Как подобрать дроссель для блока питания
Обновлено: 07.07.2024
Суть вопроса:
Мечтаю собрать в свободное время Лабораторный блок питания (очень нужен чтобы экспериментировать ну или аккумуляторы заряжать например).
Из детства помню что деды говорили что самый чистый источник, который обладает LC фильтром.
Помня немного предыстории, знаю что раньше мотали здоровенные дросселя, так как их изготовить было проще и дешевле чем найти конденсаторы большой емкости.
Но Все же я жуть как захотел реализовать в своем самодельном блоке, подобие "П - образного" или "Г - образного" LC фильтра.
Трансформатор будет использоваться ТС-160-3, обмотки будут коммутироваться с двух-полярного(0-15В до 5А) до одно-полярно (0-15В макс. 10А или 0-30В макс. 5А).
Я так понимаю что через этот дроссель (?) будет течь ток до 10А и мощность дросселя будет до 160Ватт.
Будут применены конденсаторы 50В 10000мкФ (к50-18 отечественные).
Вопрос такой существует ли готовый такой дроссель, как он выглядит, или как должен выглядеть этот дроссель, или какие у него должны быть параметры?
<<< Внимание! >>> Прошу обратить внимание что блок питания будет регулируемый, трансформатор на 50Гц соответственно на выходе полного диодного моста будет уже 100Гц, линейный и с защитой по току от перегрузки и короткого замыкания. LS- фильтр будет стоять сразу после диодного моста. Конденсаторы Советские К50-18 на 50 вольт 10 000 микрофарад. Сразу после фильтра будет стоять "двух линейный дроссель" если конечно будет необходим. Схема стабилизации по напряжению и току и прочая логика, будет стоят после фильтра
Оценить 7 комментариев
грубо говоря у вас частота пульсации 100 герц(есть и побольше), посмотрите на дроссель в сварочном инверторе
он с полкулака , да там токи выше (в 30 раз) но и частота которую он фильтрует выше в 200-400 раз, то есть эффективности от дросселя на 100 герцах размером меньше чем кулак ожидать не стоит
в случае линейного преобразователя фильтры которые имеет смысл ставить
1) варистор на 600 вольт параллельно обмотке 220
2)термистор последовательно обмотке 220
3) керамические конденсаторы параллельно каждому диоду- при закрывании диод создаёт вч помеху которая будет усилена трансформатором и отправлена обратно в сеть 220 или(и) пойдёт дальше, а аллюминиевые электролиты большой ёмкости вообще не гасят вч помехи
4) чисто символически можно сделать какой-нибудь дроссель в 10 витков от вч помех идущих из сети 220 а перед ним такой же символический плёночный конденсатор на 1 мкф да гашения вч помех.
5) большие электролиты
6) не больше 1 мкф плёночные конденсаторы после линейного стабилизатора будут блокировать остатки пульсаций которые сделает стабилизатор сделает в процессе работы
ну и бонус отключение бп на 12 вольт в котором не предусмотрено дополнительных фильтров (1,2,3,4)от сети
получилось с 15го раза
Не совсем в дырочку но уделенное внимание впечатляет! Спасибо за старания!
-
В общем то с кулак, то есть каждый дроссель будет не менее этого конденсатора а то и больше в два раза (конденсаторы отечественные)
Сергей Кордубин:
1) для 100 герц заметные влияния оказывают только очень большие дросселя, + надо учитывать насыщение сердечника в случае кз ( допустим происходик кз -> ток превышает расчётный -> сердечник уходит в насыщение -> индуктивность падает -> повышается частота пульсаций-> непредсказуемые последствия
2) последовательно с дросселем нельзя ставить диод если току обратного эдс некуда уходить - он просто пробьёт диод , диодный мост нормально шунтирует дроссель открывась, избыток напряжения уходит на конденсатор.
6) вместо реле лучше использовать тиристоры - они после снятия управляющего напряжения и переходе через 0 - сильно уменьшает всякие левые выбросы и вч помехи, но сами к ним чувствительны - могут и открыться от вч помехи благо что сами потом и закроются при следующем 0 поэтому тиристоры для управления постоянным током не стоит использовать, если всётаки реле то для гашения помех создаваемых реле стоит использовать снабберы - конденсатор простейший снаббер
7) цифровой осциллограф Hantek DSO5102P на этом скрине c ещё с ещё не тронутым Linux
-
По п. 1 и п. 2 твоего комментария, Да что там не предсказуемые? Вполне предсказуемые, от насыщенного последовательно подключенного дросселя, получаем обратное ЭДС и ближайшая цепь которая может пробиться от x10-x100 напряжения пробивает, для этого логично было бы поставить, параллельно дросселю, два защитных диода подключенных встречно последовательно (он же зенер, он же стабилитрон и он же TVS-диод) или как я понял с твоей подсказки что вполне себе хорошо будет себя чувствовать там Варистор на напряжение 60+. Тогда все обратное ЭДС пройдет через этот шунт, хотя лучше все таки, цепь из двух последовательных встречно подсоединенных диодов, один TVS а второй который не будет пропускать нормальное напряжение через TVS диод. единственное что в этой затее не ясно до конца так это какая индуктивность должна быть у этого дросселя.
Василий: эм насчет KBPC5010 я хотел с умничать что заявлено что 50A, но на моей памяти они не выдерживали постоянные 15А, открыл даташит и увидел что 50А это для импульсного режима работы и пиковые на 8мили секунды, то есть для синусоиды это максимум 35А в продолжительном режиме работы летом это минус треть 23А. при том при работе на 50градусов 3А всего то. но это наверное справедливо (3А) при работе нон стоп без радиатора в среде не превышающий 50 градусов или я чет не понял?
а КД2999В не подойдут? а если я между плюсом и минусом кину стабилитрон на пробой в их пиковые 100В?
Василий: просто как то хотелось отечественные запихнуть они такие необычные и с хорошим теплоотводом, говорят кз немного держат =( Василий: думаю на этот мост KBPC5010 пойдет более правдивый даташит по токам от VS-36MB80A
Сергей Кордубин:
с насыщением дросселя немного не так - при насыщении его индуктивность резко падает, в первом приближении можно считать что при превышении некоторого тока дроссель исчезает из цепи, поэтому в разработках повышенной ответственности используют дроссели без сердечника.
кстати стабилитрон и TVS это разные детали с общим принципом работыTVS не предназначен для постоянного прохождения тока через него, но должен моментально открываться, у стабилитрона не стоит задача моментального открытия, но стоит задача стабильного напряжения на переходе
варистор же делается по другому принципу и он при срабатывании существенно сильнее изнашивается чем диоды
с дросселями дело обстоит так - его можно считать источником тока , и чтобы не получить пары киловольт куда не следует, ток должен куда-то идти если дроссель с одной стороны выходит на диодный мост, а с другой на конденсатор большой ёмкости то дополнительных мер предпринимать не нужно, в случае обрыва цепи после фильтра в крайнем случае откроется диодный мост и лишний ток уйдёт на конденсатор 10к мкФ зарядив его на несколько вольт ,однозначно "проглотит" выброс дросселя размером с кулак энергия дросселя (L*I^2)/2 энергия конденсатора (С*U^2)/2 если приравнять это дело получим повышение напряжения U=I*(L*C)^0.5 тоесть чтобы напряжение скакануло до с 30 вольт до 50 при токе 10 ампер на конденсатор 10к мкФ надо найти L= 400 генри
как говорят сейчас в интернетах "это почти 2 километра провода, Карл!" размер этой бобины представить не сложно
для гашения помех при работе реле надо знать коммутируемый ток и индуктивность цепи индуктивность цепи можно прикинуть по формулам для прямого провода* кофициент испуга, выше простой пример расчёта выброса напряжения, так как реле коммутирует переменный ток то увлекаться слишком большими конденсаторами не стоит -ток побежит через них
Василий: ,
Понятно, от здоровенных дросселей отказываемся.
Вычитал на одном из форумАх, что высокая частота в цепи, насилует электролиты, и что для импульсников там какие то особые нужны по идее, советуют ставить предварительный фильтр высоких частот. Я вот и немного призадумался, может имеет смысл, поставить на выходе после релюх перед конденсатором такойже LC фильтр как и на входе в трансформатор на первичку? Тоесть подербанить парочку одинаковых приборов на нагрузку свыше 160 Вт и поставить двух линейные дросселя с керамикой от туда, после конденсаторов взять просто дросселя на выходе импульсника из под сгоревших АТХ блоков, как считаешь лучше будет?
Я взял твои формулы и посчитал,
при условии что напряжение 31,5В а сила тока 5А а емкость конденсатора 10кмкФ = 10мФ = 0,01Ф
энергия запасенная в конденсаторе 4,96125
Индуктивность катушки 0,3969 генри = 396,9мГ = 396900мкГ
в общем после не сложных онлайн калькуляторов я высчитал вес провода длиною 1200м или 1,2км это около 60кг меди . я не говорю про цену, я просто размеры себе никак не прикину, это гдето как бутылка 19 литров разрезаная пополам минимум только диаметр у которой больше полу метра, вот такой вот тор получиться. я уверен что любые помехи сожрет, а насыщение катухи длина провода, вобщем если ради поржать, то эта бабинища, будет неплохим регулятором напряжения =) снял пару десятков витков, поднял напряжение, . короче говоря эту катуху можно будет прям в сеть через диод врубать, и на выходе получать почти линейное напряжение вольт так в 100-150 гыыы.
Все на том и порешили с дроселями, ставим до трансформатора варистор, термистор с отрицательным ТКС, потом переделанный входной фильт высоких частот от компа, после релюх, ставим П образный фильтр высоких частот на керамических или же пленочных конденсаторах, где хз сколько витков каким сечением и на какой сердечник, после стоит Электролит 10к мкФ который гасит низкие частоты, после него грязь подбирает блок стабилизации по току или напряжению с защитой по току, на выходе блока ставим прям перед самими разьемами и после выводов на вольт метр, двух линейный дросель, и это пожалуй наилучший выход. Остался вопрос как расчитать этот самый высокачастотный фильтр после релюх.
Катушка индуктивности (inductor. -eng)– устройство, основным компонентом которого является проводник скрученный в кольца или обвивающий сердечник. При прохождении тока, вокруг скрученного проводника (катушки), образуется магнитное поле (она может концентрировать переменное магнитное поле), что и используется в радио- и электро- технике.
К точной и компьютерной технике технике больше близок дроссель (Drossel, регулятор, ограничитель), так как он чаще всего применяется в цепях питания процессоров, видеокарт, материнских плат, блоков питания & etc. В последнее время, применяются индукторы закрытые в корпуса из металлического сплава для уменьшения наводок, излучения, шумов и высокочастотного свиста при работе катушки.
Дроссель служит для уменьшения пульсаций напряжения, сглаживания или фильтрации частотной составляющей тока и устранения переменной составляющей тока. Сопротивление дросселя увеличивается с увеличением частоты, а для постоянного тока сопротивление очень мало. Характеристики дросселя получаются от толщины проводника, количества витков, сопротивления проводника, наличия или отсутствия сердечника и материала, из которого сердечник сделан. Особенно эффективными считаются дроссели с ферритовыми сердечниками (а также из альсифера, карбонильного железа, магнетита) с большой магнитной проницаемостью.
Как работает дроссель.
В цепях переменного тока, для ограничения тока нагрузки, очень часто применяют дроссели - индуктивные сопротивления. Перед обычными резисторами здесь у дросселей имеется серьезные преимущества - значительная экономия электроэнергии и отсутствие сильного нагрева.
Каково устройство дросселя, на чем основан принцип его работы?
Устроен дроссель очень просто - это катушка из электрического провода, намотанная на сердечнике из ферромагнитного материала. Приставка ферро, говорит о присутствии железа в его составе (феррум - латинское название железа), в том или ином количестве.
Принцип работы дросселя основан на свойстве, присущем не только катушкам но и вообще, любым проводникам - индуктивности. Это явление легче всего понять, поставив несложный опыт.
Для этого требуется собрать простейшую электрическую цепь, состоящую из низковольтного источника постоянного тока (батарейки), маленькой лампочки накаливания, на соответствующее напряжение и достаточно мощного дросселя (можно взять дроссель от лампы ДРЛ-400 ватт).
Без дросселя, схема будет работать как обычно - цепь замыкается, лампа загорается. Но если добавить дроссель, подключив его последовательно нагрузке(лампочке), картина несколько изменится.
Присмотревшись, можно заметить, что во первых, лампа загорается не сразу, а с некоторой задержкой, во вторых - при размыкании цепи возникает хорошо заметная искра, прежде не наблюдавшаяся. Так происходит потому что, в момент включения ток в цепи возрастает не сразу - этому препятствует дроссель, некоторое время поглощая электроэнергию и запасая ее в виде электромагнитного поля. Эту способность и называют - индуктивностью.
Чем больше величина индуктивности, тем большее количество энергии может запасти дроссель. Еденица величины индуктивности - 1 Генри В момент разрыва цепи запасеная энергия освобождается, причем напряжение при этом может превысить Э.Д.С. используемого источника в десятки раз, а ток направлен в противоположную сторону. Отсюда заметное искрение в месте разрыва. Это явление называется - Э.Д.С. самоиндукции.
Если установить источник переменного тока вместо постоянного, использовав например, понижающий трансформатор, можно обнаружить что та же лампочка, подключенная через дроссель - не горит вовсе. Дроссель оказывает переменному току гораздо большое сопротивление, нежели постояному. Это происходит из за того, что ток в полупериоде, отстает от напряжения.
Получается, что действующее напряжение на нагрузке падает во много раз(и ток соответственно), но энергия при этом не теряется - возвращается за счет самоиндукции обратно в цепь. Сопротивление оказываемое индуктивностью переменному току называется - реактивным. Его значение зависит от величины индуктивности и частоты переменного тока. Величина индуктивности в свою очередь, находится в зависимости от количества витков катушки и свойства материала сердечника, называемого - магнитной проницаемостью, а так же его формы.
Магнитная проницаемость - число, показывающее во сколько раз индуктивность катушки больше с сердечником из данного материала, нежели без него(в идеале - в вакууме.)
Т. е - магнитная проницаемость вакуума принята за еденицу.
В радиочастотных катушках малой индуктивности, для точной подстройки применяются сердечники стержеобразной формы. Материалами для них могут являться ферриты с относительно небольшой магнитной проницаемостью, иногда немагнитные материалы с проницаемостью меньше 1.
В электромагнитах реле - сердечники подковоообразной и цилиндрической формы из специальных сталей.
Для намотки дросселей и трансформаторов используют замкнутые сердечники - магнитопроводы Ш - образной и тороидальной формы. Материалом на частотах до 1000 гц служит специальная сталь, выше 1000 гц - различные ферросплавы. Магнитопроводы набираются из отдельных пластин, покрытых лаком.
У катушки, намотанной на сердечник, кроме реактивного(Xl) имеется и активное сопротивление(R). Таким образом, полное сопротивление катушки индуктивности равно сумме активной и реактивной составляющих.
Как работает трансформатор.
Рассмотрим работу дросселя собранного на замкнутом магнитопроводе и подключенного в виде нагрузки, к источнику переменного тока. Число витков и магнитная проницаемость сердечника подобраны таким образом, что его реактивное сопротивление велико, ток протекающий в цепи соответственно - нет.
Ток, переодически изменяя свое направление, будет возбуждать в обмотке катушки (назовем ее катушка номер 1) электромагнитное поле, направление которого будет также переодически меняться - перемагничивая сердечник. Если на этот же сердечник поместить дополнительную катушку(назовем ее - номер 2), то под действием переменного электромагнитного поля сердечника, в ней возникнет наведенная переменная Э.Д.С.
Если количество витков обеих катушек совпадает, то значение наведенной Э.Д.С. очень близко к значению напряжения источника питания, поданного на катушку номер 1. Если уменьшить количество витков катушки номер 2 вдвое, то значение наведенной Э.Д.С. уменьшится вдвое, если количество витков наоборот, увеличить - наведенная Э.Д.С. также, возрастет. Получается, что на каждый виток, приходится какая-то определенная часть напряжения.
Обмотку катушки на которую подается напряжение питания (номер 1) называют первичной. а обмотка, с которой трансформированое напряжение снимается - вторичной .
Отношение числа витков вторичной(Np ) и первичной (Ns ) обмоток равно отношению соответствующих им напряжений - Up (напряжение первичной обмотки) и Us (напряжение вторичной обмотки).
Таким образом, устройство состоящее из замкнутого магнитопровода и двух обмоток в цепи переменного тока можно использовать для изменения питающего напряжения - трансформации. Соответственно, оно так и называется - трансформатор .
Если подключить к вторичной обмотке какую-либо нагрузку, в ней возникнет ток(Is ). Это вызовет пропорциональное увеличение тока(Ip ) и в первичной обмотке. Будет верным соотношение:
Трансформаторы могут применяться как для преобразовния питающего напряжения, так и для развязки и согласования усилительных каскадов. При работе с трансформаторами необходимо обратить внимание на ряд важных параметров, таких как:
1. Допустимые токи и напряжения для первичной и вторичной обмоток.
2. Максимальную мощность трансформатора - мощность которая может длительное время передаваться через него, не вызывая перегрева обмоток.
3. Диапазон рабочих частот трансформатора.
Параллельный колебательный контур.
Если соединить катушку индуктивности и конденсатор - получится очень интересный элемент радиотехники - колебательный контур. Если зарядить конденсатор или навести в катушке Э.Д.С. используя электромагнитное поле - в контуре начнут происходить следующие процессы: Конденсатор разряжаясь, возбуждает электромагнитное поле в катушке индуктивности. Когда заряд истощается, катушка индуктивности возвращает запасенную энергию обратно в конденсатор, но уже с противоположным знаком, за счет Э.Д.С. самоиндукции. Это будет повторяться снова и снова - в контуре возникнут электромагнитные колебания синусоидальной формы. Частота этих колебаний называется резонансной частотой контура, и зависит от величин емкости конденсатора(С), и индуктивности катушки (L).
Параллельный колебательный контур обладает очень большим сопротивлением на своей резонансной частоте. Это позволяет использовать его для частотной селекции(выделения) в входных цепях радиоаппаратуры и усилителях промежуточной частоты, а так же - в различных схемах задающих генераторов.
Цветовая и кодовая маркировка индуктивностей.
Обычно для индуктивностей кодируется номинальное значение индуктивности и допуск, т.е. допускаемое отклонение от указанного номинала. Номинальное значение кодируется цифрами, а допуск — буквами. Применяется два вида кодирования.
Дроссель для защиты от синфазных помех, генерируемых импульсным источником питания
Синфазный дроссель — важнейший компонент входного фильтра любого импульсного источника питания. Дело в том, что в процессе работы импульсного преобразователя любой топологии, при переключении полевых транзисторов возникают синфазные помехи, которые распространяются в проводниках и по дорожкам печатных плат.
Эти помехи представляют собой вредные импульсные токи высокочастотного диапазона, которые текут одновременно и по плюсовому и по минусовому проводам, причем в одном и том же направлении. Если эти помехи в конце концов попадут в сеть питания переменного тока, то они способны не только понизить качество функционирования приборов включенных в сеть по соседству, но даже вывести их из строя, особенно сигнальные цепи цифровых блоков.
По данной причине, сегодня все бытовые приборы, принципиально могущие стать источниками синфазных помех, оснащены синфазными дросселями. К таким прибором относятся: принтеры, сканеры, мониторы, плееры, периферия ПК, сами ПК и т. д.
В каждом устройстве, где имеется импульсный блок питания, на входе после конденсатора фильтра обязательно установлен двухобмоточный синфазный дроссель на кольцевом или П-образном сердечнике. По бокам от дросселя установлены конденсаторы для подавления дифференциальных помех (дифференциальные помехи — это отдельная тема), а также высоковольтные Y-конденсаторы.
Две обмотки синфазного дросселя намотаны на общий сердечник из материала с высокой магнитной проницаемостью, такого как феррит. И если по проводам обмоток потекут токи синфазной помехи - от источника в сторону сети, то магнитные поля этих токов сложатся, и индуктивность дросселя проявит себя в полной мере подавлением этих токов: львиная доля их энергии уйдет на создание магнитного поля, - таким образом амплитуда помехи существенно уменьшится, и до сети переменного тока синфазная помеха если и дойдет, то сильно ослабленной, уже не способной как-то вредоносно себя проявить.
С другой стороны, когда переменный ток из сети подается к потребителю, встречая на своем пути синфазный дроссель, он не испытывает абсолютно никакого сопротивления, ибо омическое сопротивление проводов пренебрежимо мало, а магнитные поля токов в двух проводниках направлены противоположно друг другу и равны по величине между собой.
Катушки абсолютно идентичны и намотаны идеально симметрично. Часто эти обмотки выполнены намоткой в два провода, что минимизирует индуктивность рассеивания между ними. Получается, что индуктивность синфазного дросселя для обычного импульсного тока, который в двух проводах имеет противоположное направление и одну и ту же величину, будет нулевой. Таким образом, синфазный дроссель мешает исключительно синфазным помехам, источником которых является блок питания, а не сеть переменного тока.
А если бы синфазного дросселя не было, то синфазная помеха беспрепятственно проникла бы и в сеть переменного тока, не помешали бы и конденсаторы между проводами на пути ее распространения.
Что касается эффективных конденсаторов на пути синфазной помехи, то это - керамические высоковольтные конденсаторы (Y-конденсаторы) емкостью в единицы нанофарад, устанавливаемые между каждым проводом питания и шиной заземления, чтобы часть энергии синфазных помех уходила бы в землю. Для рабочего тока данные конденсаторы представляют очень большое сопротивление, в связи с чем на КПД устройства не влияют.
Выпускаемые промышленностью выводные и SMD синфазные дроссели для плат импульсных источников питания отличаются рядом преимуществ. Они довольно компактны, не занимают много места на печатной плате, их активное сопротивление не превышает единиц мОм, а максимально допустимый ток питания через дроссель зависит по сути только от толщины провода и мощности устройства. Номинальный ток варьируется от 1мА до 10 А. Типовые величины индуктивностей — от 10 мкГн до 100 мГн.
Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!
Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:
Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;
Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;
Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.
Starter box для первых экспериментов в подарок!
После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды.
Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.
В качестве самой просто схемы я покажу вариант с одним диодом и конденсатором. Такая схема используется в обратноходовых блоках питания, которые составляют сейчас подавляющее большинство.
В готовом блоке питания она выглядит так, как показано на этом фото.
Такие блоки питания чаще всего идут в комплекте с недорогой техникой.
Следующим шагом идет двухполупериодный выпрямитель. Эта схема использовал раньше весьма часто, но в последнее время вытеснена другой, которую я покажу позже.
Такая схемотехника чаще всего встречается в мощных блоках питания, особенно она удобна в нерегулируемых блоках на базе драйвера IR2151-2153, о которых я рассказывал в прошлой части.
Как я тогда сказал, она хорошо подходит для построения первичных источников питания, которые не являются стабилизированными, но которые имеют хороший КПД и могут использовать для питания других устройств, например как этот блок питания лабораторного источника питания.
Особое преимущество данной схемы в том, что ее очень легко переделать в двухполярную и использовать для питания усилителей мощности. В таком варианте добавляется всего пара диодов и конденсатор.
Когда мощности обратноходовой схемотехники не хватает, то используют ее прямоходовый вариант. Здесь энергия при одном такте сначала накапливается в дросселе, а потом через нижний диод поступает в нагрузку. Данная схемотехника очень похожа на схему классического StepDown преобразователя.
Заметить что блок питания собран по такой схемотехнике очень просто, на плате будет большой дроссель. В качестве фильтрующих дроссели с таким габаритом используют крайне редко, потому ошибиться сложно.
Но есть альтернативный вариант этой схемы. Он применяется чаще всего в компьютерных блоках питания и ведет свои истоки от первых БП формата АТ.
Здесь присутствует накопительный дроссель, а первичная обмотка силового трансформатора связана с одной из обмоток трансформатора управления. Если изъять дроссель из этой схемы, то блок питания при нагрузке выше определенной выйдет из строя.
То же самое касается и предыдущей схемы.
Отличить блоки питания последних двух типов очень легко, слева БП построенный по аналогии блока питания АТ формата, у него сразу заметен трансформатор около транзисторов, справа однотактный прямоходовый, трансформатора здесь нет.
Дроссели имеют разные размеры, но это следствие разной рабочей частоты и иногда экономии производителя. Меньший дроссель в работе скорее всего будет перегреваться, да и схема можно работать не очень надежно при максимальной мощности.
Чаще всего в качестве выходных диодов импульсных блоков питания используются диоды Шоттки. Они имеют два важных преимущества перед обычными:
1. Падение напряжения на них в 1.5-2 раза меньше
2. Они быстрее, чем обычные диоды, потому имеют меньше потер при переключении.
В блоках питания рассчитанных на высокое выходное напряжение применяют чаще всего обычные диоды, так как прямое падение у высоковольтных обычных и Шоттки примерно одинаково. Но из-за того что Шоттки быстрее, можно получить уменьшенные потери на снаббере, потому я советую применять их и здесь.
Так как после выпрямления на конденсаторе будут присутствовать заметные пульсации, то после него ставят LC фильтр или говоря простым языком - дроссель и конденсатор
Для примера "народный" блок питания где явно виден как дроссель, так и два конденсатора.
Дроссель необязательно будет большим, а вполне может быть совсем миниатюрным. Работать правда он будет хуже, но это лучше чем ничего.
Иногда дроссель вообще не ставят, хотя место под него есть. Это банальная экономия "на спичках", я всегда рекомендую установить на это место дроссель.
Для примера уровень пульсаций без дросселя и с дросселем. Но стоит учитывать, что после установки дросселя пульсации на первом конденсаторе вырастут, так как на него будет приходится "ударный" ток. Обычно именно он выходит из строя первым.
Улучшить ситуацию можно установив параллельно электролитическим конденсаторам керамические. Данная мера можно существенно облегчить режим работы электролитов. Но стоит иметь в виду, что эффективно они работают только при относительно небольших мощностях БП, а точнее при относительно небольших токах. Можно конечно поставить много таких конденсаторов, но это дорого и габаритно.
При доработке конденсаторы можно напаивать прямо на выводы электролитических конденсаторов.
Я применяю конденсаторы с емкостью 0.1-0.47мкФ.
Чтобы еще немного улучшить качество работы, следует внимательнее отнестись к разводке печатной платы. Если страссировать плату по типу того как я показал на схеме, то пульсации могут еще немного уменьшиться, тем более что это бесплатно.
Ну и последний шаг, установка синфазного дросселя на выходе блока питания. Такое применяется чаще всего в фирменных блоках питания, которым требуется проходить сертификацию на уровень помех излучаемых в эфир. В дешевых практически никогда не встречается.
Теперь об выходных конденсаторах.
Если вы пользуетесь дешевыми блоками питания, то скорее всего на выходе увидите либо вообще безымянные модели.
Но все равно, лучше применять именно фирменные конденсаторы, а не суррогаты с их именем. На фото блок питания фирмы Менвелл.
Для облегчения работы конденсаторов есть способ, когда вместо одного двух емких устанавливают много менее емких конденсаторов. В таком варианте нагрузка лучше распределяется и конденсаторы живут дольше.
Схема стабилизации.
Самый простой вариант - стабилизировать напряжение по обратной связи со вспомогательной обмотки трансформатора, правда такое решение и самое плохое в плане стабильности, так как влияет магнитная связь между обмотками и их активное сопротивление, зато дешево.
Следующий вариант сложнее, здесь в качестве порогового элемента применен стабилитрон. В таком варианте выходное напряжение Бп будет равно падению на стабилитроне + напряжению на светодиоде оптрона. Характеристики схемы так себе, но вполне приемлемы для некритичных нагрузок.
Например блок питания с такой стабилизацией. Сверху около оптрона ничего нет.
Снизу расположен стабилитрон и несколько резисторов
Но куда лучшие характеристики показывает схема с регулируемым стабилитроном TL431. Она имеет куда выше качество работы и точность поддержания в том числе лучше держит параметры при изменении температуры.
На плате она обычно выглядит так, как показано на фото.
Расположение выводов в разных вариантах корпуса.
Например в "народном" блоке питания применен SMD вариант корпуса. На фото видны резисторы делителя обратной связи и вспомогательные, например "подтяжки" к питанию чтобы сформировать минимальный рабочий ток для стабилитрона.
Еще пара фото, сверху платы ничего нет, а стабилитрон TL431 находится снизу.
Иногда в цепи обратной связи ставят подстроечный резистор. Но сначала я скажу пару слов о том, как рассчитывается делитель.
Если применяется стандартный делитель из двух резисторов, то его номиналы подбираются таким образом чтобы при требуемом выходном напряжении в точке соединения было 2.5 Вольта, именно на это напряжение и рассчитана TL431, но стоит учитывать, что есть и более низковольтный вариант этой микросхемы, на 1.25 Вольта, хотя встречается он гораздо реже.
Теперь к подстроечному резистору. Для большего удобства на плате может располагаться подстроечный резистор, позволяющий менять выходное напряжение в небольших пределах, чаще всего +/- 10-20%, больший диапазон не рекомендуется, так как Бп может вести себя нестабильно.
Подстроечный резистор всегда должен стоять последовательно с нижним резистором делителя, тогда в случае выхода его из строя вы получите на выходе Бп минимальное напряжение, а не максимальное, как если бы подстроечный резистор стоял сверху.
Кроме того подстроечные резисторы часто имеют низкую надежность, и если вам не нужна эта функция, то лучше заменить его на постоянный, предварительно подобрав его номинал.
Полностью на плате весь этот узел выглядит следующим образом.
Пару слов о выходном нагрузочном резисторе.
Импульсный блок питания плохо работает без нагрузки, потому параллельно выходу обычно ставят нагрузочный резистор, обеспечивающий минимально необходимую нагрузку при которой БП работает стабильно.
Есть и минус у данного решения, резистор обычно греется, причем иногда заметно. Кроме того этот резистор может греть конденсаторы если они стоят рядом, как на этом фото.
Иногда они греются так, что на плате становятся видны следы перегрева. Но кроме того этот нагрев может плохо сказываться на стабильности БП если он подогревает резисторы делителя обратной связи и они при этом применены обычного типа, а не точные/термостабильные.
Резисторы греются, параметры начинают меняться и меняется выходное напряжение БП, потому рекомендуется располагать резисторы делителя так, чтобы они не были подвержены нагреву, а кроме того лучше применять точные резисторы, на которые нагрев влияет существенно меньше.
Иногда производители неправильно выбирают номинал нагрузочного резистора и он начинает греться сильнее чем допустимо. Например в 24 Вольте версии "народного" блока питания как раз была такая ситуация, пришлось поменять его потом на резистор в два раза большего номинала.
Чтобы ваши блоки питания работали надежно, следует внимательно отнесись к подбору компонентов.
Диоды выбираются из расчета двухкратного запаса для двухтактной схемы и трехкратного для однотактной, например БП 5-7 Ампер, значит диод ставим на 15-20.
Напряжение должно быть не менее чем в четыре раза больше чем выходное у блока питания, если БП на 12 Вольт, то диод на 60, если на 24, то на 100.
Все эти параметры есть в даташите на диоды
Также они указаны на самих диодах.
Конденсаторы следует выбирать низкоимпедансные или LowESR, это также обычно отражено в даташите на компонент.
Емкость выбираем из расчета 0.5-1 тысяч мкФ на 1 Ампер выходного тока. Напряжение - для двухтактной схемы 1.5-2 раза выше чем выходное, для обратноходовой однотактной - не менее чем 2х от выходного.
По фирмам смотрим чтобы были известные бренды, но это я писал и в статье про входной фильтр, здесь рекомендации аналогичны.
С выходным дросселем все гораздо проще, номинальный ток дросселя не менее чем максимальный выходной ток блока питания. Лучше применить дроссель на больший ток, тогда его нагрев будет существенно меньше. Индуктивность 4.7-22мкГн, зависит от выходного тока, так как дроссель на большой ток и индуктивность будет весьма большим.
Обычно дроссели выполняются либо в виде "гантельки", либо в "броневом" исполнении, вторые чаще предназначены для поверхностного монтажа.
В общих чертах на этом все, и конечно видеоверсия данной статьи. Как всегда буду рад вопросам и пожеланиям.
Эту страницу нашли, когда искали:
импульсный бп с обратной связью , какой стоять должен резистор на выходном каскаде блока питания на питание схемы , на китайской зарядке диод шоттки греется , на выход импульсного транса бп повесить схему диод ,конденсатор ,индуктивность и вывести проводок к потребителю , синий диод в блоке питания , импульсный блок питания без обратной связи , ka7500b схема включения , нагрузочный резистор фильтра нужен для , переменные резисторы в компьютерном бп , обратная связь блока питания на конденсаторе , зачем в блоке питания диод шоттки , резистор 60 ком в блоке питания , схемы выпрямления вторичных напряжений в импульсном блоке питания , в диммерах на входе синий элемент и жёлтый фильтр перед диодным мостом , сопротивление в блоке питания вихрь , зачем на выходе блока питания ставят индукционные катушки , сдвоенные диоды на выходе блока питания , обратная связь у полевака блока питания , выходные обмотки ибп обратноходового , совместно с транзистором 47n60c3 , диодом 1n5408 в блоке питания используется диод , фильтрация выходного тока трансформатора схема , почему в схемах бп вместо диода шоттки стоит стабилизатор , расчет фильтра tl431 , борьба с помехами во вторичных цепях импульсных источников питания , импульсный бп ступенька на выходном напряжении
Читайте также: