Справочници, схемотехника, теория > Трансформатори, силова, захранваща и стабилизаторна схемотехника
Модификация на компютърно захранване(PC PSU) като лабораторно
getca:
Продължение...
> Действия:
>> Локализация на елементите и блоковете върху платката:
На снимката са показани отделните блокове и елементи на захранването(малко шаренко стана :) Разположението е стандартно за повечето PSU с ШИМ конролер 494.
>> Премахване на кабелните снопове и излишните елементи върху платката:
Премахват се всички елементи след изходните изправители и тези свързани със защитата по напрежение и късо съединение в управлението. Трябва да се получи нещо подобно на прикачената картинка.
Визуално изглежда така...
Като тук са демонтирани изходните изправители с охлаждащия ги радиатор и линейните стабилизатори на +5VSTB и -5V.
Излишните елементи са доста на брой...
Следва продължение...
getca:
Продължение...
>> Модификация на изходните силови вериги.
Схемното решение при мен е с цел повече универсалност:
>>> Свалят се изправителните диоди заедно с радиатора. Идеята е да се реализира двуполупериодна Гретц схема на изхода с цел получаване на максимално високо напрежение(около 30в). Трябват ни мощни Шотки диоди минимум 100в/10а, най-добре 200в/20а. Моите например са MBR20200. Монтираме ги от двете страни на радиатора с изолационни подложки и стягаме с по един винт всяка двойка. Входът на Гретца се свързва към изводите на силовия траф, където оригинално е бил свързан изправителят на +12в. Връзката към маса на средната точка на намотката се прекъсва. Към платката се поят къси многожилни проводници след монтож на радиатора на мястото му.
>>> За изходните LC филтри си набавяме електролитни кондензатори със сумарен капацитет минимум 4000мкФ/50в, най-добре Low ESR. Допълнително за намаляване на пулсациите неполярни(керамични, полипропиленови, др.) 1-2мкФ. Единият дросел е готов от 12в веригата, другият си го навиваме с проводник Ф1мм минимум на по-голямата О-сърцевина от комбинирания оригинален, като махаме старите намотки. Ориентировъчната индуктивност е около 100мкХ. За компактност електролитите и неполярните кондензатори ги запоявам стабилно на отделна малка платка, монтирана вертикално.
>> Модификация на управлението.
Избирам управление с външна схема по няколко причини:
- Възможност за токова защита(ограничаване на изходната мощност) в първичната верига, което е важно при напрежения над 24в и токове до 10а. Това допълнително повишава надеждността на целия блок. Отделно той е защитен дори при откачване на външното управление. Използува се единият ОУ на ШИМ контролера 494.
- Възможност за напреженова защита на изхода на блока, която сработва при откачване/дефектиране на изходния делител за ООВ по напрежение или проблем във връзката с външното управление. Това предпазва захранваното устройство от дефектиране. Използува се вторият ОУ на 494.
- Външното управление има възможност за по-голяма прецизност при регулиране и поддържане на стабилен изход плюс индикация на режима. Допълнително много лесно се прави и тригерна защита с изключване на изхода при превишаване на токовия праг. Използува се евтин четворен ОУ LM324, захранен от дежурния блок по руската идея, дадена по-напред.
>>> Токова защита в първичната силова верига(защита по мощност).
Някои фирмени захранвания имат такава защита, но моето нямаше и затова действам. Първичната силова верига се прекъсва на подходящо място и там се включва първичната намотка на токов трансформатор(1:50 например). Сигналът от вторичната намотка се изправя, филтрира за отделяне на средната стойност на тока и се подава на един от вградените ОУ на 494 за сравнение със зададената максимална стойност. Недостатък на това решение е бавната реакция поради филтъра, но засега ще е така. По-добрият вариант е със следене на пиковия ток в импулсите, но за целта вътрешният ОУ е бавен.
Принципна реализация с външен ОУ(горния) на тази защита е показан на картинката:
Ето го и моят вариант с един от вградените в 494 ОУ:
Интегриращият кондензатор 1мкФ между 15кр. и 3кр. на ШИМ контролера стабилизира работата на защитата. Без него се получава самовъзбуждане при определени условия.
Така изглежда платчето с токовия траф и елементите около него...
>>> Защита по напрежение.
Идеята(лично моя :) ) е тази защита да поддържа напрежение 0.5-1в над стабилизираното от външната управляваща схема, така че да не влияе при нейната работа. Сработва само при отпадане на външния управляващ сигнал, т.е. при по-голяма от посочената разлика между заданието и изхода.
На първата картинка е показана напреженова защита при фиксирани изходи на захранването с външен ОУ(долния). Заданието(опорното напрежение е фиксирано). При регулируем изход се подава същото опорно напрежение, както и на външната управляваща схема, а изходът се следи през отделен делител на напрежение.
Моята реализация:
Ucr е опорно напрежение, снемано от плъзгача на потенциометъра за регулиране на изхода. RC групата във веригата за ООВ осигурява стабилна работа на схемата.
Накрая прикачвам и цялата схема със защитите и изхода, от външното управление са показани само потенциометрите за регулиране на напрежение и ток за да не става претрупано.
Следва продължение...
krasias:
getca много добра филтрация на изхода се получава ако на входа на греца от двете страни от промеливо към минус се поставят два кондензатора 100-150nf.
Discorder:
Виждал съм го в някои захранвания, но можете ли да ми обясните защо това е ефективно?
getca:
Продължение...
Дотук имаме стабилизирано импулсно захранване с регулируемо напрежение на изхода и защита по мощност. След като се убедим в правилният монтаж и връзки между елементите за да предпазим блока от фойерверки :) извършваме следните действия с цел проверка и настройка:
* Подаваме външно захранване на ШИМ контролера 494 и гледаме мъртвото време(dead time) между импулсите. Задава се от резисторния делител на 4кр на чипа. Докарваме стойността на резистора, свързан към 14кр такава, че времето да бъде около 4-5мкс. Това е много важно за да се избегнат паразитни токове при по-бавни мощни транзистори и диоди. На долната осцилограма е показано мъртвото време, когато и двата ключа трябва да са запушени. Мери се директно на 8 и 11кр. на чипа.
* Възстановяваме захранването на 494, подаваме на блока ниско захранващо напрежение от автотрансформатор и следим импулсите върху преходите Б-Е и Е-К на мощните ключове. Тук трябва да се внимава с масата на осцилоскопа - на съвременните уреди корпусът е изведен отделно с цел заземяване. Но в БГ повечето ел.инсталации са двупроводни, което значи, че в Шуко контакта корпуса ще се върже директно към нулата. Не си правете експерименти, щото имат неприятни последствия. Аз реших проблема като си направих малък удължител в който проводника за земя просто не е свързан. Е, който желае може да го върже за парното, ВИКто или нещо, забучено в земята :). Трябва да видим картинки, подобни на показаните по-долу.
След като импулсите преминат през драйверната част и мощните ключове въпросното мъртво време намалява до около 1-2мкс вследствие различните закъснения. Това е достатъчно за надеждна и безпроблемна работа на блока по-натам. При мен бях задал по-малка стойност и при голям товар(разтегнат ШИМ) след известно загряване на транзисторите ставаше страшно - гърмежи, пушеци и шепа изгорели елементи. Допълнително не е зле(направо си трябва) да се заменят електролитите по 1мкФ в базовите вериги на мощните транзистори с качествени неполярни кондензатори.
Защо е нужна такава голяма стойност ? През въпросния интервал от време трябва да могат да се оберат всички закъснения плюс да се осигури време за връщане на натрупаната в сърцевината на силовия траф енергия, което става през диодите, в паралел на преходите К-Е на мощните ключове. При товар 10а това време е около 1мкс. При мен нещата се подобриха след замяна на оригиналните обратни диоди FR105/600в/1а/250нс със SF28/600в/2а/35нс.
* Увеличаваме плавно захранващоно напрежение от автотрансформатора до около 170-180в с малък товар(1-2а) и следим осцилограмите по горната картинка. Радиаторите трябва да са почти студени. Охлаждащията вентилатор трябва да е включен. Увеличавеми товара постепенно на 4-6-8-10а при изход 12в например(лесно е с автомобилни лампи от фарове). Максимумът дотук е 120вт(12вх10а), като следим темепературата на радиаторите, този с Гретца трябва да е забележимо по-топъл от мощните транзистори. Оставяме блока да работи известно време за проверка на темеператуата.
* Настройка на токовата защита при изход 24в/10.5-11а. Увеличаваме захранването на блока до номиналните 220в и докарваме товара до необходимото(малко над номинала). С резистора, свързан от 15кр. на чипа към маса настройваме прага на сработване на защитата по мощност. Постоянно контролираме и темепературата на охлаждащите радиатори в този граничен режим.
След всичкития тия занимавки ще сме сигурни, че имаме работоспособен и защитен блок, към който може да се включи вече допълнителното външно управление с регулируемо ограничение на изходние ток. На някой може да му се види голяма играчката, но мога да твърдя, че си струва, още повече при дадени подробни насоки кое-как-защо, схеми, литература и т.н. Ако не ви трябва плавно ограничение на изходния ток може да спрете дотук или да направите една от схемите на италианеца http://www.chirio.com/switching_power_supply_atx.htm. Който обаче иска да има истинско лабораторно захранване с прецизна регулация на ток/напрежение, цифрова индикация на изхода и индикация на режимите може да продължи четенето и умуването по въпроса.
Накрая прикачвам и малко снимки от този етап на модването.
Защита по мощност...
Лицев панел...
Добавени токови резистори и трафче за захранване на AV-мерите...
Добавени AV-мерите и управлението на защитата по напрежение...
Лицевият панел е накичен с потенциометри, ключета и изходни букси...
Следва продължение...
Навигация
[0] Списък на темите
Премини на пълна версия