Fonte de alimentação chaveada, 220/29x2 volts 8 amperes. Esquema, descrição

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Fonte de alimentação chaveada, 220/29x2 volts 8 amperes. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Para alimentar amplificadores de áudio potentes, é necessária uma fonte de alimentação, geralmente com uma saída bipolar com ponto médio ou duas saídas galvanicamente independentes. A tensão de saída praticamente não deve mudar com mudanças bruscas na corrente de carga na faixa do mínimo ao máximo, e também com mudanças na tensão da rede, a eficiência da fonte deve ser máxima. A fonte deve ser protegida contra curto-circuito e sobrecarga.

Todos esses requisitos são atendidos pela fonte de alimentação chaveada (SMPS) apresentada no artigo. É feito com base em elementos amplamente utilizados e não contém componentes caros ou escassos.

(clique para ampliar)

Objetivo dos componentes do SMPS:

SA1 - interruptor de alimentação;

FU1 - fusível que protege a rede de alimentação em caso de acidente na fonte;

RK1 é um termistor que limita a corrente de carga inicial dos capacitores C1.C4 a um valor seguro para os diodos VD1 e VD2;

RU1 - varistor que desvia os pulsos de sobretensão que penetram na rede;

C5-C6-L1 - filtro de linha que suprime oscilações de alta frequência geradas pelo conversor;

VD1-VD2-C1, C4-R1-R2 - retificador de rede com divisor capacitivo.

Os resistores R1 e R2 descarregam os capacitores C1...C4 quando a fonte é desligada da rede. As capacitâncias dos capacitores C1, C3 e C2, C4 geralmente não são iguais e o ponto médio do divisor é deslocado em relação à metade da tensão de alimentação. Entretanto, graças ao capacitor C8 em estado estacionário, a corrente de polarização não flui através do transformador de potência T1;

C7-C10-C11-L2-VD3-VD5-VD6 e C13...C15-L2-VD9-VD10-VD16 são retificadores de saída com filtros LC de suavização, feitos de acordo com o circuito McLeaman. A instalação de capacitores eletrolíticos imediatamente após os retificadores de saída é inaceitável, uma vez que esses capacitores superaquecerão rapidamente devido a grandes ondulações de tensão e falharão;

C9-C12-DA1-R3-R4-VD4-VD7 e C16-C17-DA2-R9-R11-VD17-VD22 são estabilizadores de tensão de compensação (tipo Low Drop), fornecendo proteção contra sobrecarga e curto-circuito. Quando a fonte é desligada, os diodos VD4 e VD22 protegem os microcircuitos DA1 e DA2 da tensão reversa dos capacitores C9 e C16, e os diodos VD7 e VD17 protegem da tensão reversa dos capacitores C12 e C17. As tensões de saída estabilizadas podem ser alteradas selecionando as resistências R3, R4 e R9, R11;

R5-HL1-VD8 e R8-HL2-VD13 - circuitos de indicação para operação de proteção do estabilizador;

T1 - transformador de potência pulsado, separando galvanicamente a entrada e a saída da fonte de alimentação;

R6, R7, VD11, VD12 são componentes que impedem que correntes fluam através dos transistores principais. Até que o excesso de portadoras no circuito base de um transistor seja resolvido, o outro transistor não será capaz de abrir;

VD14, VD15, VD18, VD19 - diodos de amortecimento;

VD20-VD21 - reator de auto-indução EMF limitador de pulso de tensão L3;

L3 é um reator que proporciona um atraso na abertura dos transistores devido às correntes limitadas do coletor. Graças à comutação segura dos transistores, não ocorre quebra secundária da estrutura semicondutora;

VT1, VT2 - transistores chaveadores. As tensões fornecidas às suas bases pelo transformador T2 e pelos circuitos que impedem a passagem de corrente devem ser aproximadamente as mesmas. Neste caso, quando a polaridade da tensão removida de T2 muda, essas tensões são compensadas e as correntes de base não fluem através dos transistores fechados;

R15-HL3-VD23 - elementos luminosos de indicação para acionamento do SMPS;

C19-R10-R16-T1-T2 - um circuito de feedback positivo que garante a autoexcitação do conversor. À medida que o consumo de energia aumenta, a frequência de conversão aumenta e a tensão em todos os enrolamentos do transformador T1 diminui. Mas quase a mesma tensão é aplicada às junções base-emissor dos transistores chave, uma vez que a tensão nos enrolamentos do transformador chaveador T2 quase não diminui devido à diminuição da capacitância do capacitor C19. Graças ao capacitor C19, os transistores VT1 e VT2 não operam na região ativa, na qual a potência por eles dissipada aumentaria muitas vezes e a eficiência do conversor diminuiria. A conexão direta do capacitor C19 ao enrolamento IV do transformador T1 é inaceitável, pois então os transistores principais falharão;

C18-R14-VS1 é um circuito de disparo que gera um pulso após ligar a fonte, que abre o transistor VT2, causando o início da autogeração.

T2 é um transformador chaveador saturável. Os parâmetros do circuito magnético e o número de voltas nos enrolamentos determinam a frequência de geração do conversor. Quanto menores forem as dimensões gerais e menos voltas nos enrolamentos, maior será a frequência de conversão.

Os estabilizadores de tensão integrados DA1, DA2 tipo KR142EN22A podem ser substituídos por LT1083. Cada um dos microcircuitos é montado em um dissipador de calor com superfície de resfriamento de 350 cm2. Os transistores chaveadores VT1 e VT2 (KT839A) são substituídos por KT838A KT846A, BU208A ou similares com tensão reversa de pelo menos 1000 V e corrente de coletor de pelo menos 4 A. Cada um dos transistores é montado em um dissipador de calor com uma área de 60 cm2.

O Dinistor VS1 (KN102D) pode ser substituído por DB-3, DB-4 ou qualquer dinistor da série. KN102. Os diodos VD1 e VD2 são do tipo KD203G. eles podem ser substituídos por KD203D, HFA06TB120 ou similares com tensão reversa de pelo menos 1000 V e corrente direta de pelo menos 8 A.

Os diodos VD3, VD5, VD9, VD16 (KD2997V) são substituídos por KD213A, 30CTQ100, SFA1604G ou similares com tensão reversa de pelo menos 100 V, corrente direta de pelo menos 10 A e frequência de pelo menos 100 kHz. Cada diodo é montado em um dissipador de calor com área de superfície de resfriamento de pelo menos 50 cm2. A instalação de diodos em dissipadores de calor é obrigatória. Em vez de diodos VD4, VD6, VD7, VD10, VD17, VD20, VD22(KДl212A), você pode usar KD226B, KD243B (V), KD247B (V), KD528A, MUR120, SF34 ou similares com tensão reversa de pelo menos 100 V e uma corrente direta não inferior a 1 A. Os diodos VD11, VD12 (KD2997A) podem ser substituídos por quaisquer diodos das séries KD2997, KD213, diodos KD527A, 1N5822, 31DQ10, 50SQ080, 50SQ100 ou similares com corrente contínua de pelo menos 3 A. Os diodos amortecedores VD14, VD15, V D18, VD19 (BY228) são substituídos por KD243ZH KD247ZH KD527D, KD528D, 1A7, 1F7, 1N4007. 1N5408, 1N5399, 150EBU02, HER208, BYM26E, BYV26E, FR157, FR207, RL207 ou similar com uma tensão reversa de pelo menos 1000 V e uma corrente direta de pelo menos 1 A. O diodo VD23 (KD102A) pode ser substituído por KD103A, KD221A, KD509 A, KD510A, KD518A ou KD522B.

Em vez de diodos zener VD8, VD13 (KS515A), D814D, KS509A (B), KS518A ou similares com tensão de estabilização de 14 a 20 V e corrente máxima de pelo menos 10 mA são adequados. em vez de VD21 (D816A), D816B ou similar com tensão de estabilização de 22 V a 30 V e corrente máxima de pelo menos 150 mA.

Os LEDs HL1 e HL2 (L5013SGD) podem ser substituídos por L5013SGD-B, L5013UEBC-B, HL3 (AL307GM) - por qualquer LED das séries AL102, AL307.

Capacitores C1, C2, C12, C17 - tipo K50-27, K50-35; C3...C7, C10, C13, C14 C18, C19 - K73-16, K73-17; C8 - K75-10, K75-12, K75-24; C9 C11, C15, C16 - KEA-II, K50-6, K50-27, K50-35. O capacitor C8 deve ter potência de pelo menos 550 VAR e pode ter capacidade de 0,47 a 1,5 μF. A capacitância do capacitor C19 pode ser de 0,022 a 0,047 μF. Os capacitores podem ser substituídos por quaisquer similares projetados para a mesma tensão.

Os resistores R1, R9, R11, R15 podem ser do tipo MLT, OMLT C2-22 C2-23, e R10 e R16 - C5-16MV, C5-37 ou PEV-5. Os resistores podem ser substituídos por quaisquer similares projetados para a mesma potência. O varistor RU1 (VCR391) pode ser substituído por JVR-10N361K, JVR-14N361K, JVR-20N361K, JVR-10N391K, JVR-14N391K,

JVR-20N391K, JVR-10N431K, JVR-14N431K, JVR-20N431K ou similar, termistor RK1 (SCK-103NTC) - em MZ92-P220RM, MZ92-R220RM, MZ92-P330RM, MZ92-R330RM ou similar.

O acelerador L1 é feito em um anel de alsifer TChK55 ou TC60 de tamanho padrão K24x14x7. Os enrolamentos I e II contêm cada um 20 voltas de fio MGTF, PELSHO ou PEV-2 de 01 mm e são enrolados em dois fios. Adicionalmente, recomenda-se colocar um anel de ferrite M2000NM K10x6x3 em um dos terminais de cada enrolamento; não é recomendado utilizar a haste de ferrite da antena magnética do receptor como L1, pois o campo parasita do indutor aumentará significativamente, e blindar o indutor de alta tensão é bastante problemático.

O indutor L2 está enrolado em um núcleo magnético. Ш7x8 feito de ferrite 2000NM. Os enrolamentos I e II contêm 75 voltas de fio PETV, PEPSHO ou PEV-2 de 01,7 mm cada e são enrolados em dois fios. O núcleo possui uma lacuna não magnética de 0,3...0,5 mm feita de textolite ou getinax. Para reduzir o campo disperso, o indutor é protegido envolvendo todas as três hastes na parte externa com uma volta de fita de latão de 0,05 a 0,1 mm de espessura. As pontas da fita são soldadas umas às outras.

O reator L3 é feito em anel de ferrite M2000NM ou Micrometals K20x10x6. Cada um dos meios-enrolamentos possui uma volta de fio. MGTF PETV, PEV-2 ou fio de instalação comum de 0,6 mm.

O transformador T1 é feito em três anéis de ferrite dobrados feitos de ferrite M2000NM1, M2000NM-A ou M2000NM1-17 de tamanho padrão K45x28x8. Os enrolamentos I e III contêm cada um 15+15 voltas de fio de 01,7 mm; enrolamento II - 264 voltas 0,9 mm; enrolamento IV - 7 voltas 0,41 mm; enrolamentos V e VI - 1 volta cada 0,25 mm. Fio - MGTF, PELSHO ou PEV-2. O enrolamento II é enrolado primeiro e contém 4 camadas de isolamento: após o enrolamento, uma camada de filme fluoroplástico ou mylar é colocada a cada 66 voltas.

O transformador T2 é feito em anel de ferrite M2000NM-A K10x6xZ. Todos os enrolamentos (I, II e III) contêm 8 voltas de fio. MGTF, PELSHO ou fio de instalação com isolamento confiável. Nos enrolamentos I e II o fio é de 0,3 mm e no III - 0,42 mm.

Projeto. A posição relativa dos condutores e das partes da fonte não é crítica. Minha fonte está montada montada. O diâmetro dos fios que conectam as peças que operam sob alta tensão deve ser de 1 mm ou mais, os fios que conectam a fonte à carga devem ter no mínimo 1,7 mm. Todos os fios devem estar devidamente isolados.

Configurando. Atenção! Alguns dos elementos da fonte estão sob alta tensão, perigosos para a vida. Siga as normas de segurança!

Antes de ligar a fonte, você deve verificar cuidadosamente a instalação quanto à conformidade com o diagrama SMPS, montada a partir de peças reparáveis, geralmente começa a funcionar imediatamente. Se após ligar a fonte não ocorrer autogeração (o LED HL3 não acende), então é necessário alterar o faseamento (trocar as pontas) do enrolamento IV do transformador T1 ou do enrolamento III do transformador T2.

Se, com uma tensão de rede de 220 V, a corrente sem carga da fonte for superior a 40 mA (medida após o filtro da rede), é necessário aumentar proporcionalmente o número de voltas de todos os enrolamentos do transformador T1. Se as tensões de saída diferirem de 29 V, elas poderão ser ajustadas selecionando as resistências R3 e R11.

Autor: E. Mokatov, Taganrog, região de Rostov.

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