Главная » Питание
Призовой фонд
на сентябрь 2020 г.
1. 1500 руб
Сайт Паяльник
2. Осциллограф DSO138
Сайт Паяльник
3. 50 руб.

Похожие статьи:


Регулируемый адаптер

Возникла необходимость в адаптере для питания миниатюрного паяльника. Ниже схема данного адаптера.

Схема адаптера электропитания мощностью 20 Ватт

Параметры адаптера: выходное напряжение 5-12 вольт, мощность 20 Ватт, ток до 2 ампер.

Адаптер выполнен на микросхеме OB2358 с встроенным силовым ключом на 600 вольт. Роль предохранителя выполняет резистор R1. Варистор RU1 защищает адаптер от бросков и превышения входного напряжения. Резисторы R4, R6 при включении адаптера в сеть заряжают емкость C9 и обеспечивают запуск микросхемы D1. Ob2358 меет малый ток запуска (не более 20 мка) поэтому величина резисторов R4, R6 1 МОм. Конденсатор С8 обеспечивает самозапитку адаптера после запуска. Даже при отсутствии нагрузки на выходе, он заряжается узкими импульсами "иголками" от обмотки Т1 до необходимой величины. При некачественно изготовленном трансформаторе с большой величиной индуктивности рассеяния C8 может зарядиться выше требуемого напряжения, для предотвращения этого в схеме есть резистор R10. Глубокую регулировку выходного напряжения обеспечивает стабилизатор на транзисторе VT1 с напряжение стабилизации 12-15 вольт. При напряжении на выходе 5 вольт напряжение подпитки 12 вольт (напряжение на конденсаторе C8), и при регулировке до 12 вольт напряжение подпитки также будет пропорционально повышаться, а транзистор VT1 стабилизирует питание контроллера, и не допускает его превышения.. Резисторами R20, R21 подстраивается токовая защита.Максимальное выходное напряжение подстраивается резистором R16, минимальное задается R14.

Трансформатор выполнен на половинках сердечника FW44-EF20/20/11 с зазором 0.5мм и без зазора( печатная плата предусматривает установку сердечника на меньшую мощность FW44-EE20/20/6, и каркаса FWB2016). Первичная обмотка содержит 136 витков провод 0.2 мм, вторичная 10 витков 0.6 мм проводом в тройной изоляции, обмотка подпитки содержит 24 витка 0.2 мм. Индуктивность первичной обмотки 3.2mH, вторичной 17,4 uH, подпитки 100uH. Обмотки выполнены на каркасе FWB2012. Первой мотается первичная обмотка 45 витков в один слой , изолируется трансформаторным скотчем, затем поверх еще 45 витков, затем полностью вторичная обмотка равномерно в один слой, затем изолируется трансформаторным скотчем, затем доматывается первичная обмотка 46 витков и изолируется трансформаторным скотчем, затем обмотка подпитки и изоляция трансформаторным скотчем. Так как каркас имеет 6 выводов, то вывод 8 обмотки подпитки (по схеме) выполнен отдельно и изолирован в трубочке.

Монтаж адаптера выполнен на печатной плате. Печатная плата сделана в Altium Designer.

Печатная плата адаптера электропитания

 

Плата устанавливается в корпус" 6-8 ".

Адаптер электропитания мощностью 20 Ватт

Включение и настройка

Проверить фазировку трансформатора T1. Первое включение производить при сопротивлении резистора R16 0 Ом. и нагрузке на выходе 25 ом. На выходе должно быть напряжение 5 вольт, на конденсаторе С8 12-15 вольт. Далее повышая выходное напряжение до 12 вольт убедиться в увеличении напряжения на конденсаторе С8 до 30-35 вольт, при этом напряжение на конденсаторе C9 должно составить не более 15 вольт. Далее установить выходное напряжение 10 вольт и увеличивая ток нагрузки до 2.2-2.3 ампер подбором резисторов R20-R21 добиться срабатывания защиты от превышения выходной мощности ( адаптер должен выключаться).

Ниже осциллограммы работы адаптера:

Напряжение на силовом ключе микросхемы D1 (вывод 5-6) при входном напряжении 220 вольт, выходное напряжение 12 вольт, ток 1,66 ампер:

Выброса и осцилляций на ключе практически нет, так как в цепочке RCD установлен медленный диод 1n4007. Частота преобразования порядка 50 кГц.

Напряжение на выходном диоде VD1 при входном напряжении 220 вольт, выходное напряжение 12 вольт, ток 1,66 ампер:

Напряжение с учетом выброса менее 50 вольт, поэтому возможно применить диод VD1 на напряжение 60 вольт.

Термограмма адаптера при длительной работе. Входное напряжение 220 вольт, выходное 12 вольт, ток 1,66 ампера.

Температура микросхемы D1 не более 60 градусов, а выходного диода 70 градусов. При длительной работе адаптера на максимальной выходной мощности может потребоваться установка небольшого радиатора на VD1.

4. Заключение

Данный адаптер выполнен на максимально простой схемотехнике, на дешевых, широкодоступных элементах и прост в настройке.

Во вложениях проект альтиума, пдф для ЛУТа и подробный пример похожего адаптера.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
R1 Резистор
0 Ом
1 1206Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R2 Резистор
10 Ом
1 0805Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R3, R7 Резистор
75 кОм
2 1206Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R4, R6 Резистор
1 МОм
2 1206Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R5, R8 Резистор
10 Ом
2 0805Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R9 Резистор
10 Ом
1 0805Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R10 Резистор
0 Ом
1 0805Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R11 Резистор
1 кОм
1 1206Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R12 Резистор
750 кОм
1 0805Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R13 Резистор
1 кОм
1 0805Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R14 Резистор
10 кОм
1 0805Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R15 Резистор
750 Ом
1 0805Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R16 Резистор
33 кОм
1 3296 seriesПоиск в магазине ОтронВ блокнот
R17 Резистор
0 Ом
1 0805Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R18 Резистор
2 кОм
1 0805Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R19 Резистор
10 кОм
1 0805Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R20 Резистор
2.2 Ом
1 0805Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R21 Резистор
4.7 Ом
1 0805Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R22 Резистор
10 кОм
1 0805Поиск в магазине ОтронВ блокнот
 
C1 Конденсатор2200 пФ1 X1Y1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
C2 Конденсатор3300 пФ 1 кВ1 1206Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С3, С14 Конденсатор470 пФ 100 В2 0805Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С4, С5 Конденсатор10 мкФ 400 В2 10х20Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С6, С13 Конденсатор10 мкф 25 В2 1210Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С7 Конденсатор2200 мкФ 16 В1 13х20Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С8 Конденсатор0.15 мкФ 50 В1 0805Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С9 Конденсатор10 мкФ 50 В1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С10 Конденсатор22 нФ 50 В1 0805Поиск в магазине ОтронВ блокнот
C11 Конденсатор10 нФ 50 В1 0805Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С12 Конденсатор220 пФ 50 В1 0805Поиск в магазине ОтронВ блокнот
 
RU1 Варистор430 В1 D 7mmПоиск в магазине ОтронВ блокнот
 
VD2 Диодный мост
MB6S
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
VT1 Биполярный транзистор
BC847
1 sot23Поиск в магазине ОтронВ блокнот
D1 Микросхемаob2358ap1 DIP8Поиск в магазине ОтронВ блокнот
D6 Стабилитрон
BZX84C15
1 sod323Поиск в магазине ОтронВ блокнот
D4 Выпрямительный диод
BAS321
1 sod323Поиск в магазине ОтронВ блокнот
D3 Выпрямительный диод
1N4007
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
U1 Оптопара
PC817
1 DIP4Поиск в магазине ОтронВ блокнот
VD1 ДиодSTPS20H100CT1 TO220Поиск в магазине ОтронВ блокнот
VD5 ИС источника опорного напряжения
TL431
1 SOT23Поиск в магазине ОтронВ блокнот
 
L1, L2 Катушка индуктивности220 мкГн2 EC24Поиск в магазине ОтронВ блокнот
 
X1 разъёмWF-21 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
 
КорпусКорпус 6-8 (8234)1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
ШнурШВП-М (ШВП-2) 2х0.51 1,5 метрПоиск в магазине ОтронВ блокнот
 
T1/1 СердечникFW44-EF20/20/11 GAP=0.5mm1 зазор 0.5ммПоиск в магазине ОтронВ блокнот
T1/2 СердечникFW44-EF20/20/111 без зезораПоиск в магазине ОтронВ блокнот
T1/3 КаркасFWB20121 6 pinПоиск в магазине ОтронВ блокнот
ПроводПЭТВ-2 0.2 мм1 4 метраПоиск в магазине ОтронВ блокнот
ПроводПровод обмоточный с тройной изоляцией 0.6 мм1 1 метрПоиск в магазине ОтронВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 0
Я собрал 0 2
x

Оценить статью

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

Средний балл статьи: 4.6 Проголосовало: 2 чел.

Комментарии (10) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Публикатор #
На форуме автоматически создана тема для обсуждения статьи.
Ответить
+1
Nem0 #
Грамотное исполнение!
Ответить
0
sks144 #
Для чего нужен узел на транзисторе vt1? Насколько мне известно, в подобных шим-контроллерах имеется встроенный стабилизатор?
Чем вызвано применение такого экзотического шим. Чем он лучше TNY или TOP?
Ответить
0

[Автор]
Klepko #
В данном контроллере нет встроенного стабилизатора а лишь защита от превышения входного напряжения, что то вроде внутреннего стабилитрона на 30 вольт. Работа контроллера от 30 вольт и более будет скорее аварийным режимом чем рабочим и будет вызывать его перегрев. В шим контроллерах питающихся от внешней обмотки ( а не от внутреннего стабилизатора) величину подпитки выбирают обычно из диапазона выше UVLO(ON) (порог отключения при пониженном напряжении) на несколько вольт ( так как на холостом ходу она снижается) и не более OVP(ON) ( верхний порог ограничения). А еще верхнюю величину напряжения питания ШИМ контроллеров ограничивает рабочее напряжение затворов большинства высоковольтных mosfet +-25 вольт. Так же величина подпитка влияет на ток короткого замыкания, так как во время КЗ контроллер питается от энергии конденсатора в подпитке контроллера, и чем выше подпитка, тем дольше источник работает на КЗ. Поэтому оптимальным вариантом является величина 15 вольт. В данном образце источника при выходном напряжении 12 вольт без стабилизатора подпитка составляла порядка 32-33 вольта, поэтому потребовался стабилизатор на VT1.Шим контроллер не экзотический, на нем выполнено довольно большое количество зарядок для смартфонов. Применение вызвано дешевизной и неплохими характеристиками и доступностью. Если сравнивать TNY или TOP, то в них нельзя регулировать защиту по току внешними резисторами, внутренний стабилизатор данных контроллеров снижает их эффективность (поэтому в их схемотехнике иногда используется также обмотка подпитки). И как правило в сетевых маломощных адаптерах питания в силовых элементах потери на переключение превышают резистивные потери по величине (сопротивление ds mosfet и падение на выходном диоде), то считаю что целесообразнее применить шим контроллера с меньшей рабочей частотой ( частота OB2458 50 кгц а TNY 130 кгц) для уменьшения перегревов силовых элементов. Тем более в корпусе поместились все компоненты а пульсации выходного напряжения для паяльника не критичны.
Ответить
0
sks144 #
Да, согласен, спасибо за ответ, присмотрелся к OB2458 внимательнее - действительно, весьма интересный шим и недорогой.
Ответить
0
andro #
Максимальное выходное напряжение подстраивается резистором R16, минимальное задается R14.
А что же тогда делает R22?
И почему такой странный фильтр по входу на L1 i L2?
Ответить
0

[Автор]
Klepko #
Резистор R22, как правило, при разных выходных исполнения источников питания оставляют постоянным и не подстраивают в широких пределах (так как он может влиять на частотные свойства TL431 и стабильность обратной связи). Поэтому имеем на выводе ref TL431 напряжение 2,5 вольт а сопротивление R22 10кОм, соответственно ток через R22 = 2.5В/10000 ом=0.25ma. Поэтому при крайнем положении резистора R16 (когда его сопротивление равно нулю) и токе через резистор R14 (10кОм) 0.25ma падение на нем составит тоже 2,5 вольт. Поэтому на выходе будет минимальное напряжение2,5+2,5= 5 вольт т.е. сопротивлением R14 задается минимальное выходное напряжение.
На печатной плате мало места для размещения какого нибудь простейшего малогабаритного синфазного дросселя, поэтому фильтр выполнен на двух отдельных маленьких дросселях. Такое включение фильтра очень часто встречается в аппнотах к маломощным микросхемам LinkSwitch. Например как во вложении.
Прикрепленный файл: der227.pdf
Ответить
0
andro #
Можно сделать на колечке небольшой фильтр, видел в недавно разобранном миниатюрном блоке питания.
Ответить
0
andro #
Отредактирован 21.04.2020 17:04
Ответить
0

[Автор]
Klepko #
Хороший вариант синфазный фильтр на кольце, особенно на кольцах из нанокристалличеких материалов с большой проницаемостью.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическое сопротивление?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Конструктор регулируемого преобразователя напряжения LM317
Конструктор регулируемого преобразователя напряжения LM317
LC-измеритель LC100-A Конструктор: DDS генератор сигналов
вверх