что источник питания хороший, но мы все же проверим.
Тест первый - проверим выходное напряжение.

Все нормально, при этом ток холостого хода всего 12-13мА ! что является очень хорошим показателем.

Заявленный выходной ток 4А.

По закону дядюшки Ома, чтобы снять 4 ампера тока от источника в 24 Вольт нам нужна нагрузка с сопротивлением около 6 Ом, можно использовать нихромовую спираль, но у меня рядом лежал 20- ваттный резистор на 5,6 Ом, его и подключил.

 

Источник подключен через сетевой ваттметр, на выходе в качестве измерителя использован низковольтный Вольт/Ампер/Ватт метр.


 


При токе в 4,2А выходное напряжение просаживается незначительно.


С таким раскладом блок от сети 220 Вольт потребляет около 110 ватт, а на выходе порядка 100 ватт, кпд в районе 90%, что очень хорошо.

Попробовал снять ток в 5,5А, также все нормально, при попытке снять больше срабатывала защита.

К стати! защита реализована по икающему принципу и отрабатывает неплохо.
При коротком замыкании образуется падение напряжения на датчике тока, тот из себя представляет низкоомный резистор подключенный в цепь истока полевого ключа. Микросхема следит за падением и при слишком большом значении уходит в защиту.


Также сделал некоторые замеры пульсаций выходного напряжения

Холостой ход, деление 20мВ

Ток 0,6А, деление 20мВ

Ток 3,6 А деление 20мВ

Ток 4,2А деление 20мВ


Результаты поразили, думал пульсаций будет побольше.

 

В конце оставил блок работать 10 минут, выходной ток 3,6А

 

Спустя 10 минут не выключая блок сделал температурные замеры

1) На радиаторе диодного выпрямителя

 


2) На радиаторе полевого ключа

 


3) Обмотки трансформатора

 

 

4) Сердечник трансформатора

 


5) На входном диодном выпрямителе

 


Достоинства.

1) Компактный, легкий, сделан хорошо.
2) Цена, ну так себе, не слишком дешево и не дорого
3) Универсален
4) Отличная стабилизация
5) Наличие защиты от КЗ, свое отрабатывает
6) Наличие фильтра как по входу, так и по выходу, в целом, схема организована толково.

Недостатки

1) Радиаторы лучше менять либо прикрутить кулер, при долговременной работе на больших токах греются сильно.

2) Малогабаритный трансформатор, на вид никакого запаса по мощности, поэтому при больших токах будет перегреваться.

Итоги.

То, что китайцы на всем экономят известно всем, этот источник питания тоже не исключение. Но с учетом достоинств я его рекомендую, замыканий не боится, сделан добротно, компоненты запаяны аккуратно, имеется защита, хорошая стабилизация, в общем все, что нужно для скажем для внедрение в самодельную паяльную станцию или простенький лабораторный источник питания, областей применения очень много.

Товар  можно купить тут


Подробное видео с тестом можно посмотреть ниже 


С уважением - АКА КАСЬЯН 
МОЙ КАНАЛ НА ЮТУБ https://www.youtube.com/c/akakasyan

www.kit-shop.org

Схема блока питания на 24 В 9 А, datasheet БП

Давно поглядывал на блок питания 24 Вольта. Читал ранее обзор уважаемого kirich на похожий БП только 6 заявленных Ампер, но моя хотелка требовала брать сразу помощнее. Поэтому выбор пал на более мощный.

Упаковка — коробка из простого коричневого картона, заклеенная обычным скотчем. Внутри блок питания в запаянном антистатическом пакете.

Осмотр платы явных косяков не выявил. Ну кроме обычных для китайцев разводов от плохо смытого флюса.

Сначала думал, что входного электролита в 100 мкФ маловато, но тесты показали, что хватает.

Межобмоточный конденсатор Y-типа. Термистор в наличии 5D-11.

ШИМ-контроллер аккуратно затерли. Транзистор, как и в менее мощной серии, аналогичен — 20N60C3. Конденсатор питания ШИМ-контроллера стоял 22 мкФ, поменял на 47 мкФ. Если я ошибся с этим действием, то буду рад, если поправите.

На выходе стоят запараллеленные диодные сборки 20200CT 20A 200V.

Суммарная емкость выходных электролитов (измерял без выпаивания) составила около 3260 мкФ.

И теперь немного отчета по тестам.
Напряжение холостого хода 24.05 В. Пульсации порядка 70 мВ.

Нагрузка 14.5 Ом кучкой цементных двадцативатников. Напряжение 24.05 В. Пульсации больше 60 мВ амплитудой не заметил.

Нагрузка 7.2 Ом кучкой цементных двадцативатников. Ток 3.3 А. Напряжение 24.05 В. Пульсации не больше 60 мВ.

Тест удалось поддерживать минут 5, гроздь резисторов слишком сильно разогрелась и я отключил БП. Оба радиатора были температурой 40-45 градусов.

Специально притащил из гаража нихромовую спираль из проволоки диаметром 1 мм.

Использовал часть спирали, сопротивление при комнатной составило 3.2 Ом. Ток 7.5 А. Напряжение 23.98 В. Пульсации достигли размаха 180 мВ.

Под такой нагрузкой держал максимум секунд 30. Несмотря на вентилятор, раскалялась достаточно быстро и чуть не проплавила мне коврик, на фотографии есть след. Может кто подскажет, после отключения БП, секунд через 10, я замерил сопротивление на клеммах и увидел 2.5 Ом, которое потихоньку росло. Вроде бы с прогревом нихром увеличивает сопротивление или я что-то не догоняю?

Учитывая, что нагружать я его планирую не больше 100 Вт, то думаю есть заявка на долговременную работу без выхода из строя.
Товар куплен за свои кровные, так что простите за то, что не так усердно старался его спалить )))

Update 06.02.2018
Нарыл схемку в инете

mysku.ru

Собираем импульсный БП. Блок питания на микросхеме KA2S0880

РадиоКот >Схемы >Питание >Блоки питания >

Собираем импульсный БП. Блок питания на микросхеме KA2S0880

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

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

Характеристики:



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


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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Монтаж печатной платы.

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

При разработке печатной платы необходимо учесть следующие моменты:

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

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

    Дорожка, на которой висит несколько элементов, должна ОБХОДИТЬ каждый из них, а не идти мимо.

www.radiokot.ru

СХЕМА УНИВЕРСАЛЬНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ

Всем привет, прошло не так долго времени как я собрал свой первый радио конструктор или как известный в народе Master KIT, первое впечатление было очень позитивное после сборки этого действительно интересного и полезного конструктора. И вот недавно увидел в Интернете ещё одну интересную схему, тем более был радио конструктор по очень привлекательный цене, решил купить и собрать блок питания на микросхемы lm324.

Схема универсального БП

Это однополярный блок питания с "грубой" и "плавной" регулировками выходного напряжения, регулировкой ограничения по току и индикацией режима работы. В качестве регулирующего элемента используется полевой транзистор IRLZ44N.

Технические характеристики

  • Входное напряжение: 7-32 В переменного тока
  • Регулируемый ток нагрузки: 0-3 А
  • Нестабильность выходного напряжения: не более 1%
  • Выходное напряжение: 0-30 В

Описание работы

Схема стабилизации напряжения собрана на U1.3 и U1.4. На U1.4 собран дифференциальный каскад, усиливающий напряжение делителя обратной связи, образованного резисторами R14 и R15. Усиленный сигнал поступает на компаратор U1.3, сравнивающий выходное напряжение с образцовым, сформированным стабилизатором U2 и потенциометром RV2. Полученная разница напряжений поступает на транзистор Q2, управляющий регулирующим элементом Q1. Ограничение тока осуществляется  компаратором U1.1, который сравнивает падение напряжения на шунте R16 с опорным, сформированным потенциометром RV1. При превышении заданного порога, U1.1 изменяет опорное напряжение для компаратора U1.3, что приводит к пропорциональному изменению выходного напряжения. На операционном усилителе U1.2 собран узел индикации режима работы устройства. При понижении напряжения на выходе U1.1 ниже напряжения сформированного делителем R2 и R3, светится светодиод D1, сигнализирующий о переходе схемы в режим стабилизации тока. В случае работы устройства от питающего напряжения ниже 23В, стабилитрон D3 необходимо заменить перемычкой. Так же, возможно питать слаботочную часть схемы от отдельного источника, подав напряжение 9-35 В непосредственно на вход стабилизатора U3 и удалив стабилитрон D3.

Сборка устройства

После распаковки посылки меня сразу насторожило то, что отсутствует стабилитрон и некоторые резисторы - такое впечатление что этот комплект собирали кое как. Ничего, пусть будет, я думал что на этом все сюрпризы закончились, но как я ошибался: во время пайки дорожи улетали, паяльная маска была везде, должен был проходить наждачной бумагой зачищая контакты после чего их заново залуживал, пайка продолжалась несмотря ни на что, припаял основные резисторы это 1К и 10К, ну а дальше пошел на поиски недостающих резисторов. Нашел и запаял, после чего взялся за транзисторы - здесь было все нормально.

Что было интересно - это инструкция или схема по которой нужно собирать радио конструктор, первое что бросается в глаза это то, какой здесь разброс номиналов резисторов. Сама печатная плата разведена неграмотно, переменные резисторы на плате прикасаются друг к другу, при выключении схемы из сети идет скачок до 30 вольт и медленно падает. Чтоб это исправить припаял конденсатор к 8 и 11 ноге микросхемы - этот глюк проявляется при малых загрузках.

Вообще схема по параметрам реально неплохая, поэтому развел свою печатною плату. Может кто-то захочет повторить конструкцию. Печатная плата и список деталей в архиве. Благодарю за внимание, с вами был Kalyan-super-bos.

   Форум по БП

   Обсудить статью СХЕМА УНИВЕРСАЛЬНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ




radioskot.ru

Как устроен блок питания, часть 5

В качестве самой просто схемы я покажу вариант с одним диодом и конденсатором. Такая схема используется в обратноходовых блоках питания, которые составляют сейчас подавляющее большинство.

В готовом блоке питания она выглядит так, как показано на этом фото.
Такие блоки питания чаще всего идут в комплекте с недорогой техникой.

Следующим шагом идет двухполупериодный выпрямитель. Эта схема использовал раньше весьма часто, но в последнее время вытеснена другой, которую я покажу позже.
Такая схемотехника чаще всего встречается в мощных блоках питания, особенно она удобна в нерегулируемых блоках на базе драйвера IR2151-2153, о которых я рассказывал в прошлой части.

Как я тогда сказал, она хорошо подходит для построения первичных источников питания, которые не являются стабилизированными, но которые имеют хороший КПД и могут использовать для питания других устройств, например как этот блок питания лабораторного источника питания.

Особое преимущество данной схемы в том, что ее очень легко переделать в двухполярную и использовать для питания усилителей мощности. В таком варианте добавляется всего пара диодов и конденсатор.

Когда мощности обратноходовой схемотехники не хватает, то используют ее прямоходовый вариант. Здесь энергия при одном такте сначала накапливается в дросселе, а потом через нижний диод поступает в нагрузку. Данная схемотехника очень похожа на схему классического StepDown преобразователя.

Заметить что блок питания собран по такой схемотехнике очень просто, на плате будет большой дроссель. В качестве фильтрующих дроссели с таким габаритом используют крайне редко, потому ошибиться сложно.

Но есть альтернативный вариант этой схемы. Он применяется чаще всего в компьютерных блоках питания и ведет свои истоки от первых БП формата АТ.

Здесь присутствует накопительный дроссель, а первичная обмотка силового трансформатора связана с одной из обмоток трансформатора управления. Если изъять дроссель из этой схемы, то блок питания при нагрузке выше определенной выйдет из строя.
То же самое касается и предыдущей схемы.

Отличить блоки питания последних двух типов очень легко, слева БП построенный по аналогии блока питания АТ формата, у него сразу заметен трансформатор около транзисторов, справа однотактный прямоходовый, трансформатора здесь нет.
Дроссели имеют разные размеры, но это следствие разной рабочей частоты и иногда экономии производителя. Меньший дроссель в работе скорее всего будет перегреваться, да и схема можно работать не очень надежно при максимальной мощности.

Чаще всего в качестве выходных диодов импульсных блоков питания используются диоды Шоттки. Они имеют два важных преимущества перед обычными:
1. Падение напряжения на них в 1.5-2 раза меньше
2. Они быстрее, чем обычные диоды, потому имеют меньше потер при переключении.

В блоках питания рассчитанных на высокое выходное напряжение применяют чаще всего обычные диоды, так как прямое падение у высоковольтных обычных и Шоттки примерно одинаково. Но из-за того что Шоттки быстрее, можно получить уменьшенные потери на снаббере, потому я советую применять их и здесь.

Так как после выпрямления на конденсаторе будут присутствовать заметные пульсации, то после него ставят LC фильтр или говоря простым языком - дроссель и конденсатор

Для примера "народный" блок питания где явно виден как дроссель, так и два конденсатора.

Дроссель необязательно будет большим, а вполне может быть совсем миниатюрным. Работать правда он будет хуже, но это лучше чем ничего.

Иногда дроссель вообще не ставят, хотя место под него есть. Это банальная экономия "на спичках", я всегда рекомендую установить на это место дроссель.

Для примера уровень пульсаций без дросселя и с дросселем. Но стоит учитывать, что после установки дросселя пульсации на первом конденсаторе вырастут, так как на него будет приходится "ударный" ток. Обычно именно он выходит из строя первым.

Улучшить ситуацию можно установив параллельно электролитическим конденсаторам керамические. Данная мера можно существенно облегчить режим работы электролитов. Но стоит иметь в виду, что эффективно они работают только при относительно небольших мощностях БП, а точнее при относительно небольших токах. Можно конечно поставить много таких конденсаторов, но это дорого и габаритно.

При доработке конденсаторы можно напаивать прямо на выводы электролитических конденсаторов.
Я применяю конденсаторы с емкостью 0.1-0.47мкФ.

Чтобы еще немного улучшить качество работы, следует внимательнее отнестись к разводке печатной платы. Если страссировать плату по типу того как я показал на схеме, то пульсации могут еще немного уменьшиться, тем более что это бесплатно.

Ну и последний шаг, установка синфазного дросселя на выходе блока питания. Такое применяется чаще всего в фирменных блоках питания, которым требуется проходить сертификацию на уровень помех излучаемых в эфир. В дешевых практически никогда не встречается.

Теперь об выходных конденсаторах.
Если вы пользуетесь дешевыми блоками питания, то скорее всего на выходе увидите либо вообще безымянные модели.

Либо подделку под фирменные. Например в народном блоке питания применяют подделки под Sanyo или Nichicon, проверить очень просто, по маркировке. Скорее всего вы либо вообще не найдете конденсаторов такой серии, либо в этой серии не будет такого номинала с таким габаритом как у вас, либо внешне они будут отличаться цветом, как в данном случае.
Такие подделки на самом деле не самый худший вариант, но лучше применять фирменные.
Кстати в двухтактных БП конденсаторы обычно живут дольше и требования к их качеству меньше чем у обратноходовых однотактных.

Но все равно, лучше применять именно фирменные конденсаторы, а не суррогаты с их именем. На фото блок питания фирмы Менвелл.

Для облегчения работы конденсаторов есть способ, когда вместо одного двух емких устанавливают много менее емких конденсаторов. В таком варианте нагрузка лучше распределяется и конденсаторы живут дольше.

Схема стабилизации.
Самый простой вариант - стабилизировать напряжение по обратной связи со вспомогательной обмотки трансформатора, правда такое решение и самое плохое в плане стабильности, так как влияет магнитная связь между обмотками и их активное сопротивление, зато дешево.

Следующий вариант сложнее, здесь в качестве порогового элемента применен стабилитрон. В таком варианте выходное напряжение Бп будет равно падению на стабилитроне + напряжению на светодиоде оптрона. Характеристики схемы так себе, но вполне приемлемы для некритичных нагрузок.

Например блок питания с такой стабилизацией. Сверху около оптрона ничего нет.

Снизу расположен стабилитрон и несколько резисторов

Но куда лучшие характеристики показывает схема с регулируемым стабилитроном TL431. Она имеет куда выше качество работы и точность поддержания в том числе лучше держит параметры при изменении температуры.

На плате она обычно выглядит так, как показано на фото.

Выглядит он примерно как обычный транзистор в корпусе ТО-92, отличие только в маркировке. Данный вариант встречается чаще всего. Альтернативный вариант, который вы можете встретить, SMD корпус SOT-23.

Расположение выводов в разных вариантах корпуса.

Например в "народном" блоке питания применен SMD вариант корпуса. На фото видны резисторы делителя обратной связи и вспомогательные, например "подтяжки" к питанию чтобы сформировать минимальный рабочий ток для стабилитрона.

Еще пара фото, сверху платы ничего нет, а стабилитрон TL431 находится снизу.

Иногда в цепи обратной связи ставят подстроечный резистор. Но сначала я скажу пару слов о том, как рассчитывается делитель.
Если применяется стандартный делитель из двух резисторов, то его номиналы подбираются таким образом чтобы при требуемом выходном напряжении в точке соединения было 2.5 Вольта, именно на это напряжение и рассчитана TL431, но стоит учитывать, что есть и более низковольтный вариант этой микросхемы, на 1.25 Вольта, хотя встречается он гораздо реже.
Теперь к подстроечному резистору. Для большего удобства на плате может располагаться подстроечный резистор, позволяющий менять выходное напряжение в небольших пределах, чаще всего +/- 10-20%, больший диапазон не рекомендуется, так как Бп может вести себя нестабильно.
Подстроечный резистор всегда должен стоять последовательно с нижним резистором делителя, тогда в случае выхода его из строя вы получите на выходе Бп минимальное напряжение, а не максимальное, как если бы подстроечный резистор стоял сверху.
Кроме того подстроечные резисторы часто имеют низкую надежность, и если вам не нужна эта функция, то лучше заменить его на постоянный, предварительно подобрав его номинал.

Полностью на плате весь этот узел выглядит следующим образом.

Пару слов о выходном нагрузочном резисторе.
Импульсный блок питания плохо работает без нагрузки, потому параллельно выходу обычно ставят нагрузочный резистор, обеспечивающий минимально необходимую нагрузку при которой БП работает стабильно.
Есть и минус у данного решения, резистор обычно греется, причем иногда заметно. Кроме того этот резистор может греть конденсаторы если они стоят рядом, как на этом фото.

Иногда они греются так, что на плате становятся видны следы перегрева. Но кроме того этот нагрев может плохо сказываться на стабильности БП если он подогревает резисторы делителя обратной связи и они при этом применены обычного типа, а не точные/термостабильные.
Резисторы греются, параметры начинают меняться и меняется выходное напряжение БП, потому рекомендуется располагать резисторы делителя так, чтобы они не были подвержены нагреву, а кроме того лучше применять точные резисторы, на которые нагрев влияет существенно меньше.

Иногда производители неправильно выбирают номинал нагрузочного резистора и он начинает греться сильнее чем допустимо. Например в 24 Вольте версии "народного" блока питания как раз была такая ситуация, пришлось поменять его потом на резистор в два раза большего номинала.

Чтобы ваши блоки питания работали надежно, следует внимательно отнесись к подбору компонентов.
Диоды выбираются из расчета двухкратного запаса для двухтактной схемы и трехкратного для однотактной, например БП 5-7 Ампер, значит диод ставим на 15-20.
Напряжение должно быть не менее чем в четыре раза больше чем выходное у блока питания, если БП на 12 Вольт, то диод на 60, если на 24, то на 100.
Все эти параметры есть в даташите на диоды

Также они указаны на самих диодах.

Конденсаторы следует выбирать низкоимпедансные или LowESR, это также обычно отражено в даташите на компонент.
Емкость выбираем из расчета 0.5-1 тысяч мкФ на 1 Ампер выходного тока. Напряжение - для двухтактной схемы 1.5-2 раза выше чем выходное, для обратноходовой однотактной - не менее чем 2х от выходного.

По фирмам смотрим чтобы были известные бренды, но это я писал и в статье про входной фильтр, здесь рекомендации аналогичны.




С выходным дросселем все гораздо проще, номинальный ток дросселя не менее чем максимальный выходной ток блока питания. Лучше применить дроссель на больший ток, тогда его нагрев будет существенно меньше. Индуктивность 4.7-22мкГн, зависит от выходного тока, так как дроссель на большой ток и индуктивность будет весьма большим.

Обычно дроссели выполняются либо в виде "гантельки", либо в "броневом" исполнении, вторые чаще предназначены для поверхностного монтажа.

В общих чертах на этом все, и конечно видеоверсия данной статьи. Как всегда буду рад вопросам и пожеланиям.

www.kirich.blog

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *