Site Loader

Блок питания на TOP222Y — AVR devices

Понадобился мне для одного из моих проектов блок питания. Да такой чтоб с небольшими габаритами и с приличными характеристиками. Мне требовалось напряжение 5 вольт и ток не менее двух ампер. Однозначно, что блок питания должен быть импульсным. Сейчас существует великое множество различных ШИМ контроллеров на которых можно сделать такой блок питания. Я решил остановится на микросхемах от Power Integrations а точнее на Top Switch. Выбор обусловлен популярность и низкой ценой при неплохих характеристиках.

Кроме этого не надо почти ни какой обвязки и настройки! Короче как раз для меня 🙂 Хочу напомнить что блок питания является источником повышенной опасности, так как некоторые его детали находятся под напряжением угрожающим жизни человека. Высоковольтный электролитический конденсатор С2 в некоторых случаях может длительное время быть заряженным! Короче я предупреждал. Хотя ток своих не бьёт 🙂

Теперь немного сухих цифр:

  • Входное напряжение от  85 до 265 вольт
  • Выходное напряжение 5 вольт
  • Максимальный ток 2 А
  • Пульсации напряжения ~30 милливольт
  • Защита от перегрева
  • Защита от короткого замыкания

А вот и схема этого девайса:

Ничего нового я здесь не изобрел. Эту схему можно найти в одном из многочисленных апноутов производителя. Вместо TL431 можно поставить обычный стабилитрон, но упадёт стабильность напряжения и нельзя будет его скорректировать. Для коррекции напряжения нужно поиграть резисторами R3 или R2. Можно поставить вместо одного из них подстроечник и установить нужное напряжение.

Трансформатор

Это пожалуй самая сложная часть этого блока питания. Его придётся наматывать самому. У Power Integrations даже есть программа предназначенная для расчёта трансформаторов, но моего TOP222Y среди поддерживаемых ШИМ контроллеров почему то не оказалось. Поэтому пришлось курить мануалы, читать форумы и спрашивать знающих людей. Параметры трансформатора очень сильно зависят от сердечника. Сердечник который я применил в своем блоке был выдран из другого трансформатора от импульсного блока питания принтера. Размеры сердечника такие:

Чтоб разобрать готовый трансформатор пришлось изрядно повозится. Для того чтоб половинки сердечника расклеились мне пришлось варить трансформатор в кипящей воде некоторое время 🙂 Как видно из рисунка сердечник уже имеет зазор посередине. Если у вашего сердечника нет такого зазора то его нужно сделать проложив между его половинками бумагу. Он должен быть примерно 0,1 — 0,2мм. Наматывать трансформатор нужно начинать с первичной обмотки.  Я наматывал её  проводом диаметром  0,2 мм. Всего я намотал 130 витков. Допустимо использовать от 0,15 мм до 0,25 мм в зависимости от мощности. Провод наматывается виток к витку. Когда первый слой намотан нужно намотать поверх него слой какой-нибудь тонкой изоляционной плёнки. Я использовал какую-то жёлтую плёнку от другого трансформатора. Продолжать наматывать второй слой обмотки нужно с того же места где закончился первый. У меня всего получилось три слоя. Когда первичка намотана нужно намотать на нее пару слоёв плёнки дабы  не замкнула она со вторичкой. Начало обмотки нужно отметить как либо. Это важно! Начало обмотки обозначено на схеме точкой, если концы обмотки перепутать, то блок питания не запуститься или будет отдавать крохотную мощность. Вторичку я мотал проводом диаметром 1 мм 6 витков. Её нужно равномерно растянуть по всей поверхности. После неё еще один слой изоляции и мотает третью обмотку. Я мотал её тем же проводом что и первичку (0.2 мм) 12 витков. Их так же располагаем по всей длине каркаса и не забываем про начало и конец обмотки. Все обмотки мотать надо в одном направлении. Когда намотка обмоток завершена, наматываем еще один слой изоляции, вставляем сердечник, заклеиваем его, припаиваем проводки к штырькам на каркасе и трансформатор готов!

Разводка платы

От разводки платы напрямую зависят характеристики блока питания.  Из-за не правильно разведенной платы может упасть КПД блока питания, возникнут пульсации выходного напряжения, блок начнет создавать помехи, да и еще куча всего остального включая нестабильную работу. В даташите производитель дает некоторые советы по разводке печатной платы и рекомендуется их придерживаться. Дается даже рисунок куска печатной платы. Набор основных правил разводки платы довольно прост:

  • C4 и R1 должны быть максимально близко к выводам SOURСE и CONTROL
  • Земля в «горячей» части блока питания это вывод SOURСE. Поэтому все дорожки которые должны быть подключены к земле следует вести именно к этому выводу. Даже если это не удобно. Это хорошо отображено на принципиальной схеме.
  • Конденсатор С2 ставить поближе к ШИМ контроллеру
  • Ноги у D1 и D2 должны быть минимально длинны и расположены они должны быть как можно ближе к трансформатору
  • Дорожка от вывода DRAIN до трансформатора должна быть как можно короче. Тоже самое касается и дорожки от трансформатора до плюса питания.

Зная и применяя эти правила можно развести свою плату, ибо моя я думаю далека от идеала и можно сделать лучше. Кроме того на моей плате изначально отсутствовал конденсатор С5. Я сейчас я расскажу почему.

Конденсатор С5

Страшный конденсатор как кажется на первый взгляд. Стоит между высоковольтной и низковольтной часть блока питания. А это значит что если его вдруг пробьёт, то блок питания превратится в машину смерти! Поэтому нельзя ставить туда конденсатор какой попало. Для таких целей существуют специальные Y конденсаторы. Бывают Y1 и Y2 нам подойдет любой из них с ёмокстью около 3.3 нф. Чтоб знать как он примерно выглядит я сфоткал свой:

С этим конденсатором будет немного щипать, если одновременно коснуться заземления и вывода блока питания. Но ничего страшного в этом нет, этот конденсатор стоял абсолютно во всех импульсиниках которые мне доводилось разобрать. И все они точно также кусались. Возникает вопрос, а зачем вообще он нужен? Можно его не впаивать, блок питания заведётся и будет работать но будет выдавать сильные пульсации на выходе. На осциллограмме ниже можно видеть пульсации напряжения на выходе блока питания. В момент снятия показаний, блок питания был нагружен проволочным резистором 5 ом, а конденсатор С5 не впаян:

А теперь я впаял конденсатор. Нагрузка та же самая:

Видно что пульсации сильно уменьшились, хоть и остались довольно существенными. Но для меня это не особо критично, т.к. этот блок питания будет всего лишь заряжать пальчиковые аккумуляторы.  Чтоб избавится от остатков пульсаций нужно правильно намотать дроссель и не жалеть ёмкостей С6 и С7. Кстати конденсатор С1 тоже не простой. На нем должно быть написано X2. Его можно найти в компьютерных блоках питания. Он нужен (как я понял) чтоб не выпускать помехи которые создает блок, в сеть 220 в.

Пусконаладка

Ни каких плясок с бубном устраивать мне не пришлось. Всё заработало сразу после первого включения. Да и налаживать то тут особо нечего. Разве что немного подстроить выходное напряжение резисторами  R3 или R2. Если страшно включать его в сеть, то можно вместо предохранителя включить лампочку 220 вольт мощностью 100 ватт. В момент включения лампочка должна вспыхнуть а потом погаснуть (если блок ни чем не нагружен). Если лампочка горит и не гаснет то скорее выключаем блок питания и ищем ошибку. Если это первое испытание блок прошел успешно то можно ставит предохранитель на место и  давать нагрузку потихоньку. Я использовал нихромовую спиральку для этих целей. Дал нагрузку — попробовал не греется ли. Потом еще больше нагрузки и еще… Потом замкнул выводы блока питания накоротко. Ничего не взорвалось и не сгорело. Сработала защита и блок питания начал легонько щёлкать пытаясь запуститься. Разомкнул провода и он стартовал как ни  в чем не бывало. Кстати радиатор оказался не нужен, нагрев TOP222Y оказался минимальным. Я и не ожидал такого.

Итоги

Блок питания получился отличный. Если вы ни когда не делали импульсных блоков питания, то начинать лучше всего именно с ШИМ контроллеров TOP221-227. Проще них вряд-ли можно что-то придумать вообще. Любые комментарии по теме и не совсем — приветствуются.

Скачать печатную плату

TOP223

TOP223

     Данные микросхемы — преобразователий для создания малогабаритных импульсных сетевых источников питания появились несколько лет назад, и уже полюбились многим разработчикам радиоэлектронной аппаратуры за свою простоту, надёжность и невысокую цену.

импульсный преобразователь описание

     Давайте рассмотрим эту микросхему подробнее. TOP223, а также остальные микросхемы этого семейства TOP221 — TOP227, представляют собой генератор для преобразователя с высоким КПД — до 90%, встроенным автозапуском и ограничителем тока. Имеется так-же термозащита и система слежения за выходным напряжением.

импульсный преобразователь топ223

     Схема включения TOP223 очень проста, и доступна для повторения даже не очень опытными радиолюбителями. Используя импульсный БП на TOP221 — TOP227, можно получить до 40В 3А выходного напряжения. Или другими словами до 150 Ватт мощности — в модели TOP227. Входное напряжение по паспорту лежит в пределах 85 — 265В, что позволяет эксплуатировать TOP221 — TOP227 в сетях и 110В, и 220В. 

схема TOP223

     Если есть возможность, можно достать готовый трансформатор, специально разработанный для применения в импульсных блоках питания на основе микросхем преобразователей напряжения серии TOP и TNY.

Трансф. TOP Uвых.ном.,В Iвых.ном,А
PNY-05015 TNY255 3.5..11.2 1.8..0.5
PNY-07006 TNY254 3.1..16.7 0.7..0.2
PNY-24004 TNY255 7.5..26.9 0.925..0.30
POL-05006 TOP210 5.0 0.60
POL-05010 TOP200 5.0 1.00
POL-05012 TOP200 5.0 1.20
POL-05020 TOP223 5.0 2.00
POL-05030 TOP202 5.0 3.00
POL-07003 TOP209P 7.5 0.26
POL-07020 TOP202 7.5 2.00
POL-07050 TOP226 7.0 5.00
POL-12012 TOP202 12.0 1.20
POL-12017 TOP224P 12.0 1.70

POL-12208 TOP223 2×12 0.50/0.30
POL-12216 TOP224 2×12 0.80/0.80
POL-15020 TOP226 15.0 2.00
POL-15073 TOP204 15.0 6.33
POL-15204 TOP200 2×15 0.20/0.20
POL-24013 TOP226 24.0 1.30
POL-24208 TOP226 2×24.0 2×0.80
POL-24219 TOP227 2×24.0 2×1.875
POL-28022 TOP204 28.0 2.20
POL-30030 TOP227Y 30.0 3.00
POL-40020 TOP227Y 40.0 2.00
POL-45012 TOP204 45.0 1.20
POL-97505 TOP221 9.75 0.50
TSD-1003 TOP210 15.0 0.20
TSD-1017 TOP210 5.15 0.02/0.10
TSD-1024 TOP223P 7.5.15 1.0/0.25
TSD-1035 TOP221 17.0 0.20
TSD-1043 TOP204 24.0 1.30
TSD-1055 TOP210 15..18 0.30..0.35
TSD-1056 TOP227Y 9.9.5 3.50/0.25
TSD-1135 TOP209 5.15 0.05/0.12
TSD-1144 TOP223 6/-38/-60 1.2/0.30/0.050
TSD-1160 TOP225 5/±12 6/+1.0/-0.10
TSD-1201 TOP225 5/±9 6/+1.3/-0.13
TSD-1347 TOP224 6.9/24/-15 0.3/0.6/0.2
TSD-1385 TOP204 15/15/5 0.2/0.2/1
TSD-1395 TOP224Y 24.0/5.0 1.0/3.0
TSD-737 TOP223 15.0 1.00
TSD-777 TOP104 12.0 5.00
TSD-778 TOP201 2×5.0 1.20/0.80
TSD-779 TOP202 5.33 1.0/0.50
TSD-815 TOP201 5.15 1.0/1.0
TSD-816 TOP210 5.0 0.60
TSD-825 TOP221P 12.0 0.30
TSD-858 TOP210 5.24 0.30/0.08
TSD-860 TOP202 ±15/6.9 ±0.60/0.30
TSD-873 TOP210 17.0 0.10
TSD-876 TOP210 5.12 0.10/0.20
TSD-877 TOP204 2×5/15 2.5/0.10
TSD-880 TOP204 9.24 3.0/0.60
TSD-893 TOP201 5/30/±12 1.0/0.05/2×0.25
TSD-924 TOP202 22.0 0.70
TSD-935 TOP200 12.0 0.50
TSD-937 TOP204 5/±8 3.0/±1.0
TSD-940 TOP210 6.5 0.80
TSD-946 TOP210 14.0 0.20
TSD-968 TOP202 2×18 0.40/0.40
TSD-990 TOP222P 12.0 0.67

     Вопросы и обсуждение блоков питания на ФОРУМЕ

   Справочники радиодеталей

Импульсные источники питания на микросхемах и транзисторах

Импульсные источники питания стали фактически непременным атрибутом любой современной бытовой техники, потребляющей от сети мощность свыше 100 Вт. В эту категорию попадают компьютеры, телевизоры, мониторы.

Для создания импульсных источников питания, примеры конкретного воплощения которых будут приведены ниже, применяются специальные схемные решения.

Так, для исключения сквозных токов через выходные транзисторы некоторых импульсных источников питания используют специальную форму импульсов, а именно, биполярные импульсы прямоугольной формы, имеющие между собой промежуток во времени. Продолжительность этого промежутка должна быть больше времени рассасывания неосновных носителей в базе выходных транзисторов, иначе эти транзисторы будут повреждены. Ширина управляющих импульсов с целью стабилизации выходного напряжения может изменяться с помощью обратной связи.

Обычно для обеспечения надежности в импульсных источниках питания используют высоковольтные транзисторы, которые в силу технологических особенностей не отличаются в лучшую сторону (имеют низкие частоты переключения, малые коэффициенты передачи по току, значительные токи утечки, большие падения напряжения на коллекторном переходе в открытом состоянии). Особенно это касается устаревших ныне моделей отечественных транзисторов типа КТ809, КТ812, КТ826, КТ828 и многих других. Стоит сказать, что в последние годы появилась достойная замена биполярным транзисторам, традиционно используемых в выходных каскадах импульсных источников питания. Это специальные высоковольтные полевые транзисторы отечественного, и, главным образом, зарубежного производства. Кроме того, существуют многочисленные микросхемы для импульсных источников питания.

принципиальная схема

Биполярные симметричные импульсы регулируемой ширины позволяет получить генератор импульсов по схеме на рис. 5.1. Устройство может быть использовано в схемах авторегулирования выходной мощности импульсных источников питания. На микросхеме DD1 (К561ЛЕ5/К561ЛА7) собран генератор прямоугольных импульсов со скважностью, равной 2. Симметрии генерируемых импульсов добиваются регулировкой резистора R1. Рабочую частоту генератора (44 кГц) при необходимости можно изменить подбором емкости конденсатора С1.

На элементах DA1.1, DA1.3 (К561КТЗ) собраны компараторы напряжения; на DA1.2, DA1.4 — выходные ключи. На входы компараторов-ключей DA1.1, DA1.3 в противофазе через формирующие RC-диодные цепочки (R3, С2, VD2 и R6, СЗ, VD5) подаются прямоугольные импульсы. Заряд конденсаторов С2, СЗ происходит по экспоненциальному закону через R3 и R5, соответственно; разряд — практически мгновенно через диоды VD2 и VD5. Когда напряжение на конденсаторе С2 или СЗ достигнет порога срабатывания компараторов-ключей DA1.1 или DA1.3, соответственно, происходит их включение, и резисторы R9 и R10, а также управляющие входы ключей DA1.2 и DA1.4 подключаются к положительному полюсу источника питания.

Поскольку включение ключей производится в противофазе, такое переключение происходит строго поочередно, с паузой между импульсами, что исключает возможность протекания сквозного тока через ключи DA1.2 и DA1.4 и управляемые ими транзисторы преобразователя, если генератор двухполярных импульсов используется в схеме импульсного источника питания. Плавное регулирование ширины импульсов осуществляется одновременной подачей стартового (начального) напряжения на входы компараторов (конденсаторы С2, СЗ) с потенциометра R5 через диодно-ре-зистивные цепочки VD3, R7 и VD4, R8. Предельный уровень управляющего напряжения (максимальную ширину выходных импульсов) устанавливают подбором резистора R4.

Сопротивление нагрузки можно подключить по мостовой схеме — между точкой соединения элементов DA1.2, DA1.4 и конденсаторами Са, Сб. Импульсы с генератора можно подать и на транзисторный усилитель мощности.

При использовании генератора двухполярных импульсов в схеме импульсного источника питания в состав резистивного делителя R4, R5 следует включить регулирующий элемент — полевой транзистор, фотодиод оптрона и т.д., позволяющий при уменьшении/увеличении тока нагрузки автоматически регулировать ширину генерируемого импульса, управляя тем самым выходной мощностью преобразователя.

В качестве примера практической реализации импульсных источников питания приведем описания и схемы некоторых из них. Импульсный источник питания (рис. 5.2) состоит из выпрямителей сетевого напряжения, задающего генератора, формирователя прямоугольных импульсов регулируемой длительности, двухкаскадного усилителя мощности, выходных выпрямителей и схемы стабилизации выходного напряжения.

Задающий генератор выполнен на микросхеме типа К555ЛАЗ (элементы DD1.1, DD1.2) и вырабатывает прямоугольные импульсы частотой 150 кГц. На элементах DD1.3, DD1.4 собран RS-триггер, на выходе которого частота вдвое меньше — 75 кГц. Узел управления длительностью коммутирующих импульсов реализован на микросхеме типа К555ЛИ1 (элементы DD2.1, DD2.2), а регулировка длительности осуществляется с помощью оптрона U1.

Выходной каскад формирователя коммутирующих импульсов собран на элементах DD2.3, DD2.4. Максимальная мощность на выходе формирователя импульсов достигает 40 мВт. Предварительный усилитель мощности выполнен на транзисторах ѴТ1, ѴТ2 типа КТ645А, а оконечный — на транзисторах ѴТЗ, ѴТ4 типа КТ828 или более современных. Выходная мощность каскадов — 2 и 60…65 Вт, соответственно.

На транзисторах ѴТ5, ѴТ6 и оптроне U1 собрана схема стабилизации выходного напряжения. Если напряжение на выходе источника питания ниже нормы (12 В), стабилитроны VD19, VD20 (КС182+КС139) закрыты, транзистор ѴТ5 закрыт, транзистор ѴТ6 открыт, через светодиод (U1.2) оптрона протекает ток, ограниченный сопротивлением R14; сопротивление фотодиода (U1.1) оптрона минимально. Сигнал, снимаемый с выхода элемента DD2.1 и поступающий на входы схемы совпадения DD2.2 напрямую и через регулируемый элемент задержки (R3 — R5, С4, VD2, U1.1), в силу его малой постоянной времени поступает практически одновременно на входы схемы совпадения (элемент DD2.2). На выходе этого элемента формируются широкие управляющие импульсы.

принципиальная схема

Рис. 5.2. Схема импульсного источника питания.

На первичной обмотке трансформатора Т1 (выходах элементов DD2.3, DD2.4) формируются двухполярные импульсы регулируемой длительности.

Если по какой-либо причине напряжение на выходе источника питания будет увеличиваться сверх нормы, через стабилитроны VD19, VD20 начнет протекать ток, транзистор VT5 приоткроется, VT6 — закроется, уменьшая ток через светодиод оптрона U1.2. При этом возрастает сопротивление фотодиода оптрона U1.1. Длительность управляющих импульсов уменьшается, и происходит уменьшение выходного напряжения (мощности). При коротком замыкании нагрузки светодиод оптрона гаснет, сопротивление фотодиода оптрона максимально, а длительность управляющих импульсов — минимальна. Кнопка SB1 предназначена для запуска схемы.

При максимальной длительности положительные и отрицательные управляющие импульсы не перекрываются во времени, поскольку между ними существует временная просечка, обусловленная наличием резистора R3 в формирующей цепи. Тем самым снижается вероятность протекания сквозных токов через выходные относительно низкочастотные транзисторы оконечного каскада усиления мощности, которые имеют большое время рассасывания избыточных носителей на базовом переходе. Выходные транзисторы установлены на ребристые теплоотводящие радиаторы с площадью не менее 200 см2. В базовые цепи этих транзисторов желательно установить сопротивления величиной 10…51 Ом.

Каскады усиления мощности и схема формирования двухполярных импульсов получают питание от выпрямителей, выполненных на диодах VD5 — VD12 и элементах R9 — R11, С6 — С9, С12, VD3, VD4.

Трансформаторы Т1, Т2 выполнены на ферритовых кольцах К10x6x4,5 3000НМ; ТЗ — К28х16х9 3000НМ. Первичная обмотка трансформатора Т1 содержит 165 витков провода ПЭЛШО 0,12, вторичные — 2×65 витков ПЭЛ-2 0,45 (намотка в два провода). Первичная обмотка трансформатора Т2 содержит 165 витков провода ПЭВ-2 0,15 мм, вторичные — 2×40 витков того же провода. Первичная обмотка трансформатора ТЗ содержит 31 виток провода МГШВ, продетого в кембрик и имеющего сечение 0,35 мм2, вторичная обмотка имеет 3×6 витков провода ПЭВ-2

1,28 мм (параллельное включение). При подключении обмоток трансформаторов необходимо правильно их фазировать. Начала обмоток показаны на рисунке звездочками.

Источник питания работоспособен в диапазоне изменения сетевого напряжения 130…250 В. Максимальная выходная мощность при симметричной нагрузке достигает 60…65 Вт (стабилизированное напряжение положительной и отрицательной полярности 12 6 и стабилизированное напряжение переменного тока частотой 75 кГц, снимаемые со вторичной обмотки трансформатора Т3). Напряжение пульсаций на выходе источника питания не превышает 0,6 В.

При налаживании источника питания сетевое напряжение на него подают через разделительный трансформатор или феррорезонансный стабилизатор с изолированным от сети выходом. Все перепайки в источнике допустимо производить только при полном отключении устройства от сети. Последовательно с выходным каскадом на время налаживания устройства рекомендуется включить лампу накаливания 60 Вт на 220 В. Эта лампа защитит выходные транзисторы в случае ошибок в монтаже. Оптрон U1 должен иметь напряжение пробоя изоляции не менее 400 В. Работа устройства без нагрузки не допускается.

Сетевой импульсный источник питания (рис. 5.3) разработан для телефонных аппаратов с автоматическим определителем номера или для других устройств с потребляемой мощностью 3…5 Вт, питаемых напряжением 5…24 В.

Источник питания защищен от короткого замыкания на выходе. Нестабильность выходного напряжения не превышает 5% при изменении напряжения питания от 150 до 240 В и тока нагрузки в пределах 20… 100% от номинального значения.

Управляемый генератор импульсов обеспечивает на базе транзистора ѴТЗ сигнал частотой 25…30 кГц.

Дроссели L1, L2 и L3 намотаны на магнитопроводах типа К10x6x3 из пресс-пермаллоя МП140. Обмотки дросселя L1, L2 содержат по 20 витков провода ПЭТВ 0,35 мм и расположены каждая на своей половине кольца с зазором между обмотками не менее 1 мм. Дроссель L3 наматывают проводом ПЭТВ 0,63 мм виток к витку в один слой по внутреннему периметру кольца.

принципиальная схема

Рис 5.3. Схема сетевого импульсного источника питания.

Трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе Б22 из феррита М2000НМ1. Его обмотки наматывают на разборном каркасе виток к витку проводом ПЭТВ и пропитывают клеем. Первой наматывают в несколько слоев обмотку I, содержащую 260 витков провода 0,12 мм. Таким же проводом наматывают экранирующую обмотку с одним выводом (на рис. 5.3 показана пунктирной линией), затем наносят клей БФ-2 и обматывают одним слоем лакот-кани. Обмотку III наматывают проводом 0,56 мм. Для выходного напряжения 5 В она содержит 13 витков. Последней наматывают обмотку II. Она содержит 22 витка провода 0,15…0,18 мм. Между чашками обеспечивают немагнитный зазор.

Для создания высокого напряжения (30…35 кВ при токе нагрузки до 1 мА) для питания электроэффлювиальной люстры (люстры А. Л. Чижевского) предназначен источник питания постоянного тока на основе специализированной микросхемы типа К1182ГГЗ (рис. 5.4).

Источник питания состоит из выпрямителя сетевого напряжения на диодном мосте VD1, конденсатора фильтра С1 и высоковольтного полумостового автогенератора на микросхеме DA1 типа К1182ГГЗ. Микросхема DA1 совместно с трансформатором Т1 преобразует постоянное выпрямленное сетевое напряжение в высокочастотное (30…50 кГц) импульсное.

Выпрямленное сетевое напряжение поступает на микросхему DA1, а стартовая цепочка R2, С2 запускает автогенератор микросхемы. Цепочки R3, СЗ и R4, С4 задают частоту генератора. Резисторы R3 и R4 стабилизируют длительность полуперио-дов генерируемых импульсов. Выходное напряжение повышается обмоткой L4 трансформатора и подается на умножитель напряжения на диодах VD2 — VD7 и конденсаторах С7 — С12. Выпрямленное напряжение подается на нагрузку через ограничительный резистор R5.

Конденсатор сетевого фильтра С1 рассчитан на рабочее напряжение 450 В (К50-29), С2 — любого типа на напряжение 30 В. Конденсаторы С5, С6 выбирают в пределах 0,022…0,22 мкФ на напряжение не менее 250 В (К71-7, К73-17). Конденсаторы умножителя С7 — С12 типа КВИ-3 на напряжение 10 кВ. Возможна замена на конденсаторы типов К15-4, К73-4, ПОВ и другие на рабочее напряжение 10 кВ или выше.

принципиальная схема

Рис. 5.4. Схема высоковольтного импульсного источника постоянного тока.

Высоковольтные диоды VD2 — VD7 типа КЦ106Г (КЦ105Д). Ограничительный резистор R5 типа КЭВ-1. Его можно заменить тремя резисторами типа МЛТ-2 по 10 МОм. В качестве трансформатора используется телевизионный строчный трансформатор, например, ТВС-110ЛА. Высоковольтную обмотку оставляют, остальные удаляют и на их месте размещают новые обмотки. Обмотки L1, L3 содержат по 7 витков провода ПЭЛ 0,2 /им, а обмотка L2 — 90 витков такого же провода.

Цепочку резисторов R5, ограничивающих ток короткого замыкания, рекомендуется включить в «минусовой» провод, который подводится к люстре. Этот провод должен иметь высоковольтную изоляцию.

Устройство, именуемое корректором коэффициента мощности (рис. 5.5), собрано на основе специализированной микросхемы TOP202YA3 (фирма Power Integration) и обеспечивает коэффициент мощности не менее 0,95 при мощности нагрузки 65 Вт. Корректор приближает форму тока, потребляемую нагрузкой, к синусоидальной.

принципиальная схема

Рис. 5.5. Схема корректора коэффициента мощности на микросхеме TOP202YA3.

Максимальное напряжение на входе — 265 В. Средняя частота преобразователя — 100 кГц. КПД корректора — 0,95.

Схема источника питания с микросхемой той же фирмы Power Integration показана на рис. 5.6. В устройстве применен полупроводниковый ограничитель напряжения — 1,5КЕ250А. Преобразователь обеспечивает гальваническую развязку выходного напряжения от напряжения сети. При указанных на схеме номиналах и элементах устройство позволяет подключать нагрузку, потребляющую 20 Вт при напряжении 24 В. КПД преобразователя приближается к 90%. Частота преобразования — 100 кГц. Устройство защищено от коротких замыканий в нагрузке.

принципиальная схема

Рис. 5.6. Схема импульсного источника питания на микросхеме фирмы Power Integration.

Выходная мощность преобразователя определяется типом используемой микросхемы, основные характеристики которых приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1. Характеристики микросхем серии TOP221Y TOP227Y.

Тип микросхемы

Рмах, Вт

Ток срабатывания защиты, А

Rcи  открытого транзистора, Ом

TOP221Y

7

0,25

31,2

TOP222Y

15

0,5

15,6

TOP223Y

30

1

7,8

T0P224Y

45

1,5

5,2

T0P225Y

60

2

3,9

TOP226Y

75

2,5

3,1

T0P227Y

90

3

2.6

На основе одной из микросхем ТОР200/204/214 фирмы Power Integration может быть собран простой и высокоэффективный преобразователь напряжения (рис. 5.7) с выходной мощностью до 100 Вт.

принципиальная схема

Рис. 5.7, Схема импульсного Buck-Boost преобразователя на микросхеме ТОР200/204/214.

Преобразователь содержит сетевой фильтр (С1, L1, L2), мостовой выпрямитель (VD1 — VD4), собственно сам преобразователь U1, схему стабилизации выходного напряжения, выпрямители и выходной LC-фильтр.

Входной фильтр L1, L2 намотан в два провода на феррито-вом кольце М2000 (2×8 витков). Индуктивность полученной катушки — 18…40 мГн. Трансформатор Т1 выполнен на ферритовом сердечнике со стандартным каркасом ETD34 фирмы Siemens или Matsushita, хотя можно использовать и иные импортные сердечники типа ЕР, ЕС, EF или отечественные Ш-образные ферритовые сердечники М2000. Обмотка I имеет 4×90 витков ПЭВ-2 0,15 мм; II — 3×6 того же провода; III — 2×21 витков ПЭВ-2 0,35 мм. Все обмотки наматывают виток к витку. Между слоями должна быть обеспечена надежная изоляция.

Источник: Шустов М. А. Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения.

Импульсный БП 60Вт на TOP246Y.

Импульсный БП 60Вт на TOP246Y.

Представляю вниманию радиогубителей очередную схему обратноходового преобразователя, но уже сконструированного на основе микросхем из линейки TopSwitch-GX (Top242…250) что позволяет избавиться почти от половины дискретных элементов по сравнению с классическими на UC3842. Как обещает производитель Power Integrations (www.powerint.com) это позволяет повысить надёжность, технологичность устройства, минимизировать его габариты, сэкономить на стоимости платы, уменьшить время проектирования и соответственно изготовления устройства.

Максимальный ток нагрузки: 3А.

Основные узлы:
Выпрямитель сетевого напряжения на диодном мостике BR1 и конденсаторе C4, в схему выпрямителя включен фильтр помех на элементах L1, С1, С2, С3, который защищает не столько схему от входных помех, сколько саму сеть от ВЧ излучений БП. Смягчение броска зарядного тока конденсатора C4 выполняет термистор TR1. Защиту же блока от завышенного напряжения сети, обязан выполнять варистор Z1. При завышении напряжения свыше 300V пробивается Z1, обрывая цепь питания через F1. Причём фильтр ВЧ помех включён не стандартно в цепь постоянного напряжения, это позволяет избавиться от протекания переменного напряжения через конденсаторы С1, С2, С3.
Сердцем блока является DA1 о которой речь шла выше. Резистор R1 задаёт ограничение максимального входного напряжения на уровне 265V AC. Резисторы R2, R3 определяют максимальный ток МОП ключа, и как правило задаются с 1%-ым допуском, при желании вывод X можно просто «посадить» на общую шину. Элементы D1, R4, C5 формируют необходимую для нормальной работы нелинейность трансформатора.
Цепь смещения (BIAS) образована элементами D2, R5, C6
Цепь обратной связи создающая гальваническую развязку и стабилизацию напряжения задаётся ZD1, R7, R8, U1.
Выпрямитель выходного напряжения образуют элементы D3, C9, C10. L2 — позволяет понизить пульсации выходного напряжения.

Теперь перейдём к изготовлению трансформатора.
Намотка трансформатора производится на каркасе предназначенном для магнитопровода E30/15/7 с магнитной проницаемостью 2500. Первичная обмотка (W1) содержит 34 витка провода ПЕВ-1, ПЕВ-2 диаметром 0,5 мм (должно получится примерно 1,4 слоя). Обмотка BIAS (W2) содержит 4 витка любого провода диаметром 0,1мм (не критично). Вторичная обмотка (W3) содержит 6 витков вдвое сложенного провода ПЕВ-1 или ПЕВ-2 диаметром 0,8 мм. Обмотку (W3) желательно расположить равномерно по длине каркаса. Укладывая обмотки следует между каждым отдельным слоем намотки прокладывать 1… 2 слоя лакоткани. А после намотки W2 можно выполнить экран и соединить его с общей шиной высоковольтного питания. Экран можно выполнять как полоской листовой меди, внимательно следя чтобы экран не образовал короткозамкнутого витка, для этого полоску меди отрезаем такой длины чтобы она образовывала на каркасе незамкнутый круг. Или же экран можно выполнить заполняя один слой подходящим изолированным проводом подходящего диаметра., при этом один конец соединяем с общей шиной выс. напр., второй оставляем «висящим в воздухе». На трансформатор после окончательной сборки можно одеть внешний защитный экран теперь уже образуя КЗ-ый виток и соответственно соединяя его с общей шиной. Естественно особо внимательно следует обращать внимание на фазировку обмоток, при не правильной фазировке блок просто не заведется или не будет отдавать должной мощности с сильным нагревом миккросхемы.

Табличка с деталями:

Элемент

Номинал

Допуск

Примечание

R1

2M

5%

Два последовательно соединенных резисторов по 1М

R2

7,5M+5,6M

1%

Последовательно соединенные

R3

20,5K

1%

R4

68K

5%

R5

4,7

5%

R6

6,8

5%

R7

68

5%

R8

330

5%

C1, C2, C3

0,47мкФx400B

C4

150мкФх400В

Можно больше, как по ёмкости, так и по напряжению.

C5

4700х1кВ

Керамика

C6

1мкФх50В

C7

0,1мкФх50В

C8

10МкФх25В

C9, C10

1000мкФх25В

Z1

300В 2А

TR1

10Ом 2А

U1

PC817

D1

1N4937

Можно заменить на UF4005

D2

1N4148

D3

MBR760

Или другой шоттки на 5А 60В

DA1

TOP246Y

F1

1А 250В

L1

47мкГн 1А

L2

3,3мкГн 3А

ZD1

1N5249

BR1

RS207

Запуск блока производится «навесив» на выход незначительную нагрузку, прекрасно подойдёт 20-ти вольтова лампочка. К сети блок подсоеденяется через бытовую лампочку 100Bт 220V. Для чего это, думаю понятно.
Подстройку выходного напряжения производим резисторами R7, R8. Увеличивая/уменьшая значение R8 получаем уменьшение/увеличение выходного напряжения и увеличивая/уменьшая значение R7 увеличение/уменьшение выходного.

Расположение выводов DA1 смотрим на рисунке:

Относительно площади радиаторов ничего не привожу, как правило на купленных на рынке нет опознавательных знаков. Вариант печатной платы можно посмотреть здесь, плата не от этого блока, но сделана на подобный блок выходной мощностью 30W.
На этом пожалуй всё. Желаю успехов!!!
А все вопросы можно сложить тут.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Компьютерный источник питания на микросхемах TOP249Y и TNY266P компании Power Integrations.

Компьютерный источник питания на микросхемах TOP249Y и TNY266P компании Power Integrations.

Технические параметры: Вход 230VAC или удвоенное 110VAC.
Выход +5V, +3.3V, +12V, -12V, +5V(standby режим)
Применение: ATX (12V) основные источники питания, micro-ATX источники питания.
Автор: Департамент по применению компании Power Integrations.
Номер документа: EPR-31

Преимущества:
— Применение высокоинтегрированных микросхем Power Integrations дает возможность уменьшить число используемых элементов.
— В режиме Standby входная потребляемая мощность источника 0,5Вт.
— Удовлетворяет требованиям энергопотребления Blue Angel.
— Удовлетворяет требованиям по ЭМИ — EN55022B.
— Простой контроль уровня выходного напряжения дает возможность простой настройки источника.

Данный источник функционально состоит из основного источника реализованного на микросхеме TOP249Y и standby источника, реализованного на микросхеме TNY266P.

Полная техническая характеристика источника:

Обозначение Минимальное Типовое Максимальное Еденицы.
Вход:
Напряжение Vin 90 265 V
Частота Fline 47 50/60 63 Hz
Blue Angel 4.75 W
Мощн. Standby 0.95 W
Выход:
Выход 1.
Напряжение Vout1 4.75 5.00 5.25 V
Пульсации Vripple1 1 50 mV
Ток Iout1 1.0 12.0 A
Выход 2
Напряжение Vout2 3.14 3.3 3.45 V
Пульсации Vripple2 50 mV
Ток Iout2 2.0 10.0 A
Выход 3
Напряжение Vout3 11.4 12.0 12.6 V
Пульсации Vripple3 120 mV
Ток Iout3 2.0 10 13.0 A
Выход 4
Напряжение Vout4 -11.4 -12.0 -12.6 V
Пульсации Vripple4 120 mV
Ток Iout4 1.5 A
Выход 5(standby)
Напряжение Vout5 4.75 5.0 5.25 V
Пульсации Vripple5 50 mV
Ток Iout5 1.5 A
Общая выходная мощность
Продолжительная: Pout 180 W
Пиковая Pout_peak 200 W
КПД n 68 72 75 %
Напряжение изоляции   3 kV
Температура окр. Среды 50 С

Схема такого источника представлена на рисунке:

Рис1. Высоковольтная часть схемы (основной источник).

Рис.2 Низковольтная часть схемы (основной источник).


Рис3. Standby источник питания.

Рис.4 Интерфейс удаленного управления электропитанием.

При этом собранная плата с элементами будет иметь следующий внешний вид:
Примечание: все размеры указаны в миллидюймах (взято из оригинала). Для того, чтобы перевести в миллиметры необходимо умножить на 0,0254.


Рис.5 Основная плата с элементами (PCB)(кликните на картинку для увеличения).

Рис.6 Плата управления с элементами (PCB)(кликните на картинку для увеличения).

Рис.7 PCB разводка основной платы(кликните на картинку для увеличения).

Рис.8 PCB разводка платы управления(кликните на картинку для увеличения).

Номер\количество\Тип элемента\Примечание

Перечень элементов к основной плате:
1 1 BR1 600 V, 4 A Bridge Rectifier KBL06 General Semiconductor
2 1 CX1 47 nF, 250 VAC X type Cap ECQ-U2A473MV Panasonic
3 1 CX2 0.33 F, 250 VAC X type Cap ECQ-U2A334MG Panasonic
4 1 CY1 33 pF, 1 kV Y type Safety Cap 440LQ33 Vishay/Sprague
5 2 CY4, CY3 2.2 nF, 1 kV Y type Safety Cap ECK-ATS222ME Vishay/Sprague
6 2 C3, C2 470 F, 200 V Electrolytic Cap CapXon
7 2 C4 2.2 nF, 1 kV Xicon
8 2 C5, C25 1 F, 100 V ECA-2AHG010 Panasonic
9 2 C6 47 F, 16 V ECA-1CHG470 Panasonic
10 1 C7 0.1 F, 50 V ECU-S1h204MEA Panasonic
11 2 C8, C23 33 nF, 50 V ECU-S2A333KBA Panasonic
12 1 C9 47 nF, 50 V K473K15X7RF5TL2 BC Components
13 1 C10 1 nF, 50 V ECU-S1h202JCB Panasonic
14 1 C11 1000 F, 16 V EEU-FC1C102 Panasonic
15 2 C13, C12 2200 F, 6.3 V EEU-FC0J222 Panasonic
16 2 C14, C15 1200 F, 10 V ECA-FC1A122 Panasonic
17 2 C20, 27 330 pF, 50 V ECU-S1h431JCA Panasonic
18 1 C22 100 pF, 50 V ECU-SIh201JCA Panasonic
19 1 C24 330 F, 25 V EEU-FC1C331L Panasonic
20 1 C16 10 nF, 50 V ECU-S1h203KBA Panasonic
21 1 C108 10 nF, 500 V 140-500P9-103K Xicon
22 1 D1 800 V, 3 A diode 1N5407-T Any
23 1 D3 200 V, 1.5 W Zener diode BZY97C-200 Vishay
24 2 D4, D5 180 V, 1.5 W Zener diode BZY97C-180 Vishay
25 2 D6, D18 150 V, 625 mA, Gen Purpose BAV20 Diodes Inc.
26 1 D19 3.9 V, 0.5 W Zener diode 1N5229 Vishay
27 1 D8 45 V, 60 A Schottky diode MBR6045WT International Rectifier
28 2 D7, D9 45 V, 30 A Schottky diode MBR3045WT International Rectifier
29 1 D20 1 A, Ultra Fast recovery diode UF4002 Vishay
30 1 D105 100 V, 300 mA Fast diode 1N4148-T Diodes Inc.
31 1 F1 4 A Slow Blow Fuse 3721400041 Wickmann
32 1 L1 13 H, 15 A Coupled Choke SIL6015 HICAL
33 2 L5, L2 0.9 H SPE-119-0 Premier Magnetics
34 1 L3 Mag amp SIL6014 DT Magnetics
35 1 L4 25 H 5702 J.W. Miller
36 1 L7 3.3 mH ELF-18D650B Panasonic
37 1 Q1 TO-92 Transistor / PNP 2N3906 Any
38 1 Q7 TO-92 Transistor / NPN 2N3904 Any
39 1 Q4 TO-92 transistor / NPN 300 V MPSA42 Any
40 1 Q6 TO-92 transistor / PNP 300 V MPSA92 Any
41 1 RT1 10 , 3.2 A Thermistor (Inrush) RL3004-6.56-59-S7 Keystone
42 1 RV1 275 V, 14 mm dia. MOV ERZ-V14D431 Panasonic
43 2 R1, R2 330 k CFR-25JB-330k Yageo
44 3 R3, R4, R6 2.2 M CFR-25JB-2M2 Yageo
45 1 R7 560 k CFR-25JB-560K Yageo
46 1 R5 180 k CFR-25JB-180K Yageo
47 1 R8 130 k , 1% MFR-25FBF-130K Yageo
48 1 R9 47 CFR-25JB-47R Yageo
49 1 R10 560 k , 1/2 W CFR-50JB-560K Yageo
50 1 R11 360 CFR-25JB-360R Yageo
51 1 R39 3.3 k CFR-25JB-3K3 Yageo
52 1 R12 12 k CFR-25JB-12K Yageo
53 1 R13 10 CFR-25JB-10R Yageo
54 1 R14 75 k CFR-25JB-75K Yageo
55 1 R30 1 , 1 W RSF100JB-1R0 Yageo
56 1 R36 43.2 k , 1% MFR-25FBF-43K2 Yageo
57 1 R37 10 k CFR-25JB-10K Yageo
58 1 R38 5.1 k CFR-25JB-5K1 Yageo
59 1 R15 3.3 CFR-25JB-3K3 Yagep
60 1 R41 330 CFR-25JB-330R Yageo
61 2 R106 27 k CFR-25JB-27K Yageo
62 1 T1 Main X-former (ERL28 core) SIL6013 HICAL
63 1 U7 -12 V regulator TO-220 LM320 Any
64 1 U1 Integrated Controller/MOSFET TOP249Y Power Integrations
65 1 Printed Circuit Board PCB

Перечень элементов на плату управления.
1 1 C102 2.2 nF, 1000 V, Y5P, 10% Xicon
2 1 C19 22 F, 16 V ECA-A1CN220U Panasonic
3 4 C18, C103,
C107, C108
0.1 F, 50 V ECU-S1h204MEA Panasonic
4 2 C16, C17 0.1 F, 50 V C0805C104M5RACTU Kemet
5 1 C21 1.0 F, 50 V ECA-2AHG2R2 Panasonic
6 1 C101 10 nF, 500 V, Y5P, 10% ECA-A1CN220U Xicon
7 2 C104, C105 1000 F, 10 V EEU-FC1A102L Panasonic
8 1 C106 470 F, 10 V EEU-FC1A471 Panasonic
9 2 D11, D10 1 A, Ultra Fast recovery diode UF4002 Fagor
10 1 D12 3.9 V, 0.5 W Zener diode 1N5228-D7 General Semiconductor
11 1 D103 40 V, 3 A Schottky diode 1N5822 General Semiconductor
12 2 D13, D104 100 V, 300 mA Fast diode 1N4148-T Diodes Inc.
13 1 D101 800 V, 1 A Glass Passivated 1N4006-T Diodes Inc.
14 1 D102 200 V, 1.5 W Zener diode BZY97-C200 Philips
15 1 L101 10 H, 2 A Inductor R622LY-100K TOKO
16 1 Q2 100 V 3 A PNP, in a TO-220 pkg TIP32C
17 1 Q3 Gen purpose NPN, SOT 23 pkg MMTB3904-7
18 1 R15 1.8 k (1206 pkg)
19 1 R106 100 CFR-25JB-100R
20 3 R23, R35, R107 1 k CFR-25JB-1K0 Yageo
21 1 R16 1 k (0805 pkg)
22 1 R17 15 k (0805 pkg)
23 1 R109 4.75 k , 1% CFR-25JB-4K75 Yageo
24 1 R108 4.99 k , 1% CFR-25JB-4K99 Yageo
25 1 R31 15 k (1206 pkg)
26 1 R18 4.75 k , 1% (0805 pkg)
27 1 R19 4.12 k , 1% CFR-25JB-4K12 Yageo
28 1 R20 270 k (0805 pkg)
29 1 R21 270 (0805 pkg)
30 1 R22 3 CFR-25JB-3R0 Yageo
31 1 R24 3.57 k , 1% Yageo
32 1 R25 2.2 k CFR-25JB-2K2 Yageo
33 1 R26 10 k CFR-25JB-10K Yageo
34 1 R27 390 CFR-25JB-390R Yageo
35 1 R28 4.7 k (1206 pkg)
36 1 R31 15 k CFR-25JB-10K Yageo
37 1 R33 4.7 k CFR-25JB-4K7 Yageo
38 1 R29 100 k CFR-25JB-100K Yageo
39 2 R34, R101 33 CFR-25JB-33R Yageo
40 2 R103, R102 1 M , 1% CFR-25JB-4M0 Yageo
41 1 R104 430 CFR-25JB-430R Yageo
42 1 R105 5.1 k CFR-25JB-5k1 Yageo
43 1 R32 27 k (0805 pkg)
44 1 T101 PC Standby X-former (EF16) SIL6012 HICAL
45 1 U2 LED-PhotoXistor Opto-Coupler SFH615A-2 Sharp
46 2 U102, U3 LED-PhotoXistor Opto-Coupler LTV817
47 3 U6, U7, U5 Precision Adj Shunt Regulator TL431
48 1 U101 Integrated Controller / MOSFET TNY266P Power Integrations
49 1 Printed Circuit Board PCB

Трансформаторы:


Основной (180 Вт)

 


Электрическая спецификация:
Электрическая прочность (1 мин. 60Hz с пинов 1-7 на пины 10-14)- 3kV.
Индуктивность первичной обмотки — 3.0 mH.
Минимальная резонансная частота — 0.2 MHz.
Индукция рассеяния первичной обмотки (пины 1-2 при закороченных пинах 8,9,10-11, 12,3-4,13-14, измеренная при 100kHz — 8 uHn (Max.)

Материалы:
[1] Core: PC40 EER28L-Z (TOK)
[2] Jinn Bo Bobbins: #JB-0039
[3] Magnet Wire: #26 AWG Heavy Nyleze
[4] Magnet Wire: #30 AWG Heavy Nyleze
[5] Magnet Wire: #20 AWG Heavy Nyleze
[6] Copper ribbon (foil) 0.670″ wide x 0.008″ thick
[7] Tape: 3M 1298 Polyester Film (white) 21.8 mm wide by 2.2 mils thick
[8] Tape: 3M 1298 Polyester Film (white) 15.8 mm wide by 2.2 mils thick
[9] Tape: 3M 44 Margin tape (cream) 3.0 mm wide by 5.5 mils thick

Конструкция трансформатора.


Standby трансформатор (10W).

Электрическая спецификация:
Электрическая прочность — (1 мин. 60Hz с пинов 1-4 на пины 5-10) — 3 kV.
Индуктивность первичной обмотки — 2.3 uH.
Минимальная резонансная частота — 800 KHz.
Индукция рассеяния первичной обмотки (пины 6-
10 закорочены — 130 uHn (Max.)

Материалы:
[1] Core: EE16
[2] Bobbin: BE-16
[3] Magnet Wire: #35 AWG Heavy Nyleze
[4] Triple Insulated Wire: #26 AWG
[5] Magnet wire #30 AWG heavy Nyleze
[6] Tape: 3M 1298 Polyester Film (white) 9.0 mm wide by 2.2 mils thick
[7] Varnish

Конструкция трансформатора:

 

В итоге сам блок питания будет выглядеть так:

 

 

 

 

 

В статье использовались материалы компании Power Integrations (www.powerint.com).

Перевел и дополнил инженер службы технической поддержки ЗАО Макро-Петербург

Бандура Геннадий. (Gennadiy.Bandura (at) macro-peterburg.ru)

 

 

Источник питания для УНЧ на TOPSwitch

 

Источник питания для УНЧ на микросхеме TOP245P.

Источник — Design Idea DI-35 (автор документа — департамент по применению Power Integrations).

Электрические параметры источника:

Применение Усилители низкой частоты (УНЧ)
Микросхема Top245P
Выходная мощность 16W (35W пиковая)
Входное напряжение 85-265В
Выходное напряжение 16В
Топология Обратноходовая

Особенности данного схемного решения:
1) Не требуется радиатор.
2) Минимальное КПД 77% при входном напряжении 85В и выходной мощности 35 Вт.
3) Низкая потребляемая мощность в режиме холостого хода <0.7 Вт. При входе 230 VAC
4) Низкое число элементов схемы: 37, включая входные/выходные разъемы.
5) Стабильная работа как с конденсатором 10000 uF на выходе, так и без него.
6) Соответствует стандарту CISPR22B по электромагнитной эмиссии.
7) Идеальное решение для классов усилителей АВ и D — 6ти канальный Dolby Digital с 6ти омными аудио системами.

Схема питания усилителя приведена на рисунке.

Как он работает:
Использование большинства функций, встроенных в семейство TOPSwitch-GX позволяет:
Уменшить общее число элементов схемы, уменьшить габариты трансформатора, и как следствие — снизить стоимость такого источника питания.
Схема разработана на микросхеме Top245P (корпус DIP-8). Она использует рисунок печатной платы в качестве теплоотвода, что также позволит сэкономить на радиаторе а также на работе по его установке. Выходной диод D7 также в качестве радиатора использует рисунок печатной платы.
Резисторы R1 и R2 устанавливают пороги отключения при пониженном и повышенном входных напряжениях. При данных значениях резисторов — эти значения 84 и 378 В соответственно. Защита от пониженного напряжения защищает источник от перегрева при «просевшей» сети, а также от проблем связанных с включением/выключением источника незначительном «просаживании» сети.
Фильтр ЭМИ построен всего на трех элементах: L1, CX1 и CY1. Эта простота стала возможной, благодарю встроенной функции подавления ЭМИ в микросхемах TOPSwitch-GX. Цепь RCD — C4, R3, R4 и D5 ограничивает выброс со стока микросхемы U1.
Обмотка смещения питает CONTROL пин микросхемы U1.Цепочка — U2, R8 и VR1 — представляют собой цепь обратной связи, которая контролирует выходное напряжение.
Ток через U2 управляет током, текущим через CONTROL пин, тем самым управляя уровнем выходного напряжения.

Параметры трансформатора.

Core Material Nippon Ceramic EF-25-NC-2H
ALG of 247 nH/T2
Bobbin Miles-Platts FE0100 with
TBS-601 terminals
Winding Details Primary: 65T, 2 layers, 28 AWG
Secondary: 9T, 2 x 26 AWG,
triple insulated
Bias: 7T, 2 x 28 AWG
Winding Order
(pin numbers)
Primary: 3-1, tape
Secondary: 9, 10-6,7, tape,
Bias: 4-5, tape 3L
Primary
Inductance
1059 µH ±10%
Primary Resonant
Frequency
0.75 MHz (min)
Leakage
Inductance
28 µH (max)

Температурные замеры в различных точках схемы (замеры проводились при работе в режимах: 1A — 30ms и 2.2A — 10ms):

Точка замера

T (C) при 85 VAC

T (C) при 265 VAC

T1 (трансформатор)

57

59

U1 (TOP245)

64

51

D7 (вых. выпрямитель)

58

59

С8 (вых. конденсатор)

41

40

Графические параметры источника:

1) Зависимость выходного напряжения от тока нагрузки (при Vin = 115 VAC).

2) Динамика нагрузки для температурного теста (результаты см. в таблице выше).

Автор документа: Департамент по применению компании Power Integrations.

Перевел и скорректировал: Бандура Геннадий.

Инженер по применению микросхем Power Integrations компании Макро-Петербург.

Gennadiy.Bandura (at) macro-peterburg.ru

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *