Conception d'une alimentation à découpage avec KKM actif. Épisode II

Dans mon article précédent , j'ai parlé de la conception d'une alimentation à découpage, montré ses circuits et sa conception de carte. Je me suis arrêté au fait que les planches du projet ont été commandées en usine, je les ai reçues et vous pouvez commencer à assembler l'appareil.



Figure 1 - Vue de la carte de circuit imprimé (en haut)


Figure 2 - Vue de la carte de circuit imprimé (en bas)

Installation d'un filtre de mode commun et d'un bloc d'alimentation auxiliaire

Dans cet article, je ne parlerai que du filtre de mode commun d'entrée et de l'alimentation multi-canaux pour alimenter les contrôleurs PWM et le système de refroidissement. Écrire de gros articles n'est pas pratique et long, j'ai donc décidé de doser en petites quantités, mais un peu plus souvent.

Vous pouvez vous familiariser avec la partie théorique de l'article précédent, mais maintenant je vous rappelle que nous parlons d'un convertisseur flyback, qui a 3 canaux isolés galvaniquement de 15V chacun avec un courant nominal de 1A. C'est plus que suffisant pour alimenter les contrôleurs. En réalité, il serait possible de limiter 200-300 mA par canal, mais il n'y avait que ETD34 à portée de main et il a été décidé de le faire avec une marge - ce ne serait pas superflu.

Au début, je voulais monter les composants SMD à la fois dans le four, mais cela complique un peu le débogage, donc nous soudons d'abord les composants du groupe d'entrée + tous les composants pour notre retour:




Figure 3 - Apparence de la carte après l'installation des composants de filtre en mode commun et de l'alimentation auxiliaire

Il n'y a pas de composants surnaturels ici, mais comme vous l'avez probablement remarqué, il n'y a pas de transformateur. Probablement 60 à 70% des questions que les gens me posent d'une manière ou d'une autre concernant les produits de bobinage sont le plus souvent: "Comment bobiner un transformateur (inducteur)?" et "Pourquoi cela ne fonctionne-t-il pas, il semble être enroulé comme il se doit?" Par conséquent, la section suivante est consacrée spécifiquement à la fabrication d'un transformateur.

Fabrication de transformateurs

Il y a deux problèmes principaux en raison desquels il y a des problèmes avec les produits d'enroulement, c'est l' écart et la détermination du début des enroulements . Ce sont précisément ces deux aspects qui peuvent «tuer» l'intégralité de votre convertisseur dans l'œuf, donc plus sur eux.

1) Si vous regardez n'importe quel circuit du bloc d'alimentation, où il y a un transformateur, vous pouvez remarquer le "point" près de l'une des extrémités de l'enroulement - il est habituel de désigner son début. Cela ressemble à ceci:


Figure 4 - Désignation graphique conventionnelle du transformateur

Dans les convertisseurs asymétriques, cet aspect joue un rôle clé, cela est dû au fait que le flux magnétique est une quantité vectorielle, ce qui signifie que sa direction est aussi importante que la valeur. Par conséquent, lorsque vous commencez à enrouler le transformateur, assurez-vous de marquer à partir de quelle sortie vous avez commencé à enrouler, ce sera ce point même - le début. De plus, tous les enroulements doivent être enroulés dans une seule direction, ce n'est pas tout à fait vrai, mais c'est en cours d'enroulement que tout s'enroule dans une seule direction . Dans le cas d'un retour en arrière, lorsque vous dessoudez tout en fonction du «début des enroulements», il s'avère que dans l'enroulement primaire le flux a une direction inverse, c'est pourquoi l'énergie est transférée dans un cycle / coup inverse. D'où le nom de cette topologie. Le respect des marques «début d'enroulement» et enroulement dans un sens au cours du processus de fabrication ne vous permettra pas de vous embrouiller.

2) L'écart ... Dans les convertisseurs push-pull ce n'est pas (pas toujours), donc ce type de transformateur n'est pratiquement pas affecté, mais dans la fabrication d'inductances et transformateurs pour convertisseurs monocycliques, le moment est pertinent.

Si d'une manière simple - l'écart ne permet pas à votre cœur d'en obtenir suffisamment, c'est-à-dire que plus l'écart est grand, plus l'énergie (puissance) peut être pompée à travers lui. Autrement dit, en augmentant l'écart à l'infini, nous pouvons augmenter la puissance du transformateur à l'infini, mais il y a une limitation ...

Avec une augmentation de l'écart, l'inductance du bobinage diminue. Autrement dit, pour obtenir la valeur d'inductance requise, nous devrons enrouler un plus grand nombre de tours, mais le nombre de tours est déjà limité par la taille du noyau. En fait, par conséquent, il est impossible d'obtenir cette « puissance infinie ! pouvoir ".

En ce qui concerne les selfs (soit dit en passant, le transformateur monocyclique est également selfs) - s'il est en ferrite, par exemple N87, alors l'écart est requis! Sinon, le noyau deviendra saturé et la puissance du convertisseur tombera à presque zéro. C’est pourquoi souvent, les gens, après avoir assemblé une alimentation électrique et démarré au ralenti, se réjouissent que cela fonctionne, mais sous charge, il se «ferme» - très probablement dans de tels cas, c’est l’écart.

Passons maintenant au processus de fabrication:

a) Choisissez l'ensemble approprié, j'utilise ETD34. Il se compose d'un cadre, de 2 parties du noyau avec des jeux déjà en usine de 0,2 mm et des supports de montage. J'utilise également du «ruban adhésif spécial» comme isolant, son charme est qu'il est mince et durable, ce qui signifie qu'il ne prend pratiquement pas de place dans la fenêtre du transformateur.


Figure 5 - Kit pour la fabrication d'un transformateur

Vous aurez également besoin d'un fil laqué cuivre, de préférence un fil de bobinage. Ce qui est bien avec le «bobinage», c'est qu'il est soumis à un recuit après une broche et est donc plus doux et donc plus facile à bobiner. Sur les petits transformateurs, ce n'est pas très critique, mais pour 500+ watts, les mains vous diront déjà merci, bien que ce soit certainement 10 à 15% plus cher, mais vous décidez. J'utilise un recuit d'un diamètre de 0,335 mm.

b) Nous procédons au processus d'enroulement. Je vous conseille de commencer le bobinage à partir du bobinage le plus fin: dans les convertisseurs abaisseurs, c'est le bobinage primaire, pour les boosters, c'est secondaire. Cela vous permettra d'enrouler les enroulements les plus complexes proprement, étroitement, comme faire cela en plus de "gras et tordu" sera assez problématique. Encore une fois, une faible puissance vous pardonnera d'avoir négligé ce conseil, mais à 500+ watts, vous serez très triste.

Après avoir enroulé chaque couche de l'enroulement primaire (je l'ai en 3 couches), isolez en 1-2 couches avec du ruban isolant. Comme tout l'enroulement a été enroulé, nous le dessoudons et isolons l'enroulement en 3-4 couches, c'est déjà l'isolation de l'enroulement - c'est le plus important et la tension de l'isolement du transformateur en dépend.


Figure 6 - Vue du transformateur après enroulement du primaire et de l'auto-enroulement

c) Ensuite, nous enroulons les enroulements restants, il vaut mieux augmenter l' épaisseur de la section du fil. Les principes d'isolation sont les mêmes que sur l'enroulement primaire. Une fois tous les enroulements enroulés, si l'espace le permet, nous passons les 5-6 derniers tours en plus.

Je recommande également qu'après avoir enroulé tous les enroulements et l'isolation finale, «faire levier» avec du vernis, par exemple, Plastik-71. Cela vous permettra de ne pas vous soucier de l'humidité, de la condensation, de la poussière et d'autres boues possibles. Mieux en 2-3 passes, en laissant sécher le précédent. Et il vaut mieux ne le faire que sur le châssis avant d’assembler le transformateur + n’oubliez pas de couvrir les conclusions du vernis.


Figure 7 - Vue du châssis après enroulement et isolation de tous les enroulements

d) Il ne reste plus qu'à assembler le transformateur. Les moitiés du noyau elles-mêmes peuvent être fixées avec des supports ou collées ensemble. La dernière opération, idéalement, se fait avec une colle spéciale avec l'ajout de poudre de ferrite dispersée, et cela peut être fait avec le moment habituel. Seulement, je recommande fortement de coller avec une couche mince - sinon l'écart augmentera et l'inductance diminuera. Je vous conseille également de ne pas coller le «pied» du milieu avec de la colle, cela vous prive complètement d'une chance de le démonter si nécessaire.

Figure 8 - Vue du transformateur après assemblage

Assemblage final

En général, il ne reste plus qu'à souder le transformateur sur notre carte et l'assemblage de ce noeud sera terminé, il ne reste plus qu'à vérifier le fonctionnement.



Figure 9 - Apparence de la carte après l'installation des circuits d'entrée et des blocs d'alimentation auxiliaire

Premier test de démarrage et de performance

Il est toujours effrayant d'inclure des équipements dans le réseau, spécialement assemblés sans expérience, il est effrayant de sentir ou de pincer avec du courant électrique - seuls les imbéciles n'ont pas peur. Par conséquent, si vous décidez d'assembler l'appareil à partir d'un article ou d'un autre alimenté par le réseau, la première inclusion après l'assemblage est préférable de faire appel à des appareils spéciaux. Il existe plusieurs options:

1) Un banc d'essai ou une source de laboratoire avec une sortie de 0 à 400 V uniquement pour de tels cas. Le prix à payer pour eux commence à environ 80-120 mille roubles, donc pour une raison quelconque, tout le monde ne peut pas se le permettre à la maison, et il est peu probable que vous collectiez 2 à 3 nouveaux blocs par semaine pour rendre un tel équipement pertinent. Vous en avez donc besoin?

2) Mettre sous tension via le transformateur 1: 1 + fusible électronique. Cette méthode est bon marché, ce qui signifie qu'elle est accessible à tous. Le transformateur détachera l'appareil et vous du réseau, et le fusible ne permettra pas à l'appareil de brûler. Cet équipement est des fermes collectives pour 1000 roubles, clairement plus accessibles que le premier point, et surtout pour les amateurs n'est pas pire.

3) Probablement un classique du genre - soudez le fusible et soudez une lampe 230V à 60 watts à la place. Seule une lampe à incandescence! Un tel remplacement ne permettra pas à l'appareil de brûler. Si tout va bien, alors à la mise sous tension, la lumière s'allumera et s'éteindra: elle clignotera, car la capacité d'entrée sera chargée. S'il s'allume et ne s'éteint pas, alors quelque part le court-circuit est désactivé et nous vérifions le circuit.

N'oubliez pas de décharger les condensateurs haute tension! Une batterie de deux 470 microfarad Conders déchargés dans la main (surtout si légèrement humides) avec une probabilité de 90% vous fournira un voyage de lumière clignotante à l'hôpital ou à la morgue le plus proche. Le courant continu est beaucoup plus dangereux qu'un changement, ce n'est pas en vain qu'une constante est appliquée à une chaise électrique.

4) Une option pour les vrais professionnels du gougeage - mettez-la immédiatement dans une prise de courant. S'il y a un court-circuit dans le circuit ou un autre montant, alors, à condition qu'un bon électricien vous ait fait le câblage - il éteindra les machines et le transistor brûlera, si vous ne l'avez pas fait par une personne très compétente, alors le bloc brûlera et fondra et non pas le fait que la machine va se mettre hors tension. Par conséquent, je recommande fortement le paragraphe 2.

Maintenant, pour le test lui-même. J'utilise une lampe à incandescence 12V et 10W. Elle a un courant d'environ 900-1100 mA, cela suffit pour tester notre appareil. En fait, je vais simplement l'accrocher comme une charge sur le canal et voir quelle est la tension de sortie et à quel point elle est «asymétrique», car le tout est stabilisé par l'un des 3 enroulements.


Figure 10 - Type de fonctionnement de l'alimentation auxiliaire sous charge nominale du canal

Conclusion

Dans la partie suivante, je vais montrer les résultats de l'assemblage et du débogage du KKM, ainsi que partager mes résultats pour le calcul de la capacité de sortie. Là, des résultats très intéressants ont été obtenus, notamment lors du remplacement des électrolytes par un film, qui sera l'histoire.

Le format des autres articles sera le même - petits récits sur les résultats, quelques commentaires et «conseils» pour les débutants.

Un autre point - je ne lirai pas les commentaires, hélas et ah ... Ils prennent énormément de temps, et leur bénéfice est légèrement inférieur à zéro, car lire les conseils et les opinions des spécialistes ala "Oui, vous devez faire deux ATX ensemble et ce sera cool" - le ministère de la Santé prévient qu'il provoque un cancer du cerveau.

Si vous voulez vraiment me demander quelque chose personnellement, conseiller, discuter d'un problème, alors bienvenue au PM.

Au plaisir de vous voir bientôt! La partie KKM a déjà été écrite dans «Brouillons» et je vais essayer de la mener à sa conclusion logique dès que possible et de la publier pour votre revue.