Fonte de alimentação comutada 220/15 volts 70 watts no chip KA2S0880. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Ignorando os moduladores PWM desatualizados padrão, vamos começar, talvez, com circuitos de fonte de alimentação mais avançados que usam a comutação do interruptor de alimentação com corrente de indutor zero ou em termos estrangeiros - comutador off-line. Tais circuitos diferem dos circuitos convencionais em uma eficiência muito alta, baixo nível de ruído e, ao escolher o elemento base apropriado, na simplicidade de design e facilidade de ajuste.

A Figura 1 mostra um circuito de fonte de alimentação de 70W para alimentar um amplificador estéreo em 2x20W. O conversor de energia é construído no chip KA2S0880, que inclui todos os componentes necessários para construir a parte primária da fonte de alimentação. Deve-se notar que a Fairchild Corporation, tendo desenvolvido este microcircuito, fez um ótimo trabalho - o microcircuito é muito estável em operação e possui todas as proteções necessárias. A fonte de alimentação montada com base neste microcircuito possui proteção real contra sobrecarga e curto-circuito, proteção de carga em caso de tensão de emergência que ultrapasse os limites permitidos e a possibilidade de introduzir um modo de hibernação. Uma clara desvantagem deste circuito é que a unidade não liga com carga total. Primeiro você precisa ligá-lo separadamente e depois carregá-lo.

Características:

   Tensão de alimentação: 200…240V Tensão de saída: Sem carga. . . . . . . . . . . . . . . . . ±16,5 V em carga total. . . . . . . . . . . . . . ±15…±15,5V Potência máxima de saída a longo prazo, também limitada por um microcircuito. . . . . . . Frequência de operação de 70W. . . . . . . . . . . . . . . . . Eficiência do dispositivo de 20kHz. . . . . . . . . . . . . . . . . 90…93%

A fonte de alimentação é projetada para uma carga simétrica, na qual as correntes consumidas são iguais em mais e menos - amplificadores de graves. Uma carga desigual causa uma sobretensão em um dos braços e o bloco pode entrar em proteção. Ao selecionar as peças, não esqueceremos os requisitos de seus parâmetros e o design do dispositivo. Os diodos retificadores devem estar com uma tensão reversa de pelo menos 200 volts, os capacitores C11 e C12 são deliberadamente selecionados para uma tensão de 50 volts, ou seja, os de grande porte - o fato é que vão esquentar, em frequências de cerca de 20-30 kHz têm uma impedância mínima, na qual os surtos de tensão são efetivamente suprimidos e, como resultado, são aquecidos. Preste atenção à aparência dos componentes, especialmente o microcircuito e os diodos retificadores - uma caixa arranhada, indefinida e feia indica fabricação de baixa qualidade da peça ou produção "esquerda". Não use capacitores da série K73-17, eles geralmente falham. O chip pode ser produzido pela Fairchild ou Samsung (SEC)

Os circuitos que possuem transformadores são muito críticos para o faseamento de seus enrolamentos. Ao fasear os enrolamentos, é necessário garantir que o início e o fim dos enrolamentos estejam conectados aos seus pontos no circuito. Se o faseamento estiver incorreto, os enrolamentos ficarão fora de fase, o que interromperá o circuito e poderá danificar os componentes. O início dos enrolamentos no diagrama é marcado com um ponto em um dos enrolamentos de saída. É como os palestrantes - as conclusões são marcadas com vantagens. É melhor para você e para mim enrolar os enrolamentos como na Figura 2 - como opção 1 ou como opção 2, mas sem misturar essas opções .

Portanto, será mais fácil para nós descobrir qual conclusão será o começo e qual será o fim. Um exemplo de faseamento do enrolamento é mostrado na Figura 3, os pontos mostram o início dos enrolamentos.

O transformador é enrolado em um núcleo Sh12X12 feito de ferrita M2000, com uma folga no circuito magnético de 0,2 mm. O enrolamento primário tem 36 voltas, divididas em duas partes iguais. Uma parte é enrolada na primeira camada, a segunda - na última. Os enrolamentos secundários estão localizados entre eles: saída - 7 + 7 voltas em dois fios cada, enrolamento de potência do microcircuito - 7 voltas. Todos os enrolamentos são enrolados com um fio de 0,6 mm de diâmetro. Fazemos o vão com papel, colamos nas pontas do ferrite, juntamos tudo com a bobina e colamos o circuito magnético com supercola.

Um bloco montado sem erros de instalação começa a funcionar imediatamente e sem falhas. No entanto, para nos proteger de possíveis erros, primeiro ligaremos o dispositivo passo a passo.

Em vez de um fusível, vamos acender uma lâmpada comum de 220V 100W. Isso evitará possíveis danos ao microcircuito. Soldamos os diodos zener dos tiristores. Conecte a carga à saída da fonte de alimentação entre "+" e "-" - uma espiral de nicromo de 30-40 ohms com potência de pelo menos 100 watts. Vamos usá-lo apenas para verificar a fonte de alimentação. Essas espirais são vendidas em lojas para conserto de aquecedores elétricos, seja em espiral separadamente ou em tubo de vidro. Precisamos apenas de parte da espiral. Medimos a resistência necessária com um testador e conectamos à saída da fonte de alimentação. Não esqueça que a espiral está ligada entre o "+" e o "-" da fonte, e vamos medir a tensão do fio comum (GND). Conecte o testador à saída "+" da fonte de alimentação e conecte a unidade a uma tomada elétrica. Após um segundo, a saída deve ser ajustada para +16,5 volts. Esperamos 5 segundos, desligamos o aparelho e observamos o aquecimento das peças. Se houver elementos suspeitosamente aquecidos - não desconsidere!!! Não se esqueça que você acabou de montar uma fonte de alimentação NETWORK, que possui um poder destrutivo "oculto", mas poderoso :) Se a tensão de saída for superior a 16 volts, por exemplo, 20, 30 volts, o circuito de feedback não trabalhar. Isso pode ser devido a erros no circuito ou devido a peças defeituosas. Será necessário verificar. Se a tensão for inferior a 16 volts e o microcircuito ficar muito quente em 5 segundos, os enrolamentos secundários serão defasados ​​​​incorretamente em relação ao primário.

Pode acontecer que, quando a unidade estiver conectada à rede, não haja nada na saída :( Nesse caso, verificaremos a tensão no capacitor da rede - cerca de 300 volts, a tensão na terceira perna do microcircuito relativo ao fio comum primário (pino 2). Deve saltar entre 12-15 volts - este microcircuito está tentando iniciar, mas algo está impedindo.Vamos verificar seu circuito de alimentação - o enrolamento auxiliar e seu retificador, faseamento do enrolamento.Se tudo estiver correto, o microcircuito pode ter entrado em proteção devido a um curto-circuito na carga, diodos retificadores com defeito, sobrecarga Desligue a unidade e aguarde a descarga do capacitor de rede abaixo de 30 volts e tente ligá-lo novamente com o conectado bobina não 30-40 ohms, mas 50-60.Também é possível que os diodos D 4 e D 5 não possam operar em altas frequências, ou seja, não são adequados para este circuito. Nesse caso, o transformador apita, deforma , ruim :( Se ainda não deu certo, vamos lembrar quantas voltas enrolamos e como :). Se a tensão na terceira saída do microcircuito for muito além de 20 volts, por exemplo, 30, 40 volts, então temos muitas voltas enroladas no enrolamento auxiliar, ou esse enrolamento está novamente em fase incorreta em relação ao primário.

O próximo passo é verificar o funcionamento da unidade sem carga. Este é um teste do loop de feedback para estabilização. É realizado por um optoacoplador. A tensão de saída necessária é definida pelo diodo zener D 6, no entanto, será um volts e meio maior que o diodo zener :) Se medirmos exatamente a tensão necessária na espiral, ou seja, 15-16 volts, depois desligue a carga. A tensão não deve mudar, bom, um volt e meio não nos incomoda. Estaremos prontos para desconectar imediatamente a unidade da tomada se a tensão aumentar drasticamente sem carga, caso contrário, os diodos retificadores, capacitores e optoacopladores podem ser mortos.

Em seguida - verificamos a proteção da carga quando a tensão de saída é excedida. A proteção funciona em modo de emergência, sem tentar reiniciar a unidade. Há proteção nos ombros positivo e negativo, e eles funcionam de forma independente, mas o efeito é comum :) O princípio de operação é um curto-circuito na saída, devido ao qual o microcircuito entra em proteção. Os tiristores têm boa velocidade e, em caso de acidente, a energia é removida da carga em apenas alguns milissegundos. Se de repente, no futuro, este circuito funcionar, você precisará verificar a fonte de alimentação desde o início usando o mesmo método. Para verificar, aumente forçadamente a tensão de saída em alguns volts. Para isso, em série com o diodo zener, ligamos outro por alguns volts - 4,7 ou 5,1 ou 6,2V. Colocamos em curto com um jumper e ligamos a unidade. Medimos a tensão de saída - normal. Abrimos o jumper, o transformador deve "marcar" e a unidade deve desligar. Estamos aguardando a descarga do capacitor de rede, coloque o jumper novamente e ligue-o. As tensões de saída devem ser ajustadas para normal.

Se o bloco funcionou em todos os testes sem falhas, desligamos uma carga de 15 ohms nele e deixamos por meia hora. Depois disso, o dispositivo é reconhecido como apto para o serviço à pátria. :)

Montagem de PCB

A placa de circuito impresso é desenvolvida separadamente para o projeto específico da carcaça do transformador e sua pinagem.

Ao projetar uma placa de circuito impresso, os seguintes pontos devem ser considerados:

Não afaste as partes relacionadas. As correntes de pulso fluem ao longo dos trilhos, irradiando interferência no espaço circundante e, quanto mais longo o trilho, mais interferência dele. Mantenha uma distância suficiente entre os trilhos da parte da rede. Se a tensão entre trilhos adjacentes for de 200 a 300 volts, a distância entre eles deve ser de pelo menos 4 a 5 mm. Mantenha também a distância entre as pistas e partes da rede e parte secundária. O único componente com o qual não podemos fazer nada é o optoacoplador. Ela tem uma distância entre as pernas de cerca de um centímetro, todas as outras distâncias entre a rede e a parte secundária devem ser de pelo menos 1 cm. No lado secundário, a trilha do optoacoplador deve ser conectada o mais próximo possível do diodo D 4. Para que a trilha resista a altas correntes, ela geralmente é preenchida com solda. Mas você não pode fazer isso com todas as faixas. Se possível, deixe-o mais largo do que grosso, caso contrário, haverá uma conexão espúria entre as faixas grossas, o que pode gerar ruído na saída e fazer muito mais truques sujos. Os capacitores C15, C 16 devem ser conectados mais perto dos diodos, e não dos eletrólitos C11, C 12. MUITO IMPORTANTE!!!! Veja a figura 4.

A trilha vai do diodo D1 ao capacitor de cerâmica C1, dele ao eletrólito C2, dele à bobina L1 - então certo.
Figura 5 - tão errado.

Uma trilha que tem vários elementos pendurados deve IGNORAR cada um deles, não passar por eles. Na tecnologia de impulso, as distâncias milimétricas são muitas vezes muito importantes. Por exemplo: Figura 6.

Se o ponto de conexão do capacitor de cerâmica C1 for afastado 5 mm do diodo D1, a estabilização se deteriorará em meio volt, a eficiência cairá 1%.

E aqui estão as fotos do protótipo montado:

Publicação: radiokot.ru

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