Конструирование импульсных источников питания – ЧАСТЬ 10

December 2, 2014 by admin Комментировать »

На рис. 3.12 приведена более совершенная схема обратной связи.

Для питания ТОР используется служебный выпрямитель VD1, СД. Токовый сигнал ошибки формируется из выходного напряжения

Рис. 3.12. Более совершенная схема обратной связи служебного выпрямителя оптроном DA. Падение напряжения на резисторе R1, стабилитроне D2 и светодиоде оптрона составляет 7,5 В при выходном напряжении UBU„ равному номинальному. Эта схема для формирования сигнала ошибки использует непосредственно напряжение UBUX. Однако точность поддержания выходного напряжения зависит от величины напряжения стабилизации стабилитрона и прямого напряжения светодиода. Оба этих прибора имеют достаточно «мягкую» зависимость от величины протекающего тока, что и обуславливает не очень хорошую стабилизацию. В отличие от схемы на рис. 3.11 схема на рис. 3.12 лучше отрабатывает скачкообразные изменения тока нагрузки.                                        —

И наконец, схема обратной связи, приведенная на рис. 3.7, обеспечивает достаточно хорошую стабилизацию при сравнительно небольших затратах. В качестве основного регулирующего элемента здесь используется так называемый «активный стабилитрон» VDA2 типа TL431. Микросхема TL431 содержит довольно мощный (до 100 мА) транзистор, коллектор которого в схеме рис. 3.7 подключен к катоду светодиода оптрона. Если напряжение на управляющем выводе TL431 меньше 2,5 В, то транзистор закрыт. При превышении порога 2,5 В внутренний транзистор TL431 открывается и его коллекторный ток пропорционален разности входного управляющего напряжения и порогового напряжения 2,5 В. TL431 имеет высокую крутизну характеристики управления , и хорошую температурную стабилизацию порогового напряжения. В схеме на рис. 3.7 выходное напряжение источника UBHJt подается на управляющий вывод TL431 через делители Rl, R2. Конденсатор С1 служит для фильтрации высокочастотных составляющих сигнала обратной связи. Цепочка Ο,»,, 1^2 формирует амплитудно-частотную характеристику петли управления. Рекомендованные разработчиками ТОР величины: Roc, = 6,2…10 Ом, Сое, = 47 мкФ. Конденсатор = 0,1 мкФ служит дополнительным высокочастотным фильтром. Для питания схемы управления ТОР при работающем преобразователе используется служебная обмотка и служебный выпрямитель,Вы ходное напряжение этого выпрямителя выбирается в пределах

10..             .15 В. Потребляемый ток — не более 10 мА.

Для схем рис. 3.7 и рис. 3.12 удобнее всего использовать оптрон типа LTV814, LTV817 (РС814, РС817). Оптроны этого типа выпускаются на напряжения развязки до 4,5 кВ.

Следует обратить особое внимание на то, что резистор обратной связи R1 (рис. 3.7) подключен не к выходным клеммам источника, а к конденсатору Подключение этого резистора к выходу источника может привести к неустойчивой работе и даже к возникновению генерации, так как введение в петлю обратной связи фильтров приводит к появлению еще одного полюса на переходной характеристике цепи обратной связи.

7.    Методика проектирования источников питания на ТОР

/

Предлагаемая методика позволяет человеку, даже не имевшему отношения к импульсным источникам питания, грамотно рассчитать его основные узлы и определить требования ко всем элементам схемы. Она ориентирована на использование в качестве «ядра» источника микросхемы ТОР семейства TOPswitch. Если разработчик выбрал другую схему управления, то данная методика позволяет определить требования к большинству элементов источника, в первую очередь к такому ответственному узлу, как силовой трансформатор.

Ни в коем случае не стоит рассматривать предлагаемый вариант как догму — возможны более тонкие и более оптимальные решения. Здесь приведен достаточно надежный «рабочий инструмент». По мере накопления опыта этот инструмент может совершенствоваться и дополняться.

Методика позволяет рассчитывать источник по шагам, причем почти на каждом шаге приводятся все необходимые сведения, что позволяет не рыться в литературе (или не листать настоящую статью). Если кому-то нужно разобраться в чем-то поподробнее, то на каждом шаге приводятся соответствующие ссылки.

Новое лучше всего осваивать на практических примерах, поэтому в процессе изложения методики будет проведен полный расчет конкретного источника питания, схема которого приведена на рис. 3.13.

После этого лирического отступления — вперед шаг за шагом.

ШАГ 1. Определить исходные требования к проектируемому источнику питания.

Необходимо определить (или задать) следующие параметры:

•          выходное напряжение ______ ,

•          максимальный выходной ток

•          максимальную выездную мощность

•          пределы изменения напряжения питающей сети. Здесь возможны два более или менее стандартизованных предела — 220 В ±20% (от 176 до 264 В) или универсальный диапазон 85…264 В;, выбрать одну из трех основных схем обратной связи (рис. 3.11, 3.12 или 3.13);

•          определить необходимость использования функций ограничения тока X и включения/осганова L (подробности в разделах 3.6, 3.7);

•          выбрать рабочую частоту преобразования. Для большинства случаев — 132 кГц (подробности в разделе 3.5);

•          выбрать величину напряжения «добавки» Up. Пределы выбора ир — от 85 до 150 В в зависимости от индуктивности рассеяния трансформатора. При неизвестном сердечнике и отсутствии опыта — ир = 100 В (подробности — разделы 4 и 6.5);

•          выбрать схему цепи гашения выброса. При отсутствии опыта применить все, что можно — СЗ, R2, VD5, VD6 (рис. 3.13) (подробности — раздел 6.5).

Зададим параметрытестового источника (ТИ):

Пределы изменения напряжения сети —

Функции X и L не использовать — т. е. подключить выводы L, X к выводу S.

Частота 132 кГц — вывод F подключить к выводу S.

Up = 100 В.

Схема гашения выброса с использованием всех возможных элементов (рис. 3.13).

ШАГ 2. Требования к конденсатору С2 (раздел 6.4).

1 Емкость конденсатора С2 определяется следующими правилами:

1 мкФ/Вт при Uc = 220 ±20%,

2..    .3 мкФ/Вт при Uc = 85…264 В.

Напряжение — не менее 400 В.

Для ТИ — С2 = 20 мкФ. Выбираем конденсатор 22,0 мкФ на 450 В.

Рис. 3.13. Схема стабилизированного источника питания

ШАГ 3. Определить минимальное и максимальное напряжения на входе преобразователей           Uexmin (максимальное и минималь ное напряжения на выходе сетевого выпрямителя, раздел 6.4).

Рис. 3.14. Пределы изменения напряжения выпрямителя

Минимальное напряжение с учетом пульсаций и при минимальной величине Ц.

Максимальное напряжение = UcmaxV2 (рис. 3.14).

ШАГ 4. Определение максимальной и минимальной величин рабочего цикла Dmax, Dm,n (раздел 1).    \

где tp — длительность импульса преобразователя, Т — период для частоты 132 кГц (Т = 7,567 мкс).

Us — падение напряжения на открытом МОП-транзисторе ТОР. Для предварительных расчетов U, = 10 В.

Критерий выбора диодов сетевого выпрямителя при мощности источника до 20 Вт — 1 А, при мощности 20…50 Вт — 2 А. Максимальное обратное напряжение диодов — 400 В.

ДляТИ:

ШАГ 5. Определение среднего тока от сетевого выпрямителя /дерт (при максимальной выходной мощности и минимальном напряжении сети, разделы 1 и 6.4).

ДляТИ:

ШАГ 6. Определение среднего импульсного тока ключа при максимальной выходной мощности /-— (раздел 1, рис. 3.15).

ШАГ 7. Определение максимального пикового тока ключа lsm и максимального тока ключа на переходных процессах /      

(разделы 4.5, 5, рис. 3.15).

Мощность источника 20 Вт, поэтому выбираем диоды 1N4004 на ток 1 А и напряжение 400 В.

По величине 1^ из табл. 3.1 выбирается тип TOP — /Jmax < /„„„, где 1тм — порог срабатывания защиты по току для ТОР. При выборе ТОР необходимо учесть, что порог защиты реальной микросхемы может быть меньше табличного на 7% из-за технологического разброса. ДляТИ:

Выбираем TOP243Y ι>.

Рис. 3.15. График максимального пикового тока ключа и максимального тока ключа на переходных процессах Is ^

ШАГ 8. Определение минимальной индуктивности первичной обмотки трансформатора L 1min (раздел 4.5).

где Т сек, UK В, Igg, A, L1 min                        Гн.

Для ТИ:

ШАГ 9. Выбор сердечника трансформатора (раздел 4).

Выбираем сердечник из феррита с проницаемостью не менее 2000.

Сечение керна сердечника S, = Ο,ΟβδΡ^,^, при Р,** < 20 Вт; S, = 0,02 Рвыхт1х при Ρ,,η > 20 Вт.

ДляТИ:                                                      ‘

Выбираем сердечник КВ-8 (рис. 3.16) с сечением керна S, = 0,633 см2, площадью окна с учетом каркаса —     = 34, 73 кв. мм и высотой окна с учетом каркаса = 9,2 мм. Материал сердечника — феррит 2500НМС-1, индукция насыщения В* = 4,5 Тс. Немагнитный зазор сформирован одним слоем клейкой бумажной ленты толщиной 0,12 мм. Поскольку зазор введен как в керн, так и в боковую пластину сердечника (рис. 3.16) суммарная ширина зазора 13 = 0,24 мм.

Рис. 3.16. Сердечник трансформатора

ШАГ 10. Определение минимального количества витков первичной обмотки силового трансформатора п1 (раздел 4).

где 13 — мм, Lin*, — мГн, S, — см2. Для ТИ:

ШАГ 11. Минимальное количество витков, при котором обеспечивается ненасыщение сердечника на переходных процессах N1mbt (раздел 4).

где 13 — мм, Lin*, — мГн, В» — Тс, S, — см2.

Необходимо, чтобы п, > N1 В случае невыполнения этого условия надо увеличивать величину LI roin.

ДляТИ:

П1 > 1^1 min·

ШАГ 12. Определение коэффициента трансформации   выходной обмотки п2 (раздел 1).

где Ud7np — прямое падение напряжения на диоде D7. Для низковольтных диодов Шоттки можно принять Ud7np = 0,5 В.

Количество витков вторичной обмотки —При дробном значении п2 увеличить его до ближайшего целого числа и пересчитать витки вторичной обмотки п,. Если окажется, что п, приходится увеличить больше чем в 1,5 раза, то надо изменить на 10…15% величину добавки напряжения Up.

Для ТИ:

Увеличиваем п2 до 3·*χ витков. Пересчитываем П| — η,-КТР= 3-18,18 = 54,54 витка. Выбираем п, = 54 витка. При таком округлении величина напряжения добавки Up изменится на

, то есть на 1%, что вполне допустимо.

ШАГ 13. Определение количества витков служебной обмотки, Пь, (раздел 6.8).

Выходное напряжение на выходе служебных выпрямителей VD8, Сб выбирается в пределах Ute = 10…15 В. Коэффициент трансформации для служебной обмотки, KTPb5) определяется выражением

I, где lL.-r — прямое падение напряжения на диоде чина Пь, округляется до ближайшего большего целого числа.

ДляТИ:

VD8, равное для импульсных диодов 0,7 В. Отсюда. Вели и

ШАГ 14. Определение диаметров обмоточных проводов и площади заполнения окна сердечника (раздел 4).

I

Диаметр провода i-той обмотки, di9 без изоляции определяется выражениемгде I, — средний ток обмотки, J — плотность тока в проводе обмотки, выбираемая в пределах 3..,5 А/мм2. Меньшее значение плотности тока выбирается для обмоток размещаемых в первых слоях (обычно — для первичной обмотки). Большее значение — для обмоток размещаемых в наружных слодх, поскольку условия охлаждения для них лучше.

Площадь заполнения окна сердечника, S„„, определяется формулой, где ф — диаметр провода i-й обмотки с учетом изоляции, п( — количество витков i-й обмотки, 1н — толщина слоя изоляции, пн — общее количество слоев изоляции, hOK — высота окна с учетом каркаса, — коэффициент заполнения, обычно равный 1,1…1,5 и зависящий от аккуратности намотки трансформатора.

Площадь окна сердечника с учетом каркаса, S0K, должна быть больше площади заполнения окна SMn. Если это условие не выполняется, необходимо выбрать сердечник с большим относительным размером окна или (что хуже с точки зрения потерь в феррите) выбрать больший типоразмер того же типа сердечника.

Для ТИ:

. диаметр провода первичной обмотки

выбираем провод ПЭВ-2 0,25 мм.

Диаметр провода вторичной обмотки

выбиоаем провод ПЭВ-2 1,11 мм. Для служебной обмотки —

|выбираем провод ПЭВ-2 0,1 мм, поскольку более тонкий провод просто трудно наматывать. При вычислении диаметра служебной обмотки полагалось, что ее ток не может быть больше 10 мА.

Площадь заполнения окна —

При расчете полагалось, что для изоляции будет использована тефлоновая лента толщиной /„ = 0,08 мм и что будет два изоляционных слоя. Первый между первичной и служебной обмотками, состоящий из трех слоев тефлоновой ленты. Второй — между служебной и вторичной обмотками, состоящий из шести слоев.

То есть рассчитанные обмотки размещаются в выбранном сердечнике.

ШАГ 15. Выбор диода VD7 (разделы 1,6.7).

Максимальные ток и обратное напряжение диода D7 должны удовлетворять условиям

Для ТИ:

максимальный ток диода —     и максимальное обратное напряжение —. Вы бираем диод 10TQ045 на максимальный ток 10 А и напряжение 45 В.

ШАГ 16. Выбор диода VD8 (раздел 6.8).

Максимальные ток и обратное напряжение диода VD8 должны удовлетворять условиям

ДляТИ:

максимальный ток диода —     и максимальное обратное напряжение —Вы бираем диод 1Ν4148 на максимальный ток 50 мА и напряжение 75 В.

ШАГ 17. Дроссель L2.

Дроссель L2 должен быть рассчитан на ток           = 4 А, а его индуктивность —

быть в пределах 4…12 мкГн.

Для ТИ: выбираем гантелеобразный сердечник (рис. 3.17).

Количество витков — 12 (два слоя) провода ПЭВ-2 1,11 мм. Замеренная величина индуктивности — 9,8 мкГн.

ШАГ 18. Выбор элементов цепи ограничения выброса СЗ, VD5, VD6, R2 (раздел 6.5).

При мощности источника до 10 Вт, напряжении Up = (100…120) В и сердечниках типа PQ, EFD, ЕС, КВ в качестве ограничителя достаточно применить диод VDS и стабилитрон VD6. Диод VD5 должен иметь обратное напряжение не менее 600 В, ток — не менее 1 А и быстродействие не хуже 50 нс. Например, BYV26C. Стабилитрон VD6 должен быть на напряжение 170…200 В, например типа Р6КЕ170, Р6КЕ200. Аналогичные результаты получаются при использовании защитных диодов 1.5КЕ170, 1,5КЕ200, 0.5КЕ170, 0,5КЕ200.

При большей выходной мощности и при отсутствии опыта желательно для первого включения использовать все элементы схемы подавления выброса напряжения. Для большинства применений до 30 Вт — R2 = (30…39) кОм, СЗ = (1,5…2,2) нФ. Резистор R2 — на мощность 1 Вт, конденсатор СЗ керамический на напряжение не менее 600 В, например типа К15-5.

Для ТИ: поскольку индуктивность рассеяния, Ц*., трансформатора Тр неизвестна, то используем все рекомендованные цепи защиты от выброса напряжения. R2 — 39 кОм, МЛТ-1. СЗ — 1,5 нФ на 630 В типа К15-5. VD5 — BYV26C. VD6 — защитный диод 0.5КЕ170 на 170 В.

ШАГ 19. Резисторы R1, R2 (раздел 6.8).

Ток через эти резисторы выбирается в пределах Напряжение на выводе 1 микросхемы DA1 ТЫЗгпри номинальном выходном напряжении U>bIX должно быть 2,5 В, причем по этому выводу TL431 практически ничего не потребляет.

Далее выбирается ближайший стандартный номинал

и уточняется значение И затем определяется величи на сопротивления

Может оказаться, что ближайший стандартный номинал существенно отличается от расчетной величины R2. Тогда надо выбрать другое значение тока 1г и произвести расчеты еще раз. Можно, конечно, организовать подбор величины R2 (или R1), для чего предусмотреть на печатной плате место для подборного резистора, включенного параллельно R1 (или R2). Можно, наконец, применить вместо Rl, R2 потенциометр. Однако и то и другое приводят к удорожанию источника, что плохо для серийного производства.

Для ТИ:         выбираем I, =           1 мА. Определяем величину

Выбираем ближайший стандартный номинал 2,4 кОм. Уточняем величину

И наконец, определяем величину

ШАГ20. Элементы схемы обратной связи (раздел 6.8).

Выбираем параметры элементов, рекомендованные разработчиками ТОР. С4, С6, С9 — 0,1 мкФ (бескорпусные). С5 — 47 мкФ на 10 В. R3 — 8,2 Ом.

ШАГ21. Фильтры помех (разделы 6.3, 6.6).

L1 — 2 х 35 витков провода МГТФ-0,2 на кольце с внешним диаметром 20 мм из феррита 2000НМ. Намотка сразу в два провода.

Конденсатор С1 должен иметь емкость порядка 0,1 мкФ на каждые 20 Вт выходной мощности и рабочее напряжение не ниже 400 В. Выбираем конденсатор К73-17 0,1 мкФ на 400 В.          (

Конденсатор СЮ — 1500 пФ на 1,6 кВ типа К15-5.

ШАГ 22. Предохранитель (раздел 6.1).

Номинальный ток предохранителя FU1 должен удовлетворять условию

Для ТИ:

Выбираем предохранитель типа ВП-4 на ток 1,5 А.

ШАГ 23. Токоограничивающий резистор R1.

При мощности источника до 30 Вт для ограничения пускового тока источника можно применять постоянный резистор сопротивлением 30…50 Ом. Максимальная мощность, рассеиваемая на этом резисторе, определяется выражением PRI = IL,™ R1. При этом потери на ограничивающем резисторе составят единицы процентов от выходной мощности. Этот резистор должен выдерживать кратковременные броски мощности, превосходящие его номинальную мощность в десятки раз. Рекомендуется использовать объемные или проволочные резисторы. Надежно работают углеродистые резисторы типа С1-4 на мощность 1 Вт и резисторы МЛТ-1, МЛТ-2. При мощностях свыше 30 Вт желательно использовать специальные NTC термисторы.

Для ТИ: мощность 20 Вт. Выбираем резистор 30Ом. Максимальная мощность, рассеиваемая на R1, —, что менее 2% от выходной мощности. Выбираем резистор типа С1-4 1 Вт 30 Ом.

Все элементы источника определены.

8.                                                            Конструкция

При проектировании печатной платы источника и разработке его конструкции необходимо соблюдать следующие правила:

•          зазоры между печатными проводниками высоковольтных цепей должны быть не менее 2,5 мм; .

•          по проводникам выходных цепей протекают импульсные токи в несколько А, поэтому проводники должны быть широкими. Как правило, из-за ограниченных размеров печатной платы эти проводники не удается сделать достаточной ширины и их приходится «умощнять» напайкой голого медного провода диаметром

1..                 .1,5 мм;

•          проводники, связанные с выводом D ТОР, должны быть как можно короче, в противном случае они превращаются в антенну, излучающую помехи;

•          начиная с мощности 10…15 Вт, микросхема ТОР и диод VD7 требуют применения теплоотвода;

•          при выходном токе свыше 1 А выходной разъем источника уже нельзя выбирать произвольно — миниатюрный разъем может просто расплавиться;

•          между проводниками входной части источника, гальванически связанными с питающей сетью, и проводниками выходных цепей должен быть зазор на менее 5 мм (а для источников с развязкой несколько кВ — до 10 мм);

•          во избежание высоковольтных пробоев по поверхности платы желательно использовать печатные платы с защитным слоем или, в крайнем случае, покрывать их лаком (лучше — й то и другое).

Микросхемы ТОР с индексом Y выпускаются с отформованными выводами. Расположение отверстий на печатной плате под ТОР в корпусе ТО220-7 (индекс корпуса — Y) с отформованными выводами показано на рис. 3.18. (вид со стороны установки ТОР).

Отверстия расположены в шаге сетки 1,27 мм. Диаметр отверстий — 1,0 мм.

Рассчитанный в разделе 7 источник выполнен на односторонней печатной плате с защитным слоем размером 50 х 90 мм (рис. 3.19).

Рис. 3.18. Расположение отверстий на печатной плате под ТОР в корпусе ТО220-7

Рис. 3.19. Односторонняя печатная плата 50 χ 90 мм

Рис. 3.20. Размещения элементов на печатной плате

Плата разрабатывалась как универсальная — с возможностью реализации источников до 30 Вт на напряжения от 3,3 до 48 В и развязкой до 4,5 кВ, поэтому предусмотрен некоторый избыток места для размещения конденсаторов. Предусмотрено, что в качестве диода D7 могут использоваться не только диоды в корпусах ТО-220АС (как у 10TQ045) с двумя выводами, но и диоды в корпусах ТО-220-АВ с тремя выводами, например 12TQ045. Также преду-

смотрено место для установки двух типоразмеров конденсатора СЗ. ‘Для возможности использования платы с высокими выходными напряжениями на ней предусмотрена установка дополнительного резистора Reon (см. рис. 3.13). Этот резистор позволяет уменьшить напряжение на выводе 3 (выходе) микросхемы TL431 когда выходное Напряжение источника превышает максимально допустимое напряжение TL431. Практически все резисторы (кроме R3) устанавливаются вертикально, что дает некоторую экономию площади (но неудобно для серийного производства).

ТОР и диод выходного выпрямителя D7 снабжены стандартными радиаторами типа HS KNP-100, имеющими тепловое сопротивление 22 град/Вт.

В качестве входного и выходного разъемов XI и Х2 применены стандартные двойные винтовые клеммники с шагом выводов 5 мм, например серий 300 или 301. Как показала практика, эти клеммники надежно работают при токах до 8 А.

Входная и выходная цепи источника разделены зазором не менее 8 мм. Для обеспечения этого зазора выводы 1,2 й 3,4 оптрона установлены не со стандартным шагом 7,5 мм, а с шагом 10 мм.

Конденсаторы С4, С6, С9 — бескорпусные ЧИП-конденсаторы 0,1 мкФ — размещены на стороне проводников.

Проводники сильноточных выходных цепей не имеют защитного слоя, что позволяет напаивать на них провод для уменьшения сопротивления цепи.

Выводы каркаса сердечника трансформатора не используются (чтобы они не мешали, можно перевернуть каркас в сердечнике или просто их откусить). Выводы обмоток запаиваются непосредственно в печатную плату.

8.                                                                              Наладка и испытания

Как принято говорить в литературе для любителей, «правильно собранный источник наладки не требует». Однако первый опыт почти всегда преподносит сюрпризы. Сам по себе ТОР имеет достаточное количество защит. Даже если перепутать выводы обмоток, ТОР начинает пытаться запуститься, но выходит из строя, только когда на вывод С попадает напряжение сети. Поэтому, если при первом включении взрываются предохранитель и токоограничивающий резистор, ТОР остается невредимым. Опыт изготовления десятков различных источников на ТОР (и не всегда приятный) позволяет предложить следующую последовательность действий при первом включении источника.

1.   Прозвонить вход источника (сетевой разъем XI). Должен быть обрыв или сопротивление в сотни кОм. При прозвонке следует учесть, что требуется время для заряда конденсатора С2. Если омметр показывает сотни Ом, то имеется замыкание во входной цепи или перепутана полярность включения диодов VD1—VD4.

2.   Прозвонить выходную цепь источника. При одной полярности должен быть обрыв, а при смене полярности — сопротивление

300..            .500 Ом (прямое сопротивление диода VD7).

3.  Проверить надежность подключения элементов цепи ограничения выброса напряжения.

4.   Подключить к выходу источника нагрузку 10…20 Ом. В качестве нагрузки можно использовать остеклованные проволочные резисторы на 50…10 Вт или проволочные резисторы типа SPQ на ту Хее мощность. При организации нагрузки следует помнить, что максимальная мощность 30 Вт — это мощность небольшого паяльника, и вся эта мощность должна рассеяться на резисторах на!рузки и не обратиться при этом в пожар. Если не удается набрать нагрузку требуемой мощности, можно опустить нагрузочный резистор, в банку с холодной водой. Изоляции выводов резистора при напряжениях до 50 В не требуется. Практика показывает, что проволочный остеклованный резистор на номинальную мощность 7,5 Вт в воде спокойно «держит» мощность 300 Вт несколько часов (правда, приходится часто менять воду — она закипает).

5.   Поключить к выходу источника вольтметр (лучше — стрелочный) и включить источник в сеть. Если источник не запустился и вольтметр не показал 5 В, то, скорее всего, будет наблюдаться «кваканье» — периодические броски стрелки вольтметра к желаемому напряжению UBblx и сброс напряжения до нуля. Это означает, что ТОР делает попытки запуска, но не может запуститься. При таком эффекте следует с помощью осциллографа провести следующие проверки.

Измерить броски напряжения на выходе источника. Если окажется, что они намного превышают U^, = 5 В, то или не работает схема обратной связи, или перепутаны выводы вторичной обмотки. Проверить, «проходит» ли выходное напряжение на вывод 1 TL431.

Проверить, появляется ли напряжение на выходе служебного выпрямителя. Если нет — проверить диод VD8 и прозвонить обмотку.

,Если напряжение на выходе служебного выпрямителя появляется, посмотреть, проходит ли оно через транзистор оптрона. Если не проходит — проверить оптрон.

6.  Если источник успешно запустился, необходимо проверить напряжение на выходе служебного выпрямителя. Оно должно быть близким к расчетному. Если оно намного превышает расчетную величину,, то перепутаны выводы служебной обмотки и источник для этой обмотки работает как прямоходовой.

Естественно, предусмотреть все возможные неприятности не удастся, и могут проявиться такие эффекты, что все законы физики покажутся нарушенными. Но тем интереснее жить.

^ При испытаниях разработанного источника были измерены следующие основные параметры:

•                  КПД — более 80%;

•                    напряжение пульсаций на выходе при полной выходной мощности 20 Вт — менее 50 мВ;

•                  температура радиатора ТОР при Рвых = 20 Вт — менее 65 *С;

•                  температура радиатора VD7 при Рвых = 20 Вт — менее 70 *С;

•                  температура сердечника Тр при Рвых = 20 Вт — менее 60 вС;

•                    изменение выходного напряжения не более 50 мВ при Рвых = 20 Вт и изменение напряжения сети от 176 до 264 В.

Измерения температуры проводились в корпусе объемом 0,3 дм3 с вентиляционными отверстиями после прогрева под нагрузкой в течение 30 мин.

Испытания показывают, что предложенная методика расчета источников питания достаточно надежна для практических применений.

Литература

1.        Бирюков С. Сетевые обратноходовые источники питания на микросхемах ТОР22х. Схемотехника, №№ 7, 8, 9, 10. 2002.

2.         ТОР242-249 TOPSwitch-GX Family. Материалы фирмы Power Integrations.

3.         ТОР232-234 TOPSwitch-FX Family. Материалы фирмы Power Integrations.

4.        Семенов Б. Ю. Силовая электроника для любителей и профессионалов. М.: Солон-Р. 2001.

5.        Микросхемы для импульсных источников питания и их применение: Справочник. М.: Додека. 2000.

6.         Грабовски Б. Краткий справочник по электронике. М.: ДМК. 2001.

Источник: Под редакцией А. Я. Грифа, Оригинальные схемы и конструкции. Творить вместе! — М.: СОЛОН-Пресс, 2004. – 200 с.: ил. – (Серия «СОЛОН – РАДИОЛЮБИТЕЛЯМ», вып. 23)

Оставить комментарий

Устройство витков выходе генератора импульсов микросхемы мощности нагрузки напряжение напряжения питания приемника пример провода работы радоэлектроника сигнал сигнала сигналов сопротивление схема теория транзистора транзисторов управления усиления усилитель усилителя устройства частоты