Электрификация

Справочник домашнего мастера

Переделка импульсного блока питания на другое напряжение

Выходные напряжения готовых продаваемых импульсных источников электропитания как правило входят в ряд стандартных напряжений (3.3В, 5В, 6В и т.д.) и предназначены для какой либо одной нагрузки рассчитанной на одно напряжение. Иногда возникают ситуации когда требуется изменить выходное напряжение, например если куплена партия источников одного напряжения для применения в разных устройствах или если нужно подогнать напряжения для использования какой либо специальной нагрузки. Если источник питания импульсный обратноходовый то в нём вероятно имеется обратная связь с какой либо обмотки для корректировки выходного напряжения и в таких источниках может иметься стабилитрон TL431 с делителем. Если в источнике имеется такой или подобные стабилитроны то напряжение на выходе этого источника можно изменить путём изменения коэффициента передачи напряжения данного делителя, для этого можно например установить вместо одного из постоянных резисторов данного делителя подстроечный, путём изменения сопротивления добиться требуемого напряжения и заменить подстроечный постоянным. На данный момент в продаже имеются недорогие миниатюрные источники питания небольшой мощности ali.pub/4rk15 (на 5В, 700мА) — в таких источниках не предусмотрена возможность изменения выходного напряжения пользователем в большую сторону (для изменения в меньшую есть площадка для напаивания линейного стабилизатора на 3.3В) но рассмотренным выше способом это можно сделать:



Из фотографий видно что для доступа к резисторам делителя для TL431 нужно отпаять электролитический конденсатор на выходе. Этот конденсатор лучше заменить на другой с такой же ёмкостью но большим напряжением если требуется это напряжение повысить относительно первоначального. SMD резистор сопротивлением 2.4кОм (маркировка 2401) был заменён на резистор сопротивлением 1кОм (маркировка 102) и напряжение было изменено с примерно 5В до примерно 8В. Проверку переделанного источника с переменным резистором можно увидеть на видео:

Доработка зарядного устройства сотового телефона

Телефония

Главная Радиолюбителю Телефония

Автор предлагает варианты переделки зарядного устройства для сотового телефона в стабилизированный блок питания с регулируемым выходным напряжением или в источник стабильного тока, например, для зарядки аккумуляторов.

Одни из самых многочисленных электронных приборов, которые широко используются в быту, — несомненно, зарядные устройства (ЗУ) для сотовых телефонов. Некоторые из них можно доработать, улучшив параметры или расширив функциональные возможности. Например, превратить ЗУ в стабилизированный блок питания (БП) с регулируемым выходным напряжением или ЗУ со стабильным выходным током.

Это позволит питать от сети различную радиоаппаратуру или заряжать Li-Ion, Ni-Cd, Ni-MH аккумуляторы и батареи.

Значительная часть ЗУ для сотовых телефонов собрана на основе однотранзисторного ав-тогенераторного преобразователя напряжения. Один из вариантов схемы такого ЗУ на примере модели ACH-4E приведён на рис. 1. Там же показано, как превратить его в БП с регулируемым выходным напряжением. Обозначения штатных элементов приведены в соответствии с маркировкой на печатной плате.

Рис. 1. Один из вариантов схемы ЗУ на примере модели ACH-4E

Вновь введённые элементы и доработки выделены цветом.

В простых ЗУ, к которым относится дорабатываемое, зачастую применён однополупериодный выпрямитель сетевого напряжения, хотя на плате, в большинстве случаев, есть место для размещения диодного моста. Поэтому на первом этапе доработки установлены недостающие диоды, а резистор R1 с платы удалён (он установлен на месте диода D4) и припаян непосредственно к одному из штырей вилки XP1. Следует отметить, что встречаются ЗУ, в которых отсутствует и сглаживающий конденсатор С1. Если это так, необходимо установить конденсатор ёмкостью 2,2…4,7 мкФ на номинальное напряжение не менее 400 В. Затем конденсатор С5 заменяют другим с большей ёмкостью. В таком варианте доработки ЗУ показаны на рис. 2.

Рис. 2. Доработанное ЗУ

В оригинальном ЗУ в выходном выпрямителе применён диод 1N4937, который заменён диодом Шотки 1N5818, что позволило увеличить выходное напряжение. После такой доработки сняты зависимости выходного напряжения от тока нагрузки, которые показаны синим цветом на рис. 3. Амплитуда пульсаций выходного напряжения с ростом тока нагрузки увеличивается с 50 до 300 мВ. При токе нагрузки более 300 мА появляются пульсации частотой 100 Гц.

Рис. 3. Зависимости выходного напряжения от тока нагрузки

Зависимости показывают, что стабильность выходного напряжения в ЗУ невысока. Обусловлено это тем, что его стабилизация осуществляется косвенно контролем напряжения на обмотке II, а именно, за счёт выпрямления импульсов на обмотке II и подачи закрывающего напряжения через стабилитрон ZD (напряжение стабилизации 5,6…6,2 В) на базу транзистора Q1.

Для повышения стабильности выходного напряжения и возможности его регулировки на втором этапе доработки введена микросхема DA1 (параллельный стабилизатор напряжения). Управление преобразователем и обеспечение гальванической развязки реализованы с помощью транзисторной оптопары U1. Для подавления импульсных помех с частотой автогенератора дополнительно установлен фильтр L1C6C8. Резистор R9 удалён.

Выходное напряжение устанавливают переменным резистором R12. Когда напряжение на управляющем входе микросхемы DA1 (вывод1) превысит 2,5 В, ток через микросхему и, соответственно, через излучающий диод оптопары U1 резко возрастёт. Фототранзистор оптопары откроется, и на затвор базы транзистора Q1 поступит закрывающее напряжение с конденсатора С4. Это приведёт к тому, что скважность импульсов автогенератора уменьшится (или произойдёт срыв генерации). Выходное напряжение перестанет расти и начнёт плавно уменьшаться вследствие разрядки конденсаторов С5 и С8.

Когда напряжение на управляющем входе микросхемы станет менее 2,5 В ток через неё уменьшится и фототранзистор закроется. Скважность импульсов автогенератора возрастёт (или он начнёт работу), и выходное напряжение станет расти. Интервал выходного напряжения, который можно установить резистором R12, — 3,3…6 В. Напряжения менее 3,3 В с учётом падения на излучающем диоде оптопары оказывается недостаточно для нормальной работы микросхемы. Зависимости выходного напряжения (для разных значений) от тока нагрузки доработанного устройства показаны красным цветом на рис. 3. Амплитуда пульсаций выходного напряжения — 20…40 мВ.

Элементы (кроме переменного резистора) второго этапа доработки размещены на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 0,5…1 мм, её чертёж показан на рис. 4. Монтаж — со стороны печатных проводников. Можно при-менить постоянные резисторы МЛТ, С2-23, Р1-4, конденсаторы С6, С7 — керамические, С5 — оксидный импортный, он снят с материнской платы персонального компьютера, С8 — оксидный низкопрофильный импортный. Поскольку выходное напряжение приходится устанавливать нечасто, применён не переменный резистор, а подстроечный PVC6A (POC6AP). Это позволило установить его на задней стенке корпуса ЗУ. Дроссель L1 намотан в один слой проводом ПЭВ-2 0,4 на цилиндрическом ферритовом магнитопроводе диаметром 5 мм и длиной 20 мм (от дросселя ИИП компьютера). Можно применить оптопары серии РС817 и аналогичные. Плату с деталями (рис. 5) вставляют в свободное место ЗУ (частично над конденсатором С1), соединения проводят отрезками изолированного провода. Для подстроечного резистора в задней стенке ЗУ делают отверстие соответствующих размеров, в которое его вклеивают. После проверки устройства резистор R12 снабжают шкалой (рис. 6).

Рис. 4. Печатная плата и элеменеты на ней

Рис. 5. Плата с деталями

Рис. 6. Шкала на ЗУ

Второй вариант доработки ЗУ — введение в него стабилизатора(или ограничителя) тока. Это позволит заряжать Li-Ion или Ni-Cd, Ni-MH аккумуляторы и батареи, содержащие до четырёх аккумуляторов. Схема такой доработки показана на рис. 7. С помощью переключателя можно выбрать режимы работы: блок питания или один из двух режимов «ЗУ» с ограничением тока. Конденсатор 220 мкФ (С5) заменён конденсатором ёмкостью 470 мкФ, но на большее напряжение, поскольку в режимах «ЗУ» без нагрузки выходное напряжение может увеличиться до 6…8 В.

Рис. 7. Схема второго варианта доработки ЗУ

В режиме «БП» устройство работает в штатном режиме. При переходе в один из режимов «ЗУ» выходной ток протекает через резистор R10 (или R11). Когда напряжение на нём достигнет 1 В, часть тока начнёт ответвляться в излучающий диод оптопары U1, что приведёт к открыванию фототранзистора. Это приведёт к уменьшению выходного напряжения и стабилизации (ограничению) выходного тока Iвых. Его значение можно определить по приближённым формулам: Iвых = 1 /R10 или Iвых = 1/R11. Подборкой этих резисторов устанавливают желаемое значение тока. Полевой транзистор VT1 ограничивает ток через излучающий диод оптопары и тем самым защищает его от выхода из строя.

Большинство деталей размещают на односторонней печатной плате (рис. 8 и рис. 9) из фольгированного стеклотекстолита толщиной 0,5…1 мм. Полевой транзистор должен быть с начальным током стока не менее 25 мА. Переключатель — любой малогабаритный движковый на одно или два направления и три положения, например SK23D29G, его размещают на задней стенке ЗУ и снабжают шкалой. Если применить переключатель на большее число положений, можно увеличить число номинальных значений тока и расширить тем самым номенклатуру заряжаемых аккумуляторов.

Рис. 8. Печатная плата и элеменеты на ней

Рис. 9. Плата с деталями

Поскольку зарядка осуществляется стабильным током, её следует проводить определённое время, которое зависит от типа и ёмкости заряжаемого аккумулятора или батареи.

И. Ннчаев, г. Москва

Дата публикации: 11.12.2017

Мнения читателей

Мощный блок питания путем модернизации блоков меньшей мощности

Прогресс не стоит на месте. Производительность компьютеров стремительно растет. А с увеличением производительности растет и энергопотребление. Если раньше на блок питания почти не обращалось внимания, то теперь, после заявления nVidia о рекомендованной мощности питания для своих топовых решений в 480 Вт, все немного изменилось. Да и процессоры потребляют все больше и больше, а если еще все это как следует разогнать…

C ежегодным апгрейдом процессора, материнки, памяти, видео, я давно смирился, как с неизбежным. Но апгрейд блока питания меня почему-то здорово нервирует. Если железо прогрессирует кардинально, то в схемотехнике блока питания таких принципиальных изменений практически нет. Ну, транс побольше, провода на дросселях потолще, диодные сборки помощнее, конденсаторы… Неужели нельзя купить блок питания помощнее, так сказать на вырост, и жить хотя бы пару лет спокойно. Не задумываясь о такой относительно простой вещи, как качественное электропитание.

Казалось чего бы проще, купи блок питания самой большой мощности, какую найдешь, и наслаждайся спокойной жизнью. Но не тут то было. Почему-то все работники компьютерных фирм уверены, что 250-ти ваттного блока питания хватит вам с избытком. И, что бесит больше всего, начинают безапелляционно поучать и безосновательно доказывать свою правоту. Тогда на это резонно замечаешь, что знаешь, чего хочешь и готов за это платить и надо побыстрее достать то, чего спрашивают и заработать законную прибыль, а не злить незнакомого человека своими бессмысленными, ничем не подкрепленными уговорами. Но это только первое препятствие. Идем дальше.

Допустим, вы все же нашли мощный блок питания, и тут вы видите, например, такую запись в прайсе

  • Power Man PRO HPC 420W – 59 уе
  • Power Man PRO HPC 520W – 123 уе

При разнице в 100 ватт цена выросла вдвое. А уж если брать с запасом, то нужно 650 или больше. Сколько это будет стоить? И это еще не все!

реклама

В подавляющем большинстве современных блоков питания используется микросхема SG6105. А схема включения ее, имеет одну очень неприятную особенность – она не стабилизирует напряжения 5 и 12 вольт, а на ее вход подается среднее значение этих двух напряжений, полученное с резисторного делителя. И стабилизирует она это среднее значение. Из-за этой особенности часто происходит такое явление, как «перекос напряжений». Ранее использовали микросхемыTL494, MB3759, KA7500. Они имеют ту же особенность. Приведу цитату из статьи господина Коробейникова.

«…Перекос напряжений возникает из-за неравномерного распределения нагрузки по шинам +12 и +5 Вольт. Например, процессор запитан от шины +5В, а на шине +12 висит жёсткий диск и CD привод. Нагрузка на +5В во много раз превышает нагрузку на +12В. 5 вольт проваливается. Микросхема увеличивает duty cycle и +5В приподнимается, но ещё сильнее увеличивается +12 – там меньше нагрузка. Мы получаем типичный перекос напряжений…»

На многих современных материнских платах процессор питается от 12 вольт, тогда происходит перекос наоборот, 12 вольт понижается, а 5 повышается.

И если в номинальном режиме компьютер нормально работает, то при разгоне потребляемая процессором мощность увеличивается, перекос усиливается, напряжение уменьшается, срабатывает защита блока питания от понижения напряжения и компьютер отключается. Если не происходит отключения, то все равно пониженное напряжение не способствует хорошему разгону.

Так, например, было у меня. Даже написал на эту тему заметку – «Лампочка оверклокера» Тогда у меня в системнике работали два блока питания – Samsung 250 W, Power Master 350 W. И я наивно верил, то 600 ватт более чем достаточно. Достаточно может и достаточно, но из-за перекоса все эти ватты бесполезны. Этот эффект я по незнанию усилил тем, что от Power Master подключил материнку, а от Samsung винт, дисководы и т.д. То есть вышло – с одного блока питания берется, в основном 5 вольт, с другого 12. А другие линии «в воздухе», что и усилило эффект «перекоса».

После этого я приобрел 480 ваттный блок питания Euro case. Из-за своего пристрастия к тишине, переделал его в безвентиляторный, о чем тоже писал на страницах сайта. Но и в этом блоке стояла SG6105. При его тестировании я тоже столкнулся с явлением «перекоса напряжений». Только что приобретенный блок питания непригоден для разгона!

И это еще не все! Мне все хотелось приобрести второй компьютер, а старый оставить «для опытов», но элементарно «давила жаба». Недавно я эту зверюгу все же уговорил и приобрел железо для второго компа. Это конечно отдельная тема, но я для него купил блок питания – PowerMan Pro 420 W. Решил проверить его на предмет «перекоса». А так как новая мать питает процессор по шине 12 вольт, то по ней я и проверил. Как? Узнаете, если дочитаете статью до конца. А пока скажу, что при нагрузке 10 ампер, двенадцать вольт провалилось до 11.55. Стандарт допускает отклонение напряжений плюс-минус 5 процентов. Пять процентов от 12 это 0.6 вольта. Иными словами при токе 10 ампер напряжение упало почти до предельно допустимой отметки! А 10 ампер соответствует 120-ти ваттам потребления процессора, что при разгоне вполне реально. В паспорте к этому блоку по шине 12 вольт заявлен ток 18 ампер. Я думаю, не видать мне этих ампер, так как от «перекоса» блок питания выключится гораздо раньше.

Итого – четыре блока питания за два года. И надо брать пятый, шестой, седьмой? Нет, хватит. Надоело платить за то, что заранее не нравится. Что мне мешает самому сделать киловаттный блок питания и пожить спокойно пару лет, с уверенностью в качестве и количестве питания своего любимца. К тому же я затеял изготовление нового корпуса. Корпус я начал делать преогромный и блок питания, нестандартного размера, должен поместиться там без проблем. Но и обладателям стандартных корпусов может пригодиться такое решение. Всегда можно сделать внешний блок питания, тем более прецеденты уже есть. Кажется, Zalman выпустил внешний блок питания.

Конечно, делать блок питания такой мощности «с нуля» — сложно, долго, да и хлопотно. Поэтому и появилась идея собрать один блок из двух фабричных. Тем более они уже есть и, как выяснилось, в теперешнем виде непригодны для разгона. На эту мысль меня натолкнула все та же статья господина Коробейникова.

«…Для введения раздельной стабилизации нужен второй трансформатор и вторая микросхема ШИМ, так и делается в серьёзных и дорогих серверных блоках…»

В компьютерном блоке питания существует три сильноточные линии с напряжением 5, 12 и 3.3 вольта. У меня есть два стандартных блока питания, пусть один из них вырабатывает 5 вольт, а другой, помощнее, 12 и все остальные. Напряжение 3.3 вольта стабилизируется отдельно и явления перекоса не вызывает. Линии вырабатывающие -5, -12 и т.д. – маломощны и эти напряжения можно взять с любого блока. А для осуществления этого мероприятия, использовать принцип, изложенный в той же статье г. Коробейникова – отключать ненужное напряжение от микросхемы, а нужное подрегулировать. То есть, теперь SG6105 будет стабилизировать только одно напряжение и, следовательно, явление «перекоса напряжений» не будет.

Так же облегчается режим работы каждого блока питания. Если посмотреть силовую часть, типовой схемы блоков питания (Рис.2), то видно, что обмотки 12, 5 и 3.3 вольта представляют собой одну общую обмотку с отводами. И если с такого транса брать не сразу все три, а только одно напряжение, то мощность трансформатора останется прежней, но на одно напряжение, а не на три.

К примеру, блок по линиям 12, 5, 3.3 вольта выдавал 250 ватт, то теперь практически эти же 250 ватт мы получим по линии, например, 5 вольт. Если раньше общая мощность делилась между тремя линиями, то теперь всю мощность можно получить на одной линии. Но на практике для этого нужно заменить диодные сборки на используемой линии на более мощные. Или включить параллельно дополнительные сборки, взятые с другого блока, на котором эта линия использоваться не будет. Так же максимальный ток будет ограничивать сечение провода дросселя. Может сработать и защита блока питания от перегрузки по мощности (хотя этот параметр можно подрегулировать). Так что полностью утроенную мощность мы не получим, но прибавка будет, да и греться блоки будут гораздо меньше. Можно, конечно, перемотать дроссель проводом большего сечения. Но об этом позже.

Перед тем, как приступить к описанию модификации, нужно сказать несколько слов. Очень непросто писать о переделках электронного оборудования. Не все читатели разбираются в электронике, не каждый читает принципиальные схемы. Но в то же время есть читатели, занимающиеся электроникой профессионально. Как ни напишешь – окажется, что для кого-то непонятно, а для кого-то раздражающе примитивно. Я все же попытаюсь написать так, что бы было понятно подавляющему большинству. А специалисты, думаю, меня простят.

Так же необходимо сказать, что все переделки оборудования вы производите на свой страх и риск. Любые модификации лишают вас гарантии. И естественно, автор, за любые последствия ответственности не несет. Не лишним будет сказать, что человек, берущийся за такую модификацию, должен быть уверен в своих силах, и иметь соответствующий инструмент. Данная модификация выполнима на блоках питания собранных на основе микросхемы SG6105 и немного устаревших TL494, MB3759, KA7500.

Для начала пришлось поискать datasheet на микросхему SG6105 – это оказалось не так уж сложно. Привожу из datasheet нумерацию ног микросхемы и типовую схему включения.

Рис 1. SG6105
Рис. 2. Типовая схема включения.
Рис. 3. Схема включения SG6105

Опишу сначала общий принцип модернизации. Сначала модернизация блоков на SG6105. Нас интересуют выводы 17(IN) и 16(COMP). К этим выводам микросхемы и подключен резисторный делитель R91, R94, R97 и подстроечный резистор VR3. На одном блоке отключаем напряжение 5 вольт, для этого выпаиваем резистор R91. Теперь подстраиваем величину напряжения 12 вольт резистором R94 грубо, а переменным резистором VR3 точно. На другом блоке наоборот, отключаем 12 вольт, для этого выпаиваем резистор R94. И подстраиваем величину напряжения 5 вольт резистором R91 грубо, а переменным резистором VR3 точно.

Провода PC – ON всех блоков питания соединяются между собой и подпаиваются к 20-ти контактному разъему, который потом подключаем к материнке. С проводом PG сложнее. Я взял этот сигнал с более мощного блока питания. В дальнейшем можно реализовать несколько более сложных вариантов.

Рис. 4. Схема распайки разъема

Теперь об особенностях модернизации блоков на основе микросхемы TL494, MB3759, KA7500. В этом случае сигнал обратной связи с выходных выпрямителей напряжений 5 и 12 вольт подается на вывод 1 микросхемы. Поступаем немного по-другому – перерезаем дорожку печатной платы около вывода 1. Другими словами отключаем вывод 1 от остальной схемы. И на этот вывод подаем нужное нам напряжение через резисторный делитель.

Рис 5. Схема для микросхем TL494, MB3759, KA7500

В этом случае номиналы резисторов одинаковы и для стабилизации 5 вольт и для 12. Если вы решили использовать блок питания для получения 5-ти вольт, то резисторный делитель подключаете к выходу 5В. Если для 12, то к 12.

Наверно хватит теории и пора приступать к делу. Сначала надо определиться с измерительными приборами. Для измерения напряжений я применю одни из самых дешевых мультиметров DT838. Точность измерения напряжения у них 0.5 процента, что вполне приемлемо. Для измерения тока использую стрелочный амперметр. Токи нужно мерить большие, поэтому придется самому изготовить амперметр из стрелочной измерительной головки и самодельного шунта. Готовый амперметр с фабричным шунтом приемлемого размера я найти не смог. Нашел амперметр на 3 ампера, разобрал его. Вытащил из него шунт. Получился микроамперметр. Дальше была небольшая сложность. Для изготовления шунта и калибровки амперметра, сделанного из микроамперметра, был нужен образцовый амперметр, способный мерить ток в пределах 15-20 ампер. Для этих целей можно было бы применить токовые клещи, но у меня таковых не оказалось. Пришлось искать выход. Выход я нашел самый простой, конечно, не очень точный, но вполне. Шунт я вырезал из стального листа толщиной 1мм, шириной 4мм и длиной 150 мм. К блоку питания через этот шунт подключил 6 лампочек 12V, 20W. По закону Ома через них потек ток равный 10 амперам.

Р(Wt)/U(V)=I(A), 120/12=10А

Один провод от микроамперметра соединил с концом шунта, а второй двигал по шунту, пока стрелка прибора не показала 7 делений. До 10 делений не хватило длины шунта. Можно было подрезать шунт потоньше, но из-за нехватки времени решил оставить, как есть. Теперь 7 делений этой шкалы соответствуют 10 амперам.

Фото 1 Бюджетный стенд для подбора шунта.
Фото 2. Стенд с включенными 6-ю лампочками 12вольт 20 ватт.
На последней фотографии видно, как просело напряжение 12 вольт при токе 10 ампер. Блок питания PowerMan Pro 420 W. Минус 11.55 показывает из-за того, что я перепутал полярность щупов. На самом деле конечно плюс 11.55. Этот же стенд я буду использовать как нагрузку для регулировки готового блока питания.

Новый блок питания я буду делать на основе PowerMaster 350 W, он будет вырабатывать 5 вольт. Согласно наклейке на нем, он по этой линии должен давать 35 ампер. И PowerMan Pro 420 W. С него я буду брать все остальные напряжения.

В этой статье я покажу общий принцип модернизации. В дальнейшем я планирую переделать полученный блок питания в пассивный. Возможно, перемотаю дроссели проводом большего сечения. Доработаю соединительные кабели на предмет уменьшения наводок и пульсаций. Сделаю мониторинг токов и напряжений. И возможно многое другое. Но это в будущем. Все это описывать в данной статье я не буду. Цель статьи – доказать возможность получения мощного блока питания, путем модернизации двух-трех блоков меньшей мощности.

Немного о технике безопасности. Все перепайки производятся, естественно, при выключенном блоке. После каждого выключения блока, перед дальнейшими работами, разряжайте большие конденсаторы. На них присутствует напряжение 220 вольт, и заряд они накапливают очень приличный. Не смертельный, но крайне неприятный. Электрический ожог заживает долго.

Начну с PowerMaster. Разбираю блок, вынимаю плату, отрезаю лишние провода…

Фото 3. Блок PowerMaster 350 W

Нахожу микросхему ШИМ, она оказалась TL494. Нахожу вывод 1, осторожно перерезаю печатный проводник и подпаиваю к выводу 1 новый резисторный делитель (см. Рис5). Подпаиваю вход резисторного делителя к пятивольтовому выходу блока питания (обычно это красные провода). Еще раз проверяю правильность монтажа, это никогда не бывает лишним. Подключаю модернизированный блок к своему бюджетному стенду. На всякий случай, спрятавшись за стул, включаю. Взрыва не произошло и это даже вызвало легкое разочарование. Для запуска блока соединяю провод PS ON с общим проводом. Блок включается, лампочки загораются. Первая победа.

Переменным резистором R1 на малой нагрузке блока питания (две лампочки по 12V, 20W и спот 35W) выставляю выходное напряжение 5 вольт. Напряжение замеряю непосредственно на выходном разъеме.

Фотоаппарат у меня не самый лучший, мелкие детали не видит, поэтому прошу прощения за качество снимков.

Блок питания на непродолжительное время можно включать без вентилятора. Но нужно следить за температурой радиаторов. Будьте осторожны, на радиаторах некоторых моделей блоков питания присутствует напряжение, иногда высокое.

Не выключая блок, начинаю подключать дополнительную нагрузку – лампочки. Напряжение не меняется. Блок стабилизирует хорошо.

На этой фотографии я подключил к блоку все лампочки, какие были в наличии – 6 ламп по 20w, две по 75 w, и спот 35w. Ток, текущий через них по показаниям амперметра в пределах 20 ампер. Никакого «проседания», никаких «перекосов»! Полдела сделано.

Теперь берусь за PowerMan Pro 420 W. Так же разбираю его.

Нахожу на плате микросхему SG6105. За тем отыскиваю нужные выводы.

Принципиальная схема, приведенная в статье г. Коробейникова, соответствует моему блоку, нумерация и номиналы резисторов те же. Для отключения 5-ти вольт выпаиваю резистор R40 и R41. Вместо R41 впаиваю два переменных резистора соединенных последовательно. Номинал 47 кОм. Это для грубой регулировки напряжения 12 вольт. Для точной регулировки используется резистор VR1 на плате блока питания

Рис 6. Фрагмент схемы блока питания PowerMan
Опять достаю свой примитивный стенд и подключаю к нему блок питания. Сначала подключаю минимальную нагрузку – спот 35W.

Включаю, подстраиваю напряжение. Затем, не выключая блок питания, подключаю дополнительные лампочки. Напряжение не меняется. Блок прекрасно работает. По показаниям амперметра ток достигает 18 ампер и никакого «проседания» напряжения.

Второй этап закончен. Теперь осталось проверить, как будут работать блоки в паре. Перекусываю провода красного цвета идущие от PowerMan к разъему и молексам, изолирую их. А к разъему и молексам подпаиваю пятивольтовый провод от PowerMaster 350 W, так же соединяю общие провода обоих блоков. Провода Power On блоков питания объединяю. PG беру с PowerMan. И подключаю этот гибрид к своему системному блоку. На вид он несколько странен и если кому-то захочется узнать о нем поподробнее, прошу на ПС.

Конфигурация такая:

  • Мать Epox KDA-J
  • Процессор Athlon 64 3000
  • Память Digma DDR500, две планки по 512Mb
  • Винт Samsung 160Gb
  • Видео GeForce 5950
  • DVD RW NEC 3500

Включаю, все прекрасно работает.

Опыт удался. Теперь можно приступать к дальнейшей модернизации «объединенного блока питания». Перевод его на пассивное охлаждение. На фотографии видна панель с приборами – это все будет подключено к данному блоку. Стрелочные приборы – мониторинг токов, цифровые приборы в круглых отверстиях под стрелочными – мониторинг напряжений. Ну и тахометр, и все такое, об этом я уже писал на своей персоналке. Но это в дальнейшем.

Влияние «объединенного блока питания» на дальнейший разгон я не проверял. Доделаю, тогда и проверю. Процессор уже разогнан до 2.6 гигагерц по шине, при напряжении на проце 1.7 вольта. Гнал я его на безвентиляторном блоке питания, но при таком разгоне 12 вольт на нем проседали до 11.6 вольта. А гибрид выдает ровно 12. Так что, возможно, еще немного мегагерц я из него выжму. Но это будет другая история.

Перечень используемой литературы:

  1. datasheet на микросхему SG6105
  2. Статья г. Коробейникова
  3. Журнал «Радио». – 2002.-№ 5, 6, 7. «Схемотехника блоков питания персональных компьютеров» авт. Р. Александров

Переделка блока питания. Увеличиваем мощность

Приветствую, Самоделкины!
Сегодня мы, вместе с автором YouTube канала «AKA KASYAN», займемся увеличением мощности источника питания. В качестве подопытного у нас дешёвое зарядное устройство для телефонов.

На нем автор продемонстрирует принцип переделки, а вы можете использовать этот же принцип для переделки иных блоков питания. Китайский производитель заявляет, что наш блок питания пятивольтовый и выдает на выходе ток до 1А, но что же, сейчас проверим.

В качестве измерителя у нас высокоточный usb тестер. Нагрузкой будет проволочный переменный резистор или реостат.


Включаем тестер к зарядному устройству и видим, что напряжение действительно в пределах 5В.
Ну что же, пришла пора нагрузить сие чудо.


Тут мы четко видим, что при выходном токе более 800 мА выходное напряжение просаживается ниже 5В, а при токе 850 мА просадка очень жесткая — это предел. Если грузить больше, сработает защита. Исходя из этого можно сказать, что заявленные производителем параметры завышены, но даже при токе 800 мА такой блок долго не проживет. Для него более менее безопасными являются выходные токи 400-500 мА, для обычных звонилок этого хватит, а вот для смартфонов нет.

В итоге, используя полученные данные, можно сказать, что мощность блока питания в пределах 4 Вт. Запомним это число и разберём блок.

Внутри все бюджетненько, качество самой платы не ахти. Построен он по довольно популярной топологи — автогенераторный импульсный источник питания с защитой по току и стабилизацией выходного напряжения.
Построен блок всего лишь на одном транзисторе, как правило, это высоковольтный биполярный транзистор.
В схеме есть ещё один транзистор, на нем построена система защиты, но об этом попозже.
Обратная связь или стабилизация напряжения построена на базе оптопары и обыкновенного стабилитрона.
Вообще если смотреть внимательно, на плате предусмотрено посадочное место для установки источника опорного напряжения, но производитель решил сэкономить и поставил обычный стабилитрон.
Но если всё сделано правильно, то такая простая схемка на одном транзисторе будет работать очень хорошо в течение многих лет. Теперь что касается переделки. Для начала выкидываем выходной выпрямитель (тут стоит одноамперный диод Шоттки 1n5819).
Далее роемся в запасах и находим практически любой диод Шоттки с током 2-3А, в данном случае это 3-х амперный sb340.
Он довольно крупный и находится рядом с выходным электролитическим конденсатором. Конденсаторы нагрев не любят, а диод как раз будет греться, поэтому он был установлен с обратной стороны платы, то есть со стороны дорожек.
С плюсовой линии, на всякий случай, автор усилил дорожку припоем.
Далее выпаиваем входной и выходной конденсатор, оба они электролитические. По выходу стоит 10В 470 мкФ, по входу высоковольтной на 400В 2,2 мкФ. Выходной конденсатор желательно поставить с низким внутренним сопротивлением. Выдрать такие конденсаторы можно из компьютерных блоков питания.
Автор нашел конденсатор на 1000 мкФ, в принципе, хватит и на 470 мкФ. Второй конденсатор заменен на такой же, только емкостью 4,7 мкФ. В идеале желательно ставить микрофарад на 10, но места в корпусе мало, поэтому такое решение.
Конденсаторы обязательно нужно проверить на исправность: утечка, утрата номинальной емкости и внутреннее сопротивление. Далее начинается самое интересное. Выпаиваем импульсный трансформатор, убираем скотч и кидаем транс в кипяток на минутку, чтобы клей ослаб, после чего аккуратно разъединяем половинки сердечника.
После этого убираем слой скотча и под ним обнаруживаем тоненькую обмотку — это у нас базовая обмотка, намотана проводом 0,15 мм и состоит из 13-ти витков. Кстати, вторичная обмотка трансформатора также содержит 13 витков, эту обмотку аккуратно удаляем. После нашей переделки ее нужно будет намотать обратно, но длины провода уже не хватит, поэтому провод от неё нам уже не пригодится. Намотана она проводом 0,3 мм, отсюда и такой ничтожный выходной ток.
Затем берем провод 0,45 мм, складываем в двое и мотаем на каркас 13 витков. Была обмотка 0,3 мм, а стала 2 по 0,45 мм, места на каркасе хватит.
Все обмотки мотаются точно в таком же порядке и направлении, что и в случае с заводской намоткой, дабы не перепутать начало и конец обмоток. То есть сделайте пару фоток перед процессом разматывания, чтобы ничего не перепутать. Изоляцией служит термостойкий скотч. Далее мотаем базовую обмотку точно так, как она была намотана изначально и опять ставим изоляцию.
Все готово, осталось собрать трансформатор. Перед сборкой аккуратно нужно почистить от старого клея, как каркас, так и половинки сердечника. Собираем трансформатор, половинки можно стянуть скотчем или капнуть капельку суперклея, но это нужно сделать только после того, когда убедимся, что все работает исправно.
Ставим трансформатор на место и, наверное, вы подумали, что на этом все? А вот и нет! Нам еще предстоит обмануть систему защиты. Благо обмануть защиту в такой простой схеме дело секундное. В общем, отслеживаем эмиттерную цепь нашего основного транзистора.
Эмиттер подключен на входной минус через резистор. Это низкоомный резистор с сопротивлением в несколько Ом, бывает и меньше, в данном случае резистор на 5,6 Ома.
Этот резистор у нас в качестве датчика тока и одновременно ограничивает ток через транзистор. Защита работает простым образом: чем мощнее выходная нагрузка, тем большее падение напряжения на этом резисторе, и в определённый момент этого падения хватит для того, чтобы сработал маломощный транзистор. Открываясь, он и замыкает базу силового транзистора на массу и тот закрывается, а, следовательно, пропадает выходное напряжение. Все очень просто.
Резистор меняем на аналогичный, только с сопротивлением от 2,2 до 3,3 Ом.
Теперь все, осталось только повторить тест, который мы делали в начале. Первый запуск блока нужно делать через страховочную лампу 5-10 Вт, это обязательно, и ни в коем случае не дотрагивайтесь платы во время работы, а лучше закрыть ее чем-нибудь диэлектрическим.
Как видим, при токе в 1 – 1,3А ощутимой просадки не наблюдаем. Выходная мощность блока питания у нас почти 8 Вт, а вначале было всего 4Вт. Результат на лицо.
Это конечно же круто, но сердечник трансформатора нужно менять, он сейчас из одного места вон лезет, чтобы обеспечить такую мощность, короче говоря работает за пределами своих возможностей. Далее автор выпрямил некоторые криво припаянные компоненты и обновил пайку, в таких бюджетных блоках она крайне ненадежная. Ну и в конце не лишним будет все почистить от флюса и блок питания в принципе готов.
На этом можно заканчивать. Благодарю за внимание. До новых встреч!

Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. .

Как увеличить мощность блока питания

28 июня 2011 Автор КакПросто! Обычно компьютер производят с определенными техническими данными. Но в процессе работы возникает необходимость увеличить мощность некоторых параметров. Высокая работоспособность компьютера во многом зависит от блока питания. На данный момент времени многие стали задаваться вопросами об увеличении мощности блока питания. Чтобы проделать данную операцию, нужно следовать определенным правилам. Вам понадобится

  • ПК, блок питания

Инструкция 1 Для того чтобы повысить мощность блока питания, нужно открыть его. 2 Далее надо оценить размеры трансформатора. Если они составляют «3х3х3» см и выше, значит можно смело приступать к доработке. 3 Сначала заменяют большие высоковольтные конденсаторы. Желательно поставить не меньше, чем 470мкфх200В. Дроссели ставятся только в низковольтную часть блока питания. Их изготавливают несколькими способами. 4 Можно самостоятельно попробовать намотать на ферритовое кольцо провод с лаковой изоляцией. Некоторые люди снимают дроссели со старых блоков питания. 5 Сглаживающие конденсаторы распаивают в пустые места в низковольтной части. Хватит и трех конденсаторов 2200мкфх16В. 6 Надо заменить диодную сборку. Желательно поставить 2 или 3 сборки MOSPEC S30D40, или же что-то похожее. Все это покупается в магазинах. 7 В блоке питания есть такие каналы, как +5В и +12В. Завышенное напряжение второго канала(+12) вредно для вашего компьютера. Для уменьшения этого показателя надо в разрывы желтых приводов впаять довольно мощный диод. Напряжение уменьшается на 0,6В, что Это обезопасит ваш компьютер. 8 В результате проведенных работ получается вполне нормальный блок питания. Он отлично будет работать на протяжении многих лет. С новым мощным блоком питания вы получите высокие результаты производительности. Источники:

  • Все о блоках питания ПК

Совет полезен?

Определение мощности и увеличение её в блоке питания ПК

Блок питания компьютера — это очень важный элемент, представляющий собой источник электропитания. Без него невозможно обеспечение компьютера необходимой ему энергией. Его работа заключается в преобразовании напряжения сети до нужного уровня. Важнейшей составляющей блока питания является мощность, ведь именно от неё зависит, насколько стабильно будет работать ПК. Например, при недостаточном значении мощности, ПК просто выключится. Неисправности подобного рода случаются нечасто, но, если случаются, приносят массу неудобств пользователю. В этой статье подробно рассмотрим, как узнать и увеличить мощность блока питания компьютера. Давайте разбираться. Поехали!

В этой статье мы расскажем, как узнать и увеличить мощность блока питания вашего ПК

Для начала необходимо узнать: сколько ватт в блоке питания. Как это сделать? Вы можете рассчитать этот показатель самостоятельно либо (что гораздо проще) воспользоваться специальным сервисом на сайте casemods.ru, который всё сделает за вас. Вам же останется только указать нужную для расчёта информацию, а именно:

  • Тип ядра ЦП;
  • Разгон ЦП;
  • Сколько установлено процессоров;
  • Мощность вентилятора;
  • Количество ЖД и оптических приводов;
  • Мощность материнской платы ПК;
  • Сколько имеется слотов оперативной памяти;
  • Модель и разгон установленной видеокарты.

Как только все перечисленные параметры будут заданы, сервис автоматически посчитает и выведет на экран значения средней и пиковой мощностей. Помимо casemods.ru, вы можете воспользоваться другими сервисами, которых в интернете немало.

Если перед вами стоит выбор БП для компьютера, то обращайте особое внимание на компанию-производителя. Не стоит приобретать блоки питания малоизвестных марок, так как их продукция, как правило, не отличается высоким качеством, а характеристики могут быть завышены вполовину. Всё это может являться причиной поломок и неисправностей в процессе эксплуатации.

Рекомендуется делать выбор в пользу продукции марок:

  • Termaltake;
  • Zalman;
  • CoolerMaster;
  • PowerMan;
  • Hiper.

К сожалению, так же легко определить мощность уже установленного блока питания нельзя. Но существуют другие способы, позволяющие это сделать. Например, вы можете снять крышку с системного блока и поискать специальную наклейку, содержащую всю необходимую информацию.

Теперь перейдём к тому, как увеличить мощность блока питания. Эта операция поможет вам несколько улучшить работоспособность ПК. Чтобы повысить мощность БП, выполните следующие действия:

  1. Откройте БП.
  2. Измерьте трансформатор. Размеры должны быть не менее чем 3х3х3 см. В противном случае лучше ничего не делать.
  3. Заменить большие высоковольтные конденсаторы. Рекомендуется установить их номиналом не менее 470 микрофарад / 200 вольт. Также обратите внимание, что дроссели ставят исключительно в низковольтную область БП. Изготовить их можно по-разному.
  4. Вы можете сами намотать провод с лаковой изоляцией на ферритовое кольцо. Также можно снять дроссели со старых блоков питания.
  5. Распаять сглаживающие конденсаторы.
  6. Произвести замену диодной сборки.
  7. Снизьте напряжение канала +12, чтобы обезопасить ПК. Для этого нужно впаять диод большой мощности в разрывы жёлтых проводов.

На иллюстрации показано, из чего состоит БП ПК

Компактный блок питания на полумостовом автогенераторе

В общем. На самом деле, этот преобразователь в силу схемотехнической простоты и малого количества деталей может быть выполнен даже навесным монтажом с использованием в качестве основания радиатора охлаждения транзисторов, а в качестве монтажных лепестков — жестких выводов силовых транзисторов, диодов и силового трансформатора. Даже в этом случае повторяемость преобразователя достаточно высока и определяется в основном качеством деталей и, собственно, монтажа. Автор и сам не раз монтировал подобные конструкции именно таким образом. Конструктив при навесном монтаже за счет использования объема получается компактным и достаточно жестким. Однако, конструкция, выполненная навесным монтажем имеет низкую ремонтопригодность (довольно сложно, согласитесь, в большинстве случаев при объемном монтаже добраться жалом паяльника до выводов детали, которую предстоит заменить). Печатная плата имеет в этом плане неоспоримое преимущество. А если плата достаточно универсальна, то может послужить и полигоном для импровизаций, позволяющих изменить или дополнить схему уже готового устройства. В данном случае как раз и была произведена попытка создания универсальной (в некотором роде) печатной платы, на которой можно было бы собрать два вида преобразователей — классический полумостовой автогенераторный или квазирезонансный; с использованием мощных биполярных или КМОП-транзисторов. Плата в большей степени задумывалась как проверочная, для испытания практически всех компонентов, применяемых в этом преобразователе, но и могла бы использоваться в качестве платы готового малогабаритного блока питания.

Рис 1. Принципиальная схема блока питания

О схеме (рис 1). Блок питания (далее — БП) рассчитан на работу от осветительной электросети с переменным напряжением ~220В с перепадами напряжения +/-15%. На входе БП установлен предохранитель FU1 и токоограничительный резистор R1, предотвращающий короткое замыкание питающей сети при заряде конденсатора С5. Перед выпрямительным мостом D3 включен симметричный LC-фильтр (Dr1, C1, C2) предотвращающий проникновение в осветительную сеть «продуктов» работы преобразователя — нежелательных гармоник, создающих помехи в осветительной сети и способных повлиять на работу прочих приборов, к этой сети подключенных. Цепь запуска преобразователя выполнена на компонентах R5, D6, C8, VD1 и представляет собой релаксационный R-C генератор, где конденсатор С8, заряженный (через резистор R5) до уровня порога срабатывания динистора, разряжается через динистор в обмотку II трансформатора Tr2 коротким и достаточно мощным импульсом, создавая условие для отпирания одного из транзисторов преобразователя, после чего (в обмотках 2 Tr2 наводятся разнополярные импульсы) преобразователь переходит в режим автогенерации. Условия генерации (частота, девиация) преобразователя определяются параметрами положительной обратной связи по напряжению. Напряжение со вторичной обмотки III силового трансформатора (далее — СТ) Tr1 через резисторы (конденсаторы, устанавливаемые вместо одного из резисторов) R7, R9 подается на обмотку I коммутирующего трансформатора (далее — КТ) Tr2. Создаваемый при этом ток в обмотке I Tr2, насыщает его сердечник, и это важно, т.к. на время насыщения сердечника оба транзистора гарантированно запираются перед переключением. То же самое происходит и при смене полярности импульса на выходных обмотках трансформатора Tr1, благодаря чему между сменой полярности выходных импульсов образуется ступенька-пауза, исключающая возможность протекания сквозного тока через транзисторы, который мог бы стать источником возможных дополнительных потерь и дополнительным аварийным фактором. После появления «рабочих» импульсов на вторичных обмотках преобразователя через диод D2 и резистор R2 начинает заряжаться конденсатор C3. Как только напряжение на его обкладках достигнет значения, достаточного для создания необходимого тока через управляющий переход симистора VS1, последний откроется и зашунтирует токоограничительный резистор R1. Такая схема двухступенчатого запуска служит для облегчения старта преобразователя при большой емкостной нагрузке. Поэтому в большинстве случаев можно обойтись и без этого узла, рассчитывая на то, что дроссель Dr3 (при достаточной индуктивности) облегчит запуск преобразователя при больших емкостях конденсаторов С13, С11. В таком случае, обмотка IV трансформатора Tr1 становится избыточной. Вместо резистора R1 в этом случае следует установить NTC-термистор сопротивлением 5-10Ом, с током от 3А.

Немного о квазирезонансном режиме. Работа преобразователя в квазирезонансном режиме предполагает «мягкую» коммутацию силовых ключей, когда их запирание происходит при минимальном токе коллектора (стока). Это обстоятельство позволяет значительно снизить энергетические потери на самом ключе (как следствие и — тепловыделение), повысить КПД блока питания в целом. Уменьшение излучаемых помех так же является полезным свойством квазирезонансного (резонансного) преобразователя. В статье не предусмотрено описание работы преобразователя в квазирезонансном режиме и испытания БП в этом режиме не производились, однако возможность построения в приведенной принципиальной схеме — имеется, и заложена в конструктиве печатной платы (далее — ПП).

Немного о коммутирующем трансформаторе. Те, кто хотел бы применить КТ собственной конструкции, — под имеющиеся магнитопроводы, должны знать, что сердечник КТ не должен иметь магнитных зазоров и должен быть ферритовым, — это условие насыщения сердечника. Чем меньше индуктивность обмотки I и площадь сечения магнитопровода, тем выше частота коммутации. Магнитопроводы можно выбирать любых геометрических размеров (с наружным диаметром 10-22мм по крайней мере работали без проблем), с магнитной проницаемостью 600-3000НН. Для расчета витков и их соотношений нужно иметь ввиду следующие факторы. Напряжение на вторичных обмотка КТ (Tr2) всегда должно быть несколько выше максимального напряжения входа управляемого прибора. Т.е., если это биполярный транзистор с падением напряжения на эмиттерном переходе = 0,6В, то расчетное напряжение на вторичной обмотке должно быть примерно в пару раз выше. Для МОСФЕТ (КМОП)-транзисторов следует выбирать не менее чем полуторное значение запаса по напряжению вторичных обмоток КТ относительно напряжения затвор-исток, указанного в datasheet для минимального сопротивления канала. В этом случае преобразователь надежно будет функционировать при заниженных значениях входного напряжения, а силовые ключи преобразователя гарантированно не войдут в область линейного режима, при котором могут быть разрушены в течении пары секунд. Избыточное напряжение (мощность — для биполярных транзисторов) будет рассеиваться на сопротивлениях резисторов R6-R9. Таким образом, при расчете КТ можно отталкиваться от геометрических размеров магнитопровода, имея ввиду предполагаемое максимальное количество витков; напряжением вторичных обмоток СТ, с которых будет производиться съем напряжения для ОС; отношением количества витков обмотки I к количеству витков обмотки II КТ. Так, если рассчитывается КТ для биполярных транзисторов, имеется ферритовый кольцевой сердечник с геометрическими размерами 10Х6Х4, а напряжение вторичной обмотки, желаемую для съема ОС, составляет 12В, наматываем на сердечник первичную обмотку любым проводом в изоляции, имеющим совокупный диаметр 0,25-0,4мм. Число витков берем произвольное, например – 20. При этом в окне магнитопровода КТ должно остаться место для пары вторичных обмоток. Разделив напряжение, подаваемое с в торичной обмотки СТ на количество витков первичной обмотки КТ, получаем значение вольт на виток = 0,6В. Учитывая то, что для нормальной работы биполярных ключей необходимо вдвое большее значение, понимаем, что витков должно быть не менее, чем 2. Можно и 3, если ток базы транзистора (определяется суммой сопротивлений резисторов R6-R9 соответствующей мощности) не превышает допустимого значения для выбранного транзистора.

О компонентах. Практически все компоненты могут быть использованы от старых компьютерных блоков питания (далее — БПК). Так, например, плата приспособлена для размещения СТ от БПК АТ-АТХ с выходной мощностью 200-400Вт, схема которых имела двухтактное полумостовое построение. ПП разрабатывалась под размеры основания каркаса СТ 29,5Х28мм с расстоянием между рядами выводов 22,5мм. Транзисторы так же могут быть использованы от старых БПК, как биполярные (далее — БТ), так и полевые (далее — ПТ); как от корректоров мощности, так и от преобразовательных каскадов; как от прямоходовых однотактных преобразователей, так и от полумостовых. Первичное условие: транзисторы должны иметь рабочее напряжение от 300В, а ток не менее 5А. Вторичное условие: транзисторы должны быть однотипными. Т.е., если будут использоваться ПТ, то напряжение затвора, соответствующее полному отпиранию канала должно быть одинаково для обоих транзисторов. Для БТ немаловажно близкое значение коэффициента усиления, напряжение насыщения К-Э транзисторов. Симметричный динистор для схемы запуска можно извлечь из платы преобразователя электронного балласта практически любой энергосберегающей люминесцентной лампы или электронного трансформатора для галогенных ламп. В качестве КТ можно использовать развязывающий трансформатор от БПК (без доработки, как для работы с БТ, так и для работы с ПТ) или КТ, извлеченные из электронных трансформаторов или балластов (с последующей доработкой). Данные по использованию КТ в различных вариантах приведены в таблице на рис 3.

О сборке. ПП (рис 2, рис 2а, рис 2б, рис 2в) при наличии готовых моточных компонентов собирается в течении получаса без каких-либо затруднений. Дроссель Dr1 используется без каких либо доработок от БПК. В качестве Tr1 использован СТ от БПК без доработки. Если в качестве КТ будет использоваться развязывающий тр-р от БПК, то к выводам самого тр-ра необходимо будет припаять удлиняющие проволочные выводы и сформовать их под расположение отверстий позиции трансформатора Tr2. Сделать это совершенно не сложно, т.к. последовательность выводов тр-ра БПК «правильная» для большинства из них. Рекомендую сразу же впаять поверенную комбинацию элементов ОС для КТ, имеющих моточные данные из таблицы: конденсатор 62нФ (вместо резистора R9) и резистор R7 номиналом 56 Ом (1-3Вт). Резисторы R6 и R8 или прочие компоненты их заменяющие на плате в этом случае не нужны. И не рекомендую до процесса наладки устанавливать на плату выходные диоды D13-D19. Далее необходимо выводы обмотки III Tr1 впаять в отверстия платы с обозначением Pad3, Pad4 или, если эта обмотка отсутствует, перемычками от этих отверстий — до концов выбранных по таблице на рис 2 вторичных обмоток (II Tr2). В случае использования классической схемы преобразователя следует вместо дросселя Dr2 установить перемычку. Восстановить на плате пару конденсаторов с указанными значениями номиналов. Вот и — классический полумостовой автогенератор. Обмотка III Tr1 так же может оказаться не обязательной к использованию, т.к. для съема напряжения для ОС можно использовать напряжения выходных силовых обмоток II Tr2. В случае использования квазирезонансного построения схемы, следует отказаться от использования конденсатора С6, а вместо конденсатора С7 использовать конденсатор расчетной емкости для соответствующей частоты преобразования. индуктивность дросселя Dr2 так же следует изначально рассчитать. В снабберной цепочке R10/C9 при работе преобразователя в указанном режиме так же нет особой нужды.

О подключении и мерах безопасности. Следующий этап — подключение БП к сети. В процессе наладки это лучше делать через развязывающий трансформатор ~220/~220В и подключенной в разрыв между одним из входных питающих проводов между БП и развязывающим тр-ром балластного сопротивления (токового ограничителя) в виде лампы накаливания, рассчитанной на напряжение осветительной сети (~220В) и мощностью 100-150Вт. Применение развязывающего тр-ра защитит при случайном касании от попадания под потенциал осветительной сети, а лампа в случае неправильного монтажа или действий предохранит электронные компоненты от повреждения. Для удобства установка выключателя в разрыв одного из питающих проводов не помешала бы. К вторичной полуобмотке II Tr1, соответствующей одному из выходных напряжений (+12В или -12В) следует припаять контрольную лампу небольшой мощности в качестве индикатора. Я использовал галогенную лампу 12В/20Вт. Контроль осциллографом следует осуществлять по любой из вторичных обмоток (так безопаснее для самого осциллографа).

О наладке. Предположим, что собран вариант БП с ПТ и использованием в качестве КТ — кольцевого ферритового магнитопровода размера 10Х6Х5 с намотанными на нем обмотками 2Х10+20 витков эмалированного провода диаметром 0,25-0,35мм (по таблице). КТ распаивается на месте, обозначенном Tr2 с точкой, обозначающей вывод 1. Отсчет прочих выводов — по часовой стрелке. Отверстие 1 — начало обмотки I; отверстие 2 начало обмотки II; 3 — конец обмотки II; 4 — начало второй обмотки II; 5 — конец второй обмотки II; 6 — конец обмотки I. При правильной фазировке обмоток II КТ относительно управляющих входов силовых ключей (затвор-исток) и обмотки I относительно выбранной обмотки II (или доп. обмотки III) СТ, а так же при указанных компонентах цепи ОС, запуск БП гарантирован при любых нагрузках в пределах заявленной мощности БП (правда, для начала, при последовательно подключенной балластной лампе следует ограничиться мощностью нагрузки 40-60Вт). При подаче питания на БП — короткая вспышка на балластной лампе, индицирующая заряд конденсатора С5 с дальнейшим ярким свечением индикаторной лампы, — так все и должно быть в идеале. Если этого не произошло, необходимо сменить фазировку обмотки I коммутирующего тр-ра относительно обмотки II (III) СТ. Если и в этом случае не произошло запуска, необходимо проверить наличие импульсов запуска. Эти импульсы можно увидеть на медленной развертке (1-5мс) осциллографом на пределе 0,5В/дел. Очень короткие по длительности импульсы с частотой следования от единиц до нескольких десятков Герц амплитудой до 1В (на самом деле они имеют большую амплитуду, но моим осциллографом я вижу только основание импульсов). При использовании рекомендованного развязывающего тр-ра, импульсы можно посмотреть в точке соединения R5-C8. При наличии импульсов запуска и при уверенности в правильности монтажа и целостности деталей, а, так же, в правильности намотки тр-ра, следует подобрать сопротивление резистора R7 с изменением фазировки обмотки I Tr2 при очередном неудачном запуске после изменения номинала резистора R7. Если все получилось и БП запускается без проблем, следует оставить его включенным на некоторое время без нагрузки (при одной лишь индикаторной лампе) и определить частоту преобразования. Оптимальной следует считать частотный диапазон от 27 до 100кГц. Именно в этом диапазоне хорошо (без ощутимых потерь) работают и ПТ и трансформаторы от БПК. Частоту для работы с БТ следует выбирать в диапазоне 25-55кГц. Через 2-5 минут БП следует отключить и проверить силовые компоненты на нагрев. Его не должно быть в принципе. И ключи и трансформаторы должны быть холодными, как будто их и не включали (для ПТ). Нить балластной лампы не должна светиться в процессе работы БП на индикаторную лампу. Если все так, то можно продолжить процесс наладки с помощью более мощных нагрузок. Пока еще не удаляя защитную лампу из схемы, подключаем нагрузку мощностью 50Вт. БП должен запуститься без проблем. При работе с ПТ в качестве ключей, частота генерации имеет значительно меньшие изменения нагруженного БП относительно его холостого хода; при использовании БТ изменение частоты гораздо существеннее (отображено в таблице). После проверки БП с нагрузками без участия выходных выпрямителей, следует распаять на ПП диоды выпрямителей (D12-D19 — расположены с обеих сторон ПП с одинаковой нумерацией — впараллель).

О тестировании. Биполярные транзисторы, используемые при тестировании БП: КТ854А, КТ872, КТ8110А, 2SC2625, MJE13007, 2SC4106, BU508. МОСФЕТы: IRFP460, IRF840, IRF740, PQPF20N60, RHJ3047. Самые хорошие результаты по таким критериям, как термостабильность, малый уход частоты, был получен с применением практически любых ПТ из списка тестируемых (включая IGBT RHJ3047). Все без исключения ПТ до мощности нагрузки 150Вт способны были работать без радиаторов с температурой корпуса не более 40С. Самые плохие результаты были продемонстрированы при использовании отечественных БТ. Сильный разогрев, вызываемый не столько мощностью нагрузки, сколько током, протекающим через переход Б-Э (отсюда необходим тщательный подбор компонентов ОС). Сильный уход частоты во времени даже без нагрузки, невозможность работы без хорошего охлаждения. Тем не менее транзисторы КТ854А и КТ8110А неплохо работали в качестве замены в 150 ваттных электронных трансформаторах Ташибра (Tashibra), где в их базовых цепях были установлены низкоомные резисторы. Импортные биполярные транзисторы (из списка) работали неплохо в целом, беспричинный разогрев не наблюдался, частота во времени держалась стабильно при различных нагрузках и холостом ходе. Все же 2SC2625 по всем параметрам — №1 среди биполярных транзисторов.

Рис 2 — ПП (вид со стороны расположения элементов)

Рис 2б (ПП — вид со стороны пайки)

Рис 2в (вид изготовленной ПП — расположение элементов)

Рис 2в (вид изготовленной ПП со стороны пайки)

Рис 3 таблица данных КТ и элементов ОС

Рис 4 (Плата блока питания в сборе на полевых транзисторах с КТ от БПК)

Рис 4а (ПП в сборе на БТ)

Рис 4а (ПП в сборе на ПТ)

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
R1 Резистор 100/5W 1 Поиск в Utsource В блокнот
R2 Резистор 910 Ом 1 Поиск в Utsource В блокнот
R3 Резистор 150 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
R4 Резистор 150 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
R5 Резистор 330 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
R6-R9 Резистор 15-100 4 Поиск в Utsource В блокнот
R10 Резистор 51 Ом 1 Поиск в Utsource В блокнот
R11, R12 Резистор 22 Ом 2 Поиск в Utsource В блокнот
C1, C2 Конденсатор 2n2/250V 2 Поиск в Utsource В блокнот
C3 электролитический конденсатор 4u7-22u 1 Поиск в Utsource В блокнот
C5 Электролитический конденсатор 82u-120u/400V 1 Поиск в Utsource В блокнот
C6, C7 Конденсатор u22/250V 2 Поиск в Utsource В блокнот
C8 Конденсатор 62n/250V 1 Поиск в Utsource В блокнот
C10, C12 Электролитический конденсатор 470u/25V 2 Поиск в Utsource В блокнот
C11, C13 Электролитический конденсатор 2200u/50V 2 Поиск в Utsource В блокнот
D12-19 Диод SS510 8 Поиск в Utsource В блокнот
D112-D119 Диод SS510 8 Поиск в Utsource В блокнот
VD1 Динистор DB3 1 Поиск в Utsource В блокнот
D8, D11 Выпрямительный диод 1N4148 2 Поиск в Utsource В блокнот
D7 Выпрямительный диод FR107 1 Поиск в Utsource В блокнот
D9, D10 Стабилитрон 1N4745A 2 Поиск в Utsource В блокнот
Q1, Q2 MOSFET-транзистор IRFP460 2 Поиск в Utsource В блокнот
C9 Конденсатор 1nX400V 1 Поиск в Utsource В блокнот
D3 Диод KBL608 1 Поиск в Utsource В блокнот
C4 Конденсатор 2n2/1kV 1 Поиск в Utsource В блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Е. МОСКАТОВ, г. Таганрог Ростовской обл.

Каким должен быть источник питания УМЗЧ? Мощным, с высоким КПД, надежным, легким, дешевым. Несмотря на противоречивость этих требований, предлагаемое устройство им всем удовлетворяет. Он собран по надежной и хорошо известной мостовой автогенераторной двухтрансформаторной схеме на дешевых и широко распространенных элементах, большая часть которых — отечественные. ИИП автора используется для питания четырех эстрадных УМЗЧ мощностью 350 Вт каждый.

Разработка предлагаемого ИИП велась на основе прототипа, описанного в статье Е. Гайно и Е. Москатова «Мощный импульсный источник питания» в «Радио», 2004, №9, с. 31, 32. Предварительно была поставлена цель повышения выходной мощности в три раза при условии сохранения принципа

действия и низкой стоимости изделия благодаря использованию широко распространенных компонентов. Именно поэтому предпочтение было отдано управлению переключательными транзисторами с помощью насыщающегося трансформатора. В устройстве применены резисторы в цепи положительной

ОС вместо использования драйверной микросхемы с многочисленными компонентами «обвязки». Кроме того, базовый ток биполярных переключательных транзисторов во много раз превышает максимально допустимый выходной ток современных драйверных микросхем, таких как IR2110, IR2113 и аналогичных. Это требует для согласования микросхемы с транзисторами введения умощняющей согласующей ступени и вспомогательного источника для ее питания, что сводит на нет такое достоинство предлагаемого ИИП, как малое число компонентов. Вместо дешевых и распространенных биполярных транзисторов можно было бы применить мощные MOSFET или IGBT, но тогда исчезло бы другое достоинство — низкая стоимость компонентов.

Частота преобразования прототипа при отсутствии нагрузки — всего 9 кГц, поэтому его импульсный трансформатор тяжел и издает неприятный свист. Предлагаемый ИИП не имеет такого недостатка, поскольку его минимальная частота преобразования — 30 кГц.

Схема предлагаемого ИИП показана на рисунке. Основа ИИП — автогенераторный мостовой преобразователь напряжения с ненасыщающимся мощным трансформатором Т1 и насыщающимся маломощным трансформатором Т2. Использование подобных преобразователей — хорошо известное и широко распространенное решение, его применяют в «электронных трансформаторах», балластах энергосберегающих ламп и других приборах, однако эти устройства меньшей мощности по сравнению с предлагаемым.

Основные технические характеристики

Напряжение питающей сети, В ……………………………………..176…253

Номинальное выходное напряжение, В………………………….2×80

Максимальная мощность нагрузки, кВт…………………………..1,5

Наибольший КПД устройства, % ……………………………………94

Частота преобразования при отсутствии нагрузки, кГц……30

Масса, кг ……………………………………………………………………….4,7

В связи с тем что УМЗЧ имеет собственную защиту по току, нет необходимости этой функции у ИИП. Частота преобразования непостоянна — она тем выше, чем больше мощность нагрузки. Термисторы RK1 и RK2 ограничивают пусковой ток зарядки оксидного конденсатора С21 при включении в сеть.

Для обесточивания устройства в случае аварии предназначен выключатель-автомат SF1. Газовый разрядник F1 защищает устройство от перегрузок по напряжению питающей сети. На конденсаторах СЮ, С17 и двухобмоточном дросселе L2 собран П-образный фильтр, препятствующий проникновению высокочастотных помех из ИИП в сеть.

Диодный мост VD8 выпрямляет переменное напряжение сети, а конденсатор С21 его сглаживает, конденсатор С22 шунтирует выход выпрямителя по высокой частоте.

На резисторах R1, R2, R7, конденсаторе СЗ и динисторе VD7 собран релаксационный генератор, который вырабатывает импульсы, необходимые для запуска генератора после включения питания, а также восстановления условий для возникновения генерации после ее срыва.

Резисторы R8—R15 ограничивают базовый ток переключательных транзисторов VT1— VT8, конденсаторы С6— С9, С11—С14 ускоряют их переключение. Диоды VD5, VD6, VD9, VD10 демпфируют выбросы напряжения переходных процессов. Резисторы R3—R6, R18—R21 в эмиттерных цепях транзисторов выравнивают протекающий через них ток. Конденсатор С20 устраняет подмагничивание магнитолровода не-насыщающегося трансформатора Т1 постоянным током.

Через резисторы R16, R17 образована цепь положительной обратной связи с выхода преобразователя (с обмотки III трансформатора Т1) на его вход (обмотку V трансформатора Т2). От сопротивления этих резисторов, числа витков обмоток, габаритов и магнитных свойств материала магнитопровода насыщающегося трансформатора Т2 зависит частота преобразования, которую можно вычислить по формуле

FSS10U/(4BHacq-Sc.Wkc), где F — частота преобразования, кГц; U — амплитуда импульсов напряжения на обмотке V трансформатора Т2, В; В„ас — индукция насыщения переключательного трансформатора Т2, Тл; q — скважность импульсов; Sc — площадь сечения магнитопровода трансформатора Т2, см2; W — число витков обмотки V трансформатора Т2; кс — коэффициент заполнения магнитопровода трансформатора Т2, для феррита почти достигающий единицы.

Диодный мост VD1—VD4 выпрямляет импульсное напряжение обмотки I трансформатора Т1. Конденсаторы С1, С2, С4, С5, С15, С16, С18, С19 и двух-обмоточный дроссель L1 сглаживают высокочастотные и низкочастотные пульсации выходного напряжения.

Предохранители FU1 и FU2 обеспечивают защиту от медленного увеличения тока нагрузки сверх допустимого предела. Светодиод HL1 — индикатор рабочего состояния устройства, резистор R22 — токоограничительный.

Конструкция ИИП — произвольная, взаимное расположение компонентов некритично, хотя желательно, чтобы каждый из диодов VD5, VD6, VD9, VD10 был размещен возможно ближе к своей паре транзисторов VT1VT3, VT2VT4, VT5VT7, VT6VT8. Источник собран навесным монтажом.

Термисторы SCK-2R515 (RK1 и RK2) можно заменить на MS32 5R020, MS32 7R015 или аналогичные NTC-термисто-ры с максимальным допустимым током не менее 15 А и номинальным сопро-

тивлением от 5 до 10 Ом при температуре 25 °С.

Вместо 30ЕТН06 (VD1—VD4) подойдут диоды 80EBU04, DSEI30-06A, HFA25TB60, RHRG3060. Каждый диод закреплен на отдельном теплоотводе с площадью охлаждающей поверхности 90 см2.

Диоды HER1608G (VD5, VD6, VD9, VD10) заменимы на 15ЕТН06,15ETX06S, HFA25TB60, DSEI12-06A, FES16JT, а диодный мост КВРС2510 (его необходимо снабдить теплоотводом с полезной площадью не менее 50 см2) — любым из GBU25M, BR2510, BR2510W, КВРС3510илиМВ4010.

Динистор VD7 — любой из КН102А— КН102В и 2Н102А—2Н102В; последние три предпочтительнее для эксплуатации ИИП при повышенной температуре. Также подойдут импортные динисторы DB-3 или DB-4 с напряжением включения 32 и 40 В соответственно.

Переключательные биполярные транзисторы VT1—VT8 установлены каждый на теплоотводе с площадью охлаждающей поверхности 140 см2. Вместо КТ812А можно использовать восемь однотипных транзисторов 2Т812А, КТ812Б или КТ840А.

Конденсаторы С1— СЗ, С15, С16, С22 — полиэтилентерефталатные MER или MEF, a C20 составлен из восьми параллельно соединенных конденсаторов MER по 1 мкФ с номинальным напряжением 630 В. Конденсаторы С6—С9, С11—С14 — керамические КМ5Б-Н90, К10-17А-Н50, К10-17Б-Н50. Конденсаторы СЮ и С17 — В32923-А2474М, рассчитанные на подключение в сеть переменного тока. Их допустимо заменить конденсаторами В81131-С1105-М, В81131-С1474-М, В81141-С1684-М, В81141-С1334-М или аналогичными. Оксидные конденсаторы С4, С5, С18, С19, С21 — алюминиевые К50-6, К50-35 или аналогичные.

Все постоянные резисторы, используемые в источнике питания, — непроволочные, например, МЛТ, ОМЛТ, С2-23, С2-33. Резисторы R1, R2 и R22 должны иметь номинальную мощность рассеяния 2 Вт. Резисторы R3—R6, R18—R21 — импортные керамические серии CRL Их также можно составить из нескольких параллельно соединенных резисторов до получения необходимых сопротивления и мощности рассеяния.

Импульсный трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе типоразмера Ш20х28 из феррита М2000НМ-9, соответствующего техническим условиям ОЖО.707.140ТУ. Также допустимо использовать феррит М2000НМ1-17. Обмотка I этого трансформатора содержит 2 секции по 8 витков жгута из четырех сложенных вместе проводов ПЭТВ-2 0,5. Обмотка II содержит 28 витков из двух сложенных вместе проводов ПЭТВ-2 0,5, а обмотка III — один виток провода ПЭВ-2 0,5. Все обмотки надле-

жит надежно изолировать одну от другой фторопластовой, майларовой или лакотканевой лентой.

Трансформатор Т2 намотан на кольцевом ферритовом магнитопроводе типоразмера КбхЗхЗ от автогенераторного электронного балласта энергосберегающей лампы. Каждая из обмоток I—IV содержит четыре витка провода ПЭВ-2 0,25, а обмотка V — девять витков провода ПЭВ-2 0,5.

Дроссель L1 — самодельный. Он выполнен на магнитопроводе кольцевой формы, составленном из двух одинаковых частей типоразмера КП35х26х7, из альсифера марки ТЧ-60. Обмотки I и II намотаны в два провода ПЭВ-2 2 до заполнения окна. Вместо ПЭВ-2 можно применить провод ПЭТВ. Дроссель L2 — готовый B82726-S2163-N30, который, согласно паспорту, допускает ток обмоток 16 А при максимальном напряжении между ними 250 В. Индуктивность каждой обмотки — 2,2 мГн.

Плавкие предохранители FU1 и FU2 — Н630РТ-15А, Н630-15А или аналогичные. Светодиод HL1 — любой, желательно зеленого цвета свечения.

Собранный из исправных деталей ИИП должен заработать сразу после включения. Если автогенерация отсутствует, нужно проверить фазировку обмоток трансформатора Т2 и, возможно, поменять местами подключение выводов его обмотки V либо обмотки III трансформатора Т1. Если частота преобразования без нагрузки существенно отличается от 30 кГц, это указывает на неподходящий материал или дефект магнитопровода трансформатора Т2, такой, например, как скрытая трещина. В этом случае магнитопровод необходимо заменить.

Добавил: Павел (Admin)
Е. Москатов (Радио N2 2011)

Вас может заинтересовать:

  1. Прецизионный стабилизатор накала
  2. Блок питания аудиоплейера
  3. Преобразователь напряжения -5 вольт
  4. ЛИНЕЙНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ
  5. Мощный блок питания для усилителя НЧ

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх