Главная » Питание
Призовой фонд
на январь 2017 г.
1. 5000 руб.
Академия Благородных Металлов
2. 1000 руб.
Radio-Sale
3. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
4. 600 руб.
От пользователей
5. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник

Похожие статьи:


Импульсный блок питания УМЗЧ

Существует множество схем ИИП, особенно на просторах интернета, а вот рабочих мало, единицы. Сколько было собрано, сколько сожжено дорогостоящих полевых транзисторов и микросхем! Некоторые блоки удавалось заставить работать, некоторые нет. Приведенная ниже схема начинает работать сразу, некритична к выбору деталей, практически не дает помех, доступна для сборки даже начинающим радиолюбителям.

На первый взгляд схема кажется сложной, но при поблочном рассмотрении все становится ясно и просто. Все детали недороги, легкодоступны, имеют множество замен, большинство деталей имеется в компьютерных блоках питания. Было собрано четыре блока, разной конфигурации, на разных печатных платах, все заработали сразу и работают до сих пор. Последний блок предназначен для известного усилителя «ЛАНЗАР». За основу взята схема [1] , дополнена устройством плавного запуска, переведена на современную элементную базу. Некоторые элементы были перерасчитаны для получения   большей мощности и снижения пульсаций выпрямленного напряжения.

Технические характеристики:
Номинальная мощность:   500Вт
Частота преобразования:   100 кГц
Выходное напряжение:   +/ - 65В
КПД   0,75

Мощность блока при использовании этих же деталей легко может достигать 800Вт, требуется только перерасчет трансформатора ТР2.

Краткое описание работы

Задающий генератор собран на элементах DD1, подстроечным резистором частота меняется в пределах 100-200 кГц. Триггер на элементе DD2 снижает частоту вдвое и формирует импульсы с более крутыми фронтами. Через комплементарный эмиттерный повторитель на транзисторах VT3 – VT4 импульсы проходят на трансформатор ТР1 и управляют мощными транзисторами VT5,VT6. Задающий генератор питается от отдельного стабилизатора собранного на элементах С5,С6,С7,С8 диодах   D7-D10 и транзисторе VT2. Устройство плавного запуска выполнено на тиристоре VD1. При включении блока в сеть, конденсатор фильтра C10 заряжается через резистор R5. Конденсатор С4 заряжается через резисторы R3 R4. При достижении на этом конденсаторе напряжения примерно 1В, тиристор открывается и шунтирует R5.
Сетевой фильтр и выпрямитель особенностей не имеют. За выпрямителем следует транзисторный фильтр на транзисторе VT1, который уменьшает пульсации выпрямленного напряжения в 125 раз, для того, что бы исключить модуляцию прямоугольного сигнала напряжением частотой 100Гц.

Напряжение, полученное с трансформатора ТР2 (обмотки 2 и 3) выпрямляется диодным мостом D13-D16 и через дроссель L2 поступает на выходной фильтр C16,C17,L3,L4,C18,C19,C20,C21. Дроссель L2 необходим главным образом для ограничения зарядного тока через диоды моста, т.к. в выходном фильтре применены конденсаторы большой емкости. Более подробно с работой схемы можно ознакомиться в [1].

Принципиальная схема:

Схема импульсного блока питания для УМЗЧ

Конструкция и детали

Конструктивно блок выполнен на трех печатных платах: на одной - силовая часть блока с устройством плавного запуска и транзисторным фильтром, на другой - задающий генератор с собственным блоком питания, на третьей трансформатор ТР2 и выходной фильтр. Выходной фильтр может быть собран непосредственно на плате усилителя, тогда ТР2 крепится к шасси. Компановка может быть различной.  Рисунки печатных плат 1 и 2 прилагаются. Ввиду чрезвычайной простоты плата выходного фильтра не разрабатывалась. При использовании разных деталей (диоды, конденсаторы) рисунок платы будет индивидуальным в каждом конкретном случае. Конденсаторы С14, С15 и резисторы R4,R5,R7,R11,R12 установлены на плате стоя. Конденсаторы С14, С15 и резисторы R11,R12 в верхней точке соединяются и образуют точку подключения нижнего по схеме вывода обмотки 1 трансформатора ТР2. Тиристор VD1 и транзистор VT1 установлены на одном радиаторе через изолирующие прокладки. При использовании тиристора в другом корпусе можно установить его на отдельный радиатор.
При сборке нужно стараться все соединения делать возможно короче.

О деталях

Микросхемы серии 511 заменять другими не следует. Можно использовать импортный аналог: для К511ЛА1 аналогом является Н102, для К511ТВ1 аналог Н110.

Транзисторы. На месте транзисторов VT3, VT4 можно использовать практически любые высокочастотные транзисторы: ВС639 и ВС640, ВС635 и ВС636, ВС337 и ВС638, КТ 315 и КТ361, КТ502 и КТ503 и др. желательно только подобрать их с наибольшим коэффициентом усиления.

Транзисторы VT5,VT6 лучше выбрать в большом корпусе. При использовании транзисторов в  корпусе ТО-220 необходимо скорректировать печатную плату. Можно их сделать и выносными. Для замены подойдут транзисторы серии 2SC – 3996 – 3998, 5144, 2204, 3552, 3042, 3306, 5570, 2625 и др. с напряжением не менее 400В и током коллектора не менее 10А. Их желательно подобрать с близким коэффициентом усиления. При установке этих транзисторов на общий радиатор надо использовать слюдяные прокладки смазанные пастой КТП-8. Площадь радиатора для каждого транзистора должна быть не менее 65см2. Транзистор VT1 можно заменить на КТ898А или А1. Это транзисторы дарлингтона, стоят в коммутаторах транзисторных систем зажигания. Можно поставить транзисторы серии 2SC указанные выше, но придется установить их на отдельный радиатор площадью не менее 150см2. Кроме того придется пересчитать вторичную обмотку трансформатора ТР2, т.к. на транзисторе будет потеря напряжения порядка 20В. Лучше самостоятельно сделать составной транзистор, добавив еще один, например MJE13005,13007,13009 и т.п. Участок схемы приводится. Вместо транзистора КТ815Г можно поставить КТ817Г или BD135, BD137, BD139.

Фрагмент:

Составной транзистор

Диоды. Диодный мост BR1010 можно заменить на другой, не менее 10А - 400В или отдельные диоды с такими же характеристиками. Мост снабжен небольшим радиатором.
Диоды D11,D12 – любые быстрые на напряжение не менее 400В. Подойдут FR104 – 107, FR154 - FR157, SF16, из отечественных можно поставить КД104А. D5 – FR157, SF16. Диоды 1N4007 можно заменить на КД105Г или другие на ток более 0,5А и напряжением 400В и больше. Диоды КД2997А,Б можно заменить на КД2999А,Б или импортные быстрые диоды с напряжением не менее 200В и током  15 - 20А. В крайнем случае, можно поставить КД213,  но по две штуки в плечо параллельно. Из импортных подойдут 15ETH06, 30ETH06, 30EPH06, BYW29-500 и др.  Диоды Шоттки можно использовать, если выходное напряжение не превышает 60В. Смотрите даташиты.

Стабилитрон D17 любой на 15В, например КС515 или импортный. Можно составить из двух, например КС175А, Д814А.

Тиристор ВТ151 можно заменить другим с максимальным током не менее 10А и напряжением 400В, например КУ202Н1.

Конденсаторы С2,С3С5,С9,С13-С19 пленочные, С1,С12 – керамика. Конденсаторы С14, С15 можно поставить и меньшей емкости, но не менее 1мкФ.   Они должны быть одинаковы и обязательно пленочными,  на напряжение не менее 250В.  Емкость С2,С3,С9 не критична и ее можно менять. Лучше в большую сторону. Конденсатор С10 составлен из двух емкостью 220 и 330 мкФ 400В. Если блок будет иметь другую мощность, эти конденсаторы следует ставить из расчета 1мкФ  на 1Вт мощности. Хотя и используется транзисторный фильтр, емкость этих конденсаторов не следует сильно уменьшать, что бы сохранить жесткость нагрузочной характеристики блока.  Конденсатор С8 может быть емкостью 100 – 200мкФ. Конденсаторы С16, С17 могут быть составлены из нескольких меньшей емкости, что даже лучше. Чем больше общая емкость – тем лучше, в разумных пределах. Для облегчения работы по высокой частоте конденсаторов С20, С21 желательно припаять непосредственно к их выводам с обратной стороны платы керамические конденсаторы емкостью 0,033 – 0,1мкФ.

Резисторы - указанной на схеме мощности. R1 – желательно многооборотный. R6 служит для разрядки конденсаторов, номинал 390 – 910кОм. Резисторы R11, R12 должны быть одинаковыми и могут быть номиналом от 47 до 200 кОм. Суммарное сопротивление резисторов R3 и R4 должно быть 43 – 46 кОм.

Дроссели и трансформаторы. Дроссель L1 намотан на кольце из феррита марки М2000 наружным диаметром от 20мм. Намотка ведется в один слой сразу двумя проводами диаметром 0.8-1,2 мм до заполнения. Можно использовать и Ш-образный сердечник, например от блока питания телевизора. Не критично. Дроссель L2 намотан проводом диаметром 1,2мм на чашечном сердечнике из феррита марки М2000 диаметром 35 и более мм. Намотка ведется в два провода до заполнения каркаса. Так как дроссель работает на постоянном токе, в зазор необходимо поместить диэлектрическую прокладку толщиной примерно 0,3мм.  Можно попробовать намотать на кольцевой сердечник от дросселя групповой стабилизации компьютерного блока питания. Дроссели L3 L4 готовые из компьютерного блока питания, те, что намотаны толстым проводом. Должны быть одинаковыми. Их можно изготовить самостоятельно, намотав 10-20 витков провода диаметром 1.2мм на кусочки круглого феррита от антенны радиоприемника длиной 25мм.

Трансформатор ТР1 изготовлен на кольце из феррита марки М2000 типоразмера 16*8*6 и содержит 90витков провода ПЭЛШО 0,12 намотанных сразу тремя проводами. Типоразмер, марка провода и число витков не критичны. Для облегчения работы этот трансформатор можно намотать на чашечном магнитопроводе диаметром примерно 20мм так же в три провода. Если нет ничего подходящего, можно намотать и на небольшом Ш-образном ферритовом магнитопроводе.

Трансформатор

Самая ответственная часть работы – намотка трансформатора ТР2. Он намотан на сердечнике, состоящего из двух колец типоразмера 40*25*11. Кольца нужно склеить между собой, грани закруглить крупной наждачной бумагой. Затем магнитопровод обматывается двумя слоями лакоткани или фторопластовой ленты. Первичная обмотка намотана в два провода (в параллель) диаметром 0,8мм и содержит 26 витков, равномерно распределенных по кольцу. Поверх первичной обмотки снова два слоя лакоткани. Вторичная обмотка(2,3) мотается в три провода диаметром 0,8мм и содержит 2*13 витков. Порядок работы таков: берем провод необходимой длины, складываем его в 6 слоев, слегка скручиваем для удобства, и мотаем 13 витков равномерно поверх первичной обмотки. Затем прозвонкой разделяем его на две части и соединяем начало одной части с концом другой. Так мы получим две обмотки в три провода и точку соединения. Снова обматываем все лакотканью. Готовый трансформатор можно пропитать парафином, нитролаком или эпоксидной смолой. Но в последнем случае он получится неразборным.  Для более точного подбора напряжения необходимо сразу после намотки первичной обмотки намотать 10 витков любого провода, подключить к диодному мосту и замерить напряжение. Затем вычислить необходимое количество витков. Получается примерно 5В на один виток. 

При намотке всех дросселей и трансформаторов крайне важно соблюдать начала и концы обмоток. Начала обмоток на схеме помечены точками.

Если нужны другие выходные напряжения, нужно пересчитать количество витков вторичной обмотки. Обмоток  может быть и несколько. Если нужно рассчитать трансформатор ТР2 на другую мощность или на другой магнитопровод, необходимо воспользоваться программой расчета импульсных трансформаторов Lite-Calc.

Из многих программ выбрана именно эта, как простая и дающая реальные достоверные результаты.

5-250-4.jpg

5-250-5.jpg

Налаживание начинаем с генератора импульсов. Для этого к сети подключаем  только маленькую печатную плату, отдельно от большой. Осциллографом наблюдаем на обмотках 2 и 3 трансформатора ТР1 противофазные прямоугольные импульсы. Затем резистором R1 устанавливаем частоту этих импульсов равной 100 кГц. У многих нет осциллографа, что делать? Берем плату с припаянным сетевым проводом и идем в ближайшее телеателье. Наверняка не откажут в одном измерении. После этого можно подключать и силовую часть блока питания. Сделать это лучше включив в разрыв сетевого провода лампу накаливания мощностью 75-100 Вт. Лампа должна кратковременно загореться и погаснуть. Если горит постоянно, проверяйте правильность сборки. Если все в норме – лампу убираем. Блок без нагрузки включать нельзя, поэтому на время проверки нагрузим его двухватными резисторами 500-600 Ом. Измеряем выходные напряжения. Если напряжения отличаются от расчетных, измерьте напряжение сети – возможно, оно сильно отличается от 220В. Проверяем работу устройства плавного запуска. Для этого подключаем авометр параллельно резистору R5. При включении блока прибор должен показать постоянное напряжение порядка 30В. Через одну-две секунды напряжение должно почти полностью исчезнуть.  Параллельно конденсатору С2 можно включить варистор, например JVR-7N391K, или другой, на напряжение около 400В. Отверстия в печатной плате имеются. Блок защищен предохранителем 8А.

5-250-6.jpg

5-250-7.jpg

5-250-8.jpg

Литература:
[1]  «РАДИО» №1 1987г. стр.35-37

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
DD1 МикросхемаК511ЛА11 Поиск в FivelВ блокнот
DD2 МикросхемаК511ТВ11 Поиск в FivelВ блокнот
D1-D4 Диодный мост
BR1010
4 Поиск в FivelВ блокнот
VT1 Биполярный транзистор
BU931P
1 Поиск в FivelВ блокнот
VT2 Биполярный транзистор
КТ815Г
1 Поиск в FivelВ блокнот
VT3 Биполярный транзистор
2N5551
1 Поиск в FivelВ блокнот
VT4 Биполярный транзистор
2N5401
1 Поиск в FivelВ блокнот
VT5, VT6 Биполярный транзистор
MJE13009
2 Поиск в FivelВ блокнот
D5, D11, D12 Выпрямительный диод
HER108
3 Поиск в FivelВ блокнот
D7-D10 Выпрямительный диод
1N4007
4 Поиск в FivelВ блокнот
D13-D16 Диод
КД2997А
4 Поиск в FivelВ блокнот
D17 Стабилитрон
КС515А
1 Поиск в FivelВ блокнот
VD1 ТиристорBT151-8001 Поиск в FivelВ блокнот
C1 Конденсатор1500 пФ1 Поиск в FivelВ блокнот
C2, C3 Электролитический конденсатор0.22мкФ 400В2 Поиск в FivelВ блокнот
C4 Электролитический конденсатор2200мкФ 10В1 Поиск в FivelВ блокнот
C5, C9 Электролитический конденсатор1мкФ 400В2 Поиск в FivelВ блокнот
C6 Электролитический конденсатор470мкФ 100В1 Поиск в FivelВ блокнот
C7 Электролитический конденсатор10мкФ 10В1 Поиск в FivelВ блокнот
C8 Электролитический конденсатор150мкФ 400В1 Поиск в FivelВ блокнот
C10 Электролитический конденсатор550мкФ 400В1 Поиск в FivelВ блокнот
C11 Электролитический конденсатор100мкФ 25В1 Поиск в FivelВ блокнот
C12 Конденсатор0.033 мкФ1 Поиск в FivelВ блокнот
C13 Конденсатор0.1 мкФ1 Поиск в FivelВ блокнот
C14, C15 Электролитический конденсатор4.7мкФ 250В2 Поиск в FivelВ блокнот
C16, C17 Электролитический конденсатор4.7мкФ 160В2 Поиск в FivelВ блокнот
C18, C19 Конденсатор0.22 мкФ2 Поиск в FivelВ блокнот
C20, C21 Электролитический конденсатор10000мкФ 83В2 Поиск в FivelВ блокнот
R1 Переменный резистор22 кОм1 Поиск в FivelВ блокнот
R2 Резистор
2 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R3 Резистор
22 кОм
1 2 ВтПоиск в FivelВ блокнот
R4 Резистор
24 кОм
1 2 ВтПоиск в FivelВ блокнот
R5 Резистор
200 Ом
1 2 ВтПоиск в FivelВ блокнот
R6 Резистор
680 кОм
1 2 ВтПоиск в FivelВ блокнот
R7 Резистор
2.7 кОм
1 2 ВтПоиск в FivelВ блокнот
R8 Резистор
1 кОм
1 025 ВтПоиск в FivelВ блокнот
R9, R10 Резистор
0.47 Ом
2 5 ВтПоиск в FivelВ блокнот
R11, R12 Резистор
62 кОм
2 2 ВтПоиск в FivelВ блокнот
L1 Катушка индуктивности1 Поиск в FivelВ блокнот
L2 Катушка индуктивности1 Поиск в FivelВ блокнот
ТР1 Трансформатор1 Поиск в FivelВ блокнот
ТР2 Трансформатор1 Поиск в FivelВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Паутов И.Б. Опубликована: 2012 г. 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (22) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Артемий #
Схема действительно простая, но на блокинг-генераторе была бы ещё проще. И еще: какое значение uк% у данного преобразователя?
Ответить
0
спринтер #
Есть схемы и на блокинг-генераторе,однако частота преобразования у них невелика. Здесь же частоту можно и еще увеличить,лишь бы диоды выпрямителя могли работать на такой частоте. Это повышает КПД блока. Так же уменьшаются габариты трансформатора.
Ответить
0
Артемий #
Смею отрицать ваше высказывание, т.к. на блокинг-генератре можно получать большие частоты, а вот насчёт кпд то при частотах выше 100кГц сильно начинают расти динамические потери, что сильно сказывается на потерях и на цене элементов.
Ответить
0
спринтер #
Поэтому и остановился на частоте 90-100 кГц. На эти частоты элементы найти легко.
Ответить
0
Артемий #
Это верно, тут и транс получается короткий и транзисторы простенькие. Кстати если ставить блокинг генератор, то можно выходные диоды заменить на активные выпрямители на транзисторах на общем трансе связи, что даже не мало увеличит КПД
Ответить
0
pugacz #
Схема ПРОСТАЯ?
На древних экзотических микросхемах К511, с промежуточным трансформатором, с отдельным двухканальным блоком питания для собственных нужд?
И это в то время, когда есть копеечные специализированные микросхемы (типа IR218x и т.п.) для построения полумостовых источников питания, которые обеспечат те же параметры с нескольким дополнительными навесными элементами...
Ответить
0
badr555 #
А где формируется защитная пауза?
Ответить
0
спринтер #
А паузы и нет.Введение в устройство каскада формирующего защитную паузу,сильно усложнило бы конструкцию.Но можно подумать над этим вопросом,а так же над обратной связью (стабилизацией).
Ответить
0
aka #
Уважаемый автор, 13009 на 100 ватт, как вы получаете номинальные 500 ватт? Даже на теплоотводах с кулером более 300 ватт сложно получать, вот если бы были несколько пар...
Ответить
-1
спринтер #
Вы не учитываете коэффициент трансформации, он распространяется на мощность тоже. Но для увеличения надежности конечно желательно применить более мощные транзисторы.Чем больше их КУ, тем лучше.
Ответить
+1
Инженер #
Вы не учитываете коэффициент трансформации, он распространяется на мощность тоже
Вы что то принимаете, или вы новая жертва школьной реформы Фурсенко. С каких пор мощность стала трансформироваться в трансформаторе?
Ответить
+1
спринтер #
Посмотрел первоисточник:там мощность более 100Вт, однако транзисторы на замену рекомендуют КТ704Б, у них мощность всего 15Вт. Видимо работало? Журналу РАДИО привык доверять.
Ответить
0
pugacz #
"как вы получаете номинальные 500 ватт?"
Вы не учитываете, что силовые транзисторы работают в ключевом режиме с КПД процентов 80-90, поэтому рассеиваемая на них мощность будет небольшой и заявленная выходная мощность блока вполне реальна
Ответить
0
Владислав #
Не хватает обратной связи по выходному напряжению.
Ответить
+1
Виктор #
Уважаемый автор, 13009 на 100 ватт, как вы получаете номинальные 500 ватт? Даже на теплоотводах с кулером более 300 ватт сложно получать, вот если бы были несколько пар..
100Вт это мощность каторую транзистор может рассеять, и она ни чего общего с мощностью блока питания не имеет.
Ответить
0
Сергей #
Тогда по вашему в 500 ваттный блок питания можно поставить транзисторы ватт на15-20? Разницы нет? И значит китайские бп ATX (на 13009 80Вт) действительно 450Вт как на них написано? Или у них 160Вт max.?
Ответить
0
Smelter #
Хватит пинать автора. Во-первых MJE13009 на 110 Вт, во-вторых работают в ключевом режиме. Максимальный ток у них 12, а пиковый... 25А! Таки китайские БП на 450W таки действительно 450 и выдают, другое дело, что это их предел и пульсации на выходе неудовлетворительные, но это уже из другой оперы.
Ответить
0
smd52 #
Ну а если УМ Холтона запитать? Кто быстрее рванёт. А то много сил затрачено на него. Транзисторы VT5 VT6 можно заменить на SD1710 или помощней.
Ответить
0
one-two #
Скажите, можно ли собрать по этой схеме ИБП на 5 кВт?
Ответить
0
Super Ingener #
Можно 15 кВт, только зачем так изголяться?
Ответить
0
Денис #
В первом трансформаторе вы указали первую обмотку, а вот остальные две сколько витков и кокой диаметр провода и с какой частотой он работает?
Ответить
0
Андрей #
В первом трансформаторе вы указали первую обмотку, а вот остальные две сколько витков и кокой диаметр провода и с какой частотой он работает?
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическое сопротивление?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

iMAX B6 - зарядное для Lion, LiPo, LiFe, Pb, NiCd и NiMH аккумуляторов
iMAX B6 - зарядное для Lion, LiPo, LiFe, Pb, NiCd и NiMH аккумуляторов
USB-реле (2 канала) Паяльник с регулировкой температуры
вверх