Préface
Dans mon article précédent , j'ai dit que je continuerais l'histoire de travailler avec des capteurs de courant à effet Hall. Depuis, pas peu de temps s'est écoulé, la sortie de la suite a traîné en longueur, et je ne suis pas fan d'écrire une «théorie ennuyeuse», alors j'attendais une tâche pratique.Une autre raison du manque d'articles était mon travail dans une "entreprise de matériel informatique moderne et prospère", maintenant je l'ai finalement quitté et j'ai finalement déménagé à la pige, de sorte que le temps est apparu pour l'article))Récemment, mon ancien mentor et juste une très bonne personne se sont tournés vers moi. Naturellement, je ne pouvais pas refuser l'aide, mais cela s'est avéré assez simple - on m'a demandé de faire une alimentation pour l'émetteur-récepteur FT-450 HF, qui sera plus stable en fonctionnement, en particulier à une tension d'entrée inférieure à celle du puits moyen existant. Veuillez noter que je ne dis pas que Mean Well est une mauvaise entreprise, c'est juste que dans ce cas, la charge est assez spécifique et que leurs produits sont assez bons.Le diagnostic est quelque chose comme ça:
- Un courant de sortie de 40A est déclaré, en effet, lorsqu'il est consommé en 30-35A (en transmission), l'unité passe en défense;- Un fort échauffement est observé à longue charge;- Il devient complètement mauvais lorsque vous l'utilisez dans le pays, où la tension dans le réseau est de 160-180V;- La tension maximale est de 13,2-13,4V, mais je voudrais 13,8-14V avec la possibilité de resserrer + -20%.Une caractéristique de cet article sera que le projet est promu avec lui. Je viens de m'asseoir et je peux donc vous parler de toutes les étapes de développement: des savoirs traditionnels au prototype fini. Dans ce format, je n'ai pas trouvé d'articles avec un coup de fouet sur le boom, généralement les gens écrivent déjà avoir fait tout le travail et oubliant la moitié des petites choses qui portent souvent le principal intérêt. Je veux aussi écrire cet article dans une langue accessible pour les débutants, donc le gourou local devrait être un peu plus facile à relier au "non académique" de ma syllabe.Exigences techniques
Tout projet commence toujours par les termes de référence et les discussions. Les discussions que nous avons eues, les savoirs traditionnels restent. Mon projet n'est pas commercial, mais open source, pour ainsi dire, je ne vais donc pas passer beaucoup de temps et me limiter à une liste d'exigences techniques.À quoi ça sert? Ceux qui travaillent dans des entreprises liées au développement de quelque chose me comprendront - «sans les spécifications techniques, le projet ne décolle pas», mais pour les personnes non liées au développement industriel, ce point peut ne pas être évident. Par conséquent, je vais vous expliquer un peu ...Dans le processus de développement, si vous ne comptez pas sur les savoirs traditionnels, alors avec une probabilité d'environ 100%, vous laisserez le résultat initialement souhaité. Par exemple, au début, vous vouliez obtenir 1000 watts de puissance de l'alimentation, mais vous n'avez pas trouvé de transformateur approprié et mis celui qui est venu à la main. En conséquence, le morceau de fer est devenu à 700 watts, et vous en aviez prévu 1000! Pour un amateur, ce n'est pas fatal, il tuera simplement beaucoup d'argent et de temps sans obtenir de résultat. Pour l'employeur de l'ingénieur, c'est un désastre financier, un projet en retard, et pour l'ingénieur, c'est souvent juste un coup de pied dans le cul dans la rue. Et il y aura de telles nuances dans la mer, il y a encore quelque chose au-delà du transformateur, une pomme tombera sur votre tête et vous déciderez d'ajouter une sorte de "lucioles" et ainsi de suite.Comment éviter cela? Pour cela, le sombre génie soviétique est venu avec"GOST 34. Développement d'un système de contrôle automatisé (ACS) . " Il suffit simplement de faire le bon travail selon ce GOST, qui prendra 30 à 50 pages et votre projet au stade de l'idée correspondra au résultat final sous la forme d'un morceau de fer, il vous suffit de passer par les points. S'il indique "transformateur de 1000 W", alors vous le recherchez / l'exploitez pour exactement 1000 W, et ce n'est pas par hasard qu'il en faut "un peu moins". J'ai travaillé à la fois dans le complexe militaro-industriel et dans des entreprises privées: les premiers prient pour des savoirs traditionnels adéquats et ceux-là. des projets qui ressemblent généralement à un volume de Guerre et Paix, donc nos chars sont les meilleurs. Ces derniers sont obstrués "pour la stupide détérioration de la forêt", par conséquent, les produits électroniques civils à la sortie en Russie sont dans la plupart des cas "guano on arduino".Et donc, afin d'éviter les «poubelles» à la sortie, nous allons compiler une liste d'exigences techniques que notre prototype devrait avoir. Jusqu'à ce qu'il les atteigne, le projet est considéré comme incomplet. Il semble que tout soit simple.Exigences pour une alimentation à découpage:
- Tension de sortie avec la possibilité de régler dans 10-15V DC;- Tension secteur d'entrée: 160-255V AC;- Courant des circuits secondaires: 40A- Filtre en mode commun;- Disponibilité d'un correcteur de facteur de puissance (CMC);- Cosinus phi: pas moins de 0,9;- Isolement galvanique de l'entrée avec la sortie;- Protection contre les courts-circuits dans le circuit secondaire;- Temps de réponse de protection actuel: pas plus de 1 ms;- Stabilité de la tension de sortie: pas pire que 0,1%;- La température des éléments de puissance de l'appareil: pas plus de 55 degrés à 100% de charge;- L'efficacité globale de l'appareil: pas moins de 90%;- La présence d'un indicateur de tension et de courant.Je voudrais également noter une caractéristique du IIP conçu - il est complètement analogique. Il s'agissait d'une exigence importante, car Ces dernières années, j'ai principalement conçu en utilisant des processeurs DSP comme "cerveau" de contrôle, mais cela fait peur au "client". Pour le moment, il habite à 2500 km de moi et en cas de panne, la réparation sera retardée pendant longtemps, il est donc nécessaire de fabriquer l'appareil avec une maintenabilité maximale. Le client est une personne expérimentée dans les circuits analogiques et réparera en cas de problème sans aucun transfert, vous devrez appeler et discuter du maximum.Pour résumer: lorsque je développe, fabrique, puis teste le IIP et obtient à la suite de tests TTX, qui ne sont au moins pas pires que ceux décrits ci-dessus - nous pouvons supposer que le projet est réussi, le bloc peut être donné au propriétaire et vous pouvez profiter vous-même d'un autre morceau de fer réussi. Mais tout cela est loin devant ...Diagramme fonctionnel
Habituellement, je me battais avec mes supérieurs sur le sujet que les schémas fonctionnels pour les nuls refusaient de dessiner, mais parce que l'article est toujours destiné aux débutants en électronique et pour que tout le monde soit intéressé à le lire, je le dessine toujours et signe ce que fait chaque bloc. Et en l'absence d'un savoir traditionnel complet, ce schéma me permettra de ne pas dévier de l'idée originale dans le processus de travail. Figure 1 - Diagramme fonctionnel du IIP Je vais maintenant passer brièvement en revue chaque bloc, et plus en détail nous analyserons ces solutions déjà au stade de développement des circuits. Et donc les modules eux-mêmes:
1) Filtre en mode commun - il est conçu pour protéger le réseau et les appareils électroménagers qui y sont connectés des interférences générées par notre alimentation. Ne soyez pas alarmé - toute alimentation à découpage les produit, donc, dans 90% des IIPS, il existe un filtre d'interférence en mode commun. Il protège également notre unité contre les interférences provenant du réseau. Récemment, je suis tombé sur le travail de célibataire de quelqu'un sur ce sujet, tout est assez clair là-bas - l' article . L'auteur du diplôme A.V. Kurinkov, pour lequel nous tenons à le remercier cordialement, au moins un baccalauréat dans ce monde sera utile))2) Alimentation de secours «classique» sur la puce TOP227, le circuit sera très probablement tiré directement de la fiche technique avec l'ajout d'une isolation galvanique du réseau via un optocoupleur. La sortie sera réalisée sous la forme de 2 enroulements isolés les uns des autres avec une tension de 15V et 1A chacun. L'un alimentera le contrôleur PWM du correcteur, le deuxième contrôleur PWM du demi-pont.3) Le redresseur est réalisé sur un pont de diodes. Au départ, je voulais utiliser synchrone sur le Mosfet canal N, mais à de telles tensions et avec un courant de 3-4A, ce serait un gaspillage de ressources.4) Correcteur de puissance active - sans lui, nulle part dès qu'il s'agit d'une bonne efficacité, et selon les exigences de la loi, l'utilisation du CCM est obligatoire. KKM est en fait un convertisseur d'appoint ordinaire, qui fermera 2 problèmes: la basse tension d'entrée, car à sa sortie, il distribuera de manière stable 380V et sélectionnera uniformément la puissance du réseau. La puce était très populaire, les Chinois (et pas seulement) aiment la mettre dans un onduleur de soudage dans le même but - ICE2PCS01 . Je ne le cacherai pas - je l'ai pris comme une solution éprouvée, je l'ai monté sur un KKM 6 kVA pour un appareil semi-automatique et il n'y a pas eu de problème depuis plus d'un an, la fiabilité me soudoie.5) Directement, le convertisseur de tension est implémenté selon la topologie - «demi-pont», je vous conseille de lire le chapitre du livre de Semenov pour en prendre connaissance"Electronique de puissance: du plus simple au plus complexe . " Le contrôleur demi-pont est implémenté sur un TL494 «classique» comme le microcircuit Tchaikovsky : bon marché, fonctionnel, fiable, testé dans le temps - que faut-il d'autre? Quiconque pense qu'il est vieux peut regarder quelque chose du Texas de la série UCC38xxx. Ce module met en œuvre un retour de tension sur le TL431 + PC817, ainsi qu'une protection de courant sur le capteur à effet Hall - ACS758 . 6) Je prévois d'implémenter un transformateur de puissance sur un noyau Epcos de type ETD44 / 22/15 en matériau N95. Peut-être que mon choix changera davantage lorsque je calculerai les données de la bobine et la puissance globale.7) Il hésite entre choisir le type de redresseur sur l'enroulement secondaire entre une diode Schottky double et un redresseur synchrone. On peut mettre une double diode Schottky, mais c'est P = 0,6V * 40A = 24 W en chaleur, avec une puissance IIP d'environ 650 W, on obtient une perte de 4%! Avec l'utilisation d'un redresseur synchrone pour la chaleur classique IRF3205 résistance à la chaîne en surbrillance P = 0008 Ohm * 40A * 40A = 12,8 Vt . Il s'avère que nous gagnons 2 fois ou 2% d'efficacité! Tout était beau jusqu'à ce que je mette au point une solution sur la maquette de l' IR11688S. Aux pertes statiques sur le canal, des pertes de commutation dynamiques ont été ajoutées, ce qui a été le cas. La capacité des agents de terrain pour les grands courants est encore importante. il est traité par des drivers du type HCPL3120, mais c'est une augmentation du prix du produit et une complication excessive des circuits. En fait, pour ces raisons, il a été décidé de mettre un double Schottky et de dormir paisiblement.8) Le circuit LC à la sortie, d'une part, réduira l'ondulation du courant, et d'autre part, permettra de "couper" toutes les harmoniques. Ce dernier problème est extrêmement pertinent lors de l'alimentation de dispositifs fonctionnant dans la gamme des radiofréquences et incorporant des circuits analogiques haute fréquence. Nous parlons de l'émetteur-récepteur HF, donc le filtre est tout simplement vital ici, sinon les interférences se glisseront dans l'air. En termes d'idéalité, vous pouvez toujours mettre un stabilisateur linéaire sur la sortie et obtenir l'ondulation minimale en unités de mV, mais en réalité, la vitesse du système d'exploitation vous permettra d'obtenir des ondulations de tension entre 20 et 30 mV sans «chaudière», les nœuds critiques sont alimentés par leur LDO à l'intérieur de l'émetteur-récepteur, donc sa redondance est évidente.Eh bien, nous avons parcouru la fonctionnalité et ce n'est que le début)) Mais rien, ça ira plus vigoureusement pour la partie la plus intéressante commence - les calculs de tout et de tout!Maintenant, cela vaut la peine de réfléchir à la conception et à la topologie. Je prévois d'utiliser des transistors à effet de champ, pas IGBT, donc je peux choisir une fréquence de fonctionnement plus grande alors que je pense à 100 ou 125 kHz, la même fréquence sera d'ailleurs sur KKM. L'augmentation de la fréquence réduira légèrement les dimensions du transformateur. D'un autre côté, je ne veux pas trop augmenter la fréquence, car J'utilise TL494 comme contrôleur, après 150 kHz, il ne se montre pas aussi bien et les pertes dynamiques augmenteront.Sur la base de cette introduction, nous calculons notre transformateur. J'ai plusieurs jeux de ETD44 / 22/15 disponibles et donc, jusqu'à présent, je suis guidé par celui-ci, la liste des données initiales est la suivante:1) Matériel N95;2) Type de noyau ETD44 / 22/15;3) Fréquence de fonctionnement - 100 kHz;4) Tension de sortie - 15 V;5) Le courant de sortie est de 40A.Pour les calculs de transformateurs jusqu'à 5 kW j'utilise le programme "Old Man", c'est pratique et assez précis. Après 5 kW, la magie commence, les fréquences augmentent pour réduire les dimensions et le champ et les densités de courant atteignent des valeurs telles que même l'effet de peau est capable de changer les paramètres presque 2 fois, donc pour les grandes puissances j'utilise la méthode du grand-père “avec des formules et un crayon papier. " Après avoir entré nos données d'entrée dans le programme, le résultat suivant a été obtenu: Figure 2 - Résultat de calcul du transformateur pour le demi-pont Les données d'entrée sont marquées sur le côté gauche de la figure, je les ai décrites ci-dessus. Au centre, les résultats qui nous intéressent le plus sont surlignés en violet, je les passe brièvement en revue:
1) La tension d'entrée est de 380 V CC, elle est stabilisée, car le demi-pont est alimenté en KKM. Une telle puissance simplifie la conception de nombreux nœuds, car les courants d'ondulation sont minimes et le transformateur n'a pas à tirer la tension avec une tension secteur d'entrée de 140V.2) La puissance consommée (pompée à travers le cœur) s'est avérée être de 600 W, soit 2 fois moins que la puissance globale (celle que le cœur peut pomper sans entrer en saturation), ce qui signifie que tout va bien. Je n'ai pas trouvé le matériel N95 dans le programme, mais sur le site Web d'Epcos dans la fiche technique, j'ai remarqué que le N87 et le N95 donneront des résultats très similaires, en vérifiant sur une brochure, j'ai découvert que la différence de 50 W de puissance globale n'est pas une erreur terrible.3) Données sur l'enroulement primaire: nous enroulons 21 tours en 2 fils d'un diamètre de 0,8 mm, je pense que tout est clair ici? La densité de courant est d'environ 8A / mm2, ce qui signifie que les enroulements ne surchaufferont pas - tout va bien.4) Données sur l'enroulement secondaire: nous enroulons 2 enroulements de 2 tours dans chaque fil également 0,8 mm, mais déjà à 14 - tout de même, le courant est de 40A! Ensuite, nous connectons le début d'un enroulement et la fin d'un autre, comment faire cela, je vais l'expliquer plus loin, pour une raison quelconque, souvent, les gens qui se réunissent en ce moment tombent dans une stupeur. Il n'y a pas non plus de magie ici.5) L'inductance de l'inductance de sortie est de 4,9 μH, le courant, respectivement, 40A. Nous en avons besoin pour qu'il n'y ait pas d'énorme courant d'ondulation à la sortie de notre unité, pendant le débogage, je montrerai à l'oscilloscope comment travailler avec sans lui, tout deviendra clair.Le calcul a pris 5 minutes, si quelqu'un a des questions, alors dans les commentaires ou les drogues, demandez - je vais vous le dire. Afin de ne pas chercher le programme lui-même, je suggère de le télécharger depuis le cloud via le lien . Et ma grande gratitude au vieil homme pour son travail!La prochaine étape logique sera le calcul de l'inductance de sortie du demi-pont, c'est exactement celui à 4,9 μH.Calcul des paramètres d'enroulement pour la self de sortie
Nous avons obtenu les données d'entrée dans le paragraphe précédent lors du calcul du transformateur, ce sont:1) Inductance - 4,9 μH;2) Courant nominal - 40A;3) L'amplitude devant l'accélérateur est de 18V;4) La tension après l'inductance est de 15V.Nous utilisons également le programme du vieil homme (ils sont tous dans le lien ci-dessus) et obtenons les données suivantes: Figure 3 - Données estimées pour enrouler l'inductance de sortie
Revoyez maintenant les résultats:
1) Selon les données d'entrée, il y a 2 nuances: la même fréquence est sélectionnée, sur laquelle le convertisseur fonctionne, je pense que c'est logique. Le deuxième moment est lié à la densité de courant, je remarque tout de suite que l' inductance doit chauffer ! C'est exactement ce que nous déterminons déjà, j'ai choisi une densité de courant de 8A / mm 2pour obtenir une température de 35 degrés, cela est visible dans la sortie (marquée en vert). Après tout, comme nous nous en souvenons, les exigences de sortie nécessitent un «IIP froid». Je voudrais également noter pour les débutants que le moment pas tout à fait évident est possible - l'inductance chauffera moins si un gros courant le traverse, c'est-à-dire qu'à une charge nominale de 40A, l'inductance aura un chauffage minimal. Lorsque le courant est inférieur au courant nominal, alors pour une partie de l'énergie, il commence à fonctionner comme une charge active (résistance) et transforme toute l'énergie excédentaire en chaleur;2) Induction maximale, cette valeur ne peut pas être dépassée, sinon le champ magnétique saturera le noyau et tout sera très mauvais. Ce paramètre dépend du matériau et de ses dimensions globales. Pour les noyaux de fer atomisés modernes, la valeur typique est 0,5-0,55 T;3) Données d'enroulement: 9 spires sont enroulées en oblique à partir de 10 fils conducteurs de 0,8 mm de diamètre. Le programme indique même approximativement le nombre de couches dont vous avez besoin pour cela. Je serai enroulé en 9 veines, tk. il sera alors commode de diviser la grande tresse en 3 "pigtails" de 3 noyaux et de les souder sur la carte sans problème;4) En fait, l'anneau lui-même sur lequel je vais enrouler a des dimensions - 40/24 / 14,5 mm, il suffit d'une marge. Matériel n ° 52, je pense que beaucoup ont vu dans les blocs ATX des anneaux jaune-bleu, ils sont souvent utilisés dans les selfs de stabilisation de groupe (DGS).Calcul de la source d'alimentation de secours du transformateur
Le schéma fonctionnel montre que je veux utiliser le flayback «classique» du TOP227 comme bloc d'alimentation de secours, tous les contrôleurs PWM, les écrans et les ventilateurs de refroidissement seront alimentés à partir de celui-ci. Le fait que les ventilateurs seront alimentés depuis la salle de service, je ne l'ai réalisé qu'après un certain temps, donc ce moment n'est pas affiché sur le circuit, mais rien n'est en développement en temps réel))Nous ajusterons légèrement nos données d'entrée, alors de quoi avons-nous besoin:
1) Enroulements de sortie pour PWM: 15V 1A + 15V 1A;2) Auto-alimentation de l'enroulement de sortie: 15 V 0,1 A;3) Enroulement de sortie pour le refroidissement: 15V 1A.Nous obtenons un besoin d'alimentation d'une puissance totale - 2 * 15W + 15W + 1.5W = 46,5 Vt . C'est la puissance normale du TOP227, je l'utilise dans de petits IIP jusqu'à 75 W pour toutes sortes de charge de batteries, tournevis et autres déchets, pendant de nombreuses années, il est étrange que personne n'ait encore brûlé.Nous allons à un autre programme de Old Man et considérons le transformateur pour le flayback: Figure 4 - Données calculées pour le transformateur de puissance de secours 1) La sélection du noyau est justifiée simplement - Je l'ai dans le nombre de tiroirs et elle consomme les mêmes 75 watts)) Données sur le noyau ici
. Il est fait de matériau N87 et présente un espace de 0,2 mm sur chaque moitié ou 0,4 mm de l'espace dit plein. Ce noyau est directement destiné aux selfs, et pour les convertisseurs flyback, cette inductance est un starter, mais je n'entrerai pas dans la jungle pour l'instant. S'il n'y avait pas d'espace dans le transformateur du demi-pont, alors il est obligatoire pour un convertisseur flyback; sinon, comme tout inducteur, il passera simplement en saturation sans espace.2) Les données sur la touche «drain-source» 700 V et la résistance de canal de 2,7 Ohms sont extraites de la fiche technique du TOP227, l'interrupteur d'alimentation de ce contrôleur est intégré à la puce elle-même.3) J'ai pris un peu la tension d'entrée minimale avec une marge de 160V, ceci afin que si l'alimentation elle-même est coupée, la veille et l'indication restent en fonctionnement, ils rapporteront une tension d'alimentation anormalement basse.4) L'enroulement primaire en nous est de 45 tours avec un fil de 0,335 mm dans un noyau. Enroulements secondaires de puissance de 4 tours et 4 conducteurs avec un fil de 0,335 mm (diamètre), l'enroulement auto-alimenté a les mêmes paramètres, donc tout est le même, seulement 1 noyau, car le courant est d'un ordre de grandeur inférieur.Calcul du correcteur de puissance active du réacteur de puissance
Je pense que la partie la plus intéressante de ce projet est le correcteur de facteur de puissance, car il n'y a pas suffisamment d'informations à leur sujet sur Internet et les plans de travail et décrits sont encore moins nombreux.Nous sélectionnons le programme de calcul - PFC_ring (PFC est le KKM de Basurman), nous utilisons lesentrées suivantes: 1) Tension d'entrée - 140 - 265V;2) Puissance nominale - 600 W;3) Tension de sortie - 380V DC;4) La fréquence de fonctionnement est de 100 kHz, en raison du choix du contrôleur PWM. Figure 5 - Calcul de la self de puissance du KKM actif 1) Sur la gauche, comme d'habitude, nous entrons les données initiales, en définissant 140V comme seuil minimum, nous obtenons une unité qui peut fonctionner avec une tension de 140V, nous obtenons donc un «régulateur de tension intégré»;
2) Le noyau a choisi - K46 / 24/18 . Selon les calculs, il s'inscrivait directement dans l'anneau d'un diamètre de 39 mm, mais là, il s'est avéré 110 tours - il serait difficile de se retrouver dans un tas de couches, et la marge d'induction dans le CMC est très utile, au final, elle obtient 0,35 T à 0,5 T admissible;3) Beaucoup ont peur de l'inscription suivante: "La capacité du condensateur de sortie" est de 4000 microfarads! Ceux qui sont terrifiés par une telle figure dans le sujet sont 15 Conders énormes et chers (300-350r / pc), mais n'ayez pas peur - ce chiffre est inutile pour nous et vous ne pouvez pas vous concentrer dessus, le vieil homme doit avoir ajouté un zéro supplémentaire dans les calculs, ou nous parlons de condensateurs à énorme ESR et vous devez paralléliser 15 pièces. Pour nous, il existe un paramètre plus compétent - «Courant efficace dans la capacité de sortie» 3,845A. 1 bon électrolyte Epcos avec son faible ESR interne est capable de donner 3-4A. Je joue en toute sécurité et je mets 2 pièces en parallèle pour réduire l'ESR et obtenir au moins 6A des jambes des Conders.Quels condensateurs doivent être utilisés, , ESR ! , 10-50 , 1 , , «» 200 .
. , . , digikey .
Circuit du correcteur de facteur de puissance actif et des circuits d'entrée
Nous sommes donc arrivés au bon point pour le point le plus intéressant - les circuits. Je vais commencer, bien sûr, dans l'ordre: de l'entrée à la sortie. Je pense que ceux qui ont démonté toute alimentation à découpage ont vu une accumulation de condensateurs (généralement bleus) et un étranglement juste à côté du connecteur de connexion du câble d'entrée, ce module est appelé juste un filtre d'interférence en phase.Qu'est-ce qu'une interférence en mode commun et pourquoi il est possible de les combattre sans aucun problème, je ne l'expliquerai que brièvement. Les interférences en mode commun sont toutes les interférences errant entre les conducteurs de courant et la terre. Ils nous parviennent de l'alimentation électrique, et notre alimentation électrique les émet également sous une certaine forme afin de se débarrasser d'eux - nous réglons le filtre.La méthode de calcul est dans de nombreuses sources, je vous conseille également de regarder les livres de Semenov: le premier (3.3) et le second (3.2). Je préfère modéliser les tâches liées à EMP dans CST Suite Studio et utiliser la «méthode de sélection» pour obtenir les paramètres les plus optimaux. De plus, ce filtre, contrairement à un filtre passe-bas LC, ne nécessite pas une grande précision, donc pour 90% IPS, vous pouvez utiliser les données fournies dans mon schéma.Pour contrôler le PFC, j'ai décidé d'utiliser la puce - ICE2PCS01GXUMA1 . Il vous permet de construire un convertisseur assez simple et fiable, comme AKKM a déjà été écrit - ce n'est rien de plus qu'un booster. Figure 6 - Schéma des circuits d'entrée et KKM actif
Un peu de circuits ... Dans le monde moderne, il est difficile d'inventer quelque chose - c'est un fait. Vous pouvez faire un morceau de fer cool, mais avec une probabilité de 99,99%, quelqu'un l'a déjà fait, mais peut-être juste avec une pire performance. Tout cela s'applique à l'électronique, vous pouvez vous asseoir et inventer des circuits pendant des mois et au final il s'avère qu'il a été inventé il y a 10 ans. Ce n'est en aucun cas une raison pour cesser d'inventer! C'est juste une meilleure raison de chercher des informations. J'utilise une puce que le géant de l'industrie fabrique - Infineon Technologies . Par conséquent, avec une forte probabilité, ils ont fourni une sorte de carte de débogage pour leur contrôleur, alors je suis immédiatement allé sur digikey.com , où je l' achetais habituellement, et j'ai conduit le nom de ma pierre - en plus de la possibilité d'acheter une puce, le moteur de recherche sur le site m'a donné un débogage (Carte d' évaluation ) - EVALPFC2-ICE2PCS01 . Il n'est plus possible de l'acheter, uniquement auprès du fabricant sur commande, mais je n'en ai pas besoin. Mais il y a de la documentation pour une solution de travail prête à l'emploi avec un circuit ouvert, un suivi de carte et une liste de composants! Ici, c'est une solution toute faite, rien n'est à inventer, le constructeur a tout fait pour que ses produits soient achetés, et pour les développeurs, la première place dans les exigences des éléments est presque toujours la disponibilité de la documentation et seulement le prix. Il n'y a qu'un seul «MAIS» - une carte de débogage de 300 W, mais j'en ai besoin de 700, mais ce n'est pas effrayant - l'architecture elle-même représente déjà 90% du travail, pour recalculer les cotes en 15 minutes, et nous sommes donc allés:1) J'ai raconté le réacteur de puissance L5 et les données pour ses enroulements sont représentés sur la figure 5. Nous avons constaté qu'au lieu d'une inductance de 1240 μH, une valeur de 480 μH est nécessaire, bien que la valeur actuelle ait augmenté de 2,5 fois;2) Les diodes VD11,12 doivent être au moins la tension de sortie, c'est-à-dire 400 V et plus, et doivent également résister à la valeur du courant pulsé dans l'appareil. Un autre paramètre critique est le temps de récupération inverse, Mon correcteur fonctionne à une fréquence de 100 kHz et une diode régulière ne sera tout simplement pas à temps. Pour cette tâche, des diodes pulsées ou ultrarapides conviennent. J'ai appliqué des diodes VS-HFA16TB120-N3 à 1200V et 16A avec un temps de récupération de seulement 30 μs, car ils correspondent à tous les paramètres, sont disponibles dans le boîtier TO-220-2, pratiques pour le refroidissement et ne coûtent pas environ 2-2,5 $;3) Le transistor VT1 doit être d'au moins 1,5 avec une marge de tension "drain-source" et résister à une valeur de courant pulsé (x2 de la valeur nominale). Compte tenu de la fréquence, il est préférable d'utiliser le Mosfet à canal N, d'autant plus qu'au cours des deux dernières années, il est devenu très abordable. J'ai appliqué la clé à 800V, car les émissions peuvent atteindre la 1,5e amplitude (environ 550 V) et il n'y a pas de marge supplémentaire. Le courant de cette clé est de 11A et, ce qui est important, elle est fabriquée dans le boîtier TO-247, ce qui signifie qu'elle est très facile à refroidir et à isoler du radiateur;4) Les condensateurs de sortie C18.19 sont un nœud important, car nous avons un convertisseur à cycle unique et ils lissent les ondulations actuelles. Un condensateur doit de préférence être de 450 V afin d'avoir une marge de tension et est capable de fournir jusqu'à 8 A de courant à des charges de pointe. Dans le spoiler ci-dessus, j'ai écrit sur les condensateurs, un bon électrolyte est capable de donner un courant instantané 3-4A et il est limité exclusivement à l'ESR du condensateur. Pour obtenir le 8A nécessaire, j'ai décidé de réduire l'ESR en raison de la connexion parallèle de 2 condensateurs, chacun de 470 uF et 450V. Une telle "batterie" est capable de donner 11A, car utilisé de très bons condenseurs d'Epcos de la ligne Low ESR;5) Il est également utile de raconter le capteur de courant sous la forme d'un shunt, dans la fiche technique, ce sujet est entièrement décrit dans son ensemble.Noeud d'alimentation de secours IIP
Un peu d'isolement galvanique, la solution ici est un peu particulière, j'expliquerai pourquoi il n'en est pas autrement:1) «Le primaire et le secondaire sont déliés» - je l'ai fait pour qu'en cas de panne TOP227 le cerveau ne brûle pas et la réparation se limiterait au remplacement du microcircuit lui-même ;2) «Les enroulements secondaires ne sont pas isolés les uns des autres» - pourquoi? J'ai tous les modules de contrôle unis par un terrain commun. Bien sûr, vous pouvez être perplexe et libérer le "cerveau" du KKM, du demi-pont et des indicateurs, mais cela est vrai lorsque le prix des circuits de contrôle est très élevé et représente 20-30% du coût de l'appareil lui-même. Cela se produit si j'utilise DSP ou une sorte de commande de moteur MK pour le contrôle, dans mon cas, TL-ka pour 15 roubles et IR2110 ne coûtent pas des dépenses telles que l'isolement optique ou l'isolement sur les transformateurs - la complexité d'une telle solution augmentera considérablement avec le prix;3) "Si le secondaire est connecté galvaniquement, alors pourquoi les faire déjà 3 pièces, alors que vous pouvez faire 1 pièce sur 3A?" - Je suis artiste et je le voiscela a été fait pour des raisons de commodité: un sou est plus cher, et il sera beaucoup plus facile d'élever du PP et de rechercher des défauts lors de la réparation. Après tout, chaque circuit de puissance est une unité complète et logique dans le diagramme.Maintenant, le circuit lui-même, comme je m'y attendais, ne va pas particulièrement loin de la fiche technique du TOP227, des "fioritures" ajoutées des bobines sur les enroulements secondaires afin de réduire les ondulations actuelles, une indication LED pour chaque canal a été ajoutée. Snabber utilisé RC le suppresseur pour une raison quelconque n'a pas suivi les émissions, bien qu'il le devrait. Oui, et je ne suis pas partisan de l'utilisation de suppresseurs, eh bien, je ne les aime pas juste après quelques fois tourmentés avec eux. Une autre «pierre dans leur jardin» - ils ne fonctionnent pas à haute fréquence, une base moderne vous permet de concevoir des convertisseurs flyback à des fréquences de 1-1,5 MHz et ils sont nécessaires là comme un accordéon à bouton de chèvre.Un autre point - j'ai pris le pouvoir pour la salle de service après le filtre en mode commun, mais avant le pont de diodes. Oui, j'ai dû installer un autre pont de diodes pour 0,2 $, mais j'ai économisé environ 3 $ sur une autre phase en mode commun - profit! Figure 7 - Schéma de l'alimentation de secours pour les circuits de commande IIP J'ai mentionné que cet article est principalement écrit pour les débutants et ceux qui veulent connaître la puissance Jedi des circuits, donc je vais montrer d'où proviennent les valeurs de tous les composants de ce module, car souvent nous trouvons la fiche technique que nous trouvons que loin de tous les composants peuvent être calculés selon les formules disponibles, car les fabricants font de la documentation pour des ingénieurs formés, pas des débutants et des amateurs - sur ce monde cruel! 1) VD4 - sa tension ne doit pas être inférieure à: U M
= 265 V * 1,41 374V . D'où viennent ces chiffres: «265 V» - la tension maximale du PII est de 255 V et 10 V en réserve, «1,41» est le facteur qui recalcule la tension alternative au pont de diodes en une tension constante après celle-ci.Courant nominal non inférieur à: I = P / (µ * U BX ) = (15V * 1A * 3 + 15V * 0,1A) / (140V * 0,85) = 0,39A. Ici, il vaut mieux prendre avec au moins une double marge, car au moment de la mise sous tension, le condensateur sera chargé et le pic de courant sera assez important. Maintenant en chiffres: «15V et 1A» sont nos enroulements, «140V» est la tension minimale à l'entrée de notre alimentation. Pourquoi le minimum? Et parce que dans ce cas il y aura un courant maximum - il faut toujours considérer les pires conditions pour que rien n'explose. "0.85" est l'efficacité de notre convertisseur, comme le montre la pratique - c'est la valeur moyenne de cette puce, et elle est même stipulée dans la fiche technique.2) R1 et C13 - sont considérés dans le programme Starichka au même endroit que le transformateur, dans le coin supérieur gauche du «RCD snubber».3) VD8 - est prise sur la base de considérations selon lesquelles la tension maximale n'est pas inférieure à celle de l'interrupteur d'alimentation intégré dans le microcircuit, dans mon cas, elle n'est pas inférieure à 700V. Le courant n'est pas inférieur à la consommation de courant du circuit, c'est-à-dire aux exigences de la diode:> 700V et> 0,4A, pour FR207 les valeurs sont 1000V et 2A - tout convient.4) VD2,3,5,6 - il doit s'agir de diodes Schottky ou de diodes à impulsions. Schottky est préférable en raison d'une baisse de tension plus faible, bien qu'à de tels courants ce ne soit pas critique. Également dans le tableau de calcul du transformateur ( figure 4) il y a un indicateur "tension inverse", je l'ai 46V - donc la tension des diodes doit être d'au moins 46V. Les Schottky 60V les plus proches sont parfaits pour cette tâche. Le courant de diode n'est pas inférieur à celui nominal, bien qu'il y ait une subtilité - la charge sera pulsée: le courant nominal est 1A, mais théoriquement la consommation peut être supérieure jusqu'à 2A juste pendant une courte période lorsque l'obturateur à clé est chargé. Par conséquent, j'ai pris Schottky à 60V et 2A - le stock ne presse pas le cul comme on dit dans notre vaillante armée.5) C6-C11 - la capacité minimale du condensateur de sortie est indiquée sur la figure 4, dans les convertisseurs monocycliques, c'est lui qui réduit l'ondulation du courant, dégageant de l'énergie. J'ai obtenu 99 uF - cela fonctionnera réellement, mais l'ondulation sera d'environ 1-2V. C'est encore une expérience, soit considérée comme des mains. Afin de ne pas gâcher le papier, vous pouvez simuler le circuit de sortie dans MicroCap. J'ai réglé la capacité totale à 660 μF, ce qui est plus que suffisant pour obtenir une ondulation à moins de 100 mV.6) L2-L4 - les inductances sont également modélisées dans MicroCap, de la manière la plus simple et la plus précise. Et donc il peut être réglé avec une inductance de 2,2 à 10 μH sans aucune crainte, il fonctionnera avec dignité. Le courant d'inductance ne doit pas être inférieur au courant nominal, c'est-à-dire 1A. J'ai utilisé des selfs avec une inductance de 10 μH et un courant de 1,1A d'Epcos.7) R3 - ici tout est conforme à la loi d'Ohm:R = (U P - U D ) / I C = (15,3 V - 2,6 V) / 0,008 A = 1570 Ohm - la valeur nominale la plus proche est de 1,5 kOhm. "15,3V" est la tension à la sortie de laquelle la LED optocoupleur est alimentée. "2.6V" - baisse sur la LED (prise dans la fiche technique). "0,008A ou 8 mA" - le courant que nous enverrons à l'optocoupleur, en général il est possible jusqu'à 20 mA, mais cela n'a aucun sens et 1-10 mA est suffisant - il vivra plus longtemps.8) R6 et R8 - forment un diviseur de tension, qui définit en fait la tension de sortie. Il est considéré comme suit: U OUT = U REF * (1 + R2 / R8) = 2,56V * (1 + 100/20) = 2,56V * 6 = 15,36V - super! "U REF= 2,56 V "est la tension à laquelle la" diode zener programmable "traverse TL431, c'est-à-dire qu'une tension de 2,56 V est atteinte sur la jambe de commande 2, la diode zener s'ouvre et alimente la" masse "de la jambe 3 à la jambe 1 et, par conséquent, à l'anode de l'optocoupleur LED. Le TOP227 en apprend donc assez pour pomper de l'énergie. Les valeurs de résistance elles-mêmes sont sélectionnées de sorte que lors de la division de la tension de sortie (que nous voulons), nous obtenons exactement 2,56 V.9) R2, R4, R7 sont des résistances limitant le courant sur les LED, je ne veux pas les faire briller à pleine chaleur, donc je ne fournirai pas 12-15 mA, ce qu'ils veulent sur la fiche technique, mais seulement 5 mA sinon ils ne aveuglent pas mal. Encore une fois, nous avons recours à la loi d'Ohm: R = (U P - U D ) / I C = (15,3 V - 2,6 V) / 0,005 A = 2540 Ohm - La puissance nominale la plus proche est de 2,4 kOhm.«»
La tâche de ce module est de convertir la tension du KKM avec une valeur nominale de 380 V à la sortie requise 15 V. J'ai choisi le demi-pont en fonction du nombre réduit de composants sur le fond d'un pont complet, ainsi que d'une valeur d'efficacité plutôt élevée. Je n'ai pas pris la peine du résonateur, les dimensions ne sont pas critiques pour moi, et un gain de 1-2% ne vaut pas un tel effort.L'appareil est construit selon le schéma commun: "Contrôleur PWM (TL494) + pilote demi-pont (IR2110S) + 2 x Mosfet-ohms canal N + diode Schottky dans le redresseur de sortie", donc il n'y aura rien de supernova ici, la seule chose que j'ai ajoutée est la protection actuelle sur Hall Capteur de courant ACS758 le courant est suffisamment important et vous voulez le mesurer aussi précisément que possible - l'équipement sera plus intact. Figure 8 - Schéma d'un convertisseur de tension en demi-pont
Je vais maintenant passer en revue les composants afin que le lecteur qui souhaite répéter cet appareil puisse comprendre d' où il vient et comment recalculer les valeurs pour sa propre tâche :1) L'un des principaux paramètres du contrôleur PWM est la fréquence du générateur intégré. La fréquence de fonctionnement de l'alimentation push-pull sera de 1/2 de la fréquence du générateur. Ce paramètre est défini à l'aide d'une chaîne RC, dans le diagramme, il s'agit de R37-C43. La formule de calcul de la fréquence du générateur est donnée dans la fiche technique et est la suivante: f osc = 1,1 / (R T * C T ) . J'ai une fréquence de travail de 100 kHz, ce qui signifie que la fréquence calculée pour le générateur devrait être deux fois plus - 200 kHz. On considère: soit C43 une capacité de 2,2 nF, alors RT = 1,1 / (200 000 Hz * 0,0000022 F) = 2 500 Ohms - je prends la valeur nominale la plus proche de 2,4 kOhm;2) Le retour de courant est implémenté sur le comparateur intégré dans le contrôleur PWM. À un courant de 40A selon la Fiche tension de ACS758-50B est: U OUT = U VCC + I MOD * 0,04V / A = (5V / 2) + (40A * 0,04V / A) = 2,5V + 1,6V = 4,1V . Pour que le comparateur donne une erreur dans le journal de sciage 1 et le contrôleur PWM s'est rendu compte qu'il était temps de réduire le cycle de service PWM, le signal du capteur devait être envoyé à l'entrée positive de l'amplificateur opérationnel, et la tension de référence devrait être fournie avec une tension de référence de 4,1 V. Le TL494 a une source de tension de référence (ION) 5V intégrée, il est nécessaire de faire un diviseur de tension avec coefficient. division égale à: 5V / 4.1V = 1.22. Ce diviseur est implémenté sur R27-R26, j'ai pris les valeurs de 2 et 10 kOhm, coefficient. la division sera égale à 1,2 V et à l'entrée inverse du comparateur il y aura une tension de référence égale à: U OP = U REF / (1 + R27 / R26) = 5V / (1 + 2/10) = 4,16V - cette valeur correspond au courant en 41.3A. Nous partons donc;3) Le retour de tension est «classique», ils n'en parleront pas beaucoup. La tension de sortie à travers le diviseur est fournie au TL431 avec une tension d'ouverture de 2,56 V. Dès que la tension atteint la valeur souhaitée, le TL431 connecte la LED optocoupleur à la masse et il s'allume, fournissant + 5V à l'entrée positive de l'ampli op interne (il y en a déjà 2 dans le TL494). Lorsque l'optocoupleur est fermé, l'entrée via la résistance R30 est tirée à la masse et le comparateur émet un log.0. Une 1/2 U REF égale à 2,5 V est appliquée à l' entrée inverse via le diviseur.Par conséquent, lorsque l'optocoupleur est fermé à l'entrée directe 0 V et que la sortie de l'amplificateur opérationnel est 0, lorsque l'optocoupleur est ouvert, puis à l'entrée directe 5 V, qui est supérieure à 2,5 V et que la sortie de l'amplificateur opérationnel est définie sur 1, signaler une erreur;4) C25, 26 - les condensateurs créent un «point médian», les condensateurs sont utilisés avec une tension de fonctionnement de 200 à 250 V. J'ai réglé les condensateurs Epcos à 220 uF et 250V;5) VT2, 3 - transistors à effet de champ, les mêmes que dans KKM. La tension est "drain-source" avec une grande marge, en réalité il n'y aura pas plus de 200V + émissions de 50-100V. Une telle offre vous permet d'abandonner les chaînes de snubber. Le courant dans les touches sera: I VT = P OUT / U DEL = 600 W / (380V / 2) = 600 W / 190V = 3,15A . Nos clés sont sur 11A, donc même les surcharges de pointe à court terme ne nuiront pas au convertisseur;6) Nous avons déjà calculé la self de sortie L6 et les résultats sont présentés sur la figure 3 .Les circuits du bloc d'alimentation et de la commande sont assez standard, si tout à coup vous avez des questions, n'hésitez pas à demander dans les commentaires ou dans les messages privés. Si possible, j'essaierai de répondre et d'expliquer à tout le monde.Conception de circuits imprimés pour la commutation de l'alimentation
Je suis donc arrivé à la scène, qui pour beaucoup reste quelque chose de sacré - conception / développement / traçage de la carte de circuit imprimé. Pourquoi est-ce que je préfère le terme «design»? C'est plus proche de l'essence de cette opération, pour moi le "câblage" d'une planche est toujours un processus créatif, comme la peinture d'un peintre, et il sera plus facile pour les gens d'autres pays de comprendre ce que vous faites.Le processus de conception de la carte elle-même ne contient aucun piège; ils sont contenus dans l'appareil auquel il est destiné. En fait, l'électronique de puissance ne propose pas un certain nombre de règles et d'exigences sauvages dans le contexte des mêmes bus de données analogiques micro-ondes ou numériques à haute vitesse.Je vais énumérer les exigences et règles de base relatives spécifiquement aux circuits de puissance, cela permettra de mettre en œuvre 99% des conceptions amateurs. Je ne parlerai pas des nuances et des "trucs" - tout le monde devrait avoir ses propres cônes, acquérir de l'expérience et déjà opérer dessus. Et nous sommes donc allés:1) La largeur des conducteurs - plus ils sont larges, mieux c'est. Il y a plusieurs raisons à cela. Premièrement, en augmentant ce paramètre, nous réduisons l'inductance parasite des conducteurs, ce qui signifie qu'il y aura moins d'interférences, d'interférences et d'autres désagréments dans le signal de commande. Deuxièmement, nous pouvons passer plus de courant, car la section du conducteur sera plus grande. Troisièmement, en augmentant la surface du conducteur, nous augmentons la quantité de chaleur et l'intensité avec laquelle elle est donnée, ce qui signifie qu'il est beaucoup plus facile de refroidir de tels conducteurs et vous pouvez vous permettre une densité de courant plus élevée;Un peu sur la densité de courant dans les conducteurs imprimés, 0.6 80% . .
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2) La longueur des conducteurs - dans ce paragraphe, il n'est pas nécessaire d'égaliser les lignes avec une précision de 0,1 mm comme elles le font, par exemple, lors du «câblage» du bus de données DDR3. Bien qu'il soit toujours hautement souhaitable de rendre la longueur des lignes de signal approximativement égale à la longueur. + -30% de la longueur suffira, l'essentiel n'est pas de faire HIN 10 fois plus long que LIN. Cela est nécessaire pour que les fronts de signal ne se décalent pas les uns par rapport aux autres, car même à une fréquence de seulement cent kilohertz, une différence de 5 à 10 fois peut provoquer un courant traversant dans les touches. Cela est particulièrement vrai pour une petite valeur de "temps mort", même à 3% pour TL494, il est pertinent;3) L'écart entre les conducteurs - il est nécessaire de réduire les courants de fuite, en particulier pour les conducteurs où le signal RF (PWM) circule, car le champ dans les conducteurs se produit fortement et le signal RF a tendance à éclater à la fois sur la surface du conducteur et en raison de l'effet de peau ses limites. Un jeu de 2-3 mm est généralement suffisant;4) Espace d'isolation galvanique - c'est l'espace entre les sections galvaniquement isolées de la carte, généralement une exigence de claquage d'environ 5 kV. Il faut environ 1-1,2 kV pour percer 1 mm d'air, mais dans notre pays, la ventilation est possible non seulement par l'air, mais aussi par la textolite et le masque. Dans l'usine, des matériaux soumis à des tests électriques sont utilisés et vous pouvez dormir paisiblement. Par conséquent, le principal problème est l'air et des conditions ci-dessus, on peut conclure qu'un jeu d'environ 5-6 mm sera suffisant. Fondamentalement, la séparation des polygones sous le transformateur, car c'est le principal moyen d'isolement galvanique.Passons maintenant directement à la conception du tableau, je ne parlerai pas en détail dans cet article, et en général il n'y a pas grand-chose pour écrire un livre de texte entier. Si un grand groupe de personnes est réuni (je ferai une enquête à la fin), je ne ferai que prendre des vidéos du «câblage» de cet appareil, ce sera plus rapide et plus informatif.Étapes de création d'une carte de circuit imprimé:1) La première étape consiste à déterminer les dimensions approximatives de l'appareil. Si vous avez un étui prêt à l'emploi, vous devez mesurer le siège et commencer par les dimensions de la planche. Je prévois de faire le boîtier sur commande en aluminium ou en laiton, je vais donc essayer de fabriquer l'appareil le plus compact sans perte de qualité et de performances. Figure 9 - Créez un blanc du futur tableau
N'oubliez pas - les dimensions de la planche doivent être un multiple de 1 mm! Ou au moins 0,5 mm, sinon vous vous souviendrez toujours de mon testament de Lénine , lorsque vous rassemblerez tout dans le panneau et réaliserez un blanc pour la production, et les concepteurs qui créeront l'étui sur votre planche vous rempliront de malédictions. Pas besoin de créer une planche aux dimensions de ala "208,625 mm" sans urgence!PS merci camarade Lunkov pour le fait qu'il m'a toujours apporté cette pensée brillante))Ensuite, j'ai fait 4 opérations:a) J'ai fait la planche elle-même avec des dimensions hors tout de 250x150 mm. Bien que ce soit une taille approximative, je pense que cela se resserrera de manière tangible;b) Coins arrondis, comme lors de la livraison et du montage, les tranchants seront tués et hésiteront + la planche est plus jolie;c) Trous de montage placés, non métallisés, avec un diamètre de trou de 3 mm pour les attaches et les racks standard;d) Création de la classe «NPTH», dans laquelle j'ai défini tous les trous non métallisés et créé une règle pour celle-ci, créant un espace de 0,4 mm entre tous les autres composants et les composants de la classe. Il s'agit de l'exigence technologique de Resonite pour la classe de précision standard (4e). Figure 10 - Création d'une règle pour les trous non métallisés 2) L'étape suivante consiste à organiser les composants conformément à toutes les exigences, elle devrait déjà être très proche de la version finale, car la plus grande partie va maintenant déterminer les dimensions finales de la planche et son facteur de forme. Figure 11 - La disposition initiale des composants
J'ai installé les principaux composants, ils ne bougeront probablement pas, et donc les dimensions globales de la carte sont finalement déterminées - 220 x 150 mm. L'espace libre sur la carte a été laissé pour une raison, des modules de contrôle et d'autres petits composants SMD y seront placés. Pour réduire le coût de la carte et la facilité d'installation, tous les composants seront uniquement sur la couche supérieure, respectivement, et la couche d'écran en soie n'en est qu'une. Figure 13 - Vue 3D de la carte après avoir disposé les composants
3) Maintenant, après avoir déterminé l'emplacement et la structure générale, nous organisons les composants restants et «élevons» la planche. Il existe deux façons de concevoir une carte: manuellement et à l'aide d'un routeur automatique, après avoir décrit ses actions avec quelques dizaines de règles. Les deux méthodes sont bonnes, mais je ferai tout de même cette planche avec mes mains, car il y a peu de composants et il n'y a pas d'exigences particulières pour l'alignement des lignes et l'intégrité du signal ici et ne devrait pas l'être. Ce sera certainement plus rapide, le routage automatique est bon quand il y a beaucoup de composants (à partir de 500) et que la partie principale du circuit est numérique. Bien que si quelqu'un est intéressé, je peux montrer comment "reproduire" automatiquement des planches en 2 minutes. La vérité avant cela sera d'écrire les règles toute la journée, hé.Après 3-4 heures de «sorcellerie» (j'ai retiré les modèles manquants pendant la moitié du temps), j'ai finalement élevé la planche avec une température et une tasse de thé. Je n'ai même pas pensé à économiser de l'espace, beaucoup diront que les dimensions pourraient être réduites de 20 à 30% et qu'elles auront raison. J'ai une copie de pièce et passer mon temps, qui est clairement plus cher que 1 dm 2 pour une planche à deux couches, était juste dommage. Soit dit en passant, sur le prix de la planche - lors de la commande d'une "Rezonit" -e, 1 dm 2 d'une planche à deux couches d'une classe standard, cela coûte environ 180-200 roubles, donc il y a beaucoup à économiser si vous n'avez certainement pas plus de 500 pièces. Sur cette base, je peux conseiller - ne soyez pas perverti avec une diminution de la surface, si la classe 4 et non les exigences de dimensions. Et voici le résultat:
Figure 14 - Conception d'une carte pour une alimentation à découpageÀ l'avenir, je vais concevoir un boîtier pour cet appareil et j'ai besoin de connaître toutes ses dimensions, ainsi que de pouvoir «l'essayer» à l'intérieur du boîtier afin qu'au stade final, il ne devienne pas clair, par exemple, que la carte principale interfère avec les connecteurs sur le boîtier ou l'écran. Pour ce faire, j'essaie toujours de rendre tous les composants en 3D, la sortie est un tel résultat et un fichier .step pour mon Autodesk Inventor : Figure 15 - Vue tridimensionnelle du périphérique résultant Figure 16 - Vue tridimensionnelle du périphérique (vue de dessus)
Maintenant, la documentation est prête. Maintenant, il est nécessaire de former le package de fichiers nécessaire pour commander des composants, j'ai tous les paramètres déjà enregistrés dans Altium, donc tout est déchargé avec un seul bouton. Nous avons besoin de fichiers Gerber et d'un fichier NC Drill, le premier contient des informations sur les couches et le second contient les coordonnées de forage. Vous pouvez voir le fichier de téléchargement de documentation à la fin de l'article du projet, il ressemble à ceci: Figure 17 - Formation d'un dossier de documentation pour la commande de circuits imprimés
Une fois les fichiers prêts, vous pouvez commander des planches. Je ne recommanderai pas de fabricants spécifiques, il y a certainement des prototypes meilleurs et moins chers. Toutes les planches de la classe standard de 2,4,6 couches que je commande en Resonite, il existe également des planches à 2 et 4 couches de la 5ème classe. Les planches de 5e année, où 6-24 couches en Chine (par exemple, pcbway), mais les planches HDI et 5e année avec 24 couches ou plus ne sont qu'à Taiwan, tout de même, la qualité en Chine est encore boiteuse, et où l'étiquette de prix n'est pas boiteuse pas si gentil. Il s'agit de prototypes!Suivant mes convictions, je vais à Rezonit, oh, combien de nerfs ils ont battu et bu du sang ... mais récemment, ils semblent s'être rétablis et ont commencé à travailler de manière plus adéquate, bien qu'avec des coups de pied. Je passe des commandes via mon compte personnel, saisis des données au tableau, télécharge des fichiers et envoie. J'aime leur compte personnel, d'ailleurs, il considère immédiatement le prix et en modifiant les paramètres, il est possible d'obtenir un meilleur prix sans perdre en qualité.Par exemple, je voulais maintenant une carte PCB de 2 mm avec 35 microns de cuivre, mais il s'est avéré que cette option est 2,5 fois plus chère que la version avec 1,5 mm de PCB et 35 microns - j'ai donc choisi cette dernière. Pour augmenter la rigidité de la planche, j'ai ajouté des trous supplémentaires pour les racks - le problème est résolu, le prix est optimisé. Soit dit en passant, si la planche est entrée en série, alors quelque part en 100 pièces, cette différence a disparu 2,5 fois et les prix étaient égaux, car une feuille non standard a été achetée pour nous et dépensée sans résidus. Figure 18 - La forme finale de calcul du coût des planches Le coût final est déterminé: 3618 roubles . Parmi ceux-ci, 2100 est en préparation, il n'est payé qu'une seule fois par projet, toutes les répétitions ultérieures de la commande s'en passent et ne paient que pour la zone. Dans ce cas, 759 roubles pour un montant de 3,3 dm 2
, plus la série est grande, plus le coût sera faible, bien qu'il soit maintenant de 230 roubles / dm 2 , ce qui est tout à fait acceptable. Il était possible de faire une production urgente, bien sûr, mais je commande souvent, je travaille avec un manager et la fille essaie toujours de préparer la commande plus rapidement si la production n'est pas chargée - en conséquence, avec l'option "petite série" pour une période de 5-6 jours, il suffit juste de communiquer poliment et Ne soyez pas impoli avec les gens. Oui, et je n'ai nulle part où me dépêcher, il a donc été décidé d'économiser environ 40%, ce qui est au moins sympa.Épilogue
Eh bien, je suis donc arrivé à la conclusion logique de l'article - obtenir les circuits, la conception des cartes et commander les cartes en production. Au total, il y aura 2 parties, la première devant vous, et dans la seconde je vous dirai comment j'ai effectué l'installation, le montage et le débogage de l'appareil.Comme promis, je partage les sources du projet et les autres produits de l'activité:1) La source du projet dans Altium Designer 16 est ici ;2) Fichiers pour commander des cartes de circuits imprimés - ici . Soudain, vous voulez répéter et commander, par exemple, en Chine, cette archive est plus que suffisante;3) Diagramme de l'appareil en pdf - ici . Pour ceux qui ne veulent pas passer du temps à installer Altium à partir de leur téléphone ou à réviser (haute qualité);4) Encore une fois, pour ceux qui ne veulent pas installer de logiciel lourd, mais il est intéressant de tordre un morceau de fer j'ai mis le modèle 3D en pdf - ici . Pour le visualiser, vous devez télécharger le fichier, lorsque vous l'ouvrez dans le coin supérieur droit, cliquez sur "ne faire confiance au document qu'une seule fois", puis piquez au centre du fichier et l'écran blanc se transforme en modèle.Je voudrais aussi demander l'avis des lecteurs ... Maintenant, les cartes sont commandées, les composants sont également là - en fait il y a 2 semaines, sur quoi puis-je écrire un article? En plus de ces "mutants" comme celui-ci, je veux parfois rédiger quelque chose de miniature, mais utile, j'ai présenté plusieurs options dans les sondages, ou proposer votre option probablement en PM afin de ne pas encombrer les commentaires.