Наша сеть партнеров Banwar
Простий і компактний імпульсний блок живлення 13.8 v. 25А
Суперечки про те, що краще - трансформаторний блок живлення або ж імпульсний, ведуться давно і безрезультатно. Прихильники є і у тих і у інших і число їх практично не змінюється. На мій же погляд ці "священні війни" абсолютно безглузді, а правда, як завжди - десь посередині. І у тих і у інших конструкцій є свої переваги і недоліки. Трансформаторні значно простіше конструктивно і схематично, їх виготовлення є навіть радіоаматори досить невисокої кваліфікації, вони явно надійніше і не створюють перешкод радіоприйому. Зате вони важче і крупніше. Є сенс їх використовувати в стаціонарних умовах. Імпульсні же легкий і компактний, мають набагато більш високий ККД, але значно складніше в збірці і налаштування. При неякісному виготовленні можуть стати джерелом радіоперешкод, вельми чутливі до якості електричної мережі і надійність їх залишає бажати кращого. Особливо ж відлякує радіоаматорів складність конструкції, яка різко зростає з ростом потужності. А всілякі мережеві фільтри та пристрої захисту часом за складністю і кількістю компонентів перевершують власне блок живлення. У той же час промисловістю випускаються готові модулі імпульсних перетворювачів напруги, які при мінімумі зовнішніх деталей дозволяють створювати прості, надійні і не потребують ні в якій налагодження потужні блоки живлення.
Так, американська компанія Powercube виробляє модуль 300HD 12-300. (З 300 вольт на 12, 300 ват). Конструкція блоку живлення для низьковольтної аматорської апаратури з використанням цього модуля представлена в цій статті.
Принципова схема.
Якби не моє патологічне бажання мінімізувати випромінюються імпульсним блоком живлення радіочастотні перешкоди, то конструкцію, безсумнівно, можна було б ще значно спростити. Трохи про роботу блоку живлення: Напруга подається на мережевий фільтр FL-1 з вбудованою мережевою розеткою для стандартного трьохпровідний шнура. Фільтр використовується готовий, промислового виробництва і розрахований на максимальний струм 3А. Потім через два термістора THR1 і THR2, що обмежують зарядний струм C3, (можна б і через один, звичайно) мережеве напруга надходить на мережевий вимикач і на запобіжник. Після них, при включеному SA1 - на додатковий мережевий фільтр на дроселі Dr1 і конденсаторах С1 і С2. Потім - на діодний міст Br1. Як моста застосований готовий діодний міст на зворотне напруга 1000в і ток 8А. Випрямлена і відфільтроване на С3 постійна напруга 310в подається безпосередньо на вхід модуля перетворювача. Світлодіод HL1 зеленого кольору відображає включення пристрою в мережу, а також через нього і резистор R1 розряджається С3 при відключенні пристрою від мережі. Конденсатори С6, С7 і С15 дозволяють додатково знизити випромінюються модулем радіочастотні перешкоди. Також паралельно вхідних клем модуля включений варістор TNR1, що захищає модуль від перенапруг, в тому числі дуже короткочасних, якими часом грішать наші мережі ... З вихідних клем модуля постійна напруга 13.8В подається на вихідний фільтр, утворений конденсаторами С4, С5, С8-С14 і дроселем Dr2. За допомогою резистора R3 проводиться точна установка необхідного вихідного напруги. При отсуствии R 3 вихідна напруга буде в точності так само 12в. Резистор R2 - навантажувальний, полегшує запуск блоку живлення при відключеному навантаженні. Резистор R 5 - можна не встановлювати, але він виявився корисним для зниження напруги до норми на реле К1, яке розраховане рівно на 12в. Трохи слід зупиниться на схемі пуску модуля. При з'єднанні через резистор R 4 виведення On / Off модуля з мінусовою клемою -In модуль відключається. При включенні блоку мережевим вимикачем, робота модуля заборонена, так як ці точки з'єднані чарез нормальнозамкнутие контакти кнопки SB1 і реле К1. При натисканні на SB1 "Start", її контакти розмикаються і відбувається запуск модуля. На його виході з'являється постійна напруга, реле К1 спрацьовує і розмикає своїми контактами пускову ланцюг. Тепер навіть після відпускання кнопки SB 1 блок живлення залишиться включеним. При спрацьовуванні захисту модуля по току або при перегріванні, при КЗ на виході, вихідна напруга пропадає, реле К1 відпускає і модуль відключається, переходячи в стан очікування. Це дозволило позбутися від постійних перезапусків блоку живлення при наявності постійного перевантаження по виходу або КЗ в ланцюзі навантаження, а також виключити запуск блоку живлення в процесі заряду С3 при включенні в мережу, коли напруга на ньому ще не досягло максимуму. Світлодіод HL 2 червоного кольору відображає наявність вихідної напруги, VD1 - захисний, від кидків напруги самоіндукції К1.
Деталі, налагодження і конструктив.
У жодній налагодження правильно зібраний блок живлення не потребує, крім установки вихідної напруги за допомогою підбору R3.
Конструктивно блок живлення зібраний в корпусі від убитого таксистами сібішного підсилювача ЕА-300, вдало поєднує в собі відповідні габарити, потужний радіатор і екранований корпус. Завдяки такому відмінному відведення тепла, кулер для охолодження не знадобився. Схема зібрана на шматку двостороннього фольгованого текстоліту товщиною 2 мм, доріжки і майданчики сформовані за допомогою різака, зайва фольга видалена. Фото плати приведено нижче. Мережевий фільтр готовий, будь-якого типу, на ток 3А, таких повно в комп'ютерних блоках харчування. Дросель Dr 1 також взято готовий, від комп'ютерного БП, конденсатори С1 і С2 - керамічні, фільтрові, на напругу 500в. С6 і С15 - керамічні на напругу 2К V, С7 - фторопластовий або поліпропіленовий на 630в.
С14 - танталовий на робочу напругу 20в, С5 і С8 - керамічні КМ-6, С4 і С9 - фторопластові. Електролітичні конденсатори вихідного фільтра дуже бажано застосувати спеціально розроблені з низьким ESR. Такі використовуються на материнських платах комп'ютерів. Робоча напруга всіх електролітичних конденсаторів - 16в. Dr2 - узятий готовий від якогось потужного блоку живлення, при самостійному виготовленні його можна намотати як на ферритовом старжне, так і на кільці з проникністю 1000-2000 в один шар до заповнення емалірованниі проводом діаметром близько 2 мм. У моєму випадку індуктивність дроселя склала 3мкГн. Реле К1 - будь малопотужне і малогабаритне, на робочу напругу 12в, має контакт на перемикання. Кнопка SB1 - будь-яка, має нормальнозамкнутий контакт і розмикати при натисканні.
Ділянки плати, за якими протікають великі вихідні струми, слід облудить товстим шаром припою, модуль перетворювача і діодний міст встановлені безпосередньо на радіатор. (Про КПТ-8 не забуваємо!).
При випробуванні блок живлення показав наступні результати: струм навантаження 25А тримає довго і надійно за умови достатнього охолодження радіатора. При цьому вихідна напруга на клемах просаживается всього на 0.05в. Також без проблем працює при струмі навантаження 30А. При такому струмі випробовувався дві години на безперервному режимі, правда довелося піддувати на корпус зовнішнім кольором, конвекції вже не вистачало. Захист по струму спрацьовує при струмі навантаження більше 33А або при КЗ на виході. При спрацьовуванні захисту блок миттєво і надійно відключається. ВЧ пульсації на виході виміряти не вдалося за допомогою С1-65А - власні шуми осцилографа були більше. Дослідження за допомогою переносного средневолнового приймача також показали відмінні результати - перешкода від зарядника стільникового телефону була значно більше, ніж від навантаженого БП. При використанні блоку живлення з трансівером також не було чутно ніяких "жужжалок". Різкі зміни струму навантаження при переході на передачу і при роботі CW до спрацьовування захисту не привели, що іноді спостерігається при використанні перероблених блоків живлення від комп'ютерів. В цілому БП зарекомендував себе простим, легким і надійним в роботі.
Конструкція в картинках.
UA1ZH © 2013
