2.3. Структурная схема. Импульсные блоки питания для IBM PC
2.3. Структурная схема. Импульсные блоки питания для IBM PCВикиЧтение
Импульсные блоки питания для IBM PC
Куличков Александр Васильевич
Содержание
2.3. Структурная схема
Структурная схема импульсного блока питания персонального компьютера конструктива ATX приведена на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Структурная схема импульсного блока питания фирмы DTK конструктива ATX
Входное переменное напряжение 220 В, 50 Гц поступает на входной каскад импульсного преобразователя напряжения – на сетевой фильтр. Этот узел предназначен для подавления помех, возникающих в промышленной сети переменного тока и проникающих на вход данного источника питания. В направлении от данного источника питания в сеть распространяются помехи, производимые самим преобразователем и частично импульсными устройствами электронной схемы вычислительного средства.
К выходу сетевого фильтра подключается выпрямитель, выполненный по двухполупериодной схеме. В его состав входит селектор входного питающего напряжения – переключатель, установленный в корпусе источника питания. Позиции переключателя обозначены на его движке. Положение переключателя определяется по маркировке, которая видна через специальное окошко. С его помощью осуществляется выбор номинала напряжения питающей сети 115 или 220 В. Нагрузкой выпрямителя являются: полумостовой усилитель мощности основного высокочастотного преобразователя напряжения первичной сети и маломощная схема автогенераторного вспомогательного источника.
Во вторичную цепь АВИ включена схема линейного параметрического стабилизатора для формирования напряжения +5 В, обеспечивающая питание элементов компьютера в течение дежурного режима.
Для гальванической развязки с вторичными напряжениями питания к усилителю мощности подключен импульсный трансформатор Т3. Позиционное обозначение трансформатора соответствует принципиальной схеме источника питания. Импульсные напряжения с вторичных обмоток трансформатора поступают на блок выпрямителей. В схемах выпрямителей вторичных напряжений используются диоды различных модификаций, что определяется номинальной токовой нагрузкой каждого отдельного канала. Во вторичном канале напряжения +3,3 В введен дополнительный стабилизатор. Регулировка и подстройка номиналов вторичных напряжений по всем каналам осуществляется с помощью системы обратной связи, вход которой подключен к выходам блока фильтров.
Для управления работой усилителя мощности в цепи обратной связи применен каскад широтно-импульсного модулятора длительности импульсов возбуждения. После сравнения поступившего сигнала с эталонным уровнем, ШИМ каскад формирует сигналы об увеличении поступления энергии во вторичную цепь или о ее сокращении.
1.7.4. Схема импульсного стабилизатора
1.7.4. Схема импульсного стабилизатора
Схема импульсного стабилизатора ненамного сложней обычного (рис.
1.9), но она более сложная в настройке. Поэтому недостаточно опытным радиолюбителям, не знающим правил работы с высоким напряжением (в частности, никогда не работать в
3.1.1. Электрическая схема электронных часов на ЖКИ
3.1.1. Электрическая схема электронных часов на ЖКИ Жидкокристаллический индикатор представляет собой две плоские пластинки из стекла, склеенные по периметру таким образом, чтобы между стеклами оставался промежуток, его заполняют специальными жидкими кристаллами.На
3.5.3. Расширенная схема акустического датчика
3.5.3. Расширенная схема акустического датчика Регулировка усиления слабых сигналов с микрофона ВМ1 осуществляется переменным резистором R6 (см. рис. 3.9). Чем меньше сопротивление данного резистора, тем больше усиление транзисторного каскада на транзисторе VT1. При
4.
4.2. Электрическая схема таймера4.4.2. Электрическая схема таймера При подключении ЭМТ к сети 220 В через ограничительный резистор R1 напряжение поступает на катушку К1 (имеющую сопротивление 3,9 кОм). С помощью системы шестеренок и приложенного к этой катушке напряжения (с помощью электромагнитной индукции)
2.6. Схема чувствительного видеоусилителя
2.6. Схема чувствительного видеоусилителя Тем, кто занимается применением схем видеоконтроля на ограниченном участке, будет полезен этот материал. Касаясь возможных вариантов обеспечения охраны в замкнутых помещениях, еще раз хочу отметить, что не всегда рентабельно
Проект 2: Схема интерфейса
Проект 2: Схема интерфейса
Основой схемы интерфейса является дешифратор 4028. ИС 4028 считывает двоично-десятичный код логики низкого уровня с выхода ИС 74LS373, расположенной на плате УРР, и выдает соответствующие сигналы высокого уровня (см.
таблицу соответствий
Проект 3: общая схема интерфейса УРР
Начальная схема управления
Начальная схема управления На рис. 10.10 показан первый тестовый вариант схемы управления ШД. Для буферизации выходных сигналов с шин PIC 16F84 использованы шестнадцатеричные буферы типа 4050. Сигнал с выхода каждого буфера подается на транзистор NPN типа. В качестве таких
Электрическая схема
Когда уровень средней окружающей освещенности мал (возможна подстройка порогового значения), то схема отключает питание двигателя редуктора.«Фрегат Экоджет»: новая схема самолета и новая бизнес-схема
«Фрегат Экоджет»: новая схема самолета и новая бизнес-схема Авиасалон МАКС традиционно выступает смотровой площадкой новых идей в самолетостроении. ФПГ «Росавиаконсорциум» по собственной инициативе разрабатывает программу создания широкофюзеляжного
2.4. Принципиальная схема
2.4. Принципиальная схема Полная принципиальная схема бестрансформаторного источника питания с максимальной вторичной мощностью 200 Вт фирмы DTK представлена на рис. 2.2. Рис. 2.2. Принципиальная схема бестрансформаторного источника питания на 200 Вт фирмы DTKВсе элементы на
3.
3. Структурная схема3.3. Структурная схема Структурная схема импульсного блока питания для компьютеров типа AT/XT, содержащая типовой набор функциональных узлов, представлена на рис. 3.1. Модификации блоков питания могут иметь различия только в схемотехнической реализации узлов с сохранением
3.4. Принципиальная схема
3.4. Принципиальная схема Импульсные источники питания данного класса имеют несколько различных модификаций схемотехнической реализации отдельных вспомогательных узлов. Принципиальных различий в их рабочих характеристиках нет, а разнообразие объясняется множеством
Общая схема электрооборудования
Общая схема электрооборудования
Электрооборудование автомобилей представляет собой сложную систему соединенных между собой электроприборово сигнализации, зажигания, предохранителей, контрольно – измерительных приборов, соединительных проводов.
Схема, устройство работа
Схема, устройство работа В механизм газораспределения входят: распределительный вал и его привод. Передаточные детали – толкатели с направляющими втулками, а при верхнем расположении клапанов еще штанги и коромысла, клапаны, их направляющие втулки и пружины, опорные
7.1. Структурная организация и обязанности участников похода
7.1. Структурная организация и обязанности участников похода Для подготовки и проведения дальних шлюпочных походов командир части приказом по части назначает командира похода и походный штаб в составе начальника походного штаба, заместителя командира похода по
Разное |
|||
| Просмотров: 55 | |||
|
Схему блока питания персонального компьютера с полным и подробным описанием можно найти вот здесь https://shema. О важномНадо признаться, что сегодня единичные компании берутся за восстановление электроники на элементном уровне. Здесь необходим высокий профессионализм, базирующийся на глубоких теоретических знаниях. С другой стороны, экономический эффект от деятельности подобного рода весьма и весьма существенный. Насколько дешевле заменить один неисправный резистор или сгоревшую микросхему, чем приобрести новый блок или устройство целиком? Понятно, что речь идет о порядках. К сожалению, даже имя на руках подробную электрическую схему, далеко не всегда можно восстановить ее работоспособность, либо создать точную рабочую копию. И, тем не менее, потребность в электрических схемах не уменьшается. Они по-прежнему актуальны, поскольку неисправность действительно может быть пустяковой, а приходится менять целый блок, как в случае с блоком питания компьютера. Есть еще одна маленькая хитрость, о которой должен знать каждый. Она связана с наличием в электронных элементах драгоценных металлов. Пусть в мизерном количестве, но всё зависит от объема поступления неисправной техники. Схема дает понимание того, что установлено, а справочник – сколько в нем всего нужного и полезного. | Разное | ||
| Просмотров: | |||
Назад к разделу | |||
info. Этот информационный портал содержит электрические схемы огромного количества приборов, устройств и отдельных блоков, начиная от радиолюбительской аппаратуры и заканчивая медицинской. Просто райское место для тех, кто самостоятельно, как точно написал Б.Пастенак, предпочитает во всём дойти до самой сути (…в работе, в поисках пути, в сердечной смуте…). Кликайте по ссылке и получайте удовольствие от знаний.
Основную сложность представляют собой многослойные монтажные платы, которые создают автоматы. «На заре советской власти» платы были односторонними и двусторонними, то есть, физические соединения элементов («дорожки») были доступны. Выпаяли неисправную деталь, а на ее место впаяли другую. На сегодняшнем уровне развития технологий это возможно далеко не всегда.Seasonic%20atx%20power%20supply%20Техническое описание цепи и примечания по применению
| Каталог Техническое описание | MFG и тип | ПДФ | Теги документов |
|---|---|---|---|
Р33080 Реферат: сезонный «Модуль регулятора напряжения» с-100вт | OCR-сканирование | 80ПЛЮС Х-460Вт) X-400БЕЗ ВЕНТИЛЯТОРА X-460БЕЗ ВЕНТИЛЯТОРА 600мм ЭПС12В АТХ12В 650мм ЭПС12В R33080 сезонный «Модуль регулятора напряжения» с-100w | |
Серия Seasonic SS Реферат: Схема блока питания SEASONIC atx Блок питания Seasonic Seasonic SS-145SFD Seasonic SS-250su Seasonic SS-200ps 2659 6a2 диод 8-го класса техпаспорт | Оригинал | СС-145СФК СС-145СФД ИСО9001 ИСО9002 Сезонный сериал СС Схема блока питания SEASONIC atx Сезонный блок питания сезонный СС-145СФД сезонный сс-250су Сезонный сс-200пс 2659диод 6а2 техпаспорт 8 класса | |
АТХ12В Реферат: Блок питания ATX12v 2. | Оригинал | -АТХ12В СС-650НТ АТХ12В ЭПС12В АТХ12в 2.4 блок питания АТХ12в АТХ-12В Сезонный блок питания W140 V231 L150 | |
Е104405 Реферат: Сезонный JST B2B-XH-A SSF-0101A-1 SSF-0101A-2 Блок питания сезонный SSF-0101A-3 E1044 8 класс SSF-0101A | OCR-сканирование | SSF-0101 ВЧ-301 E104405 B190l IS09001 E104405 сезонный JST B2B-XH-A SSF-0101A-1 SSF-0101A-2 Сезонный блок питания SSF-0101A-3 E1044 8 класс SSF-0101A | |
СС-460х2У Реферат: СС-400х2У АТХ12В IEC1000-3-2 Sea Sonic Electronics 1800VAC | Оригинал | СС-400/460х2У АТХ12В МЭК1000-3-2 /EN61000-3-2 220-240 В переменного тока, 100-120 В переменного тока, 1800 В переменного тока, СС-460х2У СС-400х2У Си Соник Электроникс 1800 В переменного тока | |
СС-600х3У Резюме: ATX12V IEC1000-3-2 W100 сезонный ATX12V 600 Вт | Оригинал | СС-600х3У АТХ12В МЭК1000-3-2 /EN61000-3-2 220-240 В переменного тока, 100-120 В переменного тока, 1800 В переменного тока, W100 сезонный АТХ12В 600Вт | |
АТХ12В Аннотация: IEC1000-3-2 W100 сезонный | Оригинал | СС-520х2У АТХ12В МЭК1000-3-2 /EN61000-3-2 h50мм 1800 В переменного тока, W100 сезонный | |
СС-200СУ Реферат: Блок питания ATX Electronics 200-SU Seasonic ss 200 Seasonic ss-250su Блок питания SS-250SU ss-200su Блок питания Seasonic W815 250SU | Оригинал | СС-200/250СУ EN61000-3-2 СС-250СУ СС-200СУ 1800 В переменного тока, Блок питания ATX Electronics 200-СУ Сезонный СС 200 сезонный сс-250су блок питания сс-200су Сезонный блок питания W815 250SU | |
сезонный Аннотация: ATX12V pfc forward ss-350es ATX12v 2.4 12.5W 324W блок питания ATX12v SS-400ES SS-600ES | Оригинал | -АТХ12В АТХ12В СС-600ЧС СС-500ЧС СС-400ЧС 24/20P) АТХ12В 500/580 Вт) сезонный вперед сс-350эс АТХ12в 2.4 12,5 Вт 324 Вт блок питания АТХ12в | |
СС-350ЕТ Реферат: SS-400ET ATX12V SS-600ET Seasonic SS-500ET SS-300ET блок питания ATX12v SS350 ATX12v 2.4 | Оригинал | -АТХ12В АТХ12В СС-600ЭТ СС-500ЭТ СС-400ЭТ 24/20P) АТХ12В 500/580 Вт) СС-350ЭТ сезонный СС-300ЭТ блок питания АТХ12в СС350 АТХ12в 2.4 | |
сезонный Реферат: СС-400х3У Seasonic сс-400х3У ATX12V IEC1000-3-2 сс 21а | Оригинал | СС-400/460/520х3У АТХ12В МЭК1000-3-2 /EN61000-3-2 220-240 В переменного тока, 100-120 В переменного тока, 1800 В переменного тока, сезонный СС-400х3У Сезоник СС-400х3У сс 21а | |
1998 — сезонный СС 200gpx Реферат: ss-200GPX Seasonic ss-250gpx Блок питания Seventeam Серия Seasonic ss POWER SUPPLY BOARD 94V0 120 сс-250gpx сезонный AP2-5400F ATX 235 | Оригинал | Ам186, ам386, ам486, Ам29000 сезонный СС 200gpx СС-200GPX сезонный ss-250gpx Блок питания SevenTeam Сезонный сериал СС ЩИТ ПИТАНИЯ 94V0 120 сс-250gpx сезонный АП2-5400Ф АТХ 235 | |
1999 — кафе-220 Реферат: Блок питания Seventeam серии Seasonic ss Thermotron ST-251HR SS-235PS teac fd 235hf testo анемометр teac FD 5.25 Seasonic | Оригинал | 550 МГц кафе-220 Сезонный сериал СС Блок питания SevenTeam Термотрон СТ-251HR СС-235ПС Teac FD 235HF тесто анемометр чай FD 5.25 сезонный |
org/Product»>
4 ATX12v SS-650HT Блок питания ATX-12V Seasonic W140 V231 EPS12V L150 
org/Product»>
org/Product»>
org/Product»>Регулируемый блок питания от блока питания ATX до TL494.
Часть 1Здравствуйте!
Сегодня я хотел бы рассказать вам о своем опыте переделки самого обычного китайского блока питания ATX в регулируемый блок питания со стабилизацией тока и напряжения (0-20А, 0-24В).
В этой статье мы подробно рассмотрим работу ШИМ-регулятора TL494, отзывы и пройдемся по модернизации схемы блока питания и разработке самодельной платы усилителей ошибки и тока ошибки.
Честно говоря, сейчас даже не могу назвать модель подопытного БП. Один из многих дешевых 300W P4 ready. Надеюсь, не нужно напоминать, что на самом деле эти 300Вт означают не более 150, и то с появлением в квартире запаха жареного.
Рассчитываю, что мой опыт будет кому-то полезен с практической точки зрения, а потому сосредоточусь на теории. Без него переделать БП все равно не получится. в любом случае будут некоторые отличия в схеме и сложности при настройке.
Схема питания ATX
Для начала пройдемся по схеме питания ATX на контроллере TL494 (и его многочисленных клонах).
Все схемы очень похожи друг на друга. Гугл их довольно много выдает и вроде нашел почти соответствующий моему экземпляру.
Полноразмерная ссылка на схему
Конструктивно блок питания разделим на следующие блоки:
— выпрямитель сетевого напряжения с фильтром
— резервный блок питания (+5В дежурный)
— основной блок питания (+12В, -12В, +3.3В, +5В, -5В)
— схема управления основными напряжениями, генерация сигнала PowerGood и защита от короткого замыкания
Выпрямитель с фильтрами это все что находится в левом верхнем углу схемы к диодам Д1-Д4.
Источник резервного питания собран на трансформаторе Т3 и транзисторах Q3 Q4. Стабилизация основана на обратной связи через оптопару U1 и источник опорного напряжения TL431. Я не буду подробно рассматривать работу этой части. Я знаю, что слишком длинные статьи читать не очень интересно. В конце я дам название книги, где подробно рассмотрены все детали.
Обратите внимание, что на схеме по ошибке ШИМ-контроллер TL494 и источник ионов резервного питания TL431 обозначены как IC1.
В дальнейшем я буду упоминать IC1 имея в виду именно ШИМ-контроллер.
Основной источник питания собран на трансформаторе Т1, высоковольтных ключах Q1 Q2, управляющем трансформаторе Т2 и низковольтных ключах Q6 Q7. Все это дело раскачивается и управляется микросхемой ШИМ IC1. Понимание принципа работы контроллера и назначения каждого элемента его обвязки как раз и нужно для осознанной доработки БП вместо слепого повторения чужих рекомендаций и схем.
Механизм работы примерно таков: ШИМ-регулятор, попеременно размыкая низковольтные выключатели Q6 Q7, создает ЭДС в первичной обмотке трансформатора Т2. Видите, эти ключи питаются низким напряжением от резервного источника питания? Найдите на схеме R46 и поймите о чем я. ШИМ-контроллер также питается от этого рабочего напряжения. Чуть выше я назвал трансформатор Т2 управляющим, но, кажется, у него есть какое-то более правильное название. Его основная задача – гальваническая развязка низковольтной и высоковольтной частей цепи.
Вторичные обмотки этого трансформатора управляют высоковольтными ключами Q1 Q2, попеременно размыкая их. С помощью этого трюка низковольтный ШИМ-контроллер может управлять высоковольтными выключателями с соблюдением мер безопасности. Высоковольтные ключи Q1 Q2, в свою очередь, раскачивают первичную обмотку трансформатора Т1 и на его вторичных обмотках возникают основные напряжения интереса. Высоковольтными эти ключи называются потому, что они коммутируют выпрямленное сетевое напряжение, а оно около 300В! Напряжение со вторичных обмоток Т1 выпрямляется и фильтруется с помощью LC-фильтров.
Теперь, надеюсь, вы представили себе всю картину и можно продолжать.
ШИМ-контроллер TL494.
Посмотрим, как работает ШИМ-контроллер TL494.
Лучше бы вы скачали даташит www.ti.com/lit/ds/symlink/tl494.pdf, но в принципе постараюсь извлечь из него самое главное с помощью картинок. Для более глубокого понимания всех тонкостей советую этот документ: www.ti.com/lit/an/slva001e/slva001e.
pdf
Начнем, как ни странно, с конца — с выходной части микросхемы.
Теперь все внимание на выходной элемент ИЛИ (обозначен красным квадратом).
Выход этого элемента в конкретный момент времени напрямую управляет состоянием одной или обеих клавиш Q1 Q2.
Вариант управления задается через контакт 13 (управление выходом).
Важная вещь №1: если на выходе элемент ИЛИ лог 1 — выходные ключи закрыты (выключены). Это справедливо для обоих режимов.
Важная вещь №2: если на выходе элемента ИЛИ лог 0 — один из ключей (или оба сразу) открыт (включен).
Вырисовывается следующая картина: на нарастающем фронте закрывается ранее открытый транзистор (в этот момент они оба гарантированно закрыты), триггер меняет свое состояние, а на спадающем фронте включается другой ключ и останется включенным пока нарастающий фронт не придет снова и не закроет его. В тот момент, когда триггер снова перевернется, и следующий нисходящий фронт откроет другой транзистор.
В несимметричном режиме клавиши всегда работают синхронно и триггер не используется.
Время появления вывода в журнале. 1 (и обе клавиши заблокированы) называется Dead time.
Отношение длительности импульсов (лог. 0, транзистор открыт) к периоду их повторения называется скважностью (скважностью ШИМ). Например, если отношение равно 100%, то выходной элемент ИЛИ всегда равен 0, а транзистор (или оба) всегда открыты.
Извините, но стараюсь объяснить максимально и почти на пальцах, потому что это можно прочитать и официальным сухим языком и в даташите.
Ах да, зачем нам мертвое время? Вкратце: в реале верхняя клавиша будет тянуть вверх (к плюсу), а нижняя вниз (к минусу). Если открыть их одновременно — будет короткое замыкание. Это называется сквозным током и из-за паразитных емкостей, индуктивностей и прочих особенностей такой режим возникает даже если открывать ключи строго по очереди. Для минимизации сквозного тока необходимо мертвое время.
Теперь обратим внимание на генератор пилы (генератор), который использует контакты 5 и 6 микросхемы для задания частоты.
К этим контактам подключены резистор и конденсатор. Это тот самый RC-генератор, о котором, наверное, многие слышали. Теперь на выводе 5 (CT) мы увидели от 0 до 3,3В. Как видим, эта пила подается на инвертирующие входы Компараторов Dead-time и PWM.
Сроки и работа выходной части ШИМ-регулятора более-менее определены, теперь будем разбираться с тем, что он увидел и зачем нужны все эти компараторы и усилители ошибки. Мы поняли, что отношение длительности импульсов к периоду их последовательности определяет коэффициент заполнения, а значит, и выходное напряжение источника питания, т.к. чем больше энергии накачивается в первичную обмотку трансформатора, тем больше коэффициент заполнения.
Например, давайте посмотрим, что нужно сделать, чтобы установить коэффициент заполнения 50%. Вы еще помните про пилу? Он подается на инвертирующие входы компараторов ШИМ и Мертвого времени. Известно, что если напряжение на инвертирующем входе больше, чем на неинвертирующем входе — на выходе компаратора будет лог.
0. Напомню, что пила — это сигнал, плавно нарастающий от 0 до 3,3в, после чего резко падает до 0в.
Таким образом, на выходе компаратора 50% времени был лог.0 — половина напряжения пилы должна подаваться на неинвертирующий вход (3,3В/2=1,65В). Это даст желаемый рабочий цикл 50%.
Мы заметили, что оба компаратора сходятся на одном и том же элементе ИЛИ, а это значит, что пока один из компараторов выдает лог.1, другой не может этому помешать. Те. приоритетом является компаратор, что приводит к более низкому коэффициенту заполнения. А если на компаратор мертвого времени напряжение подается извне, то на ШИМ-компаратор можно подавать сигнал как извне (3 вывода), так и со встроенных усилителей ошибки (это обычные ОУ). Они также подключены по схеме ИЛИ, но так как мы имеем дело уже с аналоговым сигналом — схема ИЛИ реализована с использованием диодов. Таким образом, управление коэффициентом заполнения улавливает тот усилитель ошибки, который запрашивает меньший коэффициент заполнения.
Состояние другого значения не имеет.
Обратная связь.
Ну и как теперь на всём этом соорудить источник питания? Очень простой! Необходимо прикрыть БП отрицательной обратной связью. Разница между желаемым (заданным) и имеющимся напряжением называется ошибкой. Если в каждый момент времени воздействовать на коэффициент заполнения так, чтобы исправить ошибку и довести ее до 0, мы получим стабилизацию выходного напряжения (или тока). Обратная связь является отрицательной до тех пор, пока управляющее воздействие реагирует на ошибку с противоположным знаком. Если отзыв положительный — пиши пропало! В этом случае обратная связь будет увеличивать ошибку, а не уменьшать ее.
Все это работает на те самые усилители ошибок. На инвертирующий вход усилителя ошибки подается опорное напряжение (стандартное), а на неинвертирующий вход источника питания подается напряжение. Кстати, внутри ШИМ-контроллера находится источник опорного напряжения 5В, который является точкой отсчета во всех измерениях.
Компенсационная обратная связь
Даже не знаю, как это объяснить попроще. С обратной связью все просто только в идеальном мире. На практике, если изменить коэффициент заполнения — выходное напряжение меняется не сразу, а с некоторой задержкой.
Например, усилитель ошибки зафиксировал падение напряжения на выходе, скорректировал коэффициент заполнения и перестал мешать системе, но напряжение продолжает расти и тогда усилитель ошибки вынужден снова подстроить коэффициент заполнения в другую сторону . Эта ситуация обусловлена запоздалой реакцией. Таким образом, система может перейти в колебательный режим. Они тускнеют и не тускнеют. Блок питания, в котором возможны устойчивые колебания сигнала обратной связи, прослужит недолго и нестабилен.
Обратная связь имеет определенную пропускную способность. Предположим, полоса 100 кГц. Это означает, что если выходное напряжение будет колебаться с частотой выше 100 кГц, то обратная связь этого просто не заметит и ничего не будет исправлено.
Конечно, хотелось бы, чтобы обратная связь реагировала на изменение любой частоты, а выходное напряжение было максимально стабильным. Те. борьба заключается в том, чтобы обратная связь была как можно более широкополосной. Однако сама запаздывающая реакция не позволит сделать полосу бесконечно широкой. А если полоса пропускания цепи обратной связи будет шире, чем возможности самого БП по тестированию управляющих сигналов (прямая связь) — на некоторых частотах отрицательная обратная связь вдруг станет положительной и вместо компенсации погрешности будет еще больше возрастать,
Теперь от задержек в секундах перейдем к частотам, усилениям и фазовым сдвигам…
Полоса пропускания — это максимальная частота, при которой усиление больше 1.
По мере увеличения частоты усиление уменьшается. В принципе, это верно для любого усилителя.
Итак, для того, чтобы наш БП работал стабильно, должно выполняться одно условие: во всей полосе частот, где суммарный коэффициент усиления прямой и обратной связи больше 1 (0 дБ), отставание по фазе не должно превышать 310 градусов.
180 градусов делает инвертирующий вход усилителя ошибки.
При вводе отзыва различные фильтры обеспечивают выполнение этого правила. Если совсем грубо, то компенсация обратной связи — это подгонка полосы пропускания и АЧХ обратной связи под реакции реального источника питания (под характеристики прямого подключения).
Тема эта не очень простая, под ней кроется куча математики, исследований и прочих работ… Просто стараюсь в доступной форме изложить суть вопроса. Могу порекомендовать к прочтению эту статью, где хоть и не так на пальцах, но тоже в доступной форме изложен этот вопрос и даны ссылки на литературу: bsvi.ru/kompensaciya-obratnoj-svyazi-v-impulsnyx-istochnikax -питания-часть- 1
От теории к практике
Теперь мы можем посмотреть на схему БП и понять, что в ней много лишнего. В первую очередь я отбросил все, что связано с контролем выходных напряжений (схема формирования сигнала Power good). Нейтрализовали встроенные в ШИМ-контроллер усилители ошибки, подав +5vref на инвертирующие входы и установив неинвертирующий на GND.
Убрана штатная схема защиты от короткого замыкания. Вырезал все лишние фильтры выходного напряжения, которые не используются… Выходные диоды заменил на более мощные. Заменил трансформатор! Выпаял его из качественного блока питания где написано 400Вт реально значит 400Вт. Разница в размерах между тем, что здесь стояло раньше, говорит сама за себя:
Заменил дроссели в выходном фильтре (от того же блока питания 400Вт) и поставил конденсаторы на 25В:
Далее разработал схему позволяющую настроить стабилизацию выходного напряжения и установить ограничение по току выходного источника питания.
В схеме реализованы внешние усилители ошибки, собранные на операционных усилителях LM358 и несколько дополнительных функций в виде шунтирующего усилителя (INA197) для измерения тока, несколько буферных усилителей для вывода значения установленных и измеренных тока и напряжения на другую плату где собран цифровой дисплей. Об этом я расскажу в следующей статье.
Выдавать сигналы на другую карту как есть — не лучшее решение, т.к. источник сигнала может быть достаточно высокоомным, провод ловит шумы, мешая стабильной работе обратной связи. В первой итерации я столкнулся с этим и пришлось все переделывать. В принципе, на схеме все подписано, подробно комментировать ее не вижу смысла и думаю, что для тех, кто разобрался в теории выше, все должно быть довольно очевидно.
Замечу только, что цепи C4R10 и C7R8 — это упомянутая выше компенсация обратной связи. Честно говоря, в настройке очень помог прекрасный эмбеддер статей под ником BSVi. bsvi.ru/kompensaciya-obratnoj-svyazi-prakticheskij-podxod Такой подход действительно работает и потратив день-два мне удалось добиться стабильной работы описанного в статье метода БП. Сейчас, конечно, я бы сделал это часа за два, наверное, но тогда не было опыта и по невнимательности я взорвал не мало транзисторов.
Ах да, обратите внимание на мощность C7! 1 мкф это очень много. Это сделано для того, чтобы зажать обратную связь по току по скорости.
Это такой грязный хак для преодоления нестабильности, возникающей на границе перехода от стабилизации напряжения к стабилизации тока. В таких случаях используют какие-то более изощренные методики, но я так не заморачивался. Сверхточная стабилизация тока мне не нужна, к тому же к моменту, когда я столкнулся с этой бедой, проект переделки БП успел здорово надоесть!
По этой схеме была изготовлена плата с лазерным железом:
Встроена в блок питания вот так:
Кусок медного провода длиной 10 сантиметров 10 наверное был выбран в качестве шунта для измерение тока.
Я использовал корпус от достаточно качественного БП Hiper. Кажется, это самый вентилируемый корпус, который я когда-либо видел.
Так же возник вопрос по подключению вентилятора. БП регулируется от 0 до 24В, а значит кулер придется запитать от дежурки. Дежурное представлено двумя напряжениями — стабильным 5В, которые идут на материнскую плату и не стабилизированным, служебным питанием около 13,5В, которое используется для питания самого ШИМ-контроллера и для раскачки управляющего трансформатора.
Я использовал обычный линейный стабилизатор для получения стабильных +12В и заводил их на маленькую платку терморегуляции скорости кулера, выпаянную из того же Хипера. Платка крепилась к радиатору винтиком просто из соображений удобства подключения кулера.
Радиаторы кстати пришлось гнуть так как они не влезали в корпус нового формата. Перед изгибом их лучше прогреть паяльной станцией, иначе есть шанс отломать половину зубьев. Термистор регулятора закрепил на дроссельной группе стабилизации, т.к. это самая горячая часть.
В таком виде БП прошел длительные испытания, питая кучу автомобильных лампочек дальнего света и выдерживая нагрузки током около 20А при напряжении 14В. И гордо зарядил несколько автомобильных аккумуляторов, когда мы выключили свет в Крыму.
Будущее уже в
тем временем. А пока задумал немного нестандартную систему индикации режимов работы БП, о чем чуть позже пожалел, но до сих пор работает!
Итак, в следующей статье вы найдете программирование ATMega8 на C++ с использованием магии шаблонов, различных шаблонов и самописной библиотеки для вычислений с фиксированной точкой, поверх которой усредняются отсчеты АЦП и преобразуются в напряжение/ток с помощью таблицы с линейной интерполяцией.
