Reguliuojamas maitinimo šaltinis nuo 5 iki 100V

Viskas prasidėjo nuo to, kad staiga parūko mistinis melsvas dūmelis iš senoviško tarybinio maitinimo šaltinio. Remontuoti tarybinę technika visiškai nekilo noras, ypač pasižiūrėjus į originalią schemą. Aparatas kaip ir keliavo į šiukšlyną, kai staiga prireikė izoliuoto kiek aukštesnės įtampos šaltinio. O šitame rusiškame aparate stovi klasikinis transformatorius. Ir taip per kelias dienas, ekspromtu gavosi toks kiek keistokas maitinimo šaltinis eksperimentams. Vienintelis noras jį konstruojant buvo, kad jis duotų platų įtampų diapazoną ir nesmirdėtų nuo karštų detalių.
Todėl ir pasirinkom impulsinį stabilizatorių.
Galios transformatorius turi kelias apvijas ir darbinė apvija po išlyginimo kažkur netoli 100V (kiek daugiau). Tokios įtampos jau nevirškina populiarios mikroschemos, todėl nutariau pasinaudoti šrotu. Pagrindinės detalės išimtos iš kažkokio prabangaus ATX maitinimo šaltinio.

Gavosi maždaug toks “aparatas"- senas rusiškas korpusas, kai kurios skylės išnaudotos.
maitblokis
Darbiniai parametrai- 5…75V (duoda ir daugiau, tačiau nelaiko įtampos, nes ji krenta pirmajame transformatoriuje. Be didesnės apkrovos 100V be problemu). Srovė galima ir 1A prie max įtampos. Prie žemėsnės įtampos srovės žymiai daugiau- eksperimento metu 6A saugikliukas sušvito kaip lemputė. Droselį panaudojau labai jau didelį, o raktiniai tranzai arkliniai- jie nėra “jautrūs" mano eksperimentinėm srovėm.. :)

Toliau bus kiek detalesnis schemos ir konstrukcijos aprašymas.
Schemos širdis TL494 analogas iš Fairchild semiconductors- KA7500B. Nuo originalios 494 skiriasi tik stipresniais išėjimo tranzais, tačiau mes nenaudojame jų galių. Kitas svarbus ir kiek retesnis elementas IR2113 -HI/LO MOSFETų draiverys. Šita gera mikroschema išsprendžia dideles problemos su raktinių tranzų valdymu ir nereikia kankintis su mažais ryšio transformatoriukais.
KA7500 dirba “vientakčiame" režime (beja jos panaudojimo schema pilnai kopijuota iš jos datasheeto, tik raktinis tranzas kitaip pajungtas). Visas marazmas su IR2113 tik tam, kad naudojame “aukštą" įtampą kurios pagrindinis čipas jau nevirškina.

Schema maždaug tokia. Aš konstravau be jokios schemos, bet tikriausiai teisingai nupaišiau.
maitblokis
(Didesnė schema nagrinėjimui ir atsispausdinimui).

Viską surinkau ant universalios maketinės plokštės. Šiaip impulsinių schemų nerekomenduojama taip konstruoti, bet kad taip gavosi…
maitblokis

Šiaip reikia stengtis sujungti didelės srovės dalis kaip galima trumpesniais laidais, nepagailėti kondikų ant maitinimo laidelių ir viskas turi veikti. O beto ir darbinis dažnis nėra labai didelis 60kHz. (dažnį užduodanti RC grandinė iš ATX maitblokio, ten veikia dviem taktais ant 30kHz).

Veikimo principas:
Iš galios trafo antrinių apvijų nusiima dvejas įtampas- pagalbinę logikai ir galios. Pagalbinė įtampa išlyginama ir su LM317 mikroschema sumažinama iki 19V (galima ir kiek mažiau). Čia nereikia jokių radiatorių, nes naudojam labai mažai srovės. 19V maitiną PWM kontrolerį ir mosfetų draiverį. Reikia atkreipti dėmesį į neigiamo laido jungimą per šuntinį rezistorių- taip organizuojama srovės apsauga. (16/15 error amplifier). Tuo tarpu įtampa reguliuojama su kitu operaciniu (1/2 kojos). Įtampa lyginama su etaloniniais 5V iš 14 kojos. Iš čia ir minimalios įtampos riba. Mikroschemos išėjime gauname PWM signalą. Tačiau mums reikia dviejų skirtingų signalų- vienas viršutiniam raktiniam tranzui Q2, o kitas sinchroniniam detektoriui Q3. Beja diodas D2 kaip ir nereikalingas, bet aš turėjau nereikalinga galingą ir greitą diodą iš CRT monitoriaus, tai ji palikau- jis dirba ir savo diodinį darbą ir dar prilaiko plokštę mechaniškai. Šioje vietoje yra momentėlis kurį reikia pasitikrinti vietoje- aš paprasčiausiai jau užmiršau kaip ką pajungiau (NOTE A). Taigi, vienas išėjimo tranzas apkrautas 5V iš vietinio stabilizatoriaus, iš jo išėjimas inveruojamas su paprasčiausiu NPN tranzu (C950 iš ATX maitblokio). Gauti du signalai patenka į mosfetų draiverį IR2113. Čia reikia taip sujungti, kad prie maksimalios feedback įtampos (pažymėta Ux) viršutinis (Q2) raktas užsidarytu pilnai, o apatinis (Q3) būtu atviras. Ir nebūtų jokių impulsų. Tokiame režime išėjimas pilnai atjungiamas nuo maitinimo šaltinio. Normalaus darbo oscilograma:

maitblokis
Geltona linija viršutinio rakto G. Tranzas trumpam atsidaro ir pumpuoja energiją į droselį L. Poto tranzas užsidaro, ir po kiek laiko apatinis tranzas (ir freewheel diodas) įžemina induktyvumą. Oscilograma čia dar nėra kokybiška nes ji daryta “kūrybinio" proceso metu, kai diodas D1 ir elektrolitas tarp VB ir VS buvo netinkamai parinktas. Sudėjus “teisingas" detales čia jau buvo gražūs stačiakampiai.
Taigi elektrolitas turi būti LOW ESR ir apie 30uF. Diodas- aukštos įtampos ir labai greitas (šrotas iš CRT monitoriaus- BYW178, Ultra Fast Avalanche Sinterglass Diode, Vishay), paprastas generic 1N400X čia netinka, nors mačiau, keliose schemose internete.
Droselis L- didžiausia myslė. Teoriškai, galima pasiskaičiuoti kokio induktyvumo tas droselis turi būti. Tačiau į skaičiavimo formules įsirašo darbinė srovė ir įtampa. O jos pas mus visiškai kintamos… Taigi aš pačiupau pirmą pasitaikiusi po ranka droselį- 2.8mH (milihenrio) su darbinę srove apie pora amperų (plonokos apvijos) ir viskas veikia. Tačiau labai manau, kad droselį aš pasirinkau visiškai neteisingą. Beja, droselis gerų 5cm diametro baronka (toroidas)- mažiukai droseliukai čia netinka, čia viena kita dešimtis vatų vaikšto. Būna ir visas šimtas…
Kokie raktiniai tranzai? Ogi bet kokie n-kanalo aukštos įtampos mosfetai. Aš panaudojau kažkokius FQA9N90 bet čia jau overkill… 900V ir 9A kiek per daug. Užtat aš esu ramus, kad tranzai nesusvils.
Dar apdėliojau aš viską saugikliais, mažais droseliukais, varistoriais ir PTC termistoriais. Viskas, kad būtų mažiau triukšmo, daugiau apsaugos. O reguliavimo eigoje va tokia konstrukcija labai pagelbėjo:
PTC termistorius- saugiklis
(saugiklis- 6A jau susvilęs. Panaudotas kaip “nešėjas")

Rekomenduojami skaitiniai:
tl494 universali mikroschema, 7 dalis
VFD indikatoriaus maitblokis
tl494 universali mikroschema, 6 dalis
tl494 universali mikroschema, 5 dalis
tl494 universali mikroschema, 4 dalis
tl494 universali mikroschema, 3 dalis
tl494 universali mikroschema, 2 dalis
tl494 universali mikroschema, 1 dalis

Ir visada pravartu pasinaudoti paieška:
Straipsniai apie TL494 mikroschemą.

Ir filmukas apie apkrovos rezistorių:

Jei iškils mintis, kodėl tiek daug 4,7K rezistorių panaudota, tai tik todėl, kad ant stalo stovi jų dėžutė. :)

15 Responses to “Reguliuojamas maitinimo šaltinis nuo 5 iki 100V”

  1. humax Says:

    Sveikas kaip tik ketinu darytis maitbloki, o yra paprastu maitblokiu be programavimo kad ekranelyje ar Led skaiciukuose sukinejant potioncionomentra rodytu itampa

  2. Administrator Says:

    Nu tai užtenka tik skaitmeninį voltmetrą prikabinti ir viskas.

    O štai vienas patobulinimas:

    Čia TL494 apsauga nuo neteisingos įtampos. Jei sakysim nustatom mažą įtampą ir prijungiam maitblokį prie įkrauto kondiko. Seniau paaukštinta įtampa per kintamą rezistorių patekdavo tiesiai į TL494 operacinį stiprintuvą. Dabar viršįtampis nuteka per diodą į maitinimo šaltinį, o srovę apriboja papildomas rezistorius. Taip apsaugoma mikroschema. Normaliam darbui šis pakeitimas neturi įtakos.

  3. Armandas Says:

    Mldc pamokėlės :)

  4. interfunk Says:

    kada kromelis vėl bus įjungtas ?

  5. Valdas Says:

    „… nereikia kankintis su mažais ryšio transformatoriukais“
    Darysiu ritę maitinantį H tiltą, kur vienoje iš įstrižainių stovės šotkiai (kaip tiksliai šis bridge variantas vadinasi?), tad, ko gero, tie trafukai man labiau tiktų? Ir kas ten per kankinimasis su jais? Norėčiau daugiau apie tai sužinoti – kokia turėtų būti užklausa gogliui („mosfet bridge driver ………“?)?

  6. Administrator Says:

    Naudojant draiverio mikroschemą nebereikia rūpintis signalo forma, frontais, lygiais, ypač aukštesnėje pusėje. Tačiau blogumas tame, kad lieka galvaninis ryšis.
    Tačiau trafukai tai tikras galvos skausmas jei dažniai aukštesni ir t.t.
    Tavo pajungimas vadinasi “full bridge", “H bridge".
    Rekomenduotinas skaitalas:
    http://users.tkk.fi/~jwagner/tesla/SSTC/general-sstc-notes.htm

  7. Administrator Says:

    Šiaip pastebėjimas kas bandys atgartoti konstrukciją. Schema labai triukšminga, todėl pasirupinkite metaliniu korpusu, išėjimo ir įėjimo filtrais.
    Ant 220 pusės geriau uždėti pramoninį LC filtrą iš kokio kompo maitblokio ar kitos pramoninės aparatūros. Išėjime pastatyti papildoma L ir C. Pagrindinius srovės takus daryti kiek galima trumpesnius ir storesnius. Metalinė dėžutė turi ekranuoti spinduliavimą… Mano konstrukcija nėra tobula ir šalia stovintis oscilografas puikiausiai prisigaudo triukšmo…

  8. Administrator Says:

    Maitblokis gerai užsirekomendavo visokiuose eksperimentuose. Tiesa, teko PTC uždubliuoti- kad padidinti išėjimo srovę. Tačiau reikėtu netingėti ir padaryti normalią apsaugą.

    Čia matosi perdarytas senesnio modelio maitblokis Б5-30, 1979 metų gamybos. Jis originaliai turėjo mažyti voltmetrą. Aš ji pakeičiau skaitmeniniu. Tuo tarpu, apačioje stovi toks pats maitblokis tik 1986 metų gamybos- “patobulintas", jau be voltmetro.

  9. Vladas Says:

    paziurejus i schema atrodo jog tu kairiarankis :)

  10. Administrator Says:

    aš “abierankis"- paišyti man legviau su kaire ranka, rašyti su dešine. Manau esu perauklėtas kairiarankis.

  11. Administrator Says:

    Apie išėjimo įtampą ir srovę… nu netinka saugikliai išėjime, nes maitblokis impulsinis ir prie žemos įtampos duoda gana didelę srovę, o prie aukštos įtampos jau nėra max srovės. Pastačiau saugiklį prie stabilizatorių, ten srovė max ribojasi tik trafo parametrais.

  12. Karolis Says:

    Idomiai cia a! maniskis iki 27v tik ir max 1,5A ;D reiketu ir panasu susirinkt ;]

  13. Kodelciukas Says:

    Toks klausimas:
    Ar mosfet'u draiveris IR2113 (mane konkrečiai domina panasus IR2153) gali veikt ne impulsinėj veikoj? Norėčiau išoriniu signalu perjunginėt Push-Pull tiltelį, bet nedideliu dažniu arba išvis palikti vieną mosfet įjungtą ilgam laikui, ką galiu pavadint nuolatine veika. Ar aukštesniojo tranzo gate valdymas galimas tik dideliu dažniu perjunginejant tiltelį?

  14. Administrator Says:

    Nu… statiniam režime nebandžiau. Iš esmės, tada netinka bootstrap maitinimas. Reikia nepriklausomo (floating) maitinimo šaltinio ir jį pakabinti tarp VS ir VB. Toks režimas lygtai neaprašytas datasheete, bet kažkur mačiau panašią schemą. Tik ten nebuvo statiškai laikomas įjungtas vienas iš mosfetų.

  15. Administrator Says:

    Labai sunku parinkti ritę normaliam darbui su mažom srovėm. Todėl rekomenduoju pašalinti apatinį MOSFET raktą (Q3) ir būtinai sumontuoti D2.

    L=((Uin-Uout)*Uout)/(Uin*0.3*Iout*f)

Leave a Reply

Bot-Check (Jei ne skaičiai spauskit refresh. Tik oranžinius naudoti.)

Unhappy Tikbalang