Tento článek ilustruje jednoduchý postup pro vytvoření neregulovaného symetrického napájecího zdroje SMPS s napětím 50 V o výkonu 350 W. Tuto jednotku lze nahradit standardním napájecím zdrojem audio zesilovače, aby se snížily náklady a také hmotnost. Navrhovaný napájecí zdroj funguje jako poloviční můstek bez regulace.

Napsal a odeslal: Dhrubajyoti Biswas

Mosfety jako napájecí zařízení

Můj zdroj se spoléhá na dva N MOSFET a běží integrovaným obvodem IR2153. IR2153 je napájen výkonovým rezistorem 27K 6W. Zvlnění při plném zatížení je zaznamenáno pod 2V.

Použití Zenerovy diody (15 V) zajišťuje stabilizaci napětí a pracovní frekvence je nastavena na 50 kHz (přibližně).

V místě vstupu jsem umístil termistor, který vynutil kontrolu špičkového proudu, když se kondenzátor nabíjí.

Stejný jev lze nalézt v napájecí jednotce AT / ATX počítače. Kromě toho, aby byla zajištěna nízká úniková indukčnost a plný napěťový výstup, je první polovina primárního vinuta ve 20 otáčkách následována sekundárním vinutím.

Aby byla zajištěna bezpečnost systému, nezapomeňte připojit výstup (střední kohoutek 0 V) k zemi.

Tlumivky pro filtrování RF

Tlumivky použité v konstrukci usnadní odstranění zvlnění RF výstupu. Počet závitů a jádro, které se nachází v napájení PC, není kritickým faktorem.

Kromě toho se rezistory 6k8 ve výstupní části používají k vybíjení kondenzátorů po vypnutí a tím pomáhají zabránit nárůstu napětí při zátěži.

Navrhovaný spínaný napájecí zdroj 2x 50V 350W pracuje v jedné topologii přepínání vpřed. Má pracovní frekvenci 80-90 kHz a má ovládací obvod IRF2153, který je velmi podobný jako u US3842. Pracovní cyklus je však menší a je omezen na 50%.

Převíjení ATX Trafo

Transformátor Tr1 byl vyvinut převinutím transformátoru SMPS ATX a jeho primární indukčnost je 6,4 mH (přibližně).

Jádro systému nemá žádnou vzduchovou mezeru a primární indukčnost je dále rozdělena na dvě části: První polovinu tvoří vítr a druhou vinutí.

Kromě toho je také možné nasadit původní primární spodní polovinu bez převíjení. Tento typ napájení vhodně vyhovuje aplikacím výkonových zesilovačů.

V případě potřeby může být také zabezpečen proti přetížení nebo zkratu a napětí na výstupu může být stabilizováno. Zpětná vazba systému může být povolena pomocí optočlenu.

Je důležité si uvědomit, že pokud jde o výkon 350 W, je třeba dbát na to, aby ve vodivém stavu typický odpor neměl překročit více než 0,8R. MOSFET lze také použít ke snížení bodu odporu.

Zajímavé je, že čím menší odpor, tím lepší je systém.

Tolerance napětí je v rozsahu 900-1000V. V nejhorším případě lze použít 800V. S ohledem na to byl nejlepší MOSFET, který jsem našel, SPP17N80C3 nebo 900V IGBT.

Kruhový diagram

Detaily vinutí cívky:

Hlavní transformátor SMPS, který lze vidět integrovaný s MOSFETy, lze navinout na standardní sestavu feritového cívkového jádra 90 x 140 čtverečních mm.
Primární boční vinutí se skládá ze 40 závitů 0,6 mm super smaltovaného měděného drátu.
Nezapomeňte zastavit po 20 otáčkách, položte izolační vrstvu izolační páskou a naviňte sekundární vinutí, jakmile je sekundární vinuto, znovu jej izolujte a pokračujte zbývajícími 20 otáčkami.
To znamená, že sekundární vinutí je vloženo mezi primární 20 + 20 otáček.
Středový kohoutek tohoto 20 + 20 může být spojen s tělem SMPS pro lepší stabilizaci a čistší výstupy, pokud jde o zvlnění nebo bzučení.
Sekundární se skládá ze středových závitů o rozměrech 14 x 2nos vyrobených navinutím 0,6 mm super smaltovaného měděného drátu.
Cívky vstupního a výstupního filtru mohou být navinuty na feritová torroidní jádra. Spárované vinutí musí být navinuto na stejná jednotlivá jádra torroidu pomocí 0,6 mm super smaltovaného měděného drátu s 25 otáčkami na každém rameni příslušných napájecích svorek.

Aktualizace:

Výše uvedený obvod SMPS s výkonem 350 W byl dále vylepšen jedním z vyhrazených členů tohoto webu panem Ikem Mhlangou. Kompletní schéma stejného schématu lze vidět na následujícím obrázku: