Сделал еще и инвертор, чтобы можно было питать от 12 В, то есть автомобильный вариант. После того как все сделал в плане УНЧ, был поставлен вопрос: чем теперь его питать? Даже для тех же тестов, или чтобы просто послушать? Думал обойдется все АТХ БП, но при попытке «навалить», БП надежно уходит в защиту, а переделывать как-то не очень хочется... И тут осенила мысль сделать свой, без всяких «прибамбасов» БП (кроме защиты разумеется). Начал с поиска схем, присматривался к относительно не сложным для меня схем. В итоге остановился на этой:
Нагрузку держит отлично, но замена некоторых деталей на более мощные позволит выжать из неё 400 Вт и более. Микросхема IR2153 - самотактируемый драйвер, который разрабатывался специально для работы в балластах энергосберегающих ламп. Она имеет очень малое потребление тока и может питаться через ограничительный резистор.
Сборка устройства
Начнем с травления платы (травление, зачистка, сверление). Архив с ПП .
Сначала прикупил некоторые отсутствующие детали (транзисторы, ирка, и мощные резисторы).
Кстати, сетевой фильтр полностью снял с БП от проигрывателя дисков:
Теперь самое интересное в ИИП - трансформатор, хотя ничего сложного тут нету, просто надо понять, как его правильно мотать, и всего то. Для начала нужно знать, чего и сколько наматывать, для этого есть множество программ, однако самая распространённая и пользующаяся популярностью у радиолюбителей это - ExcellentIT . В ней мы и будем рассчитывать наш трансформатор.
Как видим, получилось у нас 49 витков первичная обмотка, и две обмотки по 6 витков (вторичная). Будем мотать!
Изготовление трансформатора
Так как у нас кольцо, скорее всего грани его будут под углом 90 градусов, и если провод мотать прямо на кольцо, возможно повреждение лаковой изоляции, и как следствие межвитковое КЗ и тому подобное. Дабы исключить этот момент, грани можно аккуратно спилить напильником, или же обмотать Х/Б изолентой. После этого можно мотать первичку.
После того как намотали, еще раз заматываем изолентой кольцо с первичной обмоткой.
Затем сверху мотаем вторичную обмотку, правда тут чуть сложней.
Как видно в программе, вторичная обмотка имеет 6+6 витков, и 6 жил. То есть, нам нужно намотать две обмотки по 6 витков 6 жилами провода 0,63 (можно выбрать, предварительно написав в поле с желаемым диаметром провода). Или еще проще, нужно намотать 1 обмотку, 6 витков 6 жилами, а потом еще раз такую же. Что бы сделать этот процесс проще, можно, и даже нужно мотать в две шины (шина-6 жил одной обмотки), так мы избегаем перекоса по напряжению (хотя он может быть, но маленький, и часто не критичный).
По желанию, вторичную обмотку можно изолировать, но не обязательно. Теперь после этого припаиваем трансформатор первичной обмоткой к плате, вторичную к выпрямителю, а выпрямитель у меня использован однополярный со средней точкой.
Расход меди конечно больше, но меньше потерей (соответственно меньше нагрева), и можно использовать всего одну диодную сборку с БП АТХ отслуживший свой срок, или просто нерабочий. Первое включение обязательно проводим с включённой в разрыв питания от сети лампочкой, в моем случае просто вытащил предохранитель, и в его гнездо отлично вставляется вилка от лампы.
Если лампа вспыхнула и погасла, это нормально, так как зарядился сетевой конденсатор, но у меня данного явления не было, либо из-за термистора, или из-за того, что я временно поставил конденсатор всего на 82 мкФ, а может все месте обеспечивает плавный пуск. В итоге если никаких неполадок нету, можно включать в сеть ИИП. У меня при нагрузке 5-10 А, ниже 12 В не просаживалось, то что нужно для питания авто усилителей!
- Если мощность всего около 200 Вт, то резистор, задающий порог защиты R10, должен быть 0,33 Ом 5 Вт. Если он будет в обрыве, или сгорит, сгорят все транзисторы, а также микросхема.
- Сетевой конденсатор выбирается из расчета: 1-1,5 мкФ на 1 Вт мощности блока.
- В данной схеме частота преобразования примерно 63 кГц, и в ходе эксплуатации, наверное, лучше для кольца марки 2000НМ, частоту уменьшить до 40-50 кГц, так как предельная частота, на которой кольцо работает без нагрева - 70-75 кГц. Не стоит гнаться за большой частотой, для данной схемы, и кольца марки 2000НМ, будет оптимально 40-50 кГц. Слишком большая частота приведет к коммутационным потерям на транзисторах и значительных потерях на трансформаторе, что вызовет его значительный нагрев.
- Если у вас на холостом ходу при правильной сборке греется трансформатор и ключи, попробуйте снизить емкость конденсатора снаббера С10 с 1 нФ до 100-220 пкФ. Ключи нужно изолировать от радиатора. Вместо R1 можно использовать термистор с БП АТХ.
Вот конечные фото проекта блока питания:
Обсудить статью МОЩНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ СЕТЕВОЙ ДВУХПОЛЯРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ
Простой импульсный блок питания своими руками
Всем привет! Как то захотел я собрать усилитель на TDA7294. И друг продал за копейки корпус. Такой черный, красивый, а в нем когда то жил спутниковый ресивер 95-х годов. И как на зло ТС-180 не помещался, не хватило по высоте буквально 5 мм. Начал смотреть в сторону тороидального трансформатора. Но увидел цену, и как то сразу перехотелось. И тут же в глаз пал компьютерный БП, думал перемотать, но снова же куча регулировок, защит по току, брррр. Начал гуглить схемы импульсных блоков питания, большая плата, куча деталей, лень вообще что то делать стало. Но случайно на форуме нашел тему о переделке электронных трансформаторах Ташибра. Почитал так, вроде ничего сложного.
На следующий день поехал хоз-маг и купил пару подопытных. Один такой стоит 40 грн.
Тот что сверху BUKO.
Снизу копия Ташибры, только имя сменилось.
Между собой они немного различаются. У ташибры например 5 витков у вторичной обмотке, а у BUKO 8 витков. У последнего еще немного плата побольше, с дырками под установку доп. деталей.
Но доработка обоих блоков идентична!
Во время доработок нужно быть предельно осторожным
, т.к. на транзисторах присутствует сетевое напряжение.
И если вы случайно закоротите выход, и транзисторы сделают новогодний салют я не виноват, все вы делаете на свой страх и риск!
Рассмотрим схему:
Все блоки от 50 до 150 ватт идентичны, отличаются только только мощностью деталей.
В чем состоит доработка?
1) Необходимо добавить электролит после сетевого диодного моста. Чем больше - тем лучше. Я поставил 100 мкф на 400 вольт.
2) Необходимо поменять обратную связь по току на связь по напряжению. Зачем? А затем что бп запускается только с нагрузкой, а без нагрузки он не запуститься.
3) Перемотать трансформатор (при необходимости).
4) Установить на выходе диодный мост (например КД213, импортные шоттки приветствуются) и конденсатор.
В синему кружку катушка обратной связи по току
. Необходимо выпаять ее 1 конец, и на плате ее замкнуть. Сделали КЗ на плате? Значить идем дальше!
Потом берем кусок витой пары на силовой трансформатор мотаем 2 витка и на трансформатор связи мотаем 3 витка. На концы припаиваем к резистору 2.4-2.7 ом 5-10W. Подключаем лампочку на выход и ОБЯЗАТЕЛЬНО лампочку на 150 ватт в разрыв сетевого провода. Включаем - лампочка не засветилась, убираем ее, снова включаем и видим что лампочка на выходе светиться. А если не засветилась то нужно провод в трансформатор звязи завести с другой стороны. Посветила лампочка теперь выключаем. НО перед тем как что то делать обязательно разрядите сетевой конденсатор резистором на 470 ом!!
Я собирал БП для стерео УНЧ на TDA7294. Соответственно мне нужно перемотать его на напряжение 2Х30 вольт.
На трансформаторе 5 витков. 12V/5вит.=2,8 вит/вольт.
30V/2,8V=11витков. Тоесть нам надо намотать 2 катушки по 11 витков.
Выпаиваем трансформатор из платы, снимаем 2 витка из транса, и соответственно сматываем вторичную обмотку. Потом я намотал катушки обычным многожильным проводом. Сразу одну катушку, потом вторую. И соединяем начала обмоток или концы и получаем средний отвод.
То есть таким образом мы можем намотать катушку на необходимое напряжение!
Частота блока питания с ОС по напряжению 30 кгц.
Потом я собрал диодный мост из КД213
, поставил электролиты и обязательно надо керамику!!!
Как соединять катушки, и какие возможные вариации можно посмотреть на схеме из соседней статьи.
Запомните - при замыканию выхода бп горит! Я сам спалил один раз. Сгорели, диоды, транзисторы и резисторы в базе! Заменил их и бп благополучно начал работать!Ну и теперь пару фотографий готового БП для УНЧ.
Cамодельный импульсный источника питания своими руками.
Автор конструкции (Сергей Кузнецов его сайт — classd.fromru.com) разрабатывал этот самодельный сетевой источник питания
для запитки мощного УМЗЧ (Усилителя Мощности Звуковой Частоты). Преимущества импульсных сетевых источников питания
перед обычными трансформаторными источника питания очевидны:
- Вес получаемого изделия гораздо ниже
- Габариты импульсного источника питания гораздо меньше.
- КПД изделия, и соответственно тепловыделение ниже
- Диапазон питающих напряжений (скачков напряжения в сети) при которых блок питания может стабильно работать значительно шире.
Однако, изготовление импульсного сетевого источника питания требует гораздо больше усилий и познаний, по сравнению с изготовлением обычного низкочастотного 50 Герцового блока питания. Низкочастотный блок питания состоит из сетевого трансформатора, диодного моста и сглаживающих конденсаторов фильтра, импульсный же имеет гораздо более сложную структуру.
Основной минус импульсных сетевых блоков питания — наличие высокочастотных помех, с которыми придется побороться, в случае неправильной трассировки печатной платы, либо при неправильном выборе компонентной базы. При включении ИБП, как правило, в розетке наблюдается сильная искра. Это обуславливается большим пиковым током запуска блока питания, в виду заряда конденсаторов входного фильтра. Для исключения таких всплесков тока, разработчики проектируют различные системы «мягкого старта» которые в первой фазе работы заряжают малым током конденсаторы фильтра, а при окончании заряда организуют подачу уже полного напряжения сети на ИБП. В данном случае применен упрощенный вариант такой системы, представляющий собой последовательно соединенный резистор и термистор, ограничивающие ток заряда конденсаторов.
В основе схемы лежит шим-контроллер IR2153 в стандартной схеме включения. Полевые транзисторы IRFI840GLC можно заменить на IRFIBC30G, другие транзисторы автор ставить не рекомендует, так как это повлечет необходимость уменьшения номиналов R2, R3 и соответственно к росту выделяемого тепла. Напряжение на шим-контроллере должно быть не ниже 10 Вольт. Желательна работа микросхемы от напряжения 11-14 Вольт. Компоненты L1 C13 R8 улучшают режим функционирования транзисторов.
Дроссели, стоящие по выходу источника питания 10мкг намотаны проводом 1мм на ферритовых гантелях с магнитной проницаемостью 600НН. Можно мотать на стержнях от старых приёмников, хватит витков 10-15. Конденсаторы в источнике питания необходимо применять низкоимпендансные, с целью снижения ВЧ шумов.
Трансформатор был рассчитан при помощи программы Transformer 2. Индукцию нужно выбирать как можно меньше, лучше не более 0.25. Частоту в районе 40-80к. Автор не рекомендует применение колец отечественного производства, в виду не идентичности параметров феррита и значительных потерь в трансформаторе. Печатная плата проектировалась под трансформатор типоразмера 30х19х20. При наладке источника питания запрещено соединять землю осциллографа в точку соединения транзисторов. Первый запуск блока питания желательно произвести при последовательно подключенной с источником лампе на 220в мощностью 25-40W, при этом нельзя сильно нагружать ИБП. Печатную плату блока в формате LAY можно скачать или
Для понижения и выпрямления напряжения сети до 12 В традиционным способом идет передача энергии последовательно. Понадобятся блоки, изображенные на структурной схеме.
Силовой трансформатор на входе снижает напряжение с 220 вольт до 15, с запасом, чтобы потом в дальнейших схемах оно, неизбежно при выпрямлении и сглаживании теряя величину, опустилось как раз до нужных 12 вольт. Выпрямитель делается в виде моста из низковольтных диодов, в результате работы которого получается знакопостоянное пульсирующее напряжение. Делается так, что два полупериода попеременно идут то через одну пару диодов, то через другую, и на выходе напряжение начинает «дергаться» только в одну строну. Схема сглаживания содержит накапливающий заряды инерционный элемент - конденсатор большой емкости. Он заряжается от импульса и медленно поддерживает напряжение своим неторопливым разрядом до поступления следующего импульса. Это называется сглаживание, но еще делается и дополнительная стабилизация выходного напряжения, чтобы на него меньше влияла величина нагрузки.
Плюс такой схемы в том, что трансформатор на входе сразу «отвязывает» все дальнейшие схемы от высокого входного напряжения. Только за это приходится платить физически большим силовым трансформатором. В нашем случае трансформатор, питающий более-менее подходящую мощность прибора, например, в 300 ватт (старый телевизор), должен весить около 4 кг. Ну, понятно, поставил его, такой блок питания, на пол, и стоит, каши не просит. Но как быть для небольших устройств? Неужели катить его с собой на тележке? Кроме того, большая масса железа, работающая на маленькую нагрузку, порождает низкий КПД - около 50%.
Ну и цена, пропорциональная массе прибора, заставляет придумывать нечто более миниатюрное во всех отношениях.
Импульсные источники питания
В импульсных блоках питания, прежде всего, избавились от громоздкого понижающего трансформатора. Напряжение сразу выпрямляется, и уже им запитывается генератор импульсов, напряжение которого и можно потом понизить до любого желаемого уровня. Причем, габариты понижающих трансформаторов при этом напрямую зависят от частоты, выдаваемой генератором, - чем выше частота, тем меньше трансформатор. И уж потом такое питание, снова его выпрямив, используют в устройстве.
Видно, что традиционный блок питания переместился на нижний этаж; кроме того, имеется обратная связь, дополнительно настраивающая инвертор (генератор импульсов)
Силовой трансформатор здесь импульсный, работает после генератора импульсов. Он высокочастотный, так как частота генератора порядка 20–100 кГц. В качестве материала сердечника используется не обычное трансформаторное железо, а ферримагнетки, материалы на основе структурированных окислов железа, которые лучше выполняют свою функцию на высоких частотах.
Обмотки такого трансформатора имеют полярность, это играет роль при подключении начала и конца обмоток.
Такие блоки питания вполне реально изготовить совершенно маленькими, что можно увидеть на блоках питания энергосберегающих ламп - они умещаются в цоколь лампы.
Кстати, и использовать блок питания (балласт) такой лампы можно по другому назначению. Вернее, по своему назначению, но в другом устройстве, когда лампа - сверхнадежная и экономичная - все-таки перегорит.
Выходной выпрямитель после трансформатора делается на основе диодов Шоттки, имеющих меньшую, чем у обычных диодов, внутреннюю емкость, следовательно, лучше работающих на высокой частоте.
Схема обратной связи калибрует импульсы генератора сигналом рассогласования, который заставляет вырабатывать импульсы тем большей длительности, чем больше отличается выходное напряжение от нужного номинала. Этим на выход передается большая мощность, и напряжение выравнивается.
Обратноходовый блок управления инвертором создает гальваническую привязку выходной цепи к цепи входного напряжения. Чтобы от этого избавиться, используют оптроны - приборы оптической передачи, преобразователи электросигнал–свет–электросигнал.
Пример простого импульсного блок питания
Сейчас современные электронные потребительские устройства все выпускаются с импульсными блоками питания. Поэтому и самому сделать его из частей от других импульсных источников питания (ИИП) легко, а уж взять готовый блок или зарядное и слегка переделать под свое напряжение - и того проще.
Импульсный БП, то есть инверторный блок питания, характеризуется только выходным напряжением и номинальной мощностью. Входы у них у всех обычные - 220 В. Для устройств связи, модемов, например, часто встречается импульсный блок питания на 24 В. Ноутбуки чаще всего берут 19 В. Все ИБП, имеющие выход типа USB, вырабатывают 5 В. Для всего остального прочего, например, светодиодных линеек, чаще всего требуется знакомое и любимое нами по автомобильным аккумуляторам напряжение в 12 В.
Импульсный источник питания можно взять готовый, перенастроив его под требуемое напряжение выхода,
А можно собрать и самому на плате, воспользовавшись простейшей схемой.
Элементы легко приобретаются в магазинах компонентов схемотехники.
Кроме сборки элементов на плате, пользуясь данным описанием, можно сделать и импульсный трансформатор своими руками.
Недостатки импульсных БП и пути их устранения
Так как прямоугольные импульсы «не фэн-шуйны» - имеют резкие взлеты и спады напряжения (передние и задние фронты импульсов), это порождает высокочастотные помехи, способные пройти сквозь схемы с малым емкостным сопротивлением. На силовую часть различных устройств они обычно не влияют, но в умных схемах могут оказаться ощутимой нежелательной помехой.
Часто для питания компьютеров используют сетевые фильтры, пилоты, которые содержат такую функцию - подавление высокочастотных помех. Но импульсные БП сами могут являться источником таких шумовых сигналов, поэтому в нем необходимо применять дополнительную фильтрацию таких помех на выходе.
Импульсные блоки питания критичны к номиналам нагрузки, питаемая ими мощность не должна отличаться слишком сильно ни в сторону превышения, ни в сторону занижения. Регулировка обратной связью делается для того, чтобы в цифровых устройствах, которые такой БП снабжает напряжением, во время работы обычные для них колебания мощности, происходящие от включения/выключения каких-то блоков, регистров, и т. д. не ухудшали нормальную работу. Эти колебания происходят вокруг некоторого среднего значения мощности и не должны систематически отклоняться туда или сюда.
В реальных БП делается специальная защита от работы в недонагруженном или перенагруженном состоянии.
В радиолюбительской практике многие самодельные конструкции остаются на полках без внимания по той причине, что не имеют блока питания. Одна из самых повторяемых конструкций - усилитель мощности низкой частоты, которому тоже нужен источник питания. Сетевые трансформаторы для запитки мощных усилителей стоят немало денег, да и размеры и вес иногда некстати. По этому в последнее время широкое применение нашли импульсные блоки питания. Эти блоки имеют полностью электронную начинку и работают в импульсном режиме. За счет повышенной рабочей частоте удается резким образом уменьшить размеры и вес источника питания. Схема такого блока питания была найдена в одном из зарубежных сайтов, недолго думая, решил повторить конструкцию.
Конструкция отличается особой простотой и дешевизной, в моем случае было потрачено всего 5$ на транзисторы и микросхему, все остальное можно найти в нерабочем компьютерном блоке питания.
Мощность такого блока может доходить до 400 ватт, для этого нужно только поменять диодный выпрямитель и электролиты, вместо 220 мкФ, поставить на 470.
Выпрямитель можно взять готовый, от компьютерного БП или собрать мост из диодов с током 3 А и более, обратное напряжение диодов не менее 400Вольт.
Первый запуск схемы нужно проводить с последовательно подключенной лампой накаливания на 220 Вольт 100 - 150 ватт, чтобы при неправильном монтаже схема не взорвалась.