Diseño de una fuente de alimentación conmutada con KKM activo. Episodio II

En mi artículo anterior , hablé sobre el diseño de una fuente de alimentación conmutada, mostré su diseño de circuito y placa. Me detuve ante el hecho de que los tableros para el proyecto se ordenaron en la fábrica, los recibí y puede comenzar a ensamblar el dispositivo.



Figura 1 - Vista de la placa de circuito impreso (arriba)


Figura 2 - Vista de la placa de circuito impreso (abajo)

Instalación de un filtro de modo común y una fuente de alimentación auxiliar.

En este artículo solo hablaré sobre el filtro de entrada de modo común y la fuente de alimentación multicanal para alimentar los controladores PWM y el sistema de enfriamiento. Escribir artículos grandes no es conveniente y largo, así que decidí dosificar en pequeñas cantidades, pero un poco más a menudo.

Puede familiarizarse con la parte teórica del artículo anterior, pero ahora le recuerdo que estamos hablando de un convertidor flyback, que tiene 3 canales aislados galvánicamente de 15V cada uno con una corriente nominal de 1A. Esto es más que suficiente para alimentar los controladores. En realidad, sería posible limitar 200-300 mA por canal, pero solo había ETD34 a mano y se decidió hacerlo con un margen; no sería superfluo.

Al principio, quería montar los componentes SMD de inmediato en el horno, pero de esta manera se complica un poco la depuración, por lo que primero soldamos los componentes del grupo de entrada + todos los componentes para nuestro retorno:




Figura 3 - Aspecto de la placa después de la instalación de componentes de filtro de modo común y fuente de alimentación auxiliar

Aquí no hay componentes sobrenaturales, pero como probablemente haya notado, no hay transformador. Probablemente el 60-70% de las preguntas que las personas me hacen de una forma u otra están relacionadas con productos de bobinado, con mayor frecuencia: "¿Cómo enrollar un transformador (inductor)?" y "¿Por qué no funciona, parece estar herido como debería?" Por lo tanto, la siguiente sección está dedicada específicamente a la fabricación de un transformador.

Fabricación de transformadores

Hay dos problemas principales debido a los cuales hay problemas con los productos de bobinado, esta es la brecha y la determinación del inicio de los bobinados . Son precisamente estos dos aspectos los que pueden "matar" todo el convertidor de raíz, así que más sobre ellos.

1) Si observa cualquier circuito de la unidad de fuente de alimentación, donde hay un transformador, puede notar el "punto" cerca de uno de los extremos del devanado; es habitual denotar su comienzo. Se parece a esto:


Figura 4 - Designación gráfica convencional del transformador.

En los convertidores de un solo extremo, este aspecto juega un papel clave, esto se debe al hecho de que el flujo magnético es una cantidad vectorial, lo que significa que su dirección es tan importante como el valor. Por lo tanto, cuando comience a enrollar el transformador, asegúrese de marcar desde qué salida comenzó a enrollar, será ese mismo punto: el comienzo. Además, todos los devanados deben enrollarse en una dirección, esto no es del todo cierto, pero es en el proceso de devanado que todo se enrolla en una dirección . En el caso de un retorno, cuando se suelda todo de acuerdo con el "comienzo de los devanados", resulta que en el devanado primario el flujo tiene una dirección inversa, por lo que la energía se transfiere en un ciclo / carrera inversa. De ahí el nombre de esta topología. La observación de las marcas "inicio de bobinado" y bobinado en una dirección durante el proceso de fabricación no le permitirá confundirse.

2) La brecha ... En los convertidores push-pull no es (no siempre), por lo tanto, este tipo de transformador prácticamente no se ve afectado, pero en la fabricación de inductores y transformadores para convertidores de ciclo único, el momento es relevante.

Si de una manera simple, la brecha no permite que su núcleo obtenga suficiente, es decir, cuanto mayor sea la brecha, más energía (potencia) puede bombearse a través de ella. Es decir, al aumentar la brecha al infinito, podemos aumentar la potencia del transformador al infinito, pero hay una limitación ...

Con un aumento en la brecha, la inductancia del devanado disminuye. Es decir, para obtener el valor de inductancia requerido, tendremos que enrollar un mayor número de vueltas, pero el número de vueltas ya está limitado por el tamaño del núcleo. En realidad, por lo tanto, es imposible obtener ese " poder infinito" . poder ".

En cuanto a los estranguladores (por cierto, el transformador de ciclo único también es estrangulador): si está hecho de ferrita, por ejemplo, N87, ¡entonces se requiere el espacio! De lo contrario, el núcleo se saturará y la potencia del convertidor caerá a casi cero. Es por eso que a menudo las personas, después de haber ensamblado una fuente de alimentación y comenzar en reposo, se alegran de que funcione, pero bajo carga se "cierra", lo más probable es que en esos casos sea la brecha.

Ahora pasemos al proceso de fabricación:

a) Elija el conjunto apropiado, yo uso ETD34. Consiste en un marco, 2 partes del núcleo con espacios libres de fábrica de 0.2 mm y soportes de montaje. También uso "cinta adhesiva especial" como aislamiento, su encanto es que es delgada y duradera, lo que significa que prácticamente no ocupa espacio en la ventana del transformador.


Figura 5 - Kit para la fabricación de un transformador

También necesitará un alambre lacado de cobre, preferiblemente un alambre enrollador. Lo bueno de “enrollar” es que se somete a recocido después de una brocha y, por lo tanto, es más suave y, por lo tanto, más fácil de enrollar. En los transformadores pequeños no es muy crítico, pero por más de 500 vatios las manos ya lo agradecerán, aunque ciertamente es un 10-15% más caro, pero usted decide. Utilizo recocido con un diámetro de 0.335 mm.

b) Procedemos al proceso de bobinado. Le aconsejo que comience a enrollar desde el devanado más delgado: en los convertidores reductores es el devanado primario, para los refuerzos es secundario. Esto le permitirá enrollar el devanado más complejo de forma clara y ajustada hacer esto además de "audaz y torcido" será bastante problemático. Una vez más, la baja potencia te perdonará por descuidar este consejo, pero a más de 500 vatios estarás muy triste.

Después de enrollar cada capa del devanado primario (lo tengo en 3 capas), aislar en 1-2 capas con cinta aislante. A medida que se enrolla todo el devanado, lo soldamos y aislamos el devanado en 3-4 capas, esto ya es aislamiento del devanado: es lo más importante y el voltaje del aislamiento del transformador depende de ello.


Figura 6 - Vista del transformador después de enrollar el primario y el automático

c) Luego, enrollamos los devanados restantes, es mejor para aumentar el grosor de la sección del cable. Los principios de aislamiento son los mismos que en el devanado primario. Después de que todos los devanados están enrollados, si el espacio lo permite, pasamos los últimos 5-6 giros adicionales.

También recomiendo que después de enrollar todos los arrollamientos y el aislamiento final, "haga palanca" con barniz, por ejemplo, Plastik-71. Esto le permitirá no preocuparse por la posible humedad, condensación, polvo y otra suciedad. Mejor en 2-3 pases, dejando secar el anterior. Y es mejor hacer esto solo en el marco antes de ensamblar el transformador + no se olvide de cubrir las conclusiones del barniz.


Figura 7 - Vista del marco después del devanado y aislamiento de todos los devanados.

d) Ahora solo queda ensamblar el transformador. Las mitades del núcleo pueden fijarse con soportes o pegarse entre sí. La última operación, idealmente, se realiza con un pegamento especial con la adición de polvo de ferrita disperso, y esto se puede hacer en el momento habitual. Solo recomiendo pegar con una capa delgada; de lo contrario, la brecha aumentará y la inductancia disminuirá. También te aconsejo que no pegues el "pie" del medio con pegamento, esto te priva por completo de la posibilidad de desmontarlo si es necesario.

Figura 8 - Vista del transformador después del montaje

Montaje final

En general, solo queda soldar el transformador en nuestra placa y se completará el ensamblaje de este nodo, solo queda verificar la operabilidad.



Figura 9 - Aspecto de la placa después de la instalación de circuitos de entrada y unidades de alimentación auxiliar.

Primera prueba de arranque y rendimiento

Siempre da miedo incluir equipos en la red, especialmente ensamblados sin experiencia, da miedo que huela o pellizque con corriente eléctrica, solo los tontos no tienen miedo. Por lo tanto, si decide ensamblar el dispositivo a partir de un artículo o de otro dispositivo alimentado desde la red, la primera inclusión después del ensamblaje se realiza mejor utilizando dispositivos especiales. Hay varias opciones:

1) Un banco de pruebas o fuente de laboratorio con una salida de 0-400V solo para tales casos. El precio para ellos comienza desde aproximadamente 80-120 mil rublos, por lo que, por alguna razón, no todos pueden pagarlo en casa, y es poco probable que recolecte 2-3 bloques nuevos por semana para que dicho equipo sea relevante. ¿Entonces lo necesitas?

2) Encienda a través del transformador 1: 1 + fusible electrónico. Este método es barato, lo que significa que está disponible para todos. El transformador desatará el dispositivo y a usted de la red, y el fusible no permitirá que la unidad se queme. Este equipo es de granjas colectivas por 1000 rublos, claramente más accesible que el primer punto, y lo más importante para los aficionados no es peor.

3) Probablemente un clásico del género: suelde el fusible y suelde una lámpara de 230V a 60 vatios. ¡Solo una lámpara incandescente! Tal reemplazo no permitirá que la unidad se queme. Si todo está bien, cuando se encienda la luz, la luz se encenderá y se apagará: parpadeará, porque Se cargará la capacitancia de entrada. Si se enciende y no se apaga, en algún lugar se apaga el cortocircuito y verificamos el circuito.

¡Solo recuerde descargar los condensadores de alto voltaje! Una batería de dos Conders de 470 microfaradios descargados en la mano (especialmente si está ligeramente húmeda) con una probabilidad del 90% le proporcionará un viaje de luz intermitente al hospital o morgue más cercano. La corriente continua es mucho más peligrosa que un cambio, no es en vano que se aplique una constante a una silla eléctrica.

4) Una opción para profesionales de gubging reales: colóquelo inmediatamente en una toma de corriente. Si hay un cortocircuito en el circuito o en alguna otra jamba, entonces, siempre que un buen electricista le haya hecho el cableado: noqueará las máquinas y el transistor se quemará, si no lo hizo una persona muy competente, entonces el bloque se quemará y se derretirá y no el hecho de que la máquina noqueará. Por lo tanto, recomiendo el párrafo 2.

Ahora para la prueba en sí. Yo uso una lámpara incandescente de 12V y 10W. Ella tiene una corriente de aproximadamente 900-1100 mA, esto es suficiente para probar nuestra unidad. De hecho, lo colgaré como una carga en el canal y veré cuál es el voltaje de salida y cuánto están "sesgados", porque todo está estabilizado por uno de los 3 devanados.


Figura 10 - Tipo de operación de fuente de alimentación auxiliar bajo carga de canal nominal

Conclusión

En la siguiente parte, mostraré los resultados del ensamblaje y la depuración del KKM, y compartiré mis resultados para calcular la capacidad de salida. Allí, se obtuvieron resultados muy interesantes, especialmente al reemplazar los electrolitos con una película, que será la historia.

El formato de otros artículos será el mismo: pequeñas narraciones sobre los resultados, algunos comentarios y "consejos" para principiantes.

Otro punto: no leeré comentarios, por desgracia y ah ... Ocupan una gran cantidad de tiempo, y el beneficio de ellos es ligeramente menor que cero, porque leyendo los consejos y opiniones de especialistas ala "Sí, necesita hacer dos ATX juntos y será genial" - el Ministerio de Salud advierte sobre el cáncer cerebral.

Si realmente quiere preguntarme algo personalmente, aconsejarme, discutir algún tema, luego bienvenido al Primer Ministro.

Espero verte pronto! La parte de KKM ya se ha escrito en "Borradores" e intentaré llevarla a su conclusión lógica lo antes posible y publicarla para su revisión.