ЗБИРАННЯ І НАЛАДКА ІМПУЛЬСНОГО БЛОКУ ЖИВЛЕННЯ НА IR2153 IR2155 СВОЇМИ РУКАМИ
ЗБИРАННЯ І НАЛАДКА ІМПУЛЬСНОГО БЛОКУ ЖИВЛЕННЯ НА IR2153 IR2155
Практичну частину статті розглянемо на прикладі схеми №2 першої частини сати і щоб не перестрибувати туди-сюди розташуємо тут принципову схему блоку живлення:
Принципова схема імпульсного блоку живлення на мікросхемі IR2153 (IR2155)
Починати складання все одно з чогось - або з монтажу елементів на плату, або з виготовлення моточних деталей. Ми почнемо з монтажу, тому краще вивчити креслення розташування деталей уважніше, до того ж, деякі елементи відрізняються від запропонованих на принциповій схемі. Наприклад, номінали резисторів R16 і R18 відрізняються мало не в півтора рази. В даному випадку номіналю цих резисторів не принципові і можуть розташовуватися в межах від 33 кОм до 100 кОм, оскільки служать насамперед для розрядки конденсатора С4 при знятті напруги живлення. Другу роль, яку вони виконують, це формуванні віртуального нуля, тобто. створення половини первинної напруги, що трохи краще простого з'єднання С13 і С14 з шинами живлення. Резистори R14 і R17 - формують невелику затримку трохи збільшуючи час реакції системи захисту. Номінали цих резисторів можуть розташовуватися від 33 до 180 Ом.
С13 і С14 - призначені для розв'язки постійної напруги обмотки трансформатора, на схемі 1 мкФ, на платі 2,2 мкФ. При частоті перетворення 60 кГц реактивний опір конденсатора на 1 мкФ становитиме Хс = 1 / 2пFC = 5,3 Ома, враховуючи те, що за "схемним" варіантом змінної напруги виходить паралельне з'єднання, тобто. виходить 2 мкФ, то реактивний опір становитиме 2,7 Ома. При протіканні через цей опір струму 2 А на конднесаторі будеумовне "падіння" напруги всього 2,7 Ома х 2 А = 5,4 В, що становить 1,8 %. Тобто вихідна напруга блоку живлення буде змінюватися не більше ніж на 2% під навантаженням і без неї за рахунок реактивного опір конденсаторів. При використанні конденсаторів на 2,2 мкФ як С13 і С14 реактивний опір становить 1,2 Ома і під навантаженням воно зміниться на 0,8%. Враховуючи те, що напруга мережі може коливатися до 7% і це вважається нормою зміни в 0,8 - 2% навряд чи хтось помітить, тому можна використовувати конденсатори від 1 мкФ до 4,7 мкФ, правда в цю плату габарити ємностей на 4,7 мкф вже не будуть надто великі. Опір R20 може коливатися в набагато більших межах, оскільки його номінал залежить від споживаного вентилятором примусового охолодження та отриманої в кінцевому підсумку вихідної напруги. Сумніння у підсумковій напрузі не марні, оскільки силовий трансформатор високочастотний і має невелику кількість витків, а мотати дробові частини витка досить проблематично. Наприклад розглянемо випадок, коли первинна обмотка становить 17 витків. Напруга, що додається до неї, дорівнює 155 В (після випрямляча на VD1 виходить 310 В, отже половина напруга живлення і є 155 В). Скористаємося пропорцією U перв / Q перв = U втор / Q втор , де U перв - напруга на первинній обмотці, Q перв - кількість витків первинної обмотки, U втор - напруга вторинної обмотки, Q втор - кількість витків вторинної обмотки і з'ясуємо, які вторинні напруги ми можемо отримати: 155 / 17 =?/ 5, де "?" - вихідна напруга. Якщо у вторинній обмотці у нас буде 5 витків, то вихідна напруга становитиме 45 В, якщо вторинка буде 4 витки, то вихідна напруга трансформатора становитиме 36 В. Якбачите отримати напругу рівно 40 вольт вже проблематично - потрібно мотати 4,4 витка, а реальність показує, що використовувати обмотки не кратні половині витка досить ризиковано - можна намагнітити трансформатор і втратити силові транзистори. Зрештою після монтажу компонентів друкована плата блока живлення набуде наступного вигляду:
На платі поки що немає діодних мостів, силових транзисторів, радіатрів та моточних деталей, про які зараз і поговоримо. При виготовленні імпульсних блоків живлення не варто забувати про ефект скін, який проявляється при протіканні через провідник високочастотного сигналу. Сенс цього ефекту у тому, що вище частота змінного напруги, тим менше протікає струм через середину провідника, тобто. струм начебто прагне вийти на поверхню. Звідси і назва SKIN – шкіра, шкіра. Тому для високочастотних трансформаторів необхідне від струму, що протікає, переріз отримують методом складання в джгут декількох провідників меншого діаметра, тим самим істотно знижуючи скін ефект і збільшуючи ККД перетворювача. Найпопулярнішим способом складання провідників є кручений джгут. Визначившись із довжиною дроту, необхідного для обмотки (одинарним проводом мотають необхідну кількість витків і додають до отриманої довжини ще 15-20%) потрібну кількість проводів розтягую на цю довжину, а потім за допомогою дриля та коміра звивають в один джгут:
Виготовлення стрічкового джгута більш трудомістке - дроти розтягують у безпосередній близькості друг до друга і склеюють поліуритановим клеєм, типу "МОМЕНТ КРИСТАЛ". В результаті виходить гнучка стрічка, намитка якої дозволяє досягти найбільшої щільності намотування:
Перед намотуванням феритове кільце слідуєпідготувати. Насамперед необхідно закруглити кути, оскільки вони з легкістю ушкоджують лак на обмотувальному дроті:
Потім необхідно кільце ізолювати, оскільки ферит має досить низький опір і у разі пошкодження лаку на обмотувальному дроті може статися замикання між витік. У середині, на пізньому плані кільце обмотане звичайним папером для принтера, праворуч - папір просочений епоксидним клеєм, у середині спереду - найбільш переважний матеріал - фторопластова плівка:
Також кільця можна обмотувати матер'яною ізолентою, але вона досить товста і істотно скорочує розмір вікна, а це не дуже добре. Використовуючи як осердя феритове кільце обмотку необхідно рівномірно розподілити по всьому сердечнику, що досить істотно збільшує магнітний зв'язок обмоток і зменшує електро-магнітні перешкоди, що створюються імпульсним трансформатором:
Залишилося з'ясувати яким саме дротом потрібно мотати, точніше який має бути перетин. У звичайному трансформаторі напруженість у провіднику має перевищувати 2-2,5 Ампера на 1 квадратний міліметр перерізу. Якщо середник тороїдальний, це значення можна збільшити до трьох ампер. Імпульні трансформатори набагато менші за своїх п'ятдесят Герцових побратимів, у них краще охолодження, тому напруженість можна збільшити до 4-5 Ампер на квадратний міліметр перерізу. Однак ця порада актуальна, і то досить умовно, для стабілізованих імпульсних блоків живлення, оскільки в не стабілізованому варіанті вже почне позначатися падіння напруги на обмотці під навантаженням. Виходячи з вище сказаного можна зробити висновок, що оптимальним варіантом напруженості виходить 3-4 Ампера на 1 мм кв - і гріється не сильно і падіння на ньому ненадто велике. Для тих, хто забув нагадування: Площа кола дорівнює добутку числа Пі на квардрат радіусу, тобто. S = п ? R ? R. Для прикладу розрахуємо який потрібно переріз при протіканні струму через провідник величиною7А. У наявності є обмотувальний провід діаметром 0,8 мм, 0,5 мм і 0, 35мм. Частота перетворення дорівнює 70 кгц. У таблиці дивимося, який провід краще використовувати для цієї частоти: