Преобразуване на компютърни захранвания с ШИМ контролери като dr-b2002, dr-b2003, sg6105 в лабораторни захранвания. Смяна на диодни възли с по -мощни

Чип ULN2003 (ULN2003a)е по същество набор от мощни композитни ключове за използване в вериги с индуктивен товар. Може да се използва за управление на големи товари, включително електромагнитни релета, двигатели постоянен ток, електромагнитни клапани, в различни вериги за управление и други.

Чип ULN2003 - описание

Кратко описание на ULN2003a. Микросхемата ULN2003a е транзисторен възел от Дарлингтън с изходни превключватели с висока мощност, който има защитни диоди на изходите, които са предназначени да защитават контрола електрически веригиот обратния скок на напрежението от индуктивния товар.

Всеки канал (двойка Дарлингтън) в ULN2003 е предназначен за 500mA натоварване и може да издържи максимален ток от 600mA. Входовете и изходите са разположени един срещу друг в корпуса на микросхемата, което значително улеснява окабеляването печатна електронна платка.

ULN2003 принадлежи към семейството на микросхеми ULN200X. Различните версии на тази интегрална схема са предназначени за специфична логика. По -специално, микросхемата ULN2003 е проектирана да работи с TTL логика (5V) и CMOS логически устройства. ULN2003 се използва широко в вериги за управление на широк диапазон от натоварвания, като релейни драйвери, драйвери на дисплеи, линейни драйвери и др. ULN2003 се използва и в драйвери на стъпкови двигатели.

Блокова диаграма на ULN2003

Схематична диаграма

Спецификации

Номинален ток на колектора на един ключ - 0,5А;
Максимално изходно напрежение до 50 V;
Защитни диоди на изходите;
Входът е адаптиран към всички видове логика;
Възможност за използване за управление на реле.

Аналог ULN2003

По -долу е даден списък на това, което може да замени ULN2003 (ULN2003a):

Чуждестранен аналог на ULN2003 - L203, MC1413, SG2003, TD62003.
Вътрешният аналог на ULN2003a е микросхема.

Микросхема ULN2003 - схема на свързване

ULN2003 често се използва за управление на стъпков двигател. По -долу е схемата на свързване на ULN2003a и стъпковия двигател.

Въведение

Голямо предимство компютърна единицазахранването се състои в това, че работи стабилно, когато мрежовото напрежение се промени от 180 до 250 V, а някои копия работят дори с по -голямо изменение на напрежението. Възможно е да се получи полезен ток на натоварване 15-17 A от 200 W блок, а в импулсен (краткотраен режим на повишено натоварване)-до 22 A. и по-ниски, най-често направени на микросхеми 2003, AT2005Z , SG6105, KA3511, LPG-899, DR-B2002, IW1688. Такива устройства съдържат по -малко дискретни елементи на платката и са по -евтини от тези, изградени на базата на популярните микросхеми PWM - TL494. В тази статия ще разгледаме няколко подхода за ремонт на гореспоменатите захранвания и ще дадем някои практически съвети.

Блокове и диаграми

Компютърното захранване може да се използва не само по предназначение, но и като източник за широк спектър от електронни структури за дома, необходими за тяхната работа постоянно напрежение 5 и 12 V. С малка промяна, описана по -долу, това изобщо не е трудно да се направи. И можете да закупите компютър с PSU отделно както в магазин, така и да се използва на всеки радио пазар (ако няма достатъчно собствени "кошчета") на символична цена.

По този начин захранването на компютъра се сравнява благоприятно с перспективата за използване на радиомастер в домашна лаборатория от всички други индустриални опции. Като пример ще вземем JNC единици на модели LC-B250ATX и LC-B350ATX, както и InWin IP-P300AQ2, IP-P350AQ2, IP-P400AQ2, IP-P350GJ20, които използват чипа 2003 IFF LFS 0237E в своя дизайн . Някои други имат BAZ7822041H или 2003 BAY05370332H. Всички тези микросхеми са структурно различни един от друг по предназначение на щифтовете и „пълнене“, но принципът на действие е един и същ за тях. Така че микросхемата IFF LFS 0237E от 2003 г. (по-нататък ще я наричаме 2003) е PWM (модулатор на сигналите с широчина на импулса) в пакет DIP-16. Доскоро повечето бюджетни компютърни захранвания, произведени от китайски фирми, бяха базирани на чип на контролера Texas Instruments TL494 PWM (http://www.ti.com) или на аналозите му от други производители като Motorola, Fairchild, Samsung и други. Същата микросхема има вътрешен аналог на KR1114EU4 и KR1114EU3 (разклонението на заключенията във вътрешната версия е различно). Нека започнем с методите за диагностициране и тестване на проблеми.

Как да промените входното напрежение

Сигналът, чието ниво е пропорционално на натоварващата мощност на преобразувателя, се взема от средната точка на първичната намотка на изолационния трансформатор Т3, след това през диода D11 и резистора R35 се подава към корекционната верига R42R43R65C33, след което се подава към PR щифта на микросхемата. Следователно в тази схема е трудно да се установи приоритетът на защита за всяко едно напрежение. Тук схемата би трябвало да бъде драстично променена, което е нерентабилно от гледна точка на времето.

В други компютърни захранващи вериги, например, в LPK-2-4 (300 W), напрежението от катода на двоен диод Шотки от типа S30D40C, изправител на изходно напрежение от +5 V, отива към входа UVac на микросхемата U2 и се използва за управление на входното захранване променливо напрежение BP. Регулируема изходно напрежениеможе да бъде полезно за домашна лаборатория. Например, за захранване от компютърно захранване на електронни устройства за кола, където е напрежението бордова мрежа(при работещ двигател) 12,5-14 V. Колкото по-високо е нивото на напрежение, толкова по-голяма е полезната мощност на електронното устройство. Това е особено важно за радиостанциите. Например, помислете за адаптирането на популярна радиостанция (приемо-предавател) към нашия захранващ блок LC-B250ATX-увеличаване на напрежението на 12 V шината до 13,5-13,8 V.

Запояваме тример резистор, например SP5-28V (за предпочитане с индекс "B" в обозначението-знак за линейност на характеристиката) с съпротивление 18-22 kΩ между щифт 6 на микросхемата U2 и + 12 V шина. На изхода +12 V инсталираме крушка за кола 5- 12 W като еквивалентен товар (можете също да свържете фиксиран резистор 5-10 Ohm с разсейвана мощност 5 W и повече). След обмислената незначителна ревизия на захранващия блок, вентилаторът не може да бъде свързан и самата платка не може да бъде поставена в кутията. Стартираме захранващия блок, свързваме волтметър към шината +12 V и контролираме напрежението. Въртене на двигателя променлив резисторзадайте изходното напрежение на 13,8 V.

Изключете захранването и измерете полученото съпротивление на тримера с омметър. Сега между шината +12 V и щифт 6 на микросхемата U2 запояваме постоянен резистор със съответното съпротивление. По същия начин можете да регулирате напрежението на изхода +5 V. Самият ограничаващ резистор е свързан към щифт 4 на микросхемата IFF LFS 0237E от 2003 г.

Принципът на действие на веригата 2003

Захранващото напрежение Vcc (щифт 1) към микросхемата U2 идва от източника на напрежение в режим на готовност + 5V_SB. Отрицателният вход на усилвателя за грешка IN на микросхемата (щифт 4) получава сумата от изходните напрежения на захранването +3.3 V, +5 V и +12 V. Суматорът се прави съответно на резистори R57, R60 , R62. Контролираният ценеров диод на микросхемата U2 се използва във веригата за обратна връзка на оптрон в източник на напрежение в режим на готовност + 5V_SB, вторият ценерови диод се използва във веригата за стабилизиране на изходното напрежение + 3.3V. Контролната верига на изходния полумостов преобразувател на захранващия блок е направена съгласно схема "push-pull"на транзистори Q1, Q2 (обозначение на печатната платка) тип E13009 и трансформатор T3 тип EL33-ASH съгласно стандартната схема, използвана в компютърните устройства.

Сменяеми транзистори - MJE13005, MJE13007, Motorola MJE13009 се произвеждат от много чуждестранни производители, поради което вместо абревиатурата MJE в маркировката на транзистора могат да присъстват символите ST, PHE, KSE, HA, MJF и други. За захранване на веригата се използва отделна намотка на резервния трансформатор T2, тип EE-19N. Колкото по -голяма мощност има трансформаторът Т3 (колкото по -дебел е проводникът в намотките), толкова по -голям е изходният ток на самото захранване. В някои печатни платки, които трябваше да ремонтирам, „люлеещите се“ транзистори бяха наречени 2SC945 и Н945Р, 2SC3447, 2SC3451, 2SC3457, 2SC3460 (61), 2SC3866, 2SC4706, 2SC4744, BUT11A, BUT12A, BUT18A, BU13005, MJ дъската беше изброени като Q5 и Q6. И в същото време на платката имаше само 3 транзистора! Същата микросхема 2003 IFF LFS 0237E беше обозначена като U2 и в същото време няма нито едно обозначение U1 или U3 на дъската. Нека обаче оставим тази странност в обозначаването на елементи върху печатни платки на съвестта на китайския производител. Самите обозначения не са фундаментални. Основната разлика между разглежданите захранвания от типа LC-B250ATX е наличието на дъската на една микросхема от типа IFF LFS 0237E от 2003 г. и външен виддъски.

Микросхемата използва контролиран ценеров диод (щифтове 10, 11), подобен на TL431. Използва се за стабилизиране на захранващата верига 3.3 V. Обърнете внимание, че в моята практика за ремонт на захранващи устройства горната схема е най -слабата точка в компютърното захранване. Въпреки това, преди да смените микросхемата от 2003 г., препоръчвам първо да проверите самата верига.

Диагностика на ATX захранвания на чип от 2003 г.

Ако захранването не стартира, първо трябва да свалите капака на корпуса и да проверите оксидните кондензатори и други елементи на печатната платка чрез външна проверка. Оксидните (електролитни) кондензатори очевидно трябва да бъдат сменени, ако телата им са подути и ако имат съпротивление по -малко от 100 kΩ. Това се определя чрез "набиране" на омметър, например модела M830 в подходящ режим на измерване. Един от най -честите повреди на захранващ блок, базиран на микросхема от 2003 г., е липсата на стабилен старт. Стартирането се осъществява чрез бутона за захранване на предния панел на системния блок, докато контактите на бутона са затворени, а щифт 9 на микросхемата U2 (2003 г. и подобни) е свързан към "корпуса" чрез общ проводник.

В "плитка" това обикновено са зелени и черни проводници. За бързо възстановяване на работоспособността на устройството е достатъчно да изключите щифт 9 на чипа U2 от печатната платка. Сега захранващият блок трябва да се включи стабилно, като натиснете клавиша на задния панел на системния блок. Този метод е добър с това, че позволява допълнително, без ремонт, което не винаги е финансово изгодно, да се използва остарял компютър за захранване или когато устройството се използва за други цели, например за захранване на електронни структури в домашно радио любителска лаборатория.

Ако задържите бутона за нулиране, преди да включите захранването и го пуснете след няколко секунди, системата ще симулира увеличаване на забавянето на сигнала Power Good. Така че можете да проверите причините за провала на загубата на данни в CMOS (все пак батерията не винаги е виновна). Ако данните, като например времето, се губят периодично, трябва да се провери забавянето на изключването. За да направите това, "нулиране" се натиска преди изключването на захранването и се задържа още няколко секунди, симулирайки ускорението на премахването на сигнала Power Good. Ако данните се записват по време на такова изключване, това е дълго забавяне по време на изключването.

Увеличаване на мощността

Печатната платка съдържа два електролитични кондензатора с високо напрежение с капацитет 220 μF. За да се подобри филтрирането, да се намали импулсният шум и в резултат на това да се осигури стабилността на компютърното захранване към максимални натоварвания, тези кондензатори се заменят с аналози с по -голям капацитет, например 680 μF за работно напрежение 350 V. загуба на капацитет или повреда на оксидния кондензатор в PS веригата намалява или отменя филтрирането на захранващото напрежение. Напрежението върху пластините на оксидния кондензатор в захранващите устройства е около 200 V, а капацитетът е в диапазона 200-400 μF. Китайските производители (VITO, Feron и други) инсталират като правило най -евтините филмови кондензатори, като не се притесняват много за температурния режим или надеждността на устройството. В този случай оксидният кондензатор се използва в захранващото устройство като силов филтър за високо напрежение, поради което трябва да бъде високотемпературен. Въпреки посоченото на такъв кондензатор работно напрежение от 250-400 V (с марж, както би трябвало да бъде), той все още "предава" поради лошото си качество.

За подмяна препоръчвам оксидни кондензатори от KX, CapXon, а именно HCY CD11GH и ASH-ELB043-това са оксидни кондензатори с високо напрежение, специално проектирани за използване в електронни устройствахранене. Дори ако външен преглед не ни позволи да открием дефектни кондензатори, следващата стъпка все още е да запояваме кондензаторите на шината +12 V и вместо тях инсталираме аналози с по -голям капацитет: 4700 μF за работно напрежение 25 V ... за подмяна е показано на фигура 4. Внимателно премахваме вентилатора и го монтираме обратно - така че да духа навътре, а не навън. Подобна модернизация подобрява охлаждането на радиоелементите и в резултат на това повишава надеждността на устройството по време на продължителна работа. Капка машинно или домакинско масло в механичните части на вентилатора (между работното колело и вала на електродвигателя) няма да навреди. Според моя опит може да се каже, че шумът на вентилатора по време на работа е значително намален.

Смяна на диодни възли с по -мощни

На печатната платка на захранването диодните възли са монтирани върху радиаторите. В центъра има монтаж UF1002G (за захранване 12 V), вдясно от този радиатор има диоден възел D92-02, който осигурява захранване до –5 V. Ако такова напрежение не е необходимо в домашна лаборатория , този тип монтаж може да се изпари безвъзвратно. Като цяло D92-02 е проектиран за ток до 20 A и напрежение 200 V (в импулсен краткотраен режим, няколко пъти по-висок), поради което е доста подходящ за монтаж вместо UF1002G (ток нагоре до 10 А).

Диодният възел Fuji D92-02 може да бъде заменен, например, с S16C40C, S15D40C или S30D40C. В този случай всички те са подходящи за подмяна. Бариерните диоди на Шотки имат по -малък спад на напрежението и съответно нагряване.

Особеността на подмяната е, че "стандартният" диоден възел на изхода (12 V шина) UF1002G има изцяло пластмасов композитен корпус, поради което е прикрепен към общ радиатор или токопроводима плоча с помощта на термопаста. А диодният монтаж на Fuji D92-02 (и подобни) има метална плоча в кутията, което предполага специални грижи при монтирането му върху радиатор, тоест чрез задължително изолиращо уплътнение и диелектрична шайба за винт. Причината за повредата на диодните възли UF1002G са скокове на напрежението на диодите с амплитуда, която се увеличава, когато захранването работи под товар. При най -малкото превишаване на допустимото обратно напрежение диодите на Шотки получават необратим срив, поради което препоръчителната подмяна на по -мощни диодни сглобки в случай на бъдещо използване на захранващ блок с мощен товар е напълно оправдан. И накрая, има един съвет, който ще ви позволи да тествате функционалността на защитния механизъм. Ще късо съединим тънък проводник, например MGTF-0,8, шината +12 V към тялото (общ проводник). Така че напрежението трябва напълно да изчезне. За да го възстановите, изключете захранващия блок за няколко минути, за да разредите кондензатори с високо напрежение, премахнете шунта (джъмпера), премахнете еквивалентния товар и включете отново захранващия блок; ще работи нормално. Преобразувани по този начин, компютърните захранвания работят години наред в 24-часов режим при пълно натоварване.

Изходна мощност

Да предположим, че трябва да използвате захранването за битови нужди и трябва да премахнете два терминала от блока. Направих това, като използвах две (с еднаква дължина) парчета ненужен захранващ проводник на компютърното захранване и свързах всичките три предварително запоени жила във всеки проводник към клемния блок. За да се намали загубата на мощност в проводниците, преминаващи от захранването към товара, е подходящ и друг електрически кабел с меден (с по -малко загуби) многожилен кабел - например PVSN 2x2.5, където 2.5 е напречното сечение на един проводник. Също така не можете да отвеждате проводниците към клемния блок, но свържете 12 V изхода в кутията за захранване на компютъра към неизползвания конектор на мрежовия кабел на монитора на компютъра.
Присвояване на щифтове на микросхемата 2003
PSon 2 - Вход на сигнала PS_ON, който контролира работата на захранващия блок: PSon = 0, захранващият блок е включен, всички изходни напрежения са налични; PSon = 1, захранващият блок е изключен, има само напрежение в режим на готовност + 5V_SB
V33-3 - Входно напрежение +3,3 V
V5-4 - Входно напрежение +5 V
V12-6 - Входно напрежение +12 V
OP1 / OP2-8 / 7-Управляващи изходи за наполовин мостов преобразувател на захранване
PG -9 - Тестване. Изход с отворен колекторен сигнал PG (Power Good): PG = 0, едно или повече изходни напрежения са ненормални; PG = 1, изходното напрежение на захранването е в определени граници
Vref1-11 - Контролиран електрод за управление на ценерови диоди
Fb1-10 - Катод на управляван ценеров диод
GND -12 - Общ проводник
COMP -13 - Изход на усилвател за грешки и отрицателен вход на PWM компаратора
IN -14 - Отрицателен вход на усилвателя за грешки
SS -15 - Положителен вход на усилвателя за грешки, свързан към вътрешния източник Uref = 2,5 V. Изходът се използва за организиране на "плавен старт" на преобразувателя
Ri -16 - Вход за свързване на външен резистор 75 kOhm
Vcc -1 - Захранващо напрежение, свързано към резервния източник + 5V_SB
PR -5 - Вход за организиране на защита на захранването

зарядно устройствоот компютърно захранване със собствените си ръце

Различните ситуации изискват захранвания с различно напрежение и мощност. Затова много хора купуват или правят такъв, който е достатъчен за всички случаи.

И най -лесният начин е да вземете компютъра за основа. Тази лаборатория захранващ блок с характеристики 0-22 V 20 Aпреработен с малко ощипване от компютър ATX на PWM 2003. За преработка използвах JNC mod. LC-B250ATX. Идеята не е нова и в интернет има много подобни решения, някои бяха проучени, но финалът се оказа негов. Много съм доволен от резултата. Сега чакам пакет от Китай с комбинирани индикатори за напрежение и ток и съответно ще го заменя. Тогава ще бъде възможно да нарека развитието си LBP - зарядно за акумулатори за автомобили.

Схема регулирана единицазахранване:

На първо място, премахнах всички проводници на изходното напрежение +12, -12, +5, -5 и 3.3 V. Премахнах всичко освен +12 V диоди, кондензатори, натоварващи резистори.

Заменени входни електролити с високо напрежение 220 x 200 на 470 x 200. Ако има, тогава е по-добре да поставите по-голям капацитет. Понякога производителят спестява на входния филтър за захранване - съответно препоръчвам запояване, ако не е налично.

Изходен дросел + 12V пренавиване. Нови - 50 завъртания с тел с диаметър 1 мм, премахване на старите намотки. Кондензаторът е заменен с 4700 микрофарада x 35 V.

Тъй като устройството има резервно захранване с напрежение от 5 и 17 волта, аз ги използвах за захранване на 2003 -та година и чрез модула за тестване на напрежението.

Приложих директно напрежение от +5 волта към щифт 4 от "дежурната" (тоест свързах го към щифт 1). С помощта на резистор 1.5 и 3 kΩ делител на напрежение от 5 волта на захранващата мощност, направих 3.2 и го приложих към вход 3 и към десния извод на резистор R56, който след това отива към щифт 11 на микросхемата.

След като инсталирах микросхемата 7812 на 17 -волтовия изход от дежурното помещение (кондензатор C15), получих 12 волта и го свързах с резистор 1 Kom (без число в диаграмата), който е свързан с левия край към щифт 6 на микросхемата. Също така чрез резистор от 33 ома захранвах охлаждащия вентилатор, който просто го обърнах, така че да духа вътре. Резисторът е необходим за намаляване на скоростта и шума на вентилатора.

Цялата верига от резистори и диоди с отрицателни напрежения (R63, 64, 35, 411, 42, 43, C20, D11, 24, 27) беше изпусната от платката, щифт 5 на микросхемата беше късо съединено към масата.

Добавена корекцияиндикатор за напрежение и изходно напрежение от китайски онлайн магазин. Необходимо е само последното да се захранва от дежурното помещение +5 V, а не от измереното напрежение (то започва да работи от +3 V). Тестове за захранване

Тестовете бяха проведениедновременно свързване на няколко автомобилни лампи (55 + 60 + 60) W.

Това е около 15 Ампера при 14 V. Работих 15 минути без проблеми. Някои източници препоръчват да изолирате общия 12 V изходен проводник от кутията, но след това се появява свирка. Използвайки автомобилното радио като източник на захранване, не забелязах никакви смущения нито по радиото, нито в други режими, а 4 * 40 W дърпа перфектно. С уважение, Андрей Петровски.

Кажете в:

Статията представя прост дизайн на ШИМ регулатор, с който лесно можете да преобразувате компютърно захранване, сглобено на контролер, различен от популярния tl494, по-специално dr-b2002, dr-b2003, sg6105 и други, в лабораторен с регулируемо изходно напрежение и ограничаване на тока в товара. Също така тук ще споделя опита от преработката на компютърни захранвания и ще опиша доказаните начини за увеличаване на максималното им изходно напрежение.

Но всички хубави неща свършват някога и напоследък започнаха да се срещат все повече и повече компютърни захранвания, в които са инсталирани други PWM контролери, по-специално dr-b2002, dr-b2003, sg6105. Възникна въпросът: как тези захранващи устройства могат да се използват за производството на лабораторни IP адреси? Търсенето на схеми и комуникация с радиолюбители не позволи напредък в тази посока, въпреки че беше възможно да се намери кратко описание и схема за включване на такива ШИМ контролери в статията „ШИМ контролери sg6105 и dr-b2002 в компютърните захранвания . "От описанието стана ясно, че тези контролери tl494 са много по -сложни и едва ли е възможно да се опитате да ги управлявате отвън, за да регулирате изходното напрежение. Затова беше решено да се изостави тази идея. Въпреки това, при изучаване на схемите на "новите" захранващи блокове беше отбелязано, че изграждането на управляващата верига за наполовин мостов преобразувател се извършва подобно на "стария" захранващ блок-на два транзистора и изолационен трансформатор.

Направен е опит да се инсталира tl494 със стандартната му лента вместо микросхемата dr-b2002, свързваща колекторите на изходните транзистори tl494 към транзисторните бази на управляващата верига на преобразувателя на захранване. Като лента tl494 за осигуряване на регулиране на изходното напрежение, гореспоменатата верига на М. Шумилов беше многократно тествана. Това включване на PWM контролера ви позволява да деактивирате всички блокировки и схеми за защита, налични в захранването, освен това тази схема е много проста.

Опитът за подмяна на ШИМ контролера беше увенчан с успех - захранващият блок започна да работи, регулацията на изходното напрежение и ограничаването на тока също работеха, както в преобразуваните „стари“ захранващи блокове.

Описание на схемата на устройството

Конструкция и детайли

PWM регулаторният блок е сглобен върху печатна платка от едностранно покрито с фолио фибростъкло с размер 40x45 mm. Чертежът на печатната платка и разположението на елементите са показани на фигурата. Чертежът е показан от страната на инсталиране на компонента.

Платката е предназначена за инсталиране на изходни компоненти. За тях няма специални изисквания. Транзисторът vt1 може да бъде заменен с всеки друг биполярен транзистор с директна проводимост с подобни параметри. Платката предвижда монтаж на подрязващи резистори r5 с различни стандартни размери.

Монтаж и въвеждане в експлоатация

Платката се закрепва на удобно място с един винт по -близо до мястото на монтаж на ШИМ контролера. Авторът намери за удобно да прикрепи платката към един от радиаторите на захранването. Изходите pwm1, pwm2 са запоени директно в съответните отвори на предварително инсталирания ШИМ контролер - чиито проводници отиват към основите на управляващите транзистори на преобразувателя (щифтове 7 и 8 на микросхемата dr -b2002). Изходът vcc е свързан към точката, в която има изходно напрежение на захранващата верига в режим на готовност, чиято стойност може да бъде в диапазона 13 ... 24V.

Изходното напрежение на захранването се регулира от потенциометъра r5, минималното изходно напрежение зависи от стойността на резистора r7. Резисторът r8 може да се използва за ограничаване на максималното изходно напрежение. Стойността на максималния изходен ток се регулира чрез избора на стойността на резистора r3 - колкото по -ниско е неговото съпротивление, толкова по -голям е максималният изходен ток на захранващия блок.

Процедурата за преобразуване на компютърно захранващо устройство в лабораторен IP

Работата по промяна на захранващия блок е свързана с работа във вериги с високо напрежение, затова силно се препоръчва захранващият блок да се свърже към мрежата чрез изолационен трансформатор с капацитет най -малко 100W. Освен това, за да се предотврати повреда на ключови транзистори в процеса на настройка на IP, той трябва да бъде свързан към мрежата чрез "предпазна" лампа с нажежаема жичка за 220V с мощност 100W. Той може да бъде запоен към захранващия блок вместо към предпазителя.

Преди да продължите с промяната на компютърното захранване, препоръчително е да се уверите, че работи правилно. Преди да включите, 12V автомобилни крушки с мощност до 25W трябва да бъдат свързани към изходните вериги + 5V и + 12V. След това свържете захранващия блок към мрежата и свържете ps-on щифта (обикновено зелен) към общия проводник. Ако захранващият блок работи правилно, лампата "безопасност" ще мига за кратко, захранващият блок ще започне да работи и лампите при натоварване + 5V, + 12V ще светнат. Ако след включване лампата "предпазна" светне при пълна топлина, е възможна повреда на захранващи транзистори, диоди на токоизправител и др.

След това трябва да намерите на таблото за захранване точката, в която има изходното напрежение на захранващата верига в режим на готовност. Стойността му може да бъде в диапазона 13 ... 24V. От този момент в бъдеще ще приемаме захранване за ШИМ контролера и охлаждащия вентилатор.

След това трябва да разварите стандартния ШИМ контролер и да свържете модула на ШИМ регулатора към захранващата платка съгласно схемата (фиг. 1). Входът p_in е свързан към 12-волтовия захранващ изход. Сега трябва да проверите работата на регулатора. За да направите това, свържете товар под формата на автомобилна лампа към изхода p_out, донесете плъзгача на резистора r5 докрай наляво (до позицията на минимално съпротивление) и свържете захранващия блок към мрежата (отново чрез "предпазна" лампа). Ако лампата за зареждане светне, уверете се, че веригата за регулиране работи правилно. За да направите това, трябва внимателно да завъртите плъзгача на резистора r5 надясно, като е препоръчително да контролирате изходното напрежение с волтметър, за да не изгорите натоварващата лампа. Ако изходното напрежение се регулира, тогава регулаторът на ШИМ работи и можете да продължите да надстройвате захранващия блок.

Запояваме всички натоварващи проводници на захранващия блок, оставяйки един проводник в +12 V вериги и общ за свързване на ШИМ контролера. Ние запояваме: диоди (диодни възли) в схеми +3,3 V, +5 V; токоизправителни диоди -5 V, -12 V; всички филтърни кондензатори. Електролитични кондензаторифилтърът на веригата +12 V трябва да бъде заменен с кондензатори със същия капацитет, но с допустимо напрежение 25 V или повече, в зависимост от очакваното максимално изходно напрежение на произведеното лабораторно захранване. След това инсталирайте натоварващия резистор, показан на диаграмата на фиг. 1 като r2, необходими за осигуряване на стабилна работа на МТ без външно натоварване. Мощността на натоварване трябва да бъде около 1W. Съпротивлението на резистора r2 може да се изчисли въз основа на максималното изходно напрежение на захранването. В най-простия случай е подходящ 2-ватов резистор 200-300 ома.

След това можете да премахнете тръбните елементи на стария ШИМ контролер и други радиокомпоненти от неизползваните изходни вериги на захранващия блок. За да не изпадне случайно нещо „полезно“, се препоръчва да разпаявате частите не напълно, а една по една и едва след като се уверите, че МТ работи, извадете частта напълно. Що се отнася до филтърния дросел l1, авторът обикновено не прави нищо с него и използва стандартната намотка от верига +12 V. Това се дължи на факта, че от съображения за безопасност максималният изходен ток на лабораторното захранване обикновено е ограничен до ниво, което не превишава номиналната стойност за захранващата верига +12 V. ...

След почистване на инсталацията се препоръчва да се увеличи капацитетът на филтърния кондензатор C1 на резервното захранване, като се замени с кондензатор с номинална стойност 50 V / 100 μF. Освен това, ако диодът vd1, инсталиран във веригата, е с ниска мощност (в стъклен корпус), се препоръчва да го замените с по -мощен, споен от токоизправителя на веригата -5 V или -12 V. Вие трябва също така да избере съпротивлението на резистора r1 за удобна работа на охлаждащия вентилатор M1.

Опитът с преработването на компютърни захранвания показа, че използвайки различни схеми за управление за ШИМ контролер, максималното изходно напрежение на захранването ще бъде в диапазона от 21 ... 22 V. Това е повече от достатъчно за производството на зарядни устройства за автомобилни акумулатори, но за лабораторно захранване все още не е достатъчно. За да се получи повишено изходно напрежение, много радиолюбители предлагат да се използва мостова коригираща схема за изходното напрежение, но това се дължи на инсталирането на допълнителни диоди, чиято цена е доста висока. Считам този метод за нерационален и използвам друг начин за увеличаване на изходното напрежение на захранващия блок - модернизация силов трансформатор.

Има два основни начина за надграждане на IP на силовия трансформатор. Първият метод е удобен с това, че неговото изпълнение не изисква разглобяване на трансформатора. Тя се основава на факта, че обикновено вторичната намотка е навита в няколко проводника и е възможно да се "разслои". Вторичните намотки на силовия трансформатор са схематично показани на фиг. а). Това е най -често срещаният модел. Обикновено 5 -волтовата намотка има 3 завъртания, навита на 3-4 проводника (намотки "3.4" - "обща" и "обща" - "5.6"), и 12 -волтова намотка - допълнително 4 оборота в един проводник ( намотки "1" - "3.4" и "5.6" - "2").

За да направите това, трансформаторът се разпаява, крановете на 5-волтовата намотка се разпаяват внимателно и „свинката“ на общия проводник се размотва. Задачата е да изключите паралелно свързаните 5-волтови намотки и да включите последователно всички или част от тях, както е показано на диаграмата на фиг. б).

Изолирането на намотките не е трудно, но е доста трудно да се фазират правилно. За тази цел авторът използва нискочестотен генератор на синусоидален сигнал и осцилоскоп или променлив ток миливолтметър. Чрез свързване на изхода на генератора, настроен на честота 30 ... 35 kHz, към първичната намотка на трансформатора, напрежението на вторичните намотки се следи с помощта на осцилоскоп или миливолтметър. Чрез комбиниране на свързването на 5-волтови намотки те постигат увеличение на изходното напрежение в сравнение с оригиналното с необходимото количество. По този начин можете да постигнете увеличение на изходното напрежение на PSU до 30 ... 40 V.

Вторият начин за надграждане на силов трансформатор е да го превъртите. Това е единственият начин да получите изходно напрежение над 40 V. Най -трудната задача тук е да изключите феритовото ядро. Авторът е възприел метод за кипене на трансформатор във вода за 30-40 минути. Но преди да усвоите трансформатора, трябва да помислите внимателно за метода на отделяне на сърцевината, като се има предвид фактът, че след разграждането той ще бъде много горещ, а освен това горещият ферит става много крехък. За да направите това, се предлага да се изрежат две клиновидни ленти от калай, които след това могат да се вмъкнат в пролуката между сърцевината и рамката и с тяхна помощ да се отделят половините на сърцевината. В случай на счупване или отчупване на части от феритното ядро, не бива да се разстройвате особено, тъй като той може успешно да бъде залепен с циакрилан (т.нар. "Суперлепило").

След освобождаване на бобината на трансформатора е необходимо да се навие вторичната намотка. Имам импулсни трансформаториима една неприятна особеност - първичната намотка е навита на два слоя. Първо, първата част от първичната намотка се навива върху рамката, след това екранът, след това всички вторични намотки, отново екранът и втората част от първичната намотка. Ето защо трябва внимателно да навиете втората част на първичната намотка, като същевременно запомните нейната връзка и посоката на навиване. След това премахнете решетката, направена под формата на слой от медно фолио с запоена жица, водеща към клемата на трансформатора, която първо трябва да бъде разпаяна. Накрая навийте вторичните намотки към следващия екран. Сега, не забравяйте да изсушите намотката добре с поток горещ въздух, за да изпарите водата, която е проникнала в намотката по време на храносмилането.

Броят на завъртанията на вторичната намотка ще зависи от необходимото максимално изходно напрежение на MT със скорост приблизително 0,33 оборота / V (тоест 1 оборот - 3 V). Например, авторът намота 2x18 завъртания на проводник PEV-0.8 и получи максималното изходно напрежение на захранващия блок от около 53 V. Напречното сечение на проводника ще зависи от изискването за максимален изходен ток на захранването единица, както и върху размерите на рамката на трансформатора.

Вторичната намотка е навита на 2 проводника. Краят на един проводник веднага се запечатва към първия терминал на рамката, а вторият се оставя с поле от 5 cm, за да образува "пигтейл" на нулевия терминал. След като завърши намотката, краят на втория проводник се запечатва към втория извод на рамката и се оформя "пигтейл" по такъв начин, че броят на завоите на двете полунамотки е непременно еднакъв.

Сега е необходимо да се възстанови екранът, да се навие предварително намотаната втора част на първичната намотка на трансформатора, като се спазва първоначалната връзка и посоката на намотката, и да се събере магнитното ядро на трансформатора. Ако окабеляването на вторичната намотка е запоено правилно (към клемите на 12-волтовата намотка), тогава можете да запоите трансформатора в платката за захранване и да проверите неговата работоспособност.

АРХИВ: Изтегли

Раздел: [Захранвания (импулсни)]
Запазете статията на:

Материалите на тази статия са публикувани в списание Radioamator - 2013, No 11

Статията представя прост дизайн на ШИМ регулатор, с който лесно можете да преобразувате компютърно захранване, сглобено на контролер, различен от популярния TL494, по-специално DR-B2002, DR-B2003, SG6105 и други, в лабораторен с регулируемо изходно напрежение и ограничаване на тока в товара. Също така тук ще споделя опита от преработката на компютърни захранвания и ще опиша доказаните начини за увеличаване на максималното им изходно напрежение.

В радиолюбителската литература има много схеми за преобразуване на остарели компютърни захранвания (PSU) в зарядни устройства и лабораторни захранвания (IP). Но всички те се отнасят до онези захранващи блокове, в които управляващият блок е изграден на базата на микросхема на ШИМ контролер TL494, или неговите аналози DBL494, KIA494, KA7500, KR114EU4. Преработихме повече от дузина от тези захранвания. Зарядни устройства, направени по схемата, описана от М. Шумилов в статията "Компютърно захранване - зарядно устройство", (Радио - 2009, No 1) с добавяне на показалец измерващ инструментза измерване на изходното напрежение и зареждащ ток... Въз основа на същата схема са произведени първите лабораторни захранвания, докато не се появи „Универсалната платка за управление на лабораторните захранвания“ (Радио годишник - 2011, № 5, стр. 53). По тази схема могат да се направят много по -функционални захранвания. Специално за тази верига на регулатора е разработен цифров амперметър, описан в статията „Прост вграден амперметър на PIC16F676“.

Но всички хубави неща свършват някой ден и напоследък започнаха да се срещат все повече и повече компютърни захранвания, в които са инсталирани други PWM контролери, по-специално DR-B2002, DR-B2003, SG6105. Възникна въпросът: как тези захранващи устройства могат да се използват за производството на лабораторни IP адреси? Търсенето на схеми и комуникация с радиолюбители не позволи напредък в тази посока, въпреки че беше възможно да се намери кратко описание и схема на свързване на такива ШИМ контролери в статията „ШИМ контролери SG6105 и DR-B2002 в компютърните захранвания“. От описанието стана ясно, че тези контролери са много по -сложни от TL494 и едва ли е възможно да се опитате да ги контролирате отвън, за да регулирате изходното напрежение. Затова беше решено да се изостави тази идея. Въпреки това, при изучаване на схемите на "новите" захранващи блокове беше отбелязано, че изграждането на управляващата верига за наполовин мостов преобразувател се извършва подобно на "стария" захранващ блок-на два транзистора и изолационен трансформатор.

Направен е опит да се инсталира TL494 вместо микросхемата DR-B2002 със стандартната му лента, свързваща колекторите на изходните транзистори TL494 към транзисторните бази на управляващата верига на преобразувателя на захранване. Гореспоменатата верига на М. Шумилов е избрана многократно като лента TL494, за да се осигури регулиране на изходното напрежение. Това включване на PWM контролера ви позволява да деактивирате всички блокировки и схеми за защита, налични в захранването, освен това тази схема е много проста.

Описание на схемата на устройството

Конструкция и детайли

Платката е предназначена за инсталиране на изходни компоненти. За тях няма специални изисквания. Транзисторът VT1 може да бъде заменен с всеки друг биполярен транзистор с директна проводимост с подобни параметри. Дъската предвижда монтаж на подрязващи резистори R5 с различни стандартни размери.

Монтаж и въвеждане в експлоатация

Платката се закрепва на удобно място с един винт по -близо до мястото на монтаж на ШИМ контролера. Авторът намери за удобно да прикрепи платката към един от радиаторите на захранването. Изходите PWM1, PWM2 са запоени директно в съответните отвори на предварително инсталирания ШИМ контролер - чиито проводници отиват към основите на управляващите транзистори на преобразувателя (щифтове 7 и 8 на микросхемата DR -B2002). Изходът Vcc е свързан към точката, в която има изходно напрежение на захранващата верига в режим на готовност, чиято стойност може да бъде в диапазона 13 ... 24V.

Изходното напрежение на захранването се регулира от потенциометъра R5, минималното изходно напрежение зависи от стойността на резистора R7. Резистор R8 може да се използва за ограничаване на максималното изходно напрежение. Стойността на максималния изходен ток се регулира чрез избора на стойността на резистора R3 - колкото по -ниско е неговото съпротивление, толкова по -голям е максималният изходен ток на захранващия блок.

Процедурата за преобразуване на компютърно захранващо устройство в лабораторен IP

Работата по промяна на захранващия блок е свързана с работа във вериги за високо напрежение, поради което силно се препоръчва да свържете захранващия блок към мрежата чрез изолационен трансформатор с капацитет най -малко 100 W. Освен това, за да се предотврати повреда на ключови транзистори в процеса на настройка на IP, той трябва да бъде свързан към мрежата чрез "предпазна" лампа с нажежаема жичка за 220V с мощност 100W. Той може да бъде запоен към захранващия блок вместо към предпазителя.

Преди да продължите с промяната на компютърното захранване, препоръчително е да се уверите, че работи правилно. Преди да включите, 12V автомобилни крушки с мощност до 25W трябва да бъдат свързани към изходните вериги + 5V и + 12V. След това свържете захранващия блок към мрежата и свържете щифта PS-ON (обикновено зелен) към общия проводник. Ако захранващият блок работи правилно, лампата "безопасност" ще мига за кратко, захранващият блок ще започне да работи и лампите при натоварване + 5V, + 12V ще светнат. Ако след включване лампата "предпазна" светне при пълна топлина, е възможна повреда на захранващи транзистори, диоди на токоизправител и др.

След това трябва да разварите стандартния ШИМ контролер и да свържете модула на ШИМ регулатора към захранващата платка съгласно схемата (фиг. 1). Входът P_IN е свързан към 12-волтовия захранващ изход. Сега трябва да проверите работата на регулатора. За да направите това, свържете товар под формата на автомобилна крушка към изхода P_OUT, преместете двигателя на резистора R5 наляво (до позицията на минимално съпротивление) и свържете захранващия блок към мрежата (отново чрез „Предпазна“ лампа). Ако лампата за зареждане светне, уверете се, че веригата за регулиране работи правилно. За да направите това, трябва внимателно да завъртите плъзгача на резистора R5 надясно, докато е препоръчително да контролирате изходното напрежение с волтметър, за да не изгорите натоварващата лампа. Ако изходното напрежение се регулира, тогава регулаторът на ШИМ работи и можете да продължите да надстройвате захранващия блок.

Запояваме всички натоварващи проводници на захранващия блок, оставяйки един проводник в +12 V вериги и общ за свързване на ШИМ контролера. Ние запояваме: диоди (диодни възли) в схеми +3,3 V, +5 V; токоизправителни диоди -5 V, -12 V; всички филтърни кондензатори. Електролитните кондензатори на +12 V верижен филтър трябва да бъдат заменени с кондензатори със същия капацитет, но с допустимо напрежение 25 V или повече, в зависимост от очакваното максимално изходно напрежение на произведеното лабораторно захранване. След това инсталирайте натоварващия резистор, показан на диаграмата на фиг. 1 като R2, необходим за осигуряване на стабилна работа на захранването без външно натоварване. Мощността на натоварване трябва да бъде около 1W. Съпротивлението на резистора R2 може да се изчисли въз основа на максималното изходно напрежение на захранването. В най-простия случай е подходящ 2-ватов резистор 200-300 ома.

След това можете да премахнете тръбните елементи на стария ШИМ контролер и други радиокомпоненти от неизползваните изходни вериги на захранващия блок. За да не изпадне случайно нещо „полезно“, се препоръчва да разпаявате частите не напълно, а една по една и едва след като се уверите, че МТ работи, извадете частта напълно. Що се отнася до филтърния дросел L1, авторът обикновено не прави нищо с него и използва стандартната намотка + 12 V. Това се дължи на факта, че от съображения за безопасност максималният изходен ток на лабораторното захранване обикновено е ограничен до ниво, което не надвишава номиналната стойност за захранващата верига +12 V. ...

След почистване на инсталацията се препоръчва да се увеличи капацитетът на филтърния кондензатор C1 на резервното захранване, като се замени с кондензатор с номинална стойност 50 V / 100 μF. Освен това, ако диодът VD1, инсталиран във веригата, е с ниска мощност (в стъклен корпус), се препоръчва да го замените с по -мощен, споен от токоизправителя на веригата -5 V или -12 V. Трябва също така изберете съпротивлението на резистора R1 за удобна работа на охлаждащия вентилатор M1.

Опитът с преработването на компютърни захранвания показа, че използвайки различни схеми за управление за ШИМ контролер, максималното изходно напрежение на захранването ще бъде в диапазона от 21 ... 22 V. Това е повече от достатъчно за производството на зарядни устройства за автомобилни акумулатори, но за лабораторно захранване все още не е достатъчно. За да се получи повишено изходно напрежение, много радиолюбители предлагат да се използва мостова коригираща схема за изходното напрежение, но това се дължи на инсталирането на допълнителни диоди, чиято цена е доста висока. Мисля, че този метод е нерационален и използвам друг начин за увеличаване на изходното напрежение на захранването - модернизация на силовия трансформатор.

Има два основни начина за надграждане на IP на силовия трансформатор. Първият метод е удобен с това, че неговото изпълнение не изисква разглобяване на трансформатора. Тя се основава на факта, че обикновено вторичната намотка е навита в няколко проводника и е възможно да се "разслои". Вторичните намотки на силовия трансформатор са схематично показани на фиг. а). Това е най -често срещаният модел. Обикновено 5 -волтова намотка има 3 завъртания, навита на 3-4 проводника (намотки "3.4" - "обща" и "обща" - "5.6"), и 12 -волтова намотка - допълнително 4 оборота в един проводник (намотки "1" - "3,4" и "5,6" - "2").

След освобождаване на бобината на трансформатора е необходимо да се навие вторичната намотка. Импулсните трансформатори имат една неприятна особеност - първичната намотка е навита на два слоя. Първо, първата част от първичната намотка се навива върху рамката, след това екранът, след това всички вторични намотки, отново екранът и втората част от първичната намотка. Ето защо трябва внимателно да навиете втората част на първичната намотка, като същевременно запомните нейната връзка и посоката на навиване. След това премахнете решетката, направена под формата на слой от медно фолио с запоена жица, водеща към клемата на трансформатора, която първо трябва да бъде разпаяна. Накрая навийте вторичните намотки към следващия екран. Сега, не забравяйте да изсушите намотката добре с поток горещ въздух, за да изпарите водата, която е проникнала в намотката по време на храносмилането.