[+] Дополнено файлами шкал и фотографиями.

Схема и описание переделок

Рис. 1

В качестве ШИМ-регулятора управления D1 используется микросхема типа TL494. Она выпускается рядом зарубежных фирм под разными наименованиями. Например, IR3M02 (SHARP, Япония), µА494 (FAIRCHILD, США), КА7500 (SAMSUNG, Корея), МВ3759 (FUJITSU, Япония) - и т.д. Все эти микросхемы являются аналогами микросхемы КР1114ЕУ4.

Перед модернизацией надо проверить ИБП на работоспособность, иначе ничего путного не выйдет.

Снимаем переключатель 115/230V и гнезда для подсоединения шнуров. На месте верхнего гнезда устанавливаем микроамперметр РА1 на 150 – 200 мкА от кассетных магнитофонов, родная шкала снята, вместо нее установлена самодельная шкала изготовленная с помощью программы FrontDesigner, файлы шкал прилагаются.

Место нижнего гнезда закрываем жестью и сверлим отверстия для резисторов R4 и R10. На задней панели корпуса устанавливаем клеммы Кл1 и Кл2. На плате ИБП оставляем провода идущие от шин GND и +12В, их мы припаяем к клеммам Кл1 и Кл2. Провод PS-ON (если он есть) соединяем на корпус (GND).

Металлическим резаком перерезаем дорожки на печатной плате ИБП идущие к выводам №№1, 2, 3, 4, 13, 14, 15, 16 микросхемы DA1 и подпаиваем детали согласно схеме (Рис. 1).

Все электролитические конденсаторы на шине +12В заменяем на 25-ти Вольтовые. Штатный вентилятор М1 подключаем через стабилизатор напряжения DA2.
При монтаже также надо учесть, что резисторы R12 и R13 в процессе работы блока нагреваются, их надо расположить поближе к вентилятору.

Правильно собранное, без ошибок, устройство запускается сразу. Изменяя сопротивление резистора R10, проверяем пределы регулировки выходного напряжения, примерно от 3 – 6 до 18 – 25 В (в зависимости от конкретного экземпляра). Подбираем последовательно с R10 постоянный резистор, ограничив верхний предел регулировки на нужном нам уровне (ну скажем 14 В). Подключаем к клеммам нагрузку (сопротивлением 2 – 3 Ома) и изменяя сопротивление резистора R4 регулируем ток в нагрузке.

Если на наклеечке ИБП было написано +12 V 8 A, то не следует пытаться снять с него 15 Ампер.

Итого

Вот и все можно закрывать крышу. Данное устройство можно использовать как лабораторный блок питания, так и зарядное устройство для аккумуляторов. В последнем случае резистором R10 надо выставить конечное напряжение для заряженного аккумулятора (например 14,2 В для автомобильного кислотного аккумулятора), подключить нагрузку и выставить резистором R4 ток зарядки. В случае зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов резистор R10 можно заменить на постоянный.

Этот проект является одним из самых долгих, который делал. Заказал блок питания один человек для усилителя мощности.
Ранее никогда не довелось делать такие мощные импульсники стабилизированного типа, хотя опыт в сборке ИИП довольно большой. Проблем во время сборки было много. Изначально хочу сказать, что схема часто встречается в сети, а если точнее, то на сайте интервалка, но.... схема изначально не идеальна, с ошибками и скорее всего ничего не заработает, если собрать точно по схеме с сайта.

В частности изменил схему подключения генератора, взял схему с даташита. Переделал узел питания управляющей цепи, вместо параллельно соединенных 2-х ваттных резисторов, задействовал отдельный ИИП 15 Вольт 2 Ампер, что дало возможность избавиться от многих хлопот.
Заменил некоторые компоненты под свои удобства и все запустил по частям, настроив каждый узел отдельно.
Несколько слов о конструкции блока питания. Это мощный импульсный сетевой блок питания по мостовой топологии, имеет стабилизацию выходного напряжения, защиту от кз и перегруза, все эти функции подлежат регулировке.
Мощность в моем случае 2000 ватт, но схема без проблем позволит снять до 4000 ватт, если заменить ключи, мост и напичкать электролитов на 4000 мкФ. На счет электролитов - емкость подбирается исходя из расчета 1 ватт - 1мкФ.
Диодный мост - 30 Ампер 1000 Вольт - готовая сборка, имеет свой отдельный обдув (кулер)
Сетевой предохранитель 25-30 Ампер.
Транзисторы - IRFP460 , старайтесь подобрать транзисторы с напряжением 450-700 Вольт, с наименьшей емкостью затвора и с наименьшим сопротивлением открытого канала ключа. В моем случае эти ключи были единственным вариантом, хотя в мостовой схеме обеспечить заданную мощность они могут. Устанавливаются на общий теплоотвод, обязательно нужно изолировать их друг от друга, теплоотвод нуждается в интенсивном охлаждении.
Реле режима плавного пуска - 30 Ампер с катушкой 12 Вольт. Изначально, когда блок подключается в сеть 220 Вольт пусковой ток на столь велик, что может спалить мост и еще много чего, поэтому режим плавного пуска для блоков питания такого ранга необходим. При подключении в сеть через ограничительный резистор (цепочка последовательно соединенных резисторов 3х22Ом 5 Ватт в моем случае) заряжаются электролиты. Когда напряжение на них достаточно велико, срабатывает блок питания управляющей цепи (15 Вольт 2 Ампер), который и замыкает реле и через последний подается основное (силовое) питание на схему.
Трансформатор - в моем случае на 4-х кольцах 45х28х8 2000НМ, сердечник не критичен и все, что с ним связано придется рассчитать по специализированным программам, тоже самое с выходными дросселями групповой стабилизации.

Мой блок имеет 3 обмотки, все они обеспечивают двухполярное напряжение. Первая (основная, силовая) обмотка на +/-45 Вольт с током 20 Ампер - для запитки основных выходных каскадов (усилителя по току) УМЗЧ, вторая +/-55 вольт 1,5Ампер - для запитки дифф каскадов усилителя, третья +/-15 для запитки блока фильтров.

Генератор построен на TL494 , настроен на частоту 80 кГц, дальше драйвера IR2110 для управления ключей.
Трансформатор тока намотан на кольце 2000НМ 20х12х6 - вторичная обмотка намотана проводом МГТФ 0,3мм и состоит из 2х45витковв.
В выходной части все стандартно, в качестве выпрямителя для основной силовой обмотки задействован мост из диодов KD2997 - с током 30 ампер. Мостом для обмотки 55 вольт стоят диоды UF5408, а для маломощной обмотки 15 Вольт - UF4007. Использовать только быстрые или ультрабыстрые диоды, хотя и можно обычные импульсные диоды с обратным напряжением не менее 150-200 Вольт (напряжение и ток диодов зависит от параметров обмотки).
Конденсаторы после выпрямителя стоят на 100 Вольт (с запасом), емкость 1000мкФ, но разумеется на самой плате усилителей будут еще.

Устранение неполадок начальной схемы.
Приводить свою схему не буду, поскольку она мало чем отличается от указанной. Скажу только, что в схеме 15 вывод ТЛ отцепляем от 16 и припаиваем к 13/14 выводам. Дальше убираем резисторы R16/19/20/22 2 ватт, и питаем узел управления отдельным блоком питания 16-18 Вольт 1-2 ампер.
Резистор R29 заменяем на 6,8-10кОм. Исключаем из схемы кнопки SA3/SA4 (ни в коем случае не замкнуть их! будет бум!). R8/R9 заменяем - при первом же подключении они выгорят, поэтому заменяем на резистор 5 ватт 47-68Ом, можно использовать несколько последовательно соединенных резисторов с указанной мощностью.
R42 - заменяем на стабилитрон с нужным напряжением стабилизации. Все переменные резисторы в схеме очень советую использовать многооборотного типа, для наиболее точной настройки.
Минимальная грань стабилизации напряжения 18-25 Вольт, дальше уже пойдет срыв генерации.

Полазив по интернету, я не нашел ни одной схемы регулятора напряжения и самое главное тока - на современной элементной базе. Все они

были либо аналоговыми, либо с биполярными транзисторами, в ключевом включении. Я опробовал одну из них.

Тока более 2,5 ампер, без значительного нагрева транзистора КТ818, я не получил. При попытке снять около 4 ампер - сгорел транзистор и диод шотки. Надо уточнить - они были без радиаторов. Что, впрочем, не меняет ситуации. Задумавшись, как применить в этом включении P -канальный полевик - наткнулся на описание его работы. Тепловыделение, за счет большого сопротивления на открытом переходе, слишком большое - о хорошем кпд можно было забыть. Решено было использовать N -канальные полевики управляемые драйвером верхнего ключа .

Схема хоть и рабочая и обладает хорошим КПД все же не лишена была недостатков. Он касался использования ее в зарядке аккумуляторов. Связаны они были с тем что нижний ключ всегда открыт когда закрыт верхний. Если энергия дросселя иссякнет - ток от аккумулятора пойдет через дроссель в обратном направлении и сожжет нижний ключ. Верхний же сгорит при открытии на короткозамкнутый нижний.

Решено было отказаться от синхронного ключа и использовать по старинке мощный диод шотки.

В результате долгих поисков, проб и ошибок, горелых микросхем и полевиков была рождена вот такя схема

Основные характеристики.

1. Работает стабильно.

2. Отлично держит ток и напряжение.

3. Имеет КПД около 90 процентов. Иногда до 94!

4. Все детали валяются на свалке.

5. Практически не нуждается в настройке.

6. Очень простая и повторяемая.

7. Ток регулируется от нуля до сколько захочет пользователь.

8. Напряжение регулируется от 2.5В.

Из особенностей.

Контроль выходного тока осуществляется шунтом.

Его сопротивление около 0,01 ома. Тепловыделение на нем относительно не большое. Ток регулируется в широких пределах. От 0 ампер.... до сколько позволят ключ диод и дроссель. Максимальный предел регулировки тока (и короткого замыкания) задается резистором R6. Сразу оговорюсь ниже 4 ампер устанавливать не советую. Особенностью контроля тока является использование "вольтодобавки шунта" реализованное на диоде D4. Это позволяет TLке корректно работать околонулевыми токами и выставлять(резистором R9) ток короткого замыкания.... скажем в 1мА. Диод D5 служит для термостабилизации цепи контроля тока.

Шунтом изначально являлся отрезок медной проволоки длиной около 4,5см и диаметром 0,4мм. Так как медь очень нетермостабильна и при нагреве ток уплывал решено было расковырять китайский мультиметр. Шунт вытащеный оттуда был укорочен вполовину и впаян в плату.

Дроссель

был намотан на желто-белом колечке из компьютерного БП. Содержит около 24 витков провода диаметром 2 мм. Провод был смотан из трансформатора компьютерного UPS.

Только с таким проводом удалось избавиться от излишнего нагрева дросселя на токах свыше 5А.

Изюминкой является трансформаторный драйвер ключа. За него спасибо LiveMaker с сайта Микросмарт . Изготавливается из почти любого ферритового колечка. В идеале - марки 2000 от 2 см в диаметре. Колечко снятое с провода импульсного фильтра тоже работает (хотя и наблюдается почти неуловимый его нагрев). У меня уже две платы работают на колечках которые были сняты со жгутов проводов соединяющих платы копировальной техники. Единственный и пока не приведший к негативным последствиям минус - выбросы на границах трапеций переключающих сигналов. Они не большие(2-3В) и не влияют на работоспособность устройства. Ничего сложного в намотке нет. Мотается на глазок виток к витку. Постараться равномерно распределить витки двух катушек по кольцу. Первичная обмотка содержит 9 витков провода. Вторичная - 27 витков провода. Мотаю одной жилой обычной витой пары. Напряжение на затворе ограничивается двумя стабилитронами на 12-15 вольт. Драйвер без труда качает полевик IRF3205. Фронт у импульсов на затворе - около 168nS.

В качестве обратного диода использован мощный диод шотки из компьютерного БП. Он вместе с полевым транзистором через изолирующие прокладки сидит на радиаторе от CPU компьютера.

Вытравил и потестировал ее. Обратите внимание - резисторы R14 и R12 - на самом деле состоят из резистора и конденсатора. Просто переразводить лень.

Из - за того что на режимы регулировки тока очень влияет сопротивление шунта - блок нуждается в первичной подстройке. Заключается она в установке нужного сопротивления R6. Необходимо подобрать такое сопротивление чтобы при повороте ручки регулировки тока (R9) схема выдавала нужный вам максимальный ток (4-20А). Если максимально выдаваемый ток необходимо часто изменять то можно поставить вместо постоянного переменный резистор. Место и контакты на плате для этого есть.

В планах поменять линейный стабилизатор LM7815 на импульсный MC34063 потому что LM7815 очень греется при питающих напряжениях выше 24В, снижая КПД.

Фотографии. Уж очень побита паяльными испытаниями.

Собрал себе для зарядки и тестирования щелочных аккумуляторов блок питания. Из дохлых блоков питания PC. Максимальный ток (я решил что пока мне такого тока хватит) - 20А. Использую как правило до 10А, 18В. Итого - 180 Ватт. С средненьким обдувом. Работает уже неделю круглосуточно.

• < Назад
• Вперёд >

Комментарии

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 »

0 #203 Михаил 19.04.2017 22:46

Вобщем, заметил что даже при рабочей lm-ке при максимальном заполнении стабилитроны немного грелись (градусов до 50). Перемотал трансформатор затвора (витки 15 к 35) нагрев ушел, стабилизатор работает, пока полет нормальный) Автору спасибо за схему и за советы!
Колечко которое я использовал снято то ли с монитора то ли с принтера (со жгута проводов) уже не помню, но по размеру побольше чем то что в статье на фотографии.

0 #202 Super User 17.04.2017 22:45

Ну если думать логически - то 7815 может убить либо превышение входного напряжения, либо превышение выходного тока. Превысить входное напряжение при питающем в 27 вольт нам никак не получится(если печать строго по моей схеме). Остается превышение выходного тока. Вы сами указали что пробой наблюдался при максимальных напряжениях или токах. Это значит, что заполнение импульсов было максимальным. Может сердечник(неподходящих габаритов или материала) на малых Кзап чувствует себя нормально а когда заполнение увеличивается - происходит насыщение сердечника и резкое увеличение тока. Хотя мне такое не доводилось наблюдать. Выкладывайте фото печаток в хорошем качестве.На форуме можно загружать фотографии.

0 #201 Михаил 15.04.2017 09:24

Уже четвертый раз пробивается линейный стабилизатор. Не могу понять в чем причина, убил уже две lm7815, и две lm317t, симптомы всегда одни и теже, сначала все работает нормально, через время замечаю что когда выставляю макс напряжение или ток начинают дымиться стабилитроны в цепи затвора. Меряю напряжение питания tl494 и вижу что оно равно входному 25вольт, а стабилизатор пробит насквозь, меняю его и через время все по новой.
Входное напряжение 25-27 вольт, lm-ка не перегревается, стоит на радиаторе.

Сегодня можно в любой компьютерной фирме, занимающейся апгрейдом, купить за 100-200 руб неисправный блок питания ATX мощностью 300-400 Вт. В большинстве случаев неисправности этих БП, связаны со вздувшимися(высохшими) конденсаторами вторичных цепей питания. Вот на базе такого «бросового» блока можно сделать универсальный мощный блок питания для различной аппаратуры…

Схема предоставлена итальянским специалистом и повторялась многими радиолюбителями в сети интернет, и нашей лаборатории.

Преимущество этой реализации простота и великолепная повторяемость, из тех же отпаянных и ненужных более деталей. Главной изюминкой этой схемотехники является отсутствие необходимости перемотки трансформаторов.

Обычные дешевые ATX БП схемотехникой отличаются мало, с ШИМ-контроллером на микросхеме TL494 . Это очень простой ШИМ-контроллер, тем не менее, обладающий всеми необходимыми характеристиками. Полные аналоги TL494: KA7500, DBL494, M5T494P и подобные. Улучшенные аналоги — TL594 (содержит усиленные выходные ключи) и TL598 (уже содержит внутри кристалла двухтактные выходные каскады).