Однокристальный AC/DC преобразователь с ЧИМ

Представленный в статье однотактный импульсный источник питания (ИИП) средней мощности можно ис­пользовать для замены обычного сетевого адаптера, построенного на базе линейного источника питания.

Принципиальная схема источника питания изобра­жена на рис. 1. ИИП обладает гальванической раз­вязкой входных и выходных цепей.

Схема источника питания

Основным компо­нентом ИИП является специализированная микросхе­ма марки 1182ЕМЗ брянской фирмы НПЦ «СИТ».  Достоинства микросхемы данного ИИП заключены в наличии встроенных защит от перегрузок по току на­грузки и по перегреву ее полупроводникового кристал­ла. Микросхема работает на принципе частотно-импуль­сной модуляции (ЧИМ) с диапазоном частот генерации от 20 кГц до 70 кГц. Диапазон рабочих частот ЧИМ мож­но варьировать изменением индуктивности первичной обмотки импульсного трансформатора напряжения TV1. Амплитуда импульсов напряжения, приложенных к первичной обмотке трансформатора TV1, зависит от напряжения электрического пробоя стабилитрона VD1.

Назначение и возможные замены компонентов

Двухсекционный компонент SA1 — это выключатель питания, a FU1 — это плавкий предохранитель, защи­щающий генератор переменного напряжения питаю­щей сети от перегрузки в случае отказа микросхемы DA1.

Характеристики преобразователя

Высоковольтный керамический конденсатор С1, который можно взять марок К15-5, К15-У2, КСО-Ю, КСО-11 или КСО-13, подавляет пульсации, которые ге­нерирует преобразователь, состоящий из микросхе­мы DA1 и импульсного трансформатора TV1. Данный конденсатор обязательно должен обладать минималь­но возможными значениями паразитных параметров индуктивности и сопротивления, а также должен на­дежно работать при приложении к обкладкам перемен­ного напряжения.

Однополупериодный выпрямитель, собранный на диоде VD2 и емкостном фильтре на кон­денсаторе С2, обеспечивает работу микросхемы DA1. Диод VD2 можно поменять на приборы марок SF12, SF14. UF4002, US1D или КД212А, а конденсатор С2 допустимо применить марок К73-11, К73-20, К73-15, К73-16, К73-22 или К73П-2. Электролитический конден­сатор СЗ предназначен для подавления пульсаций в по­стоянном напряжении, прикладываемом к нагрузке. Этот конденсатор СЗ можно взять типа К50-6, К50-29, К50-31 или аналогичный импортный конденсатор, обладающий по возможности малыми габаритами. Диод VD3 марки BYW80-200 выпрямляет импульсное напряжение, инду­цированное на обмотке III трансформатора напряжения TV1.

Необходимо обеспечить тепловой контакт этого диода с охладителем микросхемы DA1, для чего, воз­можно, придется использовать прокладку из электроизо­ляционного материала, такого как слюда или бериллиевая керамика. Диод VD3 должен быть высокочастотным или импульсным; его допустимо поменять на прибор 15ЕТН03, MUR820. КД213А, КД213Б или КД213В.

Микросхему DA1 следует закрепить на охладителе марки HS113, HS118, HS134. HS184 или подобном с использованием термопасты КПТ-8. Микросхема зак­лючена в металлопластиковый корпус «Multiwatt-9» и имеет следующее назначение выводов:

1   — вывод предназначен для присоединения пер­вичной обмотки трансформатора;

2   и 3 — выводы для подведения переменного на­пряжения питающей сети;

4 — вывод необходим для подключения первичной обмотки трансформатора;

5, 6 и 9 — не задействованы;

7  — локальный общий провод микросхемы;

8  — вывод для подключения стабилитрона.

Рабочая температура нагрева полупроводникового кристалла микросхемы находится в диапазоне от -40°С до +150°С. Типовое тепловое сопротивление кристалл — корпус микросхемы составляет 4СС/Вт, а тепловое со­противление кристалл — окружающая среда достига­ет 50°С/Вт. Порог срабатывания защиты от перегрева кристалла микросхемы лежит в пределах от +135°С до +160°С. Помимо этого, микросхема выдерживает статический потенциал с напряжением до 2 кВ.

Импульсный трансформатор напряжения TV1 вы­полнен на ферритовом сердечнике типоразмера 11112×15. Марка феррита может быть 2500НМС1, 2500НМС2 или 3000НМС. Протяженность немагнитно­го зазора подбирают до получения индуктивности пер­вичной обмотки в 2,5 мГн (при этом частота преобра­зования будет около 30 кГц). Обмотка I образована 47 витками, обмотка 11-14 витками, а обмотка III — 24 витками провода ПЭВ, ПЭЛ или ПЭЛШО. Диаметр про­вода с изоляцией обмотки I составляет 0,41 мм, об­мотки 11-0,14 мм. а обмотки III — 0,89 мм. Хотя столь большие диаметры обмоточных проводов приводят к повышенным потерям на поверхностные эффекты, с этим можно смириться или использовать литцендрат эквивалентного сечения. Каждую обмотку изолируют одну от другой тремя слоями майларовой, лакотканевой или тефлоновой пленки.

Постоянный резистор R1 и светодиод HL1 образуют цепь индикации включенного состояния источника пи­тания, а также представляют собой небольшую неотключаемую нагрузку однотактного преобразователя. Рези­стор R1 допустимо использовать марки МЯТ, ОМЯТ, С2-22, С2-23 или подобной. Светодиод можно применить марки КИПМ05Д-1Ж, КИПМ05Д1-1Ж, КИПМ05Е-1Ж, КИПМ05Е1-1Ж, КИПМ06Д-1Ж, КИПМ07Д-1Ж, КИПД35А-Ж или аналогичной.

Конструкция

При монтаже ИИП следует все соединения осуще­ствлять как можно более короткими проводниками. Лапки 2 и 3 микросхемы DA1 желательно отогнуть в противоположные стороны для предупреждения про­боя и короткого замыкания.

Настройка и регулировка

Источник питания должен начать работать сразу, без налаживания. Однако может возникнуть необхо­димость подбора числа витков обмотки III трансфор­матора TV1 для более точной установки выходного на­пряжения. Если при работе ИИП услышите писк или другие посторонние звуки, то следует изменить индук­тивность первичной обмотки импульсного трансфор­матора напряжения TV1, тем самым скорректировав диапазон частот ЧИМ.

Метки: , .


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Проверочный код *

Разработка сайта: cryptonic