Реинкарнация компьютерных бп часть 1

Реинкарнация компьютерных бп часть 1

Те, кто уже имел дело с силовыми трансформаторами компьютерных БП, знают, что первичная обмотка трансформатора содержит около 40 витков провода, разделенных, как правило, на 2 секции, наматываемых до и после вторичной обмотки. Таким образом достигается уменьшение паразитной емкости первичной обмотки и усиливается индуктивная связь между обмотками, что важно для ШИ-возможностей БП. Суммарное же количество витков вторичных полуобмоток — 7 (3+4). Таким образом, коэффициент трансформации штатного трансформатора приблизительно равен 5,7. Для полумостовой схемы преобразователя амплитуда прямоугольных импульсов будет равна половине питающего напряжения преобразователя, т.е. — 220Х1,4/2=154В (пренебрегая падением напряжения на К-Э-переходах транзисторных ключей).

Это значит, что действующее значение "переменки" на выходе трансформатора составит приблизительно 27В. Значение выходного напряжения первой части полуобмоток (первые 3 витка от средней точки) — 11,5В. Выпрямив полученные напряжения, получим "постоянку" с приблизительными значениями, соответственно, 38 и 16 Вольт. Габаритная мощность магнитопроводов трансформаторов современных и чуть менее современных компьютерных БП составит не менее 250Вт на частотах преобразования от 30кГц. Это значит, что при расчетных выходных напряжениях мы можем расчитывать на выходной ток от 6,5 Ампер. Впечатляет? Причем все ЭТО можно получить при простой схемотехнике и незначительных усилиях при конструировании, учитывая, разумеется, отсутствие такого сервиса, как стабилизация выходных напряжений, например. А во многих случаях стабилизация и не нужна. Взамен получаем мощность, приемлемый набор выходных напряжений, позволяющий использование возрожденного БП в широком диапазоне задач (от построения лабораторного БП до питания мощных усилителей) компактность, малый вес. А эти показатели перекрывают такой минус, как отсутствие стабилизации.

У трансформаторов компьютерных БП есть один большой плюс, помимо уже замеченных в этом тексте, — стандартный установочный профиль. Это обстоятельство делает задачу разработки универсальной схемы с применением тр-ов от разных БП очень простой, равно, как и разработку печатной платы для этой схемы. Это значит, изготовление БП с подобными трансформаторами можно поставить на поток, не взирая на габаритные и мощностные различия трансформаторов. Еще один плюс силовых трансформаторов компьютерных БП — высокая надежность, обусловленная применением качественных современных ферритов, эпоксдной пропиткой, избыточным сечением обмоточных проводов. Никто из тех, кому доводилось ремонтировать компьютерные БП, не сможет, пожалуй, припомнить гибель такого трансформатора. И еще — трансформатор можно легко экранировать полоской фольги, создав КЗ-виток вокруг самого трансформатора.

Задача проста. Схема должна быть максимально простой и повторяемой при использовании трансформаторов от разных БП. Для этой цели попробуем применить трансформатор в схеме двухтактного полумостового автогенераторного преобразователя, так полюбившегося производителями электронных трансформаторов (Рис 1а) с любым из узлов запуска (Рис 1б — рис 1г).

Проще схемы, пожалуй, не бывает.

До сборки схемы по рис 1а необходимо намотать коммутирующий (управляющий) трансформатор на ферритовом кольце размером 10Х6Х3мм (наружный диаметр Х внутренний диаметр Х высота) или другом, имеющим близкие габариты из материалов 1000/1500/2000/3000НН. Можно попробовать и другие размеры и марки феррита, но следует учесть, что размеры бОльшие, чем те, что указаны, могут значительно снизить частоту коммутации, а то и вовсе привести к неспособности трансформатора к насыщению. При этом габариты трансформатора должны обеспечивать определенную мощность для создания в его обмотках тока, достаточного для открывания транзисторов. Кроме того, габариты трансформатора должны обеспечить и достаточное пространство для размещения необходимого количества витков. "Базовые" обмотки могут содержать от 3 до 10 витков медного провода диаметром не менее 0,3мм в эмалевой или любой другой изоляции. Возможно использование одножильного монтажного провода с жилой указанного диаметра. Таким же проводом наматываем и обмотку связи — 1-10 витков.

Обмотка связи в виде 1-4 витков провода делается и на "компьютерном" трансформаторе. Практически в любом трансформаторе найдется зазор между имеющимися обмотками и боковыми частями магнитопровода для нескольких дополнительных витков провода казанного сечения.
Собираем макет электрической схемы преобразователя (рис 2, рис 3), подпаиваем к схеме выводы


"компьютерного" трансформатора; к выводам его вторичной обмотки подпаиваем нагрузочный резистор, обеспечивающий небольшую, до 10Вт, потребляемую мощность (но можно и без нагрузки); параллельно любой из вторичных обмоток подключаем осциллограф и через лампу накаливания мощностью 150-200Вт подключаем схему к сети. Увидев на дисплее осциллографа импульсы правильной прямоугольной формы

и не заметив свечения нити балластной лампы, понимаем, что преобразователь — работает. Выключаем, проверяем на нагрев радиатор, на котором закреплены транзисторы (MJE13007), трансформатор. Если все эти предметы не изменили своей температуры за несколько секунд проверочного включения относительно той, что была до включения, то — продолжаем эксперементировать.

Измеряем частоту преобразования и при необходимости подбираем ее значение с помощью подбора витков обмоток связи одного из трансформаторов и резистора R3 (рис 1а). При подборе частоты указанными манипуляциями следует учесть, что при увеличении витков обмотки связи трансформатора Tr2, частота преобразования будет снижаться, а ток через резистор R3 — возрастет. Увеличение числа витков обмотки связи на Tr1 так же будет способствовать снижению частоты, равно. как и уменьшение сопротивления резистора R3. Оптимальным следует считать режим преобразования с частотой равной или большей той частоты, при которой трансформатор эксплуатировался в исходном БП. Т.е. — от 30-35кГц. Преобразователь, собранный по схеме на рис 1а, работает уверенно и на более низких частотах. Правда, продолжительность испытаний не превышала получаса для каждого варианта (см таблицу 1), а мощность нагрузки не превышала 55Вт.

При указанных в таблице 1 изменениях номиналов деталей и обмоточных данных, нагрев транзисторов, установленных на радиаторе в макете (на рис 2, 3) не превышал 40 градусов при получасе работы. Нагрев существенно может быть снижен достижением оптимального количества витков обмоток связи обоих трансформаторов. Эта же мера снизит разогрев и резистора R3. Правильный подбор витков будет способствовать и общей стабильности схемы. При испытаниях умышленно было выбрано неверное соотношение витков. О хорошем и правильном — в продолжении.

А результаты испытания ЭТОЙ схемы с трансформатором из компьютерного БП показали следующее.
1. Действующие напряжения вторичных обмоток трансформаторов (а испытывались четыре различных трансформатора от разных БП) оказались несколько выше расчетных: 11,8 — 13,6В (пятивольтовая полуобмотка разных тран-в), 28-30,5В — (двенадцативольтовая полуобмотка).

Как видно, схема — все та же, но в качестве ключей применены мощные полевые транзисторы. Выбраны были IRFP460A, т.к. просто оказались в наличии именно эти транзисторы. Обмотки коммутирующего тр-ра, разумеется, намотаны уже несколько иначе, т.к. порог открывания полевых транзисторов — 5-12В. Затворные обмотки коммутирующего трансформатора и обмотка связи содержат одинаковое количество витков — по 20 — медного провода в диаметром 0,3 в эмали. Перед наматыванием провода в эмалевой изоляции, не лишним будет окунуть магнитопровод в клей ("момент" или "БФ-2") для создания изоляционного слоя поверх проводящего, в общем-то, материала магнитопровода. Габариты кольца такие-же, как и у трансформатора из предыдущей схемы. Количество витков обмотки связи силового тр-ра так же придется увеличить (3-4 витка) для создания необходимого напряжения на обмотке связи тр-ра Tr1.

Фото макета на рис 4, 5.


3. Резисторы обратной связи R3 практически не нагреваются, каких бы номиналов они ни применялись при испытании. Это обстоятельство позволяет применить в качестве R3 маломощные (от 0,25Вт) резисторы.

4. Практически отсутствует нагрев ключей. Это значит, что и площадь охлаждающих радиаторов может быть относительно небольшой, а устройство в целом — более компактным.
5. ЭТА схема по своим свойствам сопоставима со схемой на на полумостовом драйвере типа IR2151-IR2153, но имеет более высокий КПД за счет отсутствия цепей питания самого драйвера; схема меньше уязвима и менее требовательна к компоновке в отличии от схемы со специализированным драйвером.

Читайте также:  Как самому прошить телефон андроид через компьютер

Надеюсь, статья поможет многим переосмыслить собственные взгляды на старые компьютерные БП и сэкономить при создании таких несложных и нужных БП.

Наверное, у каждого дома завалялась пара-тройка блоков питания от старых компьютеров. В очередной раз проводя чистку шэка, перед тем как их выбрасывать, откройте корпус и загляните внутрь. Наверняка там найдутся детали, которые можно использовать повторно и сэкономить на расходах для вашего очередного проекта.

Быстрый взгляд навскидку от высоковольтной к низковольтной части блока питания цепляется за детали в нескольких местах:

  • Сетевой антипомеховый фильтр (EMI filter), выглядит как маленький трансформатор, может быть реиспользован в любой конструкции где используется сетевое питание (посмотрите на этикетку блока питания для определения тока, который этот фильтр выдерживает), для ослабления высокочастотных помех, проникающих из сети и назад в сеть;
  • MOV варисторы на чуть больше чем сетевое напряжение в обеих плечах фильтра, занимают мало места, также могут быть использованы в первичных цепях питания любой вашей конструкции для подсаживания скачков сетевого напряжения;
  • Выпрямительный мост, всегда нужная штука;
  • Неполярные и слюдяные конденсаторы емкостью до 2 мкф, могут понадобиться в аудиогенераторах, фильтрах и в качестве блокировочных в ламповых усилителях мощности;
  • Безиндукционные резисторы мощностью 2…5W, хороши в RF цепях усилителей мощности и при построении блоков питания;
  • Сильноточные выпрямительные сборки и диоды Шоттки, сам Бог велел использовать вместо обычных выпрямительных диодов во вторичных цепях питания ваших конструкций, так как прямое падение напряжения на диоде Шоттки намного меньше, чем на кремниевом. Они выполнены в виде сборок по 2 диода в корпусе, который легко прикручивается на радиатор;
  • Электролитические конденсаторы с низким эквивалентным сопротивлением (low ESR), выдерживающие высокую температуру и большие пульсации тока, для использования в цепях выпрямителей;
  • Микросхема оптопары, может пригодиться для построения TNC контроллера или RS232 интерфейса между компьютером и трансивером;
  • Вентилятор, выньте и отдайте вашему или соседскому ребенку как игрушку-вертушку;
  • Болтики с резьбой M3, трудно найти в Северной Америке!

Кроме того, и сам корпус может быть использован для срочного монтажа чего-нибудь. На фото показан антенный тюнер для 100W трансивера, который автор автор быстро смастерил накануне Canada Day Contest, а впоследствии успешно использовал как mobile тюнер для работы на HF из автомобиля.


Фото 1: Мобильный антенный тюнер в корпусе из-под компьютерного блока питания

Также старый компьютерный БП с небольшими переделками может быть использован для питания трансиверов мощностью до 100W, работающих от 13.8V. Для этого из имеющихся БП надо отобрать 300W-аттный, может и более мощный (идеально-от сервера, ток 13…20А по каналу +12V). Можно удалить все лишние детали кроме канала +12V, и поднять напряжение до 13…13.8V. Процедура регулировки сводится к подбору резисторного делителя, подающего напряжение с выхода блока питания на регулирующий вход микросхемы широтно-импульсного модулятора (PWM). Микросхемы в разных блоках питания могут быть разными, но идея остается одна-подгонка делителя выходного напряжения так, чтобы создать определенный уровень на регулировочной ножке микросхемы драйвера. Иногда не удается выставить точно 13.8V из-за срабатывания защиты микросхемы от перенапряжения (overvoltage protection, другая ножка микросхемы), что можно обойти, подав выходное напряжение на ножку защиты через дополнительный делитель. Можно и отключить защиту, но я не рекомендую, все же трансивер как-никак будет подключен. Идею, как работает микросхема PWM и как отрегулировать выходное напряжение, можно получить из следующих ссылок:
http://www.fairchildsemi.com/an/AN/AN-4003.pdf http://www.nutsvolts.com/PDF_Files/PSRepair.pdf
При переделке компьютерного блока питания надо для надежности продублировать Шоттки выпрямитель в канале +12V, запаяв параллельно еще один, взятый с канала +5V. Это эффекивно удвоит рейтинг выпрямителя и снизит потери на тепло. Автором был переделан 300W БП для питания трансивера ICOM706mkIIG. Такой блок питания обеспечивает трансивер достаточным током для работы на полную мощность (100W) без всяких проблем на передачу.

Справедливости ради надо сказать, что такое решение все же плохо подходит для постоянной работы из-за того что в силу своей схемотехники компьютерные БП генерируют помехи приему в широкой полосе частот. Помехи не ужасные, но добавляют заметный шум на любительских диапазонах.
Для уменьшения проникновения помех через выходные провода на оба провода (минус и плюс 13V) следует одеть несколько ферритовых колец (подойдут цилиндрические кольца, снятые с сигнального кабеля старого компьютерного монитора), и в разрыв провода +13V включить дроссель, намотанный адекватной толщины проводом на куске ферритовой антенны. Дроссель нужно вынести за пределы корпуса блока питания (чтобы избежать наводок на выходной конец), расположить как можно ближе к месту, где питающий провод +13V выходит из корпуса, и желательно заэкранировать. В качестве дросселя подойдут и фильтры для автомобильных аудиоусилителей, продающиеся в авто-аудио магазинах. Такой фильтр уже заключен в экран и имеет крепежные уши.
Для дальнейшего снижения уровня помех второй конец дросселя можно подключить к составному конденсатору, состощему из злектролитического конденсатора большой емкости, и подключенного параллельно ему неполярного блокировочного конденсатора емкстью 0.47 … 1мкФ. Электролит будет подавлять помехи большой амплитуды сетевой частоты и выше в пределах нескольких килогерц, тогда как блокировочный конденсатор эффективно работает до нескольких мегагерц. Кроме помех, проникающих по питанию, есть и излучаемые на RF через корпус из-за недостаточной экранировки.
Здесь мало что можно посоветовать, кроме как поместить БП в дополнительный кожух и удалить от трансивера и антенны. Несмотря на то, что такой БП шумит на КВ, во многих случаях он может быть использован как временное средство, до того как вы приобретете или сконструируете нормальный БП, а также как аварийно-запасной или мобильный вариант. Он весит значительно меньше, чем его линейный собрат, и занимает меньше места. На заключительном фото показан БП, обеспечивающий питанием трансивер ICOM706mkIIG (более 20А), успешно используемый автором в течение нескольких месяцев.


Фото 2: Переделанный компьютерный блок питания на 20А для HF трансивера. Внутри для облегчения теплового режима удалены все лишние детали кроме канала +12V, выпрямитель усилен сборкой диодов Шоттки, взятой с канала +5V, и выходное напряжение поднято до 13.6V. На провода, выходящие из корпуса, одеты ферритовые кольца. Выходной фильтр составлен из дросселя и двух конденсаторов.

Название Реинкарнация компьютерных бп. Часть 1
страница 1/3
Дата конвертации 15.06.2013
Размер 229.14 Kb.
Тип Документы

Реинкарнация компьютерных БП. Часть 1

Если нет надежды на восстановление БП, либо предстоящие затраты на его восстановление слишком велики, а то и сам БП вовсе уже — "не актуален", то и в этом случае не стоит отправлять его в утиль. Ведь подарить старому компьютерному БП новую "жизнь" не так уж и сложно.
Самое "ценное", что можно извлечь из совсем "убитого" компьютерного БП, это:
Корпус, радиаторы, трансформатор, транзисторы мощные высоковольтные (если живы), мощные диоды (если живы), резисторы, конденсаторы.
Причем, из всего, что осталось от старого БП — пригодится самая малость.

Читайте также:  Создание общих папок в virtualbox

Те, кто уже имел дело с силовыми трансформаторами компьютерных БП, знают, что первичная обмотка трансформатора содержит около 40 витков провода, разделенных, как правило, на 2 секции, наматываемых до и после вторичной обмотки. Таким образом достигается уменьшение паразитной емкости первичной обмотки и усиливается индуктивная связь между обмотками, что важно для ШИ-возможностей БП. Суммарное же количество витков вторичных полуобмоток — 7 (3+4). Таким образом, коэффициент трансформации штатного трансформатора приблизительно равен 5,7. Для полумостовой схемы преобразователя амплитуда прямоугольных импульсов будет равна половине питающего напряжения преобразователя, т.е. — 220Х1,4/2=154В (пренебрегая падением напряжения на К-Э-переходах транзисторных ключей).

Это значит, что действующее значение "переменки" на выходе трансформатора составит приблизительно 27В. Значение выходного напряжения первой части полуобмоток (первые 3 витка от средней точки) — 11,5В. Выпрямив полученные напряжения, получим "постоянку" с приблизительными значениями, соответственно, 38 и 16 Вольт. Габаритная мощность магнитопроводов трансформаторов современных и чуть менее современных компьютерных БП составит не менее 250Вт на частотах преобразования от 30кГц. Это значит, что при расчетных выходных напряжениях мы можем расчитывать на выходной ток от 6,5 Ампер. Впечатляет? Причем все ЭТО можно получить при простой схемотехнике и незначительных усилиях при конструировании, учитывая, разумеется, отсутствие такого сервиса, как стабилизация выходных напряжений, например. А во многих случаях стабилизация и не нужна. Взамен получаем мощность, приемлемый набор выходных напряжений, позволяющий использование возрожденного БП в широком диапазоне задач (от построения лабораторного БП до питания мощных усилителей) компактность, малый вес. А эти показатели перекрывают такой минус, как отсутствие стабилизации.

У трансформаторов компьютерных БП есть один большой плюс, помимо уже замеченных в этом тексте, — стандартный установочный профиль. Это обстоятельство делает задачу разработки универсальной схемы с применением тр-ов от разных БП очень простой, равно, как и разработку печатной платы для этой схемы. Это значит, изготовление БП с подобными трансформаторами можно поставить на поток, не взирая на габаритные и мощностные различия трансформаторов. Еще один плюс силовых трансформаторов компьютерных БП — высокая надежность, обусловленная применением качественных современных ферритов, эпоксдной пропиткой, избыточным сечением обмоточных проводов. Никто из тех, кому доводилось ремонтировать компьютерные БП, не сможет, пожалуй, припомнить гибель такого трансформатора. И еще — трансформатор можно легко экранировать полоской фольги, создав КЗ-виток вокруг самого трансформатора.

Задача проста. Схема должна быть максимально простой и повторяемой при использовании трансформаторов от разных БП. Для этой цели попробуем применить трансформатор в схеме двухтактного полумостового автогенераторного преобразователя, так полюбившегося производителями электронных трансформаторов (Рис 1а) с любым из узлов запуска (Рис 1б — рис 1г).


Проще схемы, пожалуй, не бывает.

До сборки схемы по рис 1а необходимо намотать коммутирующий (управляющий) трансформатор на ферритовом кольце размером 10Х6Х3мм (наружный диаметр Х внутренний диаметр Х высота) или другом, имеющим близкие габариты из материалов 1000/1500/2000/3000НН. Можно попробовать и другие размеры и марки феррита, но следует учесть, что размеры бОльшие, чем те, что указаны, могут значительно снизить частоту коммутации, а то и вовсе привести к неспособности трансформатора к насыщению. При этом габариты трансформатора должны обеспечивать определенную мощность для создания в его обмотках тока, достаточного для открывания транзисторов. Кроме того, габариты трансформатора должны обеспечить и достаточное пространство для размещения необходимого количества витков. "Базовые" обмотки могут содержать от 3 до 10 витков медного провода диаметром не менее 0,3мм в эмалевой или любой другой изоляции. Возможно использование одножильного монтажного провода с жилой указанного диаметра. Таким же проводом наматываем и обмотку связи — 1-10 витков.

Обмотка связи в виде 1-4 витков провода делается и на "компьютерном" трансформаторе. Практически в любом трансформаторе найдется зазор между имеющимися обмотками и боковыми частями магнитопровода для нескольких дополнительных витков провода казанного сечения.
Собираем макет электрической схемы преобразователя (рис 2, рис 3), подпаиваем к схеме выводы

"компьютерного" трансформатора; к выводам его вторичной обмотки подпаиваем нагрузочный резистор, обеспечивающий небольшую, до 10Вт, потребляемую мощность (но можно и без нагрузки); параллельно любой из вторичных обмоток подключаем осциллограф и через лампу накаливания мощностью 150-200Вт подключаем схему к сети. Увидев на дисплее осциллографа импульсы правильной прямоугольной формы

и не заметив свечения нити балластной лампы, понимаем, что преобразователь — работает. Выключаем, проверяем на нагрев радиатор, на котором закреплены транзисторы (MJE13007), трансформатор. Если все эти предметы не изменили своей температуры за несколько секунд проверочного включения относительно той, что была до включения, то — продолжаем эксперементировать.

Измеряем частоту преобразования и при необходимости подбираем ее значение с помощью подбора витков обмоток связи одного из трансформаторов и резистора R3 (рис 1а). При подборе частоты указанными манипуляциями следует учесть, что при увеличении витков обмотки связи трансформатора Tr2, частота преобразования будет снижаться, а ток через резистор R3 — возрастет. Увеличение числа витков обмотки связи на Tr1 так же будет способствовать снижению частоты, равно. как и уменьшение сопротивления резистора R3. Оптимальным следует считать режим преобразования с частотой равной или большей той частоты, при которой трансформатор эксплуатировался в исходном БП. Т.е. — от 30-35кГц. Преобразователь, собранный по схеме на рис 1а, работает уверенно и на более низких частотах. Правда, продолжительность испытаний не превышала получаса для каждого варианта (см таблицу 1), а мощность нагрузки не превышала 55Вт.


При указанных в таблице 1 изменениях номиналов деталей и обмоточных данных, нагрев транзисторов, установленных на радиаторе в макете (на рис 2, 3) не превышал 40 градусов при получасе работы. Нагрев существенно может быть снижен достижением оптимального количества витков обмоток связи обоих трансформаторов. Эта же мера снизит разогрев и резистора R3. Правильный подбор витков будет способствовать и общей стабильности схемы. При испытаниях умышленно было выбрано неверное соотношение витков. О хорошем и правильном — в продолжении.

А результаты испытания ЭТОЙ схемы с трансформатором из компьютерного БП показали следующее.
1. Действующие напряжения вторичных обмоток трансформаторов (а испытывались четыре различных трансформатора от разных БП) оказались несколько выше расчетных: 11,8 — 13,6В (пятивольтовая полуобмотка разных тран-в), 28-30,5В — (двенадцативольтовая полуобмотка).

2. Схема преобразователя нормально запускалась и работала при различных параметрах цепи ОС
Можно добавить также, что частота преобразования ЭТОЙ схемы растет с увеличением тока нагрузки, — характерно для подобных преобразователей.
О преобразователе, собранном по схеме на рис 1д.

Как видно, схема — все та же, но в качестве ключей применены мощные полевые транзисторы. Выбраны были IRFP460A, т.к. просто оказались в наличии именно эти транзисторы. Обмотки коммутирующего тр-ра, разумеется, намотаны уже несколько иначе, т.к. порог открывания полевых транзисторов — 5-12В. Затворные обмотки коммутирующего трансформатора и обмотка связи содержат одинаковое количество витков — по 20 — медного провода в диаметром 0,3 в эмали. Перед наматыванием провода в эмалевой изоляции, не лишним будет окунуть магнитопровод в клей ("момент" или "БФ-2") для создания изоляционного слоя поверх проводящего, в общем-то, материала магнитопровода. Габариты кольца такие-же, как и у трансформатора из предыдущей схемы. Количество витков обмотки связи силового тр-ра так же придется увеличить (3-4 витка) для создания необходимого напряжения на обмотке связи тр-ра Tr1.

Читайте также:  Как сделать большие буквы на клавиатуре компьютера

Фото макета на рис 4, 5.

Преимущества преобразователя, собранного по схеме на рис 1д перед прототипом на биполярных ключах. 1.Схема практически не дает разброса частоты при изменении нагрузки (в указанных пределах — см таблицу 2).

3. Резисторы обратной связи R3 практически не нагреваются, каких бы номиналов они ни применялись при испытании. Это обстоятельство позволяет применить в качестве R3 маломощные (от 0,25Вт) резисторы.

4. Практически отсутствует нагрев ключей. Это значит, что и площадь охлаждающих радиаторов может быть относительно небольшой, а устройство в целом — более компактным.
5. ЭТА схема по своим свойствам сопоставима со схемой на на полумостовом драйвере типа IR2151-IR2153, но имеет более высокий КПД за счет отсутствия цепей питания самого драйвера; схема меньше уязвима и менее требовательна к компоновке в отличии от схемы со специализированным драйвером.

Надеюсь, статья поможет многим переосмыслить собственные взгляды на старые компьютерные БП и сэкономить при создании таких несложных и нужных БП.

Реинкарнация компьютерных БП. Часть 2

Если уж брать от убитого компьютерного БП, то — по максимуму. А это значит, что кроме перечисленных в первой части статьи комплектующих, применение элементов фильтров и переходных трансформаторов было бы логичным. Ну, с трансформаторами фильтров все понятно. А, вот, можно ли использовать переходные трансформаторы, те самымые, что используются для управления высоковольтными ключами?

Да, несомненно, их тоже можно использовать. И даже — нужно. При этом не придется искать магнитопровод необходимых размеров и наматывать лишние обмотки, аж, — целых три.

Применив штатный переходной трансформатор в схеме преобразователя с полевыми транзисторами, можно значительно сэкономть время, намотав поверх обмоток штатного трансформатора всего лишь 9 витков медного эмалированного провода диаметром 0,3мм. Это и будет обмотка связи. Дело в том, что базовые обмотки штатного переходного трансформатора уже содержат по 9 витков. Для получения напряжений, необходимых для коммутации ключей на полевых транзисторов, такое соотношение витков — оптимально. В остальном схема преобразователя остается без изменений. Для 9-ти витков места в окне практически любого трансформатора, используемого для раскачки транзисторов, — достаточно.
Уже этот вариант схемы (с использованием штатного переходного трансформатора) был испытан при нагрузке 180Вт (наконец-то нашелся свободный керамический циллиндр и нихромовый провод достаточного сечения).

Результаты испытаний приведены в таблице 3.

Резюме по работе схемы. При нагрузке 180Вт (30В/5Ом) все детали схемы, включая трансформатор и силовые ключи, остаются холодными при различных номиналах цепи обратной связи. При использовании такой нагрузки бареттер в виде лампы накаливания был заменен на предохранитель 4А и резистор 3,9Ом, включенные последовательно с диодным мостом со стороны подачи переменного напряжения. При нагрузке 180Вт на резисторе 3,9 Ом будет падать не более 3-х вольт.

Как видно из таблицы, для большинства случаев разброса частоты практически не наблюдается, а устойчивый запуск и работа преобразователя на полевых транзисторах при различных изменениях параметров ОС, говорит о неприхотливости схемы и ее возможной повторяемости при определенном разбросе параметров применяемых трансформаторов.
К сожалению, несмотря на работоспособность и наличие определенного потенциала схемы преобразователя на биполярных транзисторах, мой интерес к ней иссяк, т.к. схема с CMOS-ключами мне понравилась больше. Поэтому штатный переходной трансформатор с этой схемой не испытывался.

Реинкарнация компьютерных БП. Часть 3.

Из все тех же деталей компьютерного БП, используя абсолютный их минимум и не меняя практически ничего, кроме схемы, можно собрать еще одно полезное устройство питания. На этот раз, возрожденный на "костях" старого компьютерного БП преобразователь, ориентирован для работы совместно с бортовой сетью автомобиля.
Набор выходных напряжений, которые можно получить на выходе этого преобразователя: +/-12В, +/-28В, +/-68В.

Схемотехника автогенераторного преобразователя (схема 1) классическая двухтактная, где в качестве ключей применены полевые транзисторы. Трансформатор Tr1 работает в режиме насыщения и является коммутирующим, обеспечивая последовательность работы ключей с исключением режима сквозного тока.
Трансформатор Tr2 включен, как повышающий и в качестве первичной использована та обмотка, которая в компьютерном БП, да и в "реинкарнированных" преобразователях, описаных в 1-ой части статьи, была вторичной. По сравнению со схемами предыдущих преобразователей, в данном преобразователе цепь запуска выглядит гораздо проще и выполнена на ограничительном резисторе R2 с последовательно включенной кнопкой S3 (нормально разомкнутая, без фиксации), кратковременное нажатие на которую обеспечивает некоторое смещение на затворах ключей.

Появление некоторого напряжения на затворах транзисторов обеспечивает, при правильно сфазированных обмотках трансформатора, возбуждение преобразователя. Частота преобразования определяется главным образом характеристиками коммутирующего трансформатора Tr1 и сопротивлением резистора R3. В данном случае при известных намоточных данных (см первую часть статьи) и сопротивлении резистора обратной связи R3 — 82 Ома, частота преобразования равна прилизительно 67кГц (Осц 2). Стабилитроны VD1, 2 ограничивают возможные выбросы напряжения на затворах ключей.
Кнопка S2 (нормально разомкнутая, без фиксации), обеспечивает срыв генерации преобразователя, гарантированно его выключая до следующего нажатия на кнопку S3. Применение кнопок позволяет избежать включения преобразователя выключателем S1 для предотвращения обгорания его контактов при коммутации большого тока. В данном случае с помощью S1 лишь осуществляется подача питания в схему преобразователя.
Светодиод HL2 индицирует наличие питающего напряжения в схеме преобразователя, HL1 — наличие генерации.

Вообще, сборка макета преобразователя в виде, показанным на фото 1, слишком произвольна для сильноточной генерирующей конструкции: питающие проводники слишком длинны и должны иметь большее сечение; блокировочный конденсатор, шунтирующий цепи питания, должен быть установлен в непосредственной близости от сильноточных шин. Да и примененные транзисторы (IRFP460A) не рассчитаны на работу в таком преобразователе. Более уместными были бы ключи типа IRFZ46 и им подобные, имеющие сопротивление не более сотых долей Ома. Причем, их параллельное включение в каждом из плеч преобразователя (числом более двух) было бы уместным для реализации расчетной мощности самого трансформатора.

Приветствуется и установка RC-цепочки (снаббер — показано на схеме при отсутствии в макете), а так же все те меры, способные снизить время переключения ключей. Как бы там ни было, других транзисторов у меня не оказалось и каких-либо специальных мер по оптимизации работы преобразователя — не предпринималось.

Однако и в таком виде работа преобразователя была более, чем удовлетворительной вплоть до мощности 120Вт. При подключении бОльших нагрузок, просто снижалось выходное напряжение преобразователя (выпрямительные диоды при испытании преобразователя не использовались).
Макет испытывался в диапазоне входных напряжений 7-15В пропорциональным изменением выходных напряжений.

Частота преобразования при входном напряжении +12 и изменении нагрузки от 0 до 120Вт оставалась практически неизменной. Транзисторы, закрепленные на радиаторе (см фото), начинали разогреваться при мощности нагрузки 60Вт. Но и этот нагрев можно отнести на счет неправильного выбора ключей, неправильной в целом компоновки макета и отсутствии мер по снижению потерь.

Оптимизированный вариант схемы (см рекомендации в тексте) будет пригоден для питания нагрузок мощностью до 500-700Вт, с учетом габаритной мощности одиночного силового трансформатора при заданной частоте преобразования. Разумеется, в схеме можно применить любые правильно рассчитанные трансформаторы собственного изготовления. Данный преобразователь сопоставим по свойствам (за исключением стабилизации) с аналогичными конструкциями с ШИ-управлением, но — проще и дешевле прототипов; не нуждается в настройке и гораздо менее чувствителен к компоновке, чем его ШИ-управляемые собратья.

Ссылка на основную публикацию
Регулятор громкости для автомагнитолы
Бывший хозяин видимо пытаясь снять магнитолу за рукоятку громкости, сломал её. В результате громкость не регулировалась, а отпаявшиеся контакты энкодера...
Работа с far manager
Фар менеджер - один из самых удобных файловых менеджеров, рассчитанный на работу с файлами и папками на дисках, прежде всего,...
Работа с классами python
Серия контента: Этот контент является частью # из серии # статей: Этот контент является частью серии: Следите за выходом новых...
Регулярные выражения perl примеры
Regular expressions, или регулярные выражения - способ определения символьной маски для последующего сравнения с ней строки символов или для обработки...
Adblock detector