Alimentatore switching 220/15 volt 70 watt su chip KA2S0880. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Aggirando i modulatori PWM obsoleti standard, iniziamo, forse, con circuiti di alimentazione più avanzati che utilizzano la commutazione dell'interruttore di alimentazione a corrente di induttore zero o, in termini stranieri, l'interruttore off-line. Tali circuiti differiscono dai circuiti convenzionali per l'altissima efficienza, il basso livello di rumore e, quando si sceglie la base dell'elemento appropriata, per la semplicità del design e la facilità di messa a punto.

La Figura 1 mostra un circuito di alimentazione da 70 W per alimentare un amplificatore stereo entro 2x20 W. Il convertitore di potenza è costruito sul chip KA2S0880, che include tutti i componenti necessari per costruire la parte primaria dell'alimentatore. Va notato che Fairchild Corporation, avendo sviluppato questo microcircuito, ha svolto un ottimo lavoro: il microcircuito è molto stabile nel funzionamento e dispone di tutte le protezioni necessarie. L'alimentatore assemblato sulla base di questo microcircuito ha una protezione reale da sovraccarico e cortocircuito, protezione del carico in caso di tensione di emergenza che va oltre i limiti consentiti e la possibilità di introdurre una modalità sleep. Un chiaro svantaggio di questo circuito è che l'unità non si accende a pieno carico. Per prima cosa devi accenderlo separatamente, quindi caricarlo.

Caratteristiche:

   Tensione di alimentazione: 200…240 V Tensione di uscita: senza carico. . . . . . . . . . . . . . . . . ±16,5V a pieno carico. . . . . . . . . . . . . . ±15…±15,5V Massima potenza di uscita a lungo termine, anch'essa limitata da un microcircuito. . . . . . . Frequenza operativa 70W. . . . . . . . . . . . . . . . . Efficienza del dispositivo a 20kHz. . . . . . . . . . . . . . . . . 90…93%

L'alimentatore è progettato per un carico simmetrico, in cui le correnti consumate sono uguali in più e meno - amplificatori per basso. Un carico irregolare provoca una sovratensione su uno dei bracci e il blocco può andare in protezione. Quando selezioniamo le parti, non dimenticheremo i requisiti per i loro parametri e il design del dispositivo. I diodi raddrizzatori devono avere una tensione inversa di almeno 200 volt, i condensatori C11 e C12 sono deliberatamente selezionati per una tensione di 50 volt, ad es. quelli di grandi dimensioni - il fatto è che si riscaldano, a frequenze di circa 20-30 kHz hanno un'impedenza minima, alla quale i picchi di tensione vengono efficacemente soppressi e, di conseguenza, vengono riscaldati. Prestare attenzione all'aspetto dei componenti, in particolare del microcircuito e dei diodi raddrizzatori: un case graffiato, anonimo e brutto indica una produzione di scarsa qualità della parte o una produzione "sinistra". Non utilizzare condensatori della serie K73-17, spesso falliscono. Il chip può essere prodotto da Fairchild o Samsung (SEC)

I circuiti che hanno trasformatori sono molto critici per la fasatura dei loro avvolgimenti. Quando si mettono in fase gli avvolgimenti, è necessario assicurarsi che l'inizio e la fine degli avvolgimenti siano collegati ai loro punti nel circuito. Se la fasatura non è corretta, gli avvolgimenti andranno fuori fase, il che interromperà il circuito e potrebbe danneggiare i componenti. Gli inizi degli avvolgimenti nel diagramma sono contrassegnati da un punto in corrispondenza di uno degli avvolgimenti di uscita. È come gli oratori: le conclusioni sono contrassegnate da vantaggi. È meglio per te e per me avvolgere gli avvolgimenti come nella Figura 2 - come opzione 1 o come opzione 2, ma senza mescolare queste opzioni .

Quindi sarà più facile per noi capire quale conclusione sarà l'inizio e quale la fine. Un esempio di fasatura degli avvolgimenti è mostrato in Figura 3, i puntini mostrano l'inizio degli avvolgimenti.

Il trasformatore è avvolto su un nucleo Sh12X12 in ferrite M2000, con uno spazio nel circuito magnetico di 0,2 mm. L'avvolgimento primario è di 36 giri, diviso in due parti uguali. Una parte è avvolta nel primo strato, la seconda nell'ultimo. Gli avvolgimenti secondari si trovano tra di loro: uscita - 7 + 7 giri in due fili ciascuno, avvolgimento di potenza del microcircuito - 7 giri. Tutti gli avvolgimenti sono avvolti con un filo con un diametro di 0,6 mm. Facciamo lo spazio con la carta, lo incolliamo alle estremità della ferrite, uniamo il tutto con la bobina e incolliamo il circuito magnetico con la supercolla.

Un blocco assemblato senza errori di installazione inizia a funzionare immediatamente e senza problemi. Tuttavia, per proteggerci da possibili errori, per prima cosa accenderemo il dispositivo passo dopo passo.

Invece di un fusibile, accendiamo una normale lampada 220V 100W. Eviterà possibili danni al microcircuito. Saldiamo i diodi zener dai tiristori. Collegare il carico all'uscita dell'alimentatore tra "+" e "-" - una spirale di nicromo di 30-40 ohm con una potenza di almeno 100 watt. Lo useremo solo per controllare l'alimentazione. Tali spirali sono vendute nei negozi per la riparazione di riscaldatori elettrici, una spirale separatamente o in un tubo di vetro. Abbiamo solo bisogno di una parte della spirale. Misuriamo la resistenza richiesta con un tester e la colleghiamo all'uscita dell'alimentatore. Non dimenticare che la spirale è collegata tra "+" e "-" della sorgente e misureremo la tensione dal filo comune (GND). Collegare il tester all'uscita "+" dell'alimentatore e collegare l'unità a una presa di corrente. Dopo un secondo, l'uscita dovrebbe essere impostata su +16,5 volt. Aspettiamo 5 secondi, spegniamo l'unità e osserviamo il riscaldamento delle parti. Se ci sono elementi riscaldati in modo sospetto, non trascurare!!! Non dimenticare che hai appena assemblato un alimentatore NETWORK, che ha un potere distruttivo "nascosto", ma potente :) Se la tensione di uscita è superiore a 16 volt, ad esempio 20, 30 volt, il circuito di retroazione no lavoro. Ciò può essere dovuto a errori nel circuito oa parti difettose. Dovrà controllare. Se la tensione è inferiore a 16 volt e il microcircuito si è surriscaldato in 5 secondi, gli avvolgimenti secondari sono fasati in modo errato rispetto al primario.

Potrebbe risultare che quando l'unità è collegata alla rete, non c'è nulla in uscita :( In questo caso, controlleremo la tensione sul condensatore di rete - circa 300 volt, la tensione sulla terza gamba del relativo microcircuito al filo comune primario (pin 2).Dovrebbe saltare entro 12-15 volt: questo microcircuito sta tentando di avviarsi, ma qualcosa lo impedisce.Controlliamo il suo circuito di alimentazione: l'avvolgimento ausiliario e il suo raddrizzatore, la fasatura dell'avvolgimento.Se tutto è corretto, il microcircuito potrebbe essere andato in protezione per corto circuito nel carico, diodi raddrizzatori difettosi, sovraccarico Spegnere l'unità ed attendere la scarica del condensatore di rete sotto i 30 volt e riprovare ad accenderlo con il collegato bobina non 30-40 ohm, ma 50-60.È anche possibile che i diodi D 4 e D 5 non possano funzionare ad alte frequenze, cioè non sono adatti a questo circuito.In questo caso, il trasformatore fischia, tende , povero :( Se comunque non ha funzionato, ricordiamo quanti giri abbiamo avvolto e come :). Se la tensione alla terza uscita del microcircuito va ben oltre i 20 volt, ad esempio 30, 40 volt, allora abbiamo troppe spire avvolte sull'avvolgimento ausiliario, oppure questo avvolgimento è nuovamente fasato in modo errato rispetto al primario.

Il prossimo passo è controllare il funzionamento dell'unità senza carico. Questo è un test del ciclo di feedback per la stabilizzazione. Viene eseguito da un fotoaccoppiatore. La tensione di uscita richiesta è impostata dal diodo zener D 6, tuttavia, sarà di un volt e mezzo superiore al diodo zener :) Se misuriamo esattamente la tensione richiesta sulla spirale, ad es. 15-16 volt, quindi spegnere il carico. La tensione non dovrebbe cambiare, beh, un volt e mezzo non ci dà fastidio. Saremo pronti a scollegare immediatamente l'unità dalla presa se la tensione aumenta bruscamente senza carico, altrimenti i diodi raddrizzatori, i condensatori e l'accoppiatore ottico possono essere uccisi.

Successivamente, controlliamo la protezione del carico quando viene superata la tensione di uscita. La protezione funziona in modalità di emergenza, senza tentare di riavviare l'unità. C'è protezione sia sulle spalle più che meno, e funzionano in modo indipendente, ma l'effetto è comune :) Il principio di funzionamento è un cortocircuito in uscita, a causa del quale il microcircuito va in protezione. I tiristori hanno una buona velocità e, in caso di incidente, l'alimentazione viene rimossa dal carico in appena un paio di millisecondi. Se improvvisamente in futuro questo circuito funzionerà, è necessario controllare l'alimentazione fin dall'inizio utilizzando lo stesso metodo. Per verificare, aumentare forzatamente la tensione di uscita di alcuni volt. Per fare ciò, in serie con il diodo zener, ne accendiamo un altro per pochi volt: 4,7 o 5,1 o 6,2V. Lo cortocircuitiamo con un ponticello e accendiamo l'unità. Misuriamo la tensione di uscita - normale. Apriamo il ponticello, il trasformatore dovrebbe "ticcare" e l'unità dovrebbe spegnersi. Aspettiamo lo scarico del condensatore di rete, rimettiamo il ponticello e accendiamolo. Le tensioni di uscita devono essere impostate su normale.

Se il blocco ha superato tutti i test senza problemi, allora appendiamo un carico di 15 ohm su di esso e lo lasciamo per mezz'ora. Successivamente, il dispositivo viene riconosciuto idoneo al servizio della patria. :)

Assemblaggio PCB

Il circuito stampato è sviluppato separatamente per il design specifico del telaio del trasformatore e la sua piedinatura.

Quando si progetta un circuito stampato, è necessario considerare i seguenti punti:

Non spostare le parti correlate molto distanti. Le correnti di impulso fluiscono lungo i binari, irradiando interferenze nello spazio circostante, e più lungo è il binario, maggiore è l'interferenza da esso. Mantenere una distanza sufficiente tra i binari della parte di rete. Se la tensione tra tracce adiacenti è di 200-300 volt, la distanza tra loro dovrebbe essere di almeno 4-5 mm. Mantenere inoltre la distanza tra i binari e le parti di rete e parte secondaria. L'unico componente con cui non possiamo fare nulla è l'accoppiatore ottico. Ha una distanza tra le gambe di circa un centimetro, tutte le altre distanze tra la rete e la parte secondaria devono essere di almeno 1 cm. Sul lato secondario, il percorso dall'accoppiatore ottico deve essere collegato il più vicino possibile al diodo D 4. Affinché la traccia possa resistere a correnti elevate, è spesso riempita di saldatura. Ma non puoi farlo con ogni traccia. Se possibile, rendilo più largo che spesso, altrimenti ci sarà una connessione spuria tra le tracce spesse, che può dare rumore in uscita e fare molti più sporchi scherzi. I condensatori C15, C 16 dovrebbero essere collegati più vicino ai diodi e non agli elettroliti C11, C 12. MOLTO IMPORTANTE!!!! Vedi figura 4.

La traccia va dal diodo D1 al condensatore ceramico C1, da esso all'elettrolita C2, da esso alla bobina L1 - quindi giusto.
Figura 5 - così sbagliato.

Una traccia a cui sono appesi più elementi dovrebbe BYPASSARE ciascuno di essi, non oltrepassarli. Nella tecnologia ad impulsi, le distanze millimetriche sono spesso molto importanti. Ad esempio: Figura 6.

Se il punto di connessione del condensatore ceramico C1 viene spostato di 5 mm dal diodo D1, la stabilizzazione si deteriorerà di mezzo volt, l'efficienza diminuirà dell'1%.

Ed ecco le foto del prototipo assemblato:

Pubblicazione: radiokot.ru

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