Регульований блок живлення з режимом стабілізації напруги і струму на основі АТС

Наша сеть партнеров Banwar

Подробиці Переглядів: 2927

С.П. Гапоненко, м Чернігів РА 3-4, 9/2009
В основі блоку живлення (БП) лежить БП для комп'ютера формату АТХ моделі Codegen 200XA1 250W ch.CG-07A. Але його з однаковим успіхом можна повторити і на будь-якому іншому БП (переробивши відповідно друковану плату). Необхідною умовою є використання ШІМ контролера TL494 або його аналога.

Детальний опис роботи цього контролера описано в [3]
Схема блоку живлення показана на рис.1. Більше 90% деталей використовується безпосередньо з комп'ютерного БП АТХ. Бажано, щоб вихідний БП був в справному стані. Це позбавить від проблем при першому включенні. В іншому випадку потрібно ретельно перевіряти кожен елемент, який встановлюється при складанні. Це стосується як активних (мікросхеми, транзистори, стабілітрони, діоди), так і пасивних (резистори, конденсатори) елементів.
Високовольтна частина БП залишилася без змін. Описувати її немає сенсу. Все це неодноразово розглядалося, наприклад, [1] і [2].
Вихідна частина складається з діодів VD18, VD19, в якості яких можна застосувати 30CPQ150 або аналогічні. Паралельно кожному з діодів підключені демпфирующие RC-ланцюжка, що знижують рівень паразитних коливань, що виникають на фронтах імпульсів. L1 виготовлений з дроселя групової стабілізації. Замість існуючих намотується одна обмотка, що складається з 6 витків дроту ПЕВ-2 3x1,2 мм. L2 - готовий 5-вольта дросель від БП. Резистор R56 потрібен для розряду конденсаторів при зменшенні напруги без підключеного навантаження. Конденсатори бажано застосувати, які розраховані для роботи в імпульсному режимі при частоті до 100 кГц.
Досить складно було реалізувати індикацію переходу БП в режим стабілізації струму. Після кількох невдалих спроб було знайдено просте рішення: застосувати для цього додаткову мікросхему DD2 TL494.


При переході БП в режим стабілізації струму загоряється світлодіод HL2.
На мікросхемі DA2 LM358 зібраний вимірювальний підсилювач вихідного напруги і струму. Коефіцієнт посилення їх обраний так, що при зміні напруги і струму на вході від 0 до максимуму, на виході напруги змінювалися від 0 до 2,5 В. Далі вони подаються на входи підсилювачів помилки, відповідно 1 і 16 DD1. А на інверсні входи подаються опорні напруги. За допомогою резисторів R43, R47 регулюємо величину опорного напруги, тим самим змінюємо величину напруги і струму на виході БП. На компараторе DA1 зібраний вузол аварійного захисту, при спрацьовуванні якої відбувається блокування роботи ШІМ і силові транзистори VD16, VD17 закриваються. Вихід з цього стану здійснюється вимикачем «PowerON» або відключенням БП від мережі. Як датчик перевантаження використовується трансформатор струму, що складається з 30 витків дроту ПЕВ2-0,2, намотаного на кільці діаметром 10 мм. Обмотка рівномірно розподіляється по всьому кільцю. Первинна обмотка - висновок від трансформатора Т2.1, протягнуто через кільце. Кільце, в залежності від виду трансформатора Т2, розташовується або безпосередньо на ньому, або знаходиться поруч. Світлодіод HL1 служить для індикації спрацьовування аварійного захисту.
На терморезисторами TR2 зібраний блок управління вентилятором, який при підвищенні температури збільшує обороти вентилятора. Сам терморезистор розташований в безпосередній близькості від L1.
БП має блочну конструкцію. Якщо він здасться комусь дуже складним, то його можна спростити, кілька погіршивши зручність в роботі. На стабільності вихідної напруги це ніяк не відіб'ється.
При необхідності, деякі блоки можна виключити. Наприклад, якщо не потрібен індикатор переходу в режим стабілізації струму, то DD2 разом з R50, VT9, R52, HL2 можна виключити. При цьому провідник, з'єднаний з 14 висновком DD2, з'єднати з 14 висновком DD1.
Якщо не потрібен блок управління вентилятором, то TR2, СЗЗ, R13, VT2, R16, R15, VT4 можна виключити, а вентилятор живити безпосередньо від катода VD5.
Якщо не потрібна кнопка включення БП, то елементи R22, R23, VT5, R28, VD15, С31 можна не встановлювати, а лівий висновок резистора R34 з'єднати з загальним проводом.
Якщо не потрібен блок аварійного захисту, то елементи Т4, R3, R6, VD4, С4, R10, DA1, VD11, R12, R11, R14, R19, VT3, R18, HL1, R17 можна не встановлювати. Але при пробої одного з діодів VD18 або VD19 можуть вийти з ладу високовольтні транзистори VD16, VD17 і діодний міст VD6-VD9.
Блок живлення здатний видавати напругу від 0 до 20 вольт при струмі до 20 ампер (потужність не повинна перевищувати рекомендовану для Codegen 200XA1, ті при 20 вольтах максимальний струм складе 10 ампер). Для отримання на виході більш високої напруги, слід перемотати вторинну обмотку силового трансформатора.

При включенні блоку живлення, на індикаторі з'явиться встановлене напруга. Але на виході блоку живлення напруга буде відсутній. Для того щоб на виході блоку живлення з'явилося встановлене напруга, потрібно натиснути кнопку S1. Спрацьовує триггерная схема подачі живлення. При цьому загоряється світлодіод HL3, індіціруя поява на виході блоку живлення напруги. Перевага даної схеми подачі живлення в тому, що при включенні блоку живлення, або після перебоїв в подачі електроенергії, на виході напруга завжди буде відсутній. При першому натисканні кнопки S1 харчування включається, а при другому натисканні кнопки S1

живлення вимикається. Застосовані два реле з однією групою перемикаючих контактів. Реле К2 з допустимим струмом комутації не менше максимального струму навантаження блоку живлення (20 Ампер). Можливо застосувати одне реле з двома групами контактів на перемикання. Іноді потрібно підібрати резистор R59 для надійного включення і виключення реле. Схема зібрана на окремій друкованій платі. В силу своєї простоти і відмінностей в застосовуваних реле, друкована плата не наводиться.
Для контролю напруги і струму застосовується будь-який вимірювальний прилад. В авторському варіанті використаний вольтметр і амперметр на основі ICL7107CPL (КР572ПВ2А) з семисегментний світлодіодними індикаторами ВА56-11GWA. Детальний опис яких знаходиться відповідно в [4] і [5]. Обидва індикатори зібрані на одній односторонній платі.
Про деталі блоку живлення: всі деталі взяті з вихідного блоку живлення, крім додаткової мікросхеми DD2, саморобного дроселя L1, DA2 і його обв'язки. Як R33 взято два резистора по 0,1 Ом потужністю 2 Вт, з'єднані паралельно. Збірку 30CPQ150 можна замінити на іншу аналогічну. Або поставити вітчизняні діоди КД21 ЗА або КД2999А, бажано по два паралельно в кожному плечі. На радіатор вони встановлюються через слюдяну прокладку.
І, як завжди, якщо всі деталі справні і помилок в монтажі немає, то блок живлення починає працювати відразу.

Необхідно лише виставити за допомогою R6 максимальний струм, при якому спрацьовує аварійний захист. Але все-таки, при першому включенні використовуйте послідовно включену лампочку 60 Вт 220 вольт. Це позбавить Вас від багатьох проблем. Пам'ятайте, частина елементів знаходиться під напругою в 300 вольт! Дотримуйтесь цих заходів електробезпеки при налагодженні і експлуатації блоку харчування!



література
1. Куличков А.В. Імпульсні блоки живлення для IBM PC. 2-е изд., Стер. - М .: "ДМК Прес", 2002
2. Головков А. В., Любицкий В. Б. Блоки живлення для системних модулів типу IBM PC-XT / AT. - М .: "Лад і Н", 1995 рік.
3. Довідник. Інтегральні мікросхеми. Мікросхеми для імпульсних джерел живлення та їх застосування. -М.: "Додека" 1997р.
4. http://www.intersil.com/da-ta/fn/f n3082.pdf
5. http://www.datasheetarchi-ve.com/pdf/815242.pdf

Залишати коментарі можуть тільки зареєстровані користувачі