Свежие обсуждения
Источники питания

"Импульсный блок питания на базе БП ПК"

1 56 184

Спасибо за разьяснения, многое стало понятно. Та схема понравилась в первую очередь тем, что используется усилитель на датчик тока и не нужно мучаться с миливольтами с датчика 0,01 ом (у вас я так понял эта проблема решена нестандартным включением шунта) и конечно же то, что весь диапазон выходных напряжений и токов вкладывается в 5 вольт. Судя по Вашей схеме вы никак не усиливаете сигнал с токового датчика, т.е при токе 10А и сопротивлении 0,01ом напряжение составит 100мв.
Я делаю управление на контроллере для всего этого дела, поэтому схема мне показалась очень удачной в этом смысле. В данный момент моя схема выглядит так, как показано на рисунке http://photo.i.ua/user/3494948/210878/6052940/. А как вашу схему преобразовать для управления контроллером с шимом, чтобы весь диапазон выходных токов вкладывался от 0 до 5 вольт отфильтрованого шима? Я тут попробовал предположить на рисунке http://photo.i.ua/user/3494948/210878/6052941/, но подправьте плиз если что то не так. Если можно в двух словах расскажите как у вас 100мв с резистора на 0,01ом сочетаются с диапазоном 0-5 вольт с резистора R5?

 

pwmn: Та схема понравилась в первую очередь тем, что используется усилитель на датчик тока и не нужно мучаться с миливольтами с датчика 0,01 ом (у вас я так понял эта проблема решена нестандартным включением шунта)

Ни какой нестандарщины, всё по даташиту. Там описан и приведена схема такого включения.
Надобности в дополнительном усилении напряжения с датчика тока я не вижу. По крайней мере для лабораторного БП.
Потому что усилитель ошибки TL494 в состоянии работать с напряжением 5мВ...15мВ.
Мало?

pwmn: Судя по Вашей схеме вы никак не усиливаете сигнал с токового датчика, т.е при токе 10А и сопротивлении 0,01ом напряжение составит 100мв.

А при токе 0,17А? Именно такой минимальный ток я могу выставлять.
На шунте получается напряжение 0,17А*0,01Ом=1,7мВ.

Я хочу сказать, что способностей встроенного в ШИМ контроллер ОУ вполне достаточно.

pwmn: как вашу схему преобразовать для управления контроллером с шимом, чтобы весь диапазон выходных токов вкладывался от 0 до 5 вольт отфильтрованого шима?..
...как у вас 100мв с резистора на 0,01ом сочетаются с диапазоном 0-5 вольт с резистора R5

Читайте тему, там всё описано. Вариант переделки я выкладывал, кажется, на 20 странице. Потом были вопросы, связанный с пересчётом делителей под другие датчики - там и найдёте всю методику расчёта.

pwmn: Я тут попробовал предположить на рисунке http://photo.i.ua/user/3494948/210878/6052941/, но подправьте плиз если что то не так.

В принципе, правильно. Но придётся пересчитывать делитель стабилизации тока, так как у меня напряжение опоры +5В поступают либо сразу на резистор 10КОм делителя, или с движка переменника, когда выходное сопротивление оказывается меньше сопротивления резистора делителя.
У Вас же напряжение опоры с МК будет постоянно подаваться через два резистора суммарным сопротивлением 20КОм и их нужно учитывать при расчёте делителя. цепи стабилизации тока.

Цепь стабилизации напряжения пересчитывать не нужно.

 

Вот Ваша методика на предыдущей странице:

Iн=(Uоп/(R2/R1+1))/Rш

и написано, что для Вашего примера получается следующее:

Если:
Uоп = 5В (опорное напряжение);
R2 = 10КОм;
R1 = 0,27КОм;
Rш = 0,01Ом

То: Iн=(5В/(10КОм/0,27КОм+1))/0,01Ом=13А. Пересчитывал несколько раз и у меня никак не получается такой результат (((.
Вот прямо по шагам:
10/1,27 = 7,87; 5/7,87 = 0,63; 0,63/0,01 = 63А.!!!!, а вот если шунт на 0,05 то как раз получается примерно 13А.
10/1,27 = 7,87; 5/7,87 = 0,63; 0,63/0,05 = 12,6 А. Эх чувствую сейчас помидоры полетят, но лучше розобраться)))) В чем я тут не прав???

Если можно для примера покажите плиз как расчитывается мой случай, если датчик тока 0,05Ом, макс. выходной ток 15А и эта пара резисторов по 10к от шима. И сразу пишите куда высылать пиво)))))))

 

DWD: Надобности в дополнительном усилении напряжения с датчика тока я не вижу
Все эти усложнения введены, как мне кажется, с одной целью: получить индикацию перехода в режим стабилизации тока. У меня тоже одно время был соблазн что-то подобное наворотить. И все только из-за того, что выходы внутренних ОУ контроллера не выведены по отдельности наружу, хотя бы один из них. Хоть бы светодиод прямо на корпусе отрастили бы, что ли Микросхема не позиционировалась для лабораторного блока питания

 

pwmn, всегда в первую очередь делаются операции умножения или деления и операции в скобках, а потом - сложения или вычитания.
По этому нельзя было к 0,27КОм прибавлять единицу.

Нужно было сначала 10КОм разделить на 0,27КОм, и только потом прибавить единицу, получив тем самым коэффициент деления резистивного делителя R2 и R1:
10КОм/0,27КОм=37; 37+1=38.

Потом напряжение опоры 5В делим на коэффициент деления и получаем напряжение на шунте:
5В/38=0,13В.

Осталось разделить это напряжение на сопротивление шунта, и получим ток:
0,13В/0,01Ом=13А.

Как расчитывается Ваш случай, с ШИМ не знаю, нужно подумать.
Если предположить, что при максимальном коэффициенте заполнения импульсов на выходе МК будет практически постоянное напряжение 5В, то делитель считается с учётом общего сопротивления: 10КОм на входе TL494 и два по 10КОм на выходе МК.
Получается 30КОм.
Значит считаем, что R2=30КОм.

При токе 15А и сопротивлении шунта 0,05Ом имеем падение напряжения на нём:
15А*0,05Ом=0,75В (к стати, не многовато ли?.. Мощность на шунте аж 15А*0,75В=11,25Вт!!!)

При опоре 5В, коэффициент деления должен быть:
5В/0,75В=6,7

Осталось вычислить сопротивление резистора R1:
30КОм/(6,7-1)=30/5,7=5,3КОм.
Берём стандартное значение 5,1КОм.

Проверяем, проведя обратный пересчёт по формуле Iн=(Uоп/(R2/R1+1))/Rш
(5В/(30КОм/5,1КОм+1))/0,05
30/5,1=5,88
+1=6,88
5/6,88=0,73
/0,05=14,6А.

Если не нравится погрешность, вызванная не точным подбором сопротивлений, то либо берём резисторы другого ряда либо пересчитываем, пока не попадём в стандартное значение резисторов данного ряда.

Адрес в личке...

 

Да уж вот это я посчитал......перегрелся на работе))))))

 

Хочу поделится некоторыми моментами с которыми столкнулся при переделке АТХ блока.
Может кто-то извлечет что-то полезное.

Понадобился блок питания, для питания автомобильных радиостанций в стационарным режиме. Ток потребления которых: около 100мА в режиме ожидания приема, и около 8А-10А при передаче. Под рукой оказался АТХ блок Codegen-250 на шасси CG-11, о переделке которого довольно подробно описано на разных сайтах. Нагрузив цепь +12В на ток около 1А непеределанного блока, обнаружил что установленный дроссель групповой стабилизации (на жёлто-белом кольце), довольно сильно греется даже при такой незначительной нагрузке, и требует постоянного обдува. Поэтому принял решение перемотать его на сердечнике с хорошими свойствами, а заодно решил и перемотать силовой трансформатор, который своими габаритами и толщиной провода не внушал доверия.

Схема выходной части БП с намоточными данными. ATX_13,2V.spl7 -http://zalil.ru/30646621

Остальная схема переделки стандартная (неоднократно описанная и на этом форуме), с использованием дежурного источника питания блока, был только увеличен номинал емкости до 1мкФ, в цепи мягкого старта по 4-й ноге TL494, для более уверенного запуска блока при подключенной нагрузке.

Так как радиостанция большинство своего времени находится в режиме ожидания, то настроил регулятор вентилятора на температуру срабатывания +60 С, чтобы он включался только при нагреве радиатора выходных диодов КД213Б, и не раздражал своим шумом в остальное время. В реальном режиме работы радиостанции, вентилятор практически не включается.

Так как в моем варианте довольно значительные изменения в элементах схемы (трансформатор, дроссель, диоды), после нагрузки блока током около 4А, услышал неприятный свист, поначалу показалось, что это вибрируют обмотки – но взглянув на форму выходного напряжения понял, что блок питания идет в «разнос». Начал подбирать различные варианты цепей коррекции TL494, переносил точку подключения R8 c выхода на первый дросель и т. п., но все варианты не приводили к должному результату. Блок после прогрева, начинал снова «заводится». Поискав решения на разных форумах, где все красочно отписывались как у них всех просто получалось переделывать АТХ БП в лабораторные блоки с широким диапазоном токов и нагрузок, наткнулся на несколько сообшений о том, что приходилось довольно основательно повозится с тем, чтобы блок заработал должным образом. Радикальное решение в моём случае, после которого блок заработал стабильно, оказалось в установке емкости 1нФ параллельно верхнему резистору делителя напряжения на 1-й ноге TL494, на схеме С6.

Отдельно хочу отметить важность применения диода VD3. Без его установки, радиатор диодов КД213Б, через несколько минут буквально раскалялся, при выходном токе всего 4А, а на вторичной обмотке Т1 наблюдались всплески напряжения, в моменты включения силовых транзисторов, после установки диода VD3, их амплитуда значительно снизилась. Что свидетельствовало о больших динамических потерях из-за небольшого быстродействия диодов КД213Б. Без установки VD3 ток дросселя в паузах замыкается через диоды VD1 и VD2, и вторичные обмотки трансформатора Т1, дополнительно их нагревая. После его установки, заряды накопленные на переходах КД213, успевают рассосаться до момента включения силовых ключей, и время переходных процессов будет определятся в основном быстродействием силовых транзисторов и быстродействием диода VD3.
Нагрев диода VD3 незначителен, но его обязательно нужно установить на радиатор, можно на общий с VD1, VD2. В качестве VD3, желательно использовать диоды с небольшим временем обратного восстановления и небольшим прямым падением напряжения, хорошо подходят шотки, их надо только подобрать по обратному напряжению, для моего случая достаточно на 35В-40В, можно например использовать сборку диодов из +5В цепи.
После установки VD3, нагрев диодов VD1, VD2 и силовых транзисторов существенно снизился, и блок может спокойно работать в непрерывном режиме без обдува, при токе нагрузки до 5А.
Нагрев же дросселя и трансформатора вообще незначителен вплоть до тока 10А.
Для защиты блока от перегрузки использовались штатные средства блока, построенных на трансформаторе тока.
Заменив диоды VD1- VD3, на другие с подходящим током, можно снять значительно больший ток, не менее 20А, намоточные изделия это позволяют (возможно при этом потребуется увеличить номиналы входных электролитов и радиатор выходных диодов).

 

Imkozak: увеличен номинал емкости до 1мкФ, в цепи мягкого старта по 4-й ноге TL494, для более уверенного запуска блока при подключенной нагрузке.

Я, например, ни разу не видел там ёмкости менее 2,2мкФ. Часто-густо стоят 10мкФ.
Не понятно...

Imkozak: Отдельно хочу отметить важность применения диода VD3. Без его установки, радиатор диодов КД213Б, через несколько минут буквально раскалялся

При применении в качестве диодов VD1, VD2 более быстрых, чем КД213, надобности в VD3 нет.

Imkozak: После установки VD3, нагрев диодов VD1, VD2 и силовых транзисторов существенно снизился, и блок может спокойно работать в непрерывном режиме без обдува, при токе нагрузки до 5А.
Нагрев же дросселя и трансформатора вообще незначителен вплоть до тока 10А.

Эти БП и так нормально работают при токах до 5А. А с нормальным обдувом вентилятором я их нещадно эксплуатирую при мощностях до 420Вт (28В, 15А).
Кодегеновские блоки мне самому нравятся. Переделав их кучу, редко когда сталкивался с необходимостью долгого или сложного налаживания.
И без перемотки силового трансформатора.

Правда, при переносе схемы защиты от перегрузки по току во вторичную цепь (при перегрузке БП переходит в режим стабилизатора тока).
Родная защита в первичной цепи не в состоянии обеспечить качественную защиту, особенно при "разгоне" БП.

Imkozak: Заменив диоды VD1- VD3, на другие с подходящим током, можно снять значительно больший ток, не менее 20А

КД213 обеспечивают ток 10А без снижения режимов. В данном случае 20А нагрузки они всегда тянули свободно.

Imkozak: ...намоточные изделия это позволяют...

Родные моточные данные так же это позволяют.

 

DWD: Я, например, ни разу не видел там ёмкости менее 2,2мкФ. Часто-густо стоят 10мкФ.
Не понятно...

А я практически у всех ATX-ых Godegen-вских блоках, сталкивался с подобными номиналами. Схема блока в цепях управления, полностью соответствует уже давно выложенной в сети схеме codegen_250. Схемотехника довольно распространенна в различных модификациях, и в большинстве из них в цепи пуска стоит керамика С34 -0,1мкФ.

Чтобы не быть голословным привожу фотку некопаного блока, со схожей схемотехникой . Желтая стрелка – конденсатор «С» - в цепи коррекции последовательно с R29, номинал 10нФ, голубая стрелка - С33 фильтрация питания опорного источника – номинал 0,1мкФ, красная стрелка С33 – цепь плавного запуска по 4 выводу КА7500, номинал 0,1мкФ. Позиционные обозначения элементов на плате, полностью соответствует приведенной принципиальной схеме.

DWD: При применении в качестве диодов VD1, VD2 более быстрых, чем КД213, надобности в VD3 нет.

Я бы не стал высказываться так уж категорично.

- Применение в этой позиции диода Шотки, с падением напряжения около 0,5В также позволит довольно ощутимо снизить потери, что уменьшит нагрев, даже с применением быстродействующих диодов.
Особенно в лабораторных БП, при низких выходных напряжениях(небольшой Кзап.), а также при мостовой схеме выпрямителя. В случае высоких выходных напряжений и мостовой схеме выпрямления, применение быстродействующего диода VD3 (не Шотки), также даст ощутимый эффект.
- Установка VD3 также уменьшит нагрев трансформатора, и нагрев силовых ключей.
- Установка VD3, позволит использовать широко распространенные диоды КД213, с лучшим результатом, чем установка болеё быстродействующих диодов, без установки VD3.

Реально у меня к верхнему краю радиатора (наиболее удаленному от места прижима диодов) диодов КД213Б, при токе нагрузки всего около 3А (измерялся стрелочным авометром, цифровой тестер немного глючил из-за высокочастотных наводок), через 3 минуты, можно было коснутся лишь на очень короткий период времени, диоды же были в буквально «раскалены», температура их корпусов была не менее 100 С, можно было получить ожёг (диоды установлены через один слой слюды с применением термопасты, с использованием стандартных крепежных фланцев – можно рассмотреть на фото). После установки VD3, при токе 5А, за радиатор можно было спокойно было держатся рукой температура около 60 С, поле 30минутного прогона, что вполне соответствовало потерям мощности, от падения напряжения на них (при отсутствии динамических потерь на обратное восстановление, на экране осциллографа – эффект от применения VD3 очень хорошо видно).
Диоды КД213Б –1986года выпуска с ромбом, извлечены из рабочего преобразователя, применены исходя из критерия - лучших по быстродействию из КД213-х, в наличие есть и с другими буквами.
Обдув при экспериментах не применялся, плата блока находилась на рабочем столе.

Вопрос: Как будут греется радиатор с диодами КД213А, с почти в 2 раза худшим быстродействием, да ещё в мостовой схеме выпрямления при токе в 10А? Проверял вообще ли кто это? Или сдувать с них более 50Вт суммарных потерь это приемлемо? Какой радиатор при этом применялся?

Судя по сообщениям, большинство продолжает ставить КД213, а о возможности такого очень эффективного решения как установка VD3, вскользь упомянул лишь один человек, а реального применения я негде не нашел, хотя о этом написано в большинстве справочников по импульсным источникам?

DWD: Эти БП и так нормально работают при токах до 5А. А с нормальным обдувом вентилятором я их нещадно эксплуатирую при мощностях до 420Вт (28В, 15А).

Родной дроссель на желто-белом кольце, греется довольно ощутимо даже при небольшом токе 1А, при этом греется именно сам сердечник, а при нагреве его параметры быстро деградируют. Работа блока без обдува скорей всего не предусмотрена. Применение дросселя, с сердечником из альсифера позволяет работу вообще без обдува, его нагрев при 5А вообще незначителен, температура дросселя не больше 40 С.

Активное сопротивление вторички у родного трансформатора чуть более 0,03Ом (у моего меньше 0,01Ом), при токе 15А,на ней будет выделятся мощность около 7Вт, если добавить потери на первичке и в самом сердечнике, то будет не менее 10-12Вт, что при хорошем обдуве не принципиально.
Потери на моем трансе будут в три раза меньше, обдув требуется значительно меньший, при этом значительно снижается шум. Но можно использовать и родной, я просто показал возможность использования альтернативного трансформатора.

DWD: Родные моточные данные так же это позволяют.
Да но только при работе блока с постоянным обдувом, у меня же при увеличении площади радиатора выходных диодов, можно вообще от него отказаться.

DWD: Правда, при переносе схемы защиты от перегрузки по току во вторичную цепь (при перегрузке БП переходит в режим стабилизатора тока).
Родная защита в первичной цепи не в состоянии обеспечить качественную защиту, особенно при "разгоне" БП.

В блоке возможность "разгона" должна быть исключена, правильной настройкой.
В моем блоке при тестировании, без диода VD3, и не подобранной коррекции, блок с нагрузкой током 4А-5А через некоторое время, с прогревом диодов, постепенно начинал "разгонятся", при значительном «разгоне», срабатывала родная триггерная защита, и блок выключался. (На время тестирования чувствительность токовой защиты была увеличена, изменением номиналов элементов схемы.)
Перенос защиты по току во вторичную цепь, не позволит защитить блок при пробое диода, конденсатора, изолирующей прокладки и пр., желательно использовать совместно и защиту по току на токовом трансформаторе.
Трудно понять как она защитит блок при "разгоне", ток на выходе будет определятся нагрузкой, и не превысит тока перехода в режим ограничения, а транзисторы будут дальше разогреваться сквозными токами?
Даже если порог ограничения будет достигнут, то блок будет продолжать дальше работать в"разгоне", в режиме ограничения выходного тока?

DWD: КД213 обеспечивают ток 10А без снижения режимов. В данном случае 20А нагрузки они всегда тянули свободно.

Блок с КД213Б и диодом VD3 - SR806, около 2-х часов я гонял на токе около 12А, поэтому гарантированно утверждать возможность длительной работы на 20А, не могу, хотя ТУ это допускают.

Кстати рабочая частота блока с родными задающими цепями, была около 40кГц, видимо определяется параметрами родного трансформатора. С моим частоту можно снизить до 30кГц, несколько уменьшив при этом потери на ключах.

Я привел те проблемы и варианты их решения с которыми я реально столкнулся, на практике.
Просто у меня складывается такое впечатления. Что многие выкладывают свои рекомендации основываясь только на теоретических предпосылках, зачастую не подтвердив их экспериментально, а здесь возможны большие сюрпризы.
Когда-то при переделке блока по схеме из Радио 2004 №10, был озадачен некоторыми несоответствиями, которые при этом обнаружились, о которых много сообщений на форумах, и вообще не упоминалось в статье.

 

Imkozak: Я привел те проблемы и варианты их решения с которыми я реально столкнулся, на практике.
Всё вы правильно говорите. Просто схема АТХ ИИП изначально рассчитывалась для эксплуатации с принудительным обдувом, по этому потери в сердечнике трансформатора и в сердечнике выходного дросселя несколько завышены, тем самым китайцы экономят медь и ферриты, им важен параметр габаритной мощности, чем выше габаритная мощность тем ниже себестоимость ИИПа, а КПД ИИПа уходит на второй план. С диодами КД213 конечно это вы мучаетесь зря, лучше всего взять современные диоды с мягким восстановлением перехода, они конечно намного дороже, но и эффективней. Нормально себя показывают в эксплуатации быстрые диоды, с временем восстановления перехода до 60нсек. Но если уж много КД213 то по чему бы и нет… Диод Шоттки перед дросселем отсекает ток дросселя в переходе КД213 чем значительно снижает время восстановления перехода…