Krmilni čip PWM FSP3528 in podmodul za krmiljenje sistemskega napajanja na njegovi osnovi

Če prej elementna baza sistemskih napajalnikov ni vzbujala nobenih vprašanj - uporabljali so standardna mikrovezja, se danes soočamo s situacijo, ko posamezni razvijalci napajalnikov začnejo proizvajati lastno elementno bazo, ki nima neposrednih analogov med elementi splošni namen. En primer tega pristopa je čip FSP3528, ki se uporablja v kar nekaj velike količine sistemski napajalniki, izdelani pod blagovno znamko FSP.

Čip FSP3528 je bil najden v naslednjih modelih sistemskih napajalnikov:

- FSP ATX-300GTF;

- FSP A300F–C;

- FSP ATX-350PNR;

- FSP ATX-300PNR;

- FSP ATX-400PNR;

- FSP ATX-450PNR;

- ComponentPro ATX-300GU.

Slika 1 Pinout čipa FSP3528

Ker pa je proizvodnja mikrovezij smiselna le v množičnih količinah, morate biti pripravljeni na dejstvo, da jo je mogoče najti tudi v drugih modelih napajalnikov FSP. Neposrednih analogov tega mikrovezja še nismo srečali, zato ga je treba, če odpove, zamenjati s popolnoma enakim mikrovezjem. Vendar pa v maloprodaji trgovsko mrežo Nakup FSP3528 ni mogoč, zato ga je mogoče najti le v sistemskih napajalnikih FSP, ki so bili zaradi drugih razlogov zavrnjeni.


Slika 2 Funkcionalni diagram krmilnika FSP3528 PWM

Čip FSP3528 je na voljo v ohišju z 20 nožicami DIP (slika 1). Namen kontaktov mikrovezja je opisan v tabeli 1, slika 2 pa ga prikazuje funkcionalni diagram. Tabela 1 prikazuje za vsak pin mikrovezja napetost, ki mora biti na kontaktu, ko je mikrovezje vklopljeno na tipičen način. Tipična uporaba čipa FSP3528 je njegova uporaba kot del podmodula za nadzor napajanja. osebni računalnik. Ta podmodul bo obravnavan v istem članku, vendar nekoliko nižje.

Tabela 1. Dodelitve pinov krmilnika FSP3528 PWM

№

Signal

I/O

Opis

Vhod

Napajalna napetost +5V.

COMP

Izhod

Napaka na izhodu ojačevalnika. Znotraj čipa je pin povezan z neinvertiranim vhodom primerjalnika PWM. Na tem zatiču se ustvari napetost, ki je razlika med vhodnimi napetostmi ojačevalnika napak E/A+ in E/A - (pin. 3 in pin. 4). Med normalnim delovanjem mikrovezja je na kontaktu napetost približno 2,4 V.

E/A-

Vhod

Invertni vhod ojačevalnika napak. Znotraj čipa je ta vhod prednapet za 1,25 V. Oblikuje se referenčna napetost 1,25 V notranji vir. Med normalnim delovanjem mikrovezja mora biti na kontaktu napetost 1,23 V.

E/A+

Vhod

Neinvertirajoči vhod ojačevalnika napak. Ta vhod se lahko uporablja za spremljanje izhodnih napetosti napajalnika, tj. ta kontakt se lahko šteje za vhod signala povratne informacije. V realnih tokokrogih se na ta kontakt dovaja povratni signal, ki ga dobimo s seštevanjem vseh izhodnih napetosti napajalnika (+3,3 V /+5 V /+12 V ). Med normalnim delovanjem mikrovezja mora biti na kontaktu napetost 1,24 V.

TREM

Kontakt za nadzor zakasnitve signala VKLOP/IZKLOP (kontrolni signal za vklop napajanja). Na ta zatič je priključen časovni kondenzator. Če ima kondenzator kapaciteto 0,1 µF, potem je zakasnitev vklopa ( ton ) znaša približno 8 ms (v tem času se kondenzator napolni do nivoja 1,8 V), zakasnitev izklopa ( Toff ) znaša približno 24 ms (v tem času se napetost na kondenzatorju, ko se izprazni, zmanjša na 0,6 V). Med normalnim delovanjem mikrovezja mora biti na tem kontaktu napetost približno +5 V.

Vhod

Vhod signala za vklop/izklop napajanja. V specifikaciji za priključke za napajanje ATX ta signal je označen kot PS - VKLJUČENO. REM signal je signal TTL in se primerja z notranjim primerjalnikom z referenčnim nivojem 1,4 V. Če signal R.E.M. pade pod 1,4 V, se zažene čip PWM in napajalnik začne delovati. Če signal R.E.M. nameščen v visoki ravni(več kot 1,4 V), nato se mikrovezje izklopi in s tem se izklopi napajanje. Napetost na tem zatiču lahko doseže največjo vrednost 5,25 V, čeprav je tipična vrednost 4,6 V. Med delovanjem je treba na tem kontaktu opazovati napetost približno 0,2 V.

Upor za nastavitev frekvence notranjega oscilatorja. Med delovanjem je na kontaktu prisotna napetost približno 1,25 V.

Kondenzator za nastavitev frekvence notranjega oscilatorja. Med delovanjem je treba na kontaktu opazovati žagasto napetost.

Vhod

Vhod detektorja prenapetosti. Signal s tega zatiča primerja notranji primerjalnik z notranjo referenčno napetostjo. Ta vhod se lahko uporablja za nadzor napajalne napetosti mikrovezja, za nadzor njegove referenčne napetosti, pa tudi za organizacijo katere koli druge zaščite. Pri tipični uporabi mora biti med normalnim delovanjem mikrovezja na tem zatiču prisotna napetost približno 2,5 V.

Kontakt za nadzor zakasnitve signala PG (Power Good) ). Na ta zatič je priključen časovni kondenzator. Kondenzator 2,2 µF zagotavlja časovni zamik 250 ms. Referenčne napetosti za ta časovni kondenzator so 1,8 V (pri polnjenju) in 0,6 V (pri praznjenju). Tisti. ko je napajanje vklopljeno, signal PG je nastavljen na visoko raven v trenutku, ko napetost na tem časovnem kondenzatorju doseže 1,8 V. In ko je napajanje izklopljeno, signal PG je nastavljen na nizko raven v trenutku, ko se kondenzator izprazni na raven 0,6 V. Tipična napetost na tem zatiču je +5V.

Izhod

Napajanje Dober signal - prehrana je normalna. Visok nivo signala pomeni, da vse izhodne napetosti napajalnika ustrezajo nazivnim vrednostim in napajalnik deluje normalno. Nizek nivo signala kaže na pokvarjeno napajanje. Stanje tega signala, ko normalno delovanje Napajanje je +5V.

VREF

Izhod

Visoko natančna referenčna napetost z dopustno odstopanje ne več kot ±2 %. Tipična vrednost za to referenčno napetost je 3,5 V.

V 3.3

Vhod

Prenapetostni zaščitni signal v kanalu +3,3 V se na vhod dovaja neposredno iz kanala +3,3 V.

Vhod

Prenapetostni zaščitni signal v kanalu +5 V. Napetost se dovaja na vhod neposredno iz kanala +5 V.

V 12

Vhod

Prenapetostni zaščitni signal v +12 V kanalu Napetost iz +12 kanala je dovedena na vhod V skozi uporovni delilnik. Zaradi uporabe delilnika se na tem kontaktu vzpostavi napetost približno 4,2 V (pod pogojem, da je v kanalu 12 V napetost je +12,5V)

Vhod

Vhod za dodatni signal prenapetostne zaščite. Ta vhod se lahko uporabi za organizacijo zaščite preko kakšnega drugega napetostnega kanala. IN praktične sheme Ta stik se najpogosteje uporablja za zaščito pred kratek stik v kanalih -5 V in -12 V . V praktičnih vezjih je na tem kontaktu nastavljena napetost približno 0,35 V. Ko se napetost dvigne na 1,25 V, se zaščita sproži in mikrovezje je blokirano.

"Zemlja"

Vhod

Vhod za nastavitev "mrtvega" časa (čas, ko so izhodni impulzi mikrovezja neaktivni - glej sliko 3). Neinvertirajoči vhod notranjega primerjalnika mrtvega časa je prednapet za 0,12 V zaradi notranjega vira. To vam omogoča, da nastavite najmanjšo vrednost "merilnega" časa za izhodne impulze. "Mrtvi" čas izhodnih impulzov se prilagodi z uporabo na vhodu DTC konstantna napetost v območju od 0 do 3,3 V. Višja kot je napetost, krajši je delovni cikel in daljši je "mrtvi" čas. Ta kontakt se pogosto uporablja za ustvarjanje "mehkega" zagona, ko je napajanje vklopljeno. V praktičnih vezjih je na tem zatiču nastavljena napetost približno 0,18 V.

Izhod

Kolektor drugega izhodnega tranzistorja. Po zagonu mikrovezja se na tem kontaktu oblikujejo impulzi, ki v protifazi sledijo impulzom na kontaktu C1.

Izhod

Kolektor prvega izhodnega tranzistorja. Po zagonu mikrovezja se na tem kontaktu oblikujejo impulzi, ki v protifazi sledijo impulzom na kontaktu C2.



Slika 3 Osnovni parametri impulzov

Čip FSP3528 je krmilnik PWM, zasnovan posebej za krmiljenje impulznega pretvornika push-pull sistemskega napajanja osebnega računalnika. Značilnosti tega mikrovezja so:

- prisotnost vgrajene zaščite pred prekomerno napetostjo v kanalih +3,3V/+5V/+12V;

- prisotnost vgrajene zaščite pred preobremenitvijo (kratek stik) v kanalih +3,3V/+5V/+12V;

- prisotnost večnamenskega vhoda za organizacijo kakršne koli zaščite;

- podpora za funkcijo vklopa napajanja z uporabo vhodnega signala PS_ON;

- prisotnost vgrajenega vezja s histerezo za generiranje signala PowerGood (napajanje je normalno);

- prisotnost vgrajenega natančnega vira referenčne napetosti z dovoljenim odstopanjem 2%.

V tistih modelih napajalnikov, ki so bili navedeni na samem začetku članka, je čip FSP3528 nameščen na plošči podmodula za nadzor napajanja. Ta podmodul se nahaja na sekundarni strani napajanja in predstavlja tiskano vezje, postavljen navpično, tj. pravokotno na glavno ploščo napajalnika (slika 4).


Slika 4 Napajanje z modulom FSP3528

Ta podmodul ne vsebuje samo čipa FSP3528, ampak tudi nekatere elemente njegovega "cevovoda", ki zagotavljajo delovanje čipa (glej sliko 5).


Slika 5 Podmodul FSP3528

Krmilna podmodulna plošča ima dvostransko montažo. Na hrbtni strani plošče so površinsko nameščeni elementi - SMD, ki mimogrede dajejo največje število težave zaradi ne zelo kakovostnega spajkanja. Podmodul ima 17 kontaktov, razporejenih v eno vrsto. Namen teh stikov je predstavljen v tabeli 2.

Tabela 2. Dodelitev kontaktov podmodula FSPЗ3528-20D-17P

№

Dodelitev kontakta

Izhodni pravokotni impulzi, namenjeni krmiljenju močnostnih tranzistorjev napajalnika

Vhodni signal za zagon napajanja ( PS_ON)

Vhod za nadzor napetosti kanala +3,3 V

Vhod za nadzor napetosti kanala +5 V

Vhod za nadzor napetosti kanala +12 V

Vhod za zaščito pred kratkim stikom

Ni uporabljeno

Moč Dober izhodni signal

Katoda regulatorja napetosti AZ431

AZ 431

Vhod referenčne napetosti regulatorja AZ 431

Katoda regulatorja napetosti AZ431

Zemlja

Ni uporabljeno

Napajalna napetost VCC

Na krmilni podmodulni plošči sta poleg čipa FSP3528 še dva nadzorovana stabilizatorja AZ431(analogno TL431), ki niso na noben način povezani s samim krmilnikom FSP3528 PWM in so namenjeni krmiljenju tokokrogov, ki se nahajajo na glavni plošči napajalnika.

Kot primer praktične izvedbe mikrovezja FSP3528 je na sliki 6 prikazan diagram podmodula FSP3528-20D-17P. Ta krmilni podmodul se uporablja v napajalnikih FSP ATX-400PNF. Omeniti velja, da namesto diode D5, mostiček je nameščen na plošči. To včasih zmede posamezne strokovnjake, ki poskušajo v vezje namestiti diodo. Namestitev diode namesto mostička ne spremeni funkcionalnosti vezja - mora delovati tako z diodo kot brez diode. Vendar namestitev diode D5 lahko zmanjša občutljivost zaščitnega vezja kratkega stika.


Slika 6 Diagram podmodula FSP3528-20D-17P

Takšni podmoduli so pravzaprav edini primer uporaba mikrovezja FSP3528, zato se okvara elementov podmodula pogosto zamenjuje z okvaro samega mikrovezja. Poleg tega se pogosto zgodi, da strokovnjaki ne morejo ugotoviti vzroka okvare, zaradi česar se domneva, da je mikrovezje okvarjeno, napajalnik pa se odloži v "skrajni kot" ali celo odpiše.

Pravzaprav je okvara mikrovezja precej redka. Veliko bolj dovzetni za okvare so podmodulni elementi, predvsem pa polprevodniški elementi (diode in tranzistorji).

Danes lahko štejemo glavne okvare podmodula:

- okvara tranzistorjev Q1 in Q2;

- okvara kondenzatorja C1, ki jo lahko spremlja njegovo "nabrekanje";

- okvara diod D3 in D4 (hkrati ali ločeno).

Okvara preostalih elementov je malo verjetna, vendar je v vsakem primeru, če sumite na okvaro podmodula, najprej preveriti spajkanje SMD komponent na strani tiskanega vezja plošče.

Diagnostika čipov

Diagnostika krmilnika FSP3528 se ne razlikuje od diagnostike vseh drugih sodobnih krmilnikov PWM za sistemske napajalnike, o katerih smo že večkrat govorili na straneh naše revije. A vseeno, še enkrat, v splošni oris, vam bomo povedali, kako lahko preverite, ali podmodul deluje pravilno.

Za preverjanje je potrebno odklopiti napajanje s podmodulom, ki se diagnosticira, iz omrežja in na njegove izhode uporabiti vse potrebne napetosti ( +5V, +3,3V, +12V, -5V, -12V, +5V_SB). To je mogoče storiti s pomočjo mostičkov iz drugega, delujočega, sistemskega napajanja. Odvisno od napajalnega tokokroga boste morda morali zagotoviti tudi ločeno napajalno napetost +5V na pin 1 podmodula. To lahko storite z mostičkom med pin 1 podmodula in linijo +5V.

Hkrati pa ob stiku C.T.(nadaljevanje 8) se mora pojaviti žagasta napetost in na kontaktu VREF(nožica 12). konstantna napetost +3,5 V.

Nato morate signal na kratko skleniti z maso PS-ON. To naredite tako, da ozemljite kontakt izhodnega priključka napajalnika (običajno zelena žica) ali pin 3 samega podmodula. V tem primeru bi se morali na izhodu podmodula (pin 1 in pin 2) in na izhodu mikrovezja FSP3528 (pin 19 in pin 20) pojaviti pravokotni impulzi, ki sledijo v protifazi.

Odsotnost impulzov kaže na okvaro podmodula ali mikrovezja.

Rad bi opozoril, da je pri uporabi takšnih diagnostičnih metod potrebno skrbno analizirati napajalno vezje, saj se lahko metodologija testiranja nekoliko spremeni, odvisno od konfiguracije povratnih vezij in zaščitnih vezij. zasilni načini delovanje napajalnika.

  • GTX 1060 Gigabyte Windforce za peni na XPERT.RU. "> GTX 1060 Gigabyte Windforce za drobiž v XPERT.RU.
  • GTX 1070 v XPERT.RU - najbolj kul ne-refi za večino nizke cene
  • Veliko GTX 1060 od 17 t.r. v Citylinku. Moramo ga vzeti

Označite lahko dele besedila, ki vas zanimajo,
ki bo na voljo prek edinstvene povezave v naslovna vrstica brskalnik.

Napajalnik ATX: pretvorba v nizkofrekvenčni ojačevalnik (2. del)

serj 22.10.2011 00:00 Stran: 3 od 3| | tiskana različica | | arhiv
  • Stran 1: Posodobitev stikalnega napajalnika, navedba problema, FSP ATX-300GTF, odstranitev odvečnega, izbira metode za pridobitev povečane izhodne napetosti, previjanje transformatorja, množilnik
  • Stran 2: Dodatni transformator, izbor in izračun transformatorja, usmerniške diode, napajalni transformator, induktor
  • Stran 3: Izpopolnitev vezja krmilnika napajanja, visokofrekvenčne motnje, opažanja in zaključki, zaključek

Izpopolnitev vezja krmilnika napajanja

Napajalnik računalnika zagotavlja veliko izhodnih napetosti in mora nadzorovati njihovo prisotnost v določenih mejah. Če je napetost prenizka ali previsoka, se mora zaščita sprožiti in izklopiti napajanje. Zadevni napajalnik nima takšne "menažerije" (drugačen je) in poskus vklopa bo povzročil takojšnjo zaustavitev - vezje nima napetosti +5 V in 3,3 V. Pravzaprav bi lahko prihranili, vendar bi s tem zmanjšali prostor, ki ga že tako ni dovolj. No, moral boš pretentati krmilnik in simulirati manjkajoče napetosti.

V napajalniku FSP ATX-300GTF je krmilni čip FSP3528. Zanjo ni veliko dokumentacije, prej je popolnoma odsotna. Kar zadeva dodelitve pinov in krmilne signale, lahko tesen (vendar ne popoln!) analog imenujemo KA3511. Kot razliko se takoj opazi drugačen delitveni koeficient signala OVP12, kamor so nameravali “splezati”. Bomo morali pogledati alternativne možnosti in pri tem lahko pomaga forum mesta rom.by, iz katerega je bila potegnjena približna sled krmilnika na čipu FSP3528:

Ko je spremenjen, močnostni del ostane nespremenjen, vendar je treba prilagoditi povratno zvezo in zaščito pred prekoračitvijo/premajzkostjo. Začnimo s slednjim, običajno je testna enota v mikrovezju organizirana na naslednji način (vzeto iz opisa mikrovezja KA3511):

Če je katera koli izhodna napetost nad pragom, se sproži primerjalnik OVP in napajanje se izklopi. Pri prenizki napetosti se izhod primerjalnika UVP nastavi na 0, kar izklopi tranzistor in omogoči polnjenje zunanjega kondenzatorja Tuvp (preko pina 17). Ko je kondenzator napolnjen do napetosti 1,8 V, bo izhodna raven visoka, kar bo blokiralo signal PWM in povzročilo izklop napajanja.

Prečiščevanje je mogoče izvesti na dva načina - ali ustvariti standardne napetosti 12 V, 5 V in 3,3 V z uporabo uporovnih delilnikov. Ali pa druga možnost je, da vas ne zanima vse to nepotrebno dejanje in preprosto priključite 0 voltov na vhode V12, V5 in V3.3. V tem primeru bo zaščita UVP delovala, vendar je blokirana s kratkim stikom nožice 17 z maso - zaščitno vezje bo čakalo na signal za izklop "zelo dolgo." Ta rešitev je dobra, ker je izhodna napetost lahko karkoli, tudi nastavljiva (nastavljiva), nadzor napetosti pa vam ne bo prišel pod noge. Če pa potrebujete nadzor nad presežkom, lahko na vezje OVP uporabite eno ali dve napetosti.

No, preučili smo strojno opremo, lahko preidemo na FSP3528. In takoj sledi darilo - ta krmilnik nima UVP vozlišča in s krmilnimi vhodi ni treba nič narediti, le odklopiti jih je treba od preostalega vezja (ali jih kratko povezati z maso).

Naslednji korak je ponovna izgradnja stabilizacijske verige. Sodeč po vezju FSP ATX-300GTF krmilnik stabilizira izhodno napetost pri treh napetostih: 12, 5 in 3,3. Delno razumem, kako sta bila 12 V in 5 V vključena v ta seznam, ampak kaj ima 3.3 s tem? Pomen uhaja. Vendar je to "njihov posel", v spremenjenem napajalniku bo povratno vezje preurejeno in vsi ti "presežki" bodo odstranjeni.

V prvi različici je bila povratna informacija vzeta iz izhodov "+40 V" in "+12 V" prek dveh enakih uporov 10 kOhm na spremenljivi upor. V tokokrog med to točko in maso je bil nameščen dodaten upor 430 ohmov. Za referenco Vref = 1,25 V. Izhodna napetost je bila regulirana v območju +11...+16 V (na izhodu "+12 V"), ostali izhodi so se spreminjali sorazmerno.

Spremenjeno napajanje je pokazalo naslednje rezultate:

Obremenitveni tok
kanali, A		Napetost
izhod +12 V, V		Napetost
izhod -12 V, V		Napetost
izhod +40 V, V		Napetost
izhod -40 V, V
v prostem teku 11.60 -11.66 40.90 -40.88
"+40 V" 1 A 12.48 -12.56 40.01 -44.79
"+40 V" 2 A 12.58 -12.75 39.82 -46.17
"-40 V" 1 A 11.50 -11.50 40.93 -36.88
"-40 V" 2 A 11.36 -11.22 41.11 -35.40
"+12 V" 1 A 11.11 -11.57 41.45 -41.50
"+12 V" 2 A 10.92 -11.58 41.62 -42.09
"-12 V" 1 A 11.35 -10.60 41.19 -41.37
"-12 V" 2 A 11.25 -10.16 41.23 -41.30
"+40 V" 4 A 13.09 -13.24 39.47 -46.71
"-40 V" 4 A 11.15 -10.71 41.41 -32.23

Številčne podatke je precej težko predstaviti v obliki kakovostne lastnosti, poskusimo rezultate predstaviti grafično. Če dobljene številke preprosto prenesete na grafe, se bodo pozitivne in negativne napetosti "razhajale" v različnih smereh in kvalitativna primerjava ne bo delovalo. Poskusimo drugače, preračunajmo vse vrednosti na 100%, za negativne vrednosti pa vzamemo modul - posledično bodo vsi štirje grafi potekali drug ob drugem, kar je potrebno.

Karakteristike obremenitve so bile izmerjene le do štirih amperov, nadaljnje povečanje tok je bil brez pomena - izhod "-40 V" je presegel prag "-25%":

Barve grafikona:

  • Temno rdeča, +40 V.
  • Temno zelena, -40 V.
  • Siva, +12 V.
  • Modra, -12 V.

Hmmm. Slabosti stabilizacije samo pozitivnih napetosti so precej jasno vidne - sistem praktično ne "vidi" povečanja porabe na negativnih izhodih, zaradi česar se njihova napetost močno zmanjša. Poglejte zadnji dve vrstici - kanal "+40 V" se vzdržuje pri približno 40 voltih, medtem ko "-40 V" naredi nekaj nerazumljivega. V stabilizacijsko vezje bomo morali vnesti negativne izhode. Vendar ne potrebujem kanala "+/-12 V", zato je dovolj, da dodam samo "-40 V".

Poleg zmanjšane stabilnosti negativnih napetosti obstaja še ena težava - raven valovanja z omrežno frekvenco. Pri valovanju in pretvorniškem šumu je vse preprosto - večji kondenzator, pa še LC filter in problem izgine. Toda nizkofrekvenčni utripi nastanejo zaradi neučinkovite povratne informacije. Zakaj ne? Nestabilnost z omrežno frekvenco vpliva na vse izhode, kar pomeni, da morajo biti prisotni tudi na pozitivnih izhodih, pokritih s povratnimi informacijami, ki lahko odpravijo vse. Žal so na izhodih nameščeni kondenzatorji znatne kapacitete in tok obremenitve je zelo nizek.

Posledično se kondenzatorji napolnijo na vrhovih nizkofrekvenčnih pulzacij in praktično ne spremenijo svoje napetosti v obdobju pulziranja. To pomeni, da napetost na neobremenjenih izhodih ne vsebuje valovanja in povratna informacija "ne vidi" nobene spremembe, zato jih ne more odpraviti. Na primer, ko je samo "-12 V" izhod obremenjen s tokom 2 A, se ne samo njegova napetost (-10,16 V) močno zmanjša, ampak se tudi valovanje z omrežno frekvenco divje poveča, do 1,5 volta. Če ustvarite obremenitveni tok, ki zadostuje za izpraznitev kondenzatorjev za shranjevanje povratnih informacij ("+12 V" ali "+40 V"), se izhod "-12 V" vrne v normalno stanje, vrednost valovanja se zmanjša na 50 mV .

Torej obstajata dve težavi - razširite povratno informacijo tako, da ji dodate izhod "-40 V" in nekako uvedete povratno informacijo prek izmeničnega signala za isti izhod "-40 V".

Na diagramu rdeči in zeleni križci označujejo elemente in poti, ki jih je treba izbrisati. V levi zgornji kot dodano povratno vezje napajanja. Izhod "+40 V" je povezan preko upora 22 kOhm in verige 2,2 kOhm + 0,1 μF, "+12 V" preko upora 10 kOhm in vezje za obračanje toka iz negativnega izhoda "-40 V" se izvaja na preostalih elementih. Dodatno vezje 47 kOhm in 0,1 µF zmanjša nivo valovanja na izhodu -40 V, kar je prikazano v zgornjem desnem delu slike.

Po predelavi je napajalnik pokazal naslednje lastnosti:

Obremenitveni tok
kanali, A		Napetost
izhod +12 V, V		Napetost
izhod -12 V, V		Napetost
izhod +40 V, V		Napetost
izhod -40 V, V
v prostem teku 11.83 -11.89 40.79 -40.59
"+40 V" 1 A 12.09 -12.20 38.78 -42.26
"+40 V" 2 A 12.18 -12.34 38.54 -42.26
"+40 V" 4 A 12.60 -12.83 37.91 -41.90
"-40 V" 1 A 12.04 -12.05 41.98 -38.54
"-40 V" 2 A 12.24 -12.15 41.84 -38.21
"-40 V" 4 A 12.79 -12.59 41.38 -37.40
"+12 V" 1 A 11.47 -11.87 41.08 -40.89
"+12 V" 2 A 11.26 -11.80 41.22 -41.20
"-12 V" 1 A 11.76 -11.47 40.79 -40.63
"-12 V" 2 A 11.79 -10.78 40.92 -40.34
"+40 V" 5 A 12.95 -13.11 37.44 -41.53
"-40 V" 5 A 13.11 -12.95 41.11 -36.91
“+40 V” 4 A, “-40 V” 1 A 13.29 -13.37 38.10 -40.01
"+40 V" 10 A 14.90 -15.02 35.15 -39.65
"-40 V" 10 A 14.71 -14.77 40.19 -34.37

Raven nizkofrekvenčnih pulzacij ni presegla 50 mV. Kaj pa visoke frekvence? O njih bi morali govoriti ločeno.

Značilnosti obremenitve so naslednje:

Napajalnik ustreza zahtevanim specifikacijam v vseh pogledih, razen enega - drugi kanal bi moral biti +/-20 V, vendar se je izkazalo, da je +/-12 V. Za te namene kam bo šel to napajanje, napetost dodatni kanal ni pomembno, zato sem preprosto "zamižal na eno oko" pred kršitvijo te klavzule. Če želite dobiti drugačno napetost, večjo od +/-12 V, potem morate storiti enako kot z glavnim kanalom "+/-40 V" - uporabite navitje na drugem transformatorju, da povečate izhod nivo napetosti. Če želite na primer dobiti +/-20 V, morate slediti tem korakom:

1. Na vsakem sekundarnem navitju dodatnega transformatorja je treba narediti pipo. Pravzaprav boste morali naviti dva navitja namesto enega, z dvema vodnikoma je prostor na okvirju.
2. Pridobitev 20 V zahteva dodajanje 8 V k obstoječim 12 V. Za šest obratov primarnega navitja dodatno. Transformator ima 11 voltov, kar pomeni, da bo 8 voltov zahtevalo 8*6/11=4,3 (štirje obrati).
3. Število obratov sekundarnega navitja je bilo petnajst, zdaj pa je razdeljeno na dva neenaka dela - štiri in enajst obratov.
4. Obremenitveni tok kanalov "+/-40 V" in "+/-20 V" teče skozi manjše navitje (štirje obrati), zato je vredno upoštevati debelino uporabljene žice. Če povečanje toka ni tako veliko, ojačevalniki pasov LF in MF-HF ojačevalnika redko delujejo hkrati, potem lahko pustite isto žico, ki se uporablja za celotno navijanje. Če je lahko trenutna raven dolgoročno bistveno višja, potem je bolje podvojiti število vodnikov v tem navitju.
5. Zaporedje navijanja je lahko različno, ker se celotno navitje morda ne prilega okvirju v eni plasti, vendar morajo imeti vsa navitja istega tipa popolnoma enako število ovojev. Te zahteve ni težko izpolniti, le previdni morate biti.

Verjetno ni treba risati vezja s spremenjenim izhodom "+/-20 V" - če ste razumeli načelo pridobivanja "+/-40 V", potem je tukaj uporabljena popolnoma ista tehnika.

Visokofrekvenčne motnje

Motnje frekvence pretvornika so nadloga stikalnih napajalnikov. Ko se pojavijo, se razširijo po vseh tokokrogih in poslabšajo delovanje naprav. Zaradi tega najbolj trpijo različne vrste sprejemniki analogni signal, predvsem z žično povezavo brez električna izolacija. Žal, "ojačevalnik" ima vse te "prednosti", zato je problem RF motenj zelo pereč. Razmislimo o poenostavljeni topologiji polmostnega impulznega pretvornika:


Omrežna napetost 220 V se popravi z diodnim mostom UZ1, zgladi s kondenzatorjem C1 in nato napaja v pretvornik. Samo črpano iz njega ključni tranzistorji, drugi elementi ne vplivajo na stopnjo motenj. Tranzistorja Q1 in Q2 sta izmenično zaprta, kar na izhodu ustvari napetost PWM. Kondenzator C2 odstrani enosmerno komponento in oddaja izmenični signal brez slabljenja. Z vidika pojava motenj ga je mogoče mentalno "skrajšati" in pravzaprav sem ga zaman narisal, preprosto nisem mogel zatreti navade, da ne delam neizvedljivih rešitev, tudi v pogojni obliki.

Napetost na primarnem navitju transformatorja (zatiči 6-4) - kompleksna oblika z zelo "ostrimi" robovi z amplitudo +/-150 voltov (+/- polovica napajalne napetosti). Da bi bili vsaj nekoliko natančni, predpostavimo, da je napetost PWM ustvarjena z delovnim ciklom 70% in je izhodna napetost stabilizirana pri 12 voltih. To pomeni, da vsako sekundarno navitje prejme impulzno napetost z amplitudo +/-20 voltov.

Ni naključje, da vztrajno ponavljam o frontah - ostrejša kot je sprememba amplitude signala, večji je njegov spekter. "Majhna" medsebojna kapacitivnost ne prevaja dobro osnovne frekvence pretvornika, vendar so "fronte" popolnoma drugačne; visoka frekvenca, enote megahercev, in dobro prehaja tudi skozi "majhno" previto kapacitivnost. Zato so motnje vidne na izhodnih napetostih ne v obliki frekvence pretvorbe (40-80 kHz), temveč "palice", izbruh RF nihanj v trenutkih preklopnih front tranzistorja.

Kako lahko zmanjšate RF motnje? Zaslon je sicer že narejen in njegova učinkovitost delovanja je kar visoka... a to ni dovolj. Ali naj namestim filter na izhodu napajalnika? Dobra ideja, to počnejo prepogosto učinkovit ukrep. Pri tem napajalniku bi vsekakor morali narediti nekaj podobnega, tako da bi izhodne žice napajalnika speljali skozi feritni obroč, a vse to so sredstva za reševanje posledic, ne pa same bolezni.

Preostane le še ena stvar - postavite majhen kondenzator med skupne žice primarne in sekundarne strani. Med temi vezji se inducirajo motnje, kar pomeni, da jih bo kondenzator "zadušil". Tehnika je stara in se uporablja že dolgo, vendar ima pomanjkljivost, ki omejuje njeno široko uporabo - "skupna" žica omrežnega dela vezja je precej "umazana", z visoko stopnjo motenj. To je posledica dejstva, da tranzistorji preklapljajo visoko moč z nizkim preklopnim časom, kar povzroča visoko stopnjo RF motenj v napajalnih tokokrogih.

Namestitev kondenzatorja med "ozemljitvijo" omrežja in izhodnimi deli zmanjša raven hrupa v transformatorju, vendar doda hrup iz napajalnih tokokrogov tranzistorjev. Običajno se uporablja kondenzator 470 pF - 4,7 nF (odvisno od vrednosti aktivne prekrivne kapacitivnosti) z delovno napetostjo najmanj 3000 voltov. Uporabil sem običajni "Y" kondenzator s kapaciteto 2,2 nF. Učinkovitost dušenja hrupa je razvidna iz toka uhajanja med "masovnimi" vezji omrežja in izhodnimi deli naprave, za katere je med njimi nameščen upor 1 kOhm in se meri napetost. Originalna različica ki se nahaja na levi, po dodajanju kondenzatorja na desni:

Jasno je razvidno, da se je stopnja motenj večkrat zmanjšala. Koga pa zanimajo morebitni uhajajoči tokovi? Poglejmo, kaj se spremeni na izhodu napajalnika.

Na levi je oscilogram pred namestitvijo kondenzatorja, na desni - po:

Slike so bile posnete pri moči bremena 40 W. In tudi tu so razlike vidne s prostim očesom. Dodajanje kondenzatorja je odpravilo "visokofrekvenčni hrup", ki je povzročal največ škode. Preostale "palčke" zlahka odstrani LC filter na ojačevalni plošči in ne povzročajo težav.

Ne poskušajte doseči posebej nizke ravni motenj v samem napajalniku - tam očitno ni dovolj prostora za normalno usmerjanje ozemljitvenega tokokroga, kompaktna postavitev napajalnih elementov pa ustvarja pogoje za širjenje motenj s sevanjem. Ni zaman, da so omrežni napajalniki izdelani kot ločene naprave v kovinskem ohišju.

Opažanja in sklepi

Po vseh modifikacijah in spremembah je bil rezultat naslednji napajalnik:


Njegova predelava je potekala brez zapletov in zgorelih tranzistorjev, kar je pri stikalnih napajalnikih redkost. Glavna stvar je, da pazite, da ne odstranite ničesar nepotrebnega, zlasti za tokokroge delovnega vira. Učinkovitost ni bila posebej izmerjena; pri obremenitvi 200 W je okoli 86 odstotkov. Zanimivo je, da je pred spremembo napajalnik pokazal učinkovitost 76 odstotkov, vendar je bila glavna obremenitev ustvarjena na izhodu 12 V. No, dodatni transformator ni močno poslabšal zmogljivosti napajalnika in to je dobra novica .

Kar zadeva sam napajalnik, pri obremenitvi 100 W v njem ni elementov, ki bi bili vročejši od 40 stopinj. Napajalnik ima ventilator z nizkimi obremenitvami, njegova hitrost vrtenja je zanemarljiva; Lahko bi ga popolnoma odstranili, vendar je zasnova radiatorjev slabo primerna za hlajenje z naravno konvekcijo. Poleg tega izkoristek ojačevalnika nikakor ni 100% in bo vseboval tudi radiator. To pomeni, da je ventilator lahko zelo uporaben - že z majhnim pretokom zraka se učinkovitost radiatorja ojačevalnika poveča in ga je mogoče zmanjšati.

Izpopolnitev vezja krmilnika napajanja, visokofrekvenčne motnje, opažanja in zaključki, zaključek


  • GTX 1060 Gigabyte Windforce za peni na XPERT.RU. "> GTX 1060 Gigabyte Windforce za drobiž v XPERT.RU.
  • GTX 1070 na XPERT.RU - najbolj kul unref po najnižjih cenah
  • Veliko GTX 1060 od 17 t.r. v Citylinku. Moramo ga vzeti

Označite lahko dele besedila, ki vas zanimajo,
ki bo na voljo prek edinstvene povezave v naslovni vrstici brskalnika.

Napajalnik ATX: pretvorba v nizkofrekvenčni ojačevalnik (2. del)

serj 22.10.2011 00:00 Stran: 3 od 3| | tiskana različica | | arhiv
  • Stran 1: Posodobitev stikalnega napajalnika, navedba problema, FSP ATX-300GTF, odstranitev odvečnega, izbira metode za pridobitev povečane izhodne napetosti, previjanje transformatorja, množilnik
  • Stran 2: Dodatni transformator, izbor in izračun transformatorja, usmerniške diode, napajalni transformator, induktor
  • Stran 3: Izpopolnitev vezja krmilnika napajanja, visokofrekvenčne motnje, opažanja in zaključki, zaključek

Izpopolnitev vezja krmilnika napajanja

Napajalnik računalnika zagotavlja veliko izhodnih napetosti in mora nadzorovati njihovo prisotnost v določenih mejah. Če je napetost prenizka ali previsoka, se mora zaščita sprožiti in izklopiti napajanje. Zadevni napajalnik nima takšne "menažerije" (drugačen je) in poskus vklopa bo povzročil takojšnjo zaustavitev - vezje nima napetosti +5 V in 3,3 V. Pravzaprav bi lahko prihranili, vendar bi s tem zmanjšali prostor, ki ga že tako ni dovolj. No, moral boš pretentati krmilnik in simulirati manjkajoče napetosti.

V napajalniku FSP ATX-300GTF je krmilni čip FSP3528. Zanjo ni veliko dokumentacije, prej je popolnoma odsotna. Kar zadeva dodelitve pinov in krmilne signale, lahko tesen (vendar ne popoln!) analog imenujemo KA3511. Kot razliko se takoj opazi drugačen delitveni koeficient signala OVP12, kamor so nameravali “splezati”. Morali boste poiskati alternativne možnosti, pri tem pa vam lahko pomaga forum spletnega mesta rom.by, iz katerega je bila potegnjena približna sled krmilnika na čipu FSP3528:

Ko je spremenjen, močnostni del ostane nespremenjen, vendar je treba prilagoditi povratno zvezo in zaščito pred prekoračitvijo/premajzkostjo. Začnimo s slednjim, običajno je testna enota v mikrovezju organizirana na naslednji način (vzeto iz opisa mikrovezja KA3511):

Če je katera koli izhodna napetost nad pragom, se sproži primerjalnik OVP in napajanje se izklopi. Pri prenizki napetosti se izhod primerjalnika UVP nastavi na 0, kar izklopi tranzistor in omogoči polnjenje zunanjega kondenzatorja Tuvp (preko pina 17). Ko je kondenzator napolnjen do napetosti 1,8 V, bo izhodna raven visoka, kar bo blokiralo signal PWM in povzročilo izklop napajanja.

Prečiščevanje je mogoče izvesti na dva načina - ali ustvariti standardne napetosti 12 V, 5 V in 3,3 V z uporabo uporovnih delilnikov. Ali pa druga možnost je, da vas ne zanima vse to nepotrebno dejanje in preprosto priključite 0 voltov na vhode V12, V5 in V3.3. V tem primeru bo zaščita UVP delovala, vendar je blokirana s kratkim stikom nožice 17 z maso - zaščitno vezje bo čakalo na signal za izklop "zelo dolgo." Ta rešitev je dobra, ker je izhodna napetost lahko karkoli, tudi nastavljiva (nastavljiva), nadzor napetosti pa vam ne bo prišel pod noge. Če pa potrebujete nadzor nad presežkom, lahko na vezje OVP uporabite eno ali dve napetosti.

No, preučili smo strojno opremo, lahko preidemo na FSP3528. In takoj sledi darilo - ta krmilnik nima UVP vozlišča in s krmilnimi vhodi ni treba nič narediti, le odklopiti jih je treba od preostalega vezja (ali jih kratko povezati z maso).

Naslednji korak je ponovna izgradnja stabilizacijske verige. Sodeč po vezju FSP ATX-300GTF krmilnik stabilizira izhodno napetost pri treh napetostih: 12, 5 in 3,3. Delno razumem, kako sta bila 12 V in 5 V vključena v ta seznam, ampak kaj ima 3.3 s tem? Pomen uhaja. Vendar je to "njihov posel", v spremenjenem napajalniku bo povratno vezje preurejeno in vsi ti "presežki" bodo odstranjeni.

V prvi različici je bila povratna informacija vzeta iz izhodov "+40 V" in "+12 V" prek dveh enakih uporov 10 kOhm na spremenljivi upor. V tokokrog med to točko in maso je bil nameščen dodaten upor 430 ohmov. Za referenco Vref = 1,25 V. Izhodna napetost je bila regulirana v območju +11...+16 V (na izhodu "+12 V"), ostali izhodi so se spreminjali sorazmerno.

Spremenjeno napajanje je pokazalo naslednje rezultate:

Obremenitveni tok
kanali, A		Napetost
izhod +12 V, V		Napetost
izhod -12 V, V		Napetost
izhod +40 V, V		Napetost
izhod -40 V, V
v prostem teku 11.60 -11.66 40.90 -40.88
"+40 V" 1 A 12.48 -12.56 40.01 -44.79
"+40 V" 2 A 12.58 -12.75 39.82 -46.17
"-40 V" 1 A 11.50 -11.50 40.93 -36.88
"-40 V" 2 A 11.36 -11.22 41.11 -35.40
"+12 V" 1 A 11.11 -11.57 41.45 -41.50
"+12 V" 2 A 10.92 -11.58 41.62 -42.09
"-12 V" 1 A 11.35 -10.60 41.19 -41.37
"-12 V" 2 A 11.25 -10.16 41.23 -41.30
"+40 V" 4 A 13.09 -13.24 39.47 -46.71
"-40 V" 4 A 11.15 -10.71 41.41 -32.23

Številčne podatke je precej težko predstaviti v obliki kvalitativnih karakteristik, poskusimo rezultate predstaviti grafično. Če dobljene številke preprosto prenesete na grafe, se bodo pozitivne in negativne napetosti "razhajale" v različnih smereh in kvalitativna primerjava ne bo mogoča. Poskusimo drugače, preračunajmo vse vrednosti na 100%, za negativne vrednosti pa vzamemo modul - posledično bodo vsi štirje grafi potekali drug ob drugem, kar je potrebno.

Karakteristike obremenitve so bile izmerjene le do štirih amperov, nadaljnje povečanje toka je bilo nesmiselno - izhod "-40 V" je presegel prag "-25%";

Barve grafikona:

  • Temno rdeča, +40 V.
  • Temno zelena, -40 V.
  • Siva, +12 V.
  • Modra, -12 V.

Hmmm. Slabosti stabilizacije samo pozitivnih napetosti so precej jasno vidne - sistem praktično ne "vidi" povečanja porabe na negativnih izhodih, zaradi česar se njihova napetost močno zmanjša. Poglejte zadnji dve vrstici - kanal "+40 V" se vzdržuje pri približno 40 voltih, medtem ko "-40 V" naredi nekaj nerazumljivega. V stabilizacijsko vezje bomo morali vnesti negativne izhode. Vendar ne potrebujem kanala "+/-12 V", zato je dovolj, da dodam samo "-40 V".

Poleg zmanjšane stabilnosti negativnih napetosti obstaja še ena težava - raven valovanja z omrežno frekvenco. Pri valovanju in pretvorniškem šumu je vse preprosto - večji kondenzator, pa še LC filter in problem izgine. Toda nizkofrekvenčni utripi nastanejo zaradi neučinkovite povratne informacije. Zakaj ne? Nestabilnost z omrežno frekvenco vpliva na vse izhode, kar pomeni, da morajo biti prisotni tudi na pozitivnih izhodih, pokritih s povratnimi informacijami, ki lahko odpravijo vse. Žal so na izhodih nameščeni kondenzatorji znatne kapacitete in tok obremenitve je zelo nizek.

Posledično se kondenzatorji napolnijo na vrhovih nizkofrekvenčnih pulzacij in praktično ne spremenijo svoje napetosti v obdobju pulziranja. To pomeni, da napetost na neobremenjenih izhodih ne vsebuje valovanja in povratna informacija "ne vidi" nobene spremembe, zato jih ne more odpraviti. Na primer, ko je samo "-12 V" izhod obremenjen s tokom 2 A, se ne samo njegova napetost (-10,16 V) močno zmanjša, ampak se tudi valovanje z omrežno frekvenco divje poveča, do 1,5 volta. Če ustvarite obremenitveni tok, ki zadostuje za izpraznitev kondenzatorjev za shranjevanje povratnih informacij ("+12 V" ali "+40 V"), se izhod "-12 V" vrne v normalno stanje, vrednost valovanja se zmanjša na 50 mV .

Torej obstajata dve težavi - razširite povratno informacijo tako, da ji dodate izhod "-40 V" in nekako uvedete povratno informacijo prek izmeničnega signala za isti izhod "-40 V".

Na diagramu rdeči in zeleni križci označujejo elemente in poti, ki jih je treba izbrisati. V zgornjem levem kotu je dodano povratno vezje napajalnika. Izhod "+40 V" je povezan preko upora 22 kOhm in verige 2,2 kOhm + 0,1 μF, "+12 V" preko upora 10 kOhm in vezje za obračanje toka iz negativnega izhoda "-40 V" se izvaja na preostalih elementih. Dodatno vezje 47 kOhm in 0,1 µF zmanjša nivo valovanja na izhodu -40 V, kar je prikazano v zgornjem desnem delu slike.

Po predelavi je napajalnik pokazal naslednje lastnosti:

Obremenitveni tok
kanali, A		Napetost
izhod +12 V, V		Napetost
izhod -12 V, V		Napetost
izhod +40 V, V		Napetost
izhod -40 V, V
v prostem teku 11.83 -11.89 40.79 -40.59
"+40 V" 1 A 12.09 -12.20 38.78 -42.26
"+40 V" 2 A 12.18 -12.34 38.54 -42.26
"+40 V" 4 A 12.60 -12.83 37.91 -41.90
"-40 V" 1 A 12.04 -12.05 41.98 -38.54
"-40 V" 2 A 12.24 -12.15 41.84 -38.21
"-40 V" 4 A 12.79 -12.59 41.38 -37.40
"+12 V" 1 A 11.47 -11.87 41.08 -40.89
"+12 V" 2 A 11.26 -11.80 41.22 -41.20
"-12 V" 1 A 11.76 -11.47 40.79 -40.63
"-12 V" 2 A 11.79 -10.78 40.92 -40.34
"+40 V" 5 A 12.95 -13.11 37.44 -41.53
"-40 V" 5 A 13.11 -12.95 41.11 -36.91
“+40 V” 4 A, “-40 V” 1 A 13.29 -13.37 38.10 -40.01
"+40 V" 10 A 14.90 -15.02 35.15 -39.65
"-40 V" 10 A 14.71 -14.77 40.19 -34.37

Raven nizkofrekvenčnih pulzacij ni presegla 50 mV. Kaj pa visoke frekvence? O njih bi morali govoriti ločeno.

Značilnosti obremenitve so naslednje:

Napajalnik v vseh pogledih ustreza zahtevanim specifikacijam, razen enega - drugi kanal bi moral biti +/-20 V, izkazalo pa se je, da je +/-12 V. Za namene, za katere se bo ta napajalnik uporabljal, napetost dodatnega kanala ni pomembna, zato ni nobene kršitve. Na tej točki sem preprosto "zaprl oči." Če želite dobiti drugačno napetost, večjo od +/-12 V, potem morate storiti enako kot z glavnim kanalom "+/-40 V" - uporabite navitje na drugem transformatorju, da povečate izhod nivo napetosti. Če želite na primer dobiti +/-20 V, morate slediti tem korakom:

1. Na vsakem sekundarnem navitju dodatnega transformatorja je treba narediti pipo. Pravzaprav boste morali naviti dva navitja namesto enega, z dvema vodnikoma je prostor na okvirju.
2. Pridobitev 20 V zahteva dodajanje 8 V k obstoječim 12 V. Za šest obratov primarnega navitja dodatno. Transformator ima 11 voltov, kar pomeni, da bo 8 voltov zahtevalo 8*6/11=4,3 (štirje obrati).
3. Število obratov sekundarnega navitja je bilo petnajst, zdaj pa je razdeljeno na dva neenaka dela - štiri in enajst obratov.
4. Obremenitveni tok kanalov "+/-40 V" in "+/-20 V" teče skozi manjše navitje (štirje obrati), zato je vredno upoštevati debelino uporabljene žice. Če povečanje toka ni tako veliko, ojačevalniki pasov LF in MF-HF ojačevalnika redko delujejo hkrati, potem lahko pustite isto žico, ki se uporablja za celotno navijanje. Če je lahko trenutna raven dolgoročno bistveno višja, potem je bolje podvojiti število vodnikov v tem navitju.
5. Zaporedje navijanja je lahko različno, ker se celotno navitje morda ne prilega okvirju v eni plasti, vendar morajo imeti vsa navitja istega tipa popolnoma enako število ovojev. Te zahteve ni težko izpolniti, le previdni morate biti.

Verjetno ni treba risati vezja s spremenjenim izhodom "+/-20 V" - če ste razumeli načelo pridobivanja "+/-40 V", potem je tukaj uporabljena popolnoma ista tehnika.

Visokofrekvenčne motnje

Motnje frekvence pretvornika so nadloga stikalnih napajalnikov. Ko se pojavijo, se razširijo po vseh tokokrogih in poslabšajo delovanje naprav. Najbolj zaradi tega trpijo različni tipi sprejemnikov analognega signala, predvsem tisti z žično povezavo brez električne izolacije. Žal, "ojačevalnik" ima vse te "prednosti", zato je problem RF motenj zelo pereč. Razmislimo o poenostavljeni topologiji polmostnega impulznega pretvornika:


Omrežna napetost 220 V se popravi z diodnim mostom UZ1, zgladi s kondenzatorjem C1 in nato napaja v pretvornik. Iz njega so črpani le ključni tranzistorji, preostali elementi pa ne vplivajo na raven hrupa. Tranzistorja Q1 in Q2 sta izmenično zaprta, kar na izhodu ustvari napetost PWM. Kondenzator C2 odstrani enosmerno komponento in oddaja izmenični signal brez slabljenja. Z vidika pojava motenj ga je mogoče mentalno "skrajšati" in pravzaprav sem ga zaman narisal, preprosto nisem mogel zatreti navade, da ne delam neizvedljivih rešitev, tudi v pogojni obliki.

Napetost na primarnem navitju transformatorja (pins 6-4) je kompleksne oblike z zelo "ostrimi" robovi z amplitudo +/-150 voltov (+/- polovica napajalne napetosti). Da bi bili vsaj nekoliko natančni, predpostavimo, da je napetost PWM ustvarjena z delovnim ciklom 70% in je izhodna napetost stabilizirana pri 12 voltih. To pomeni, da vsako sekundarno navitje prejme impulzno napetost z amplitudo +/-20 voltov.

Ni naključje, da vztrajno ponavljam o frontah - ostrejša kot je sprememba amplitude signala, večji je njegov spekter. “Majhna” prevojna kapacitivnost ne prevaja dobro osnovne frekvence pretvornika, “fronte” pa so popolnoma drugačne, proizvajajo zelo visoko frekvenco, več megahercev, in dobro prehaja tudi skozi “majhno” prevojno kapacitivnost. Zato so motnje vidne na izhodnih napetostih ne v obliki frekvence pretvorbe (40-80 kHz), temveč "palice", izbruh HF nihanj v trenutkih preklopnih front tranzistorja.

Kako lahko zmanjšate RF motnje? Zaslon je sicer že narejen in njegova učinkovitost delovanja je kar visoka... a to ni dovolj. Ali naj namestim filter na izhodu napajalnika? Dobra ideja, to se pogosto počne in je učinkovit ukrep. Pri tem napajalniku bi vsekakor morali narediti nekaj podobnega, tako da bi izhodne žice napajalnika speljali skozi feritni obroč, a vse to so sredstva za reševanje posledic, ne pa same bolezni.

Preostane le še ena stvar - postavite majhen kondenzator med skupne žice primarne in sekundarne strani. Med temi vezji se inducirajo motnje, kar pomeni, da jih bo kondenzator "zadušil". Tehnika je stara in se uporablja že dolgo, vendar ima pomanjkljivost, ki omejuje njeno široko uporabo - "skupna" žica omrežnega dela vezja je precej "umazana", z visoko stopnjo motenj. To je posledica dejstva, da tranzistorji preklapljajo visoko moč z nizkim preklopnim časom, kar povzroča visoko stopnjo RF motenj v napajalnih tokokrogih.

Namestitev kondenzatorja med "ozemljitvijo" omrežja in izhodnimi deli zmanjša raven hrupa v transformatorju, vendar doda hrup iz napajalnih tokokrogov tranzistorjev. Običajno se uporablja kondenzator 470 pF - 4,7 nF (odvisno od vrednosti aktivne prekrivne kapacitivnosti) z delovno napetostjo najmanj 3000 voltov. Uporabil sem običajni "Y" kondenzator s kapaciteto 2,2 nF. Učinkovitost dušenja hrupa je razvidna iz uhajanja toka med "zemljitvenimi" vezji omrežja in izhodnimi deli naprave, za katere je med njimi nameščen upor 1 kOhm in se meri napetost. Prvotna različica se nahaja na levi, po dodajanju kondenzatorja na desni:

Jasno je razvidno, da se je stopnja motenj večkrat zmanjšala. Koga pa zanimajo morebitni uhajajoči tokovi? Poglejmo, kaj se spremeni na izhodu napajalnika.

Na levi je oscilogram pred namestitvijo kondenzatorja, na desni - po:

Slike so bile posnete pri moči bremena 40 W. In tudi tu so razlike vidne s prostim očesom. Dodajanje kondenzatorja je odpravilo "visokofrekvenčni hrup", ki je povzročal največ škode. Preostale "palčke" zlahka odstrani LC filter na ojačevalni plošči in ne povzročajo težav.

Ne poskušajte doseči posebej nizke ravni motenj v samem napajalniku - tam očitno ni dovolj prostora za normalno usmerjanje ozemljitvenega tokokroga, kompaktna postavitev napajalnih elementov pa ustvarja pogoje za širjenje motenj s sevanjem. Ni zaman, da so omrežni napajalniki izdelani kot ločene naprave v kovinskem ohišju.

Opažanja in sklepi

Po vseh modifikacijah in spremembah je bil rezultat naslednji napajalnik:


Njegova predelava je potekala brez zapletov in zgorelih tranzistorjev, kar je pri stikalnih napajalnikih redkost. Glavna stvar je, da pazite, da ne odstranite ničesar nepotrebnega, zlasti za tokokroge delovnega vira. Učinkovitost ni bila posebej izmerjena; pri obremenitvi 200 W je okoli 86 odstotkov. Zanimivo je, da je pred spremembo napajalnik pokazal učinkovitost 76 odstotkov, vendar je bila glavna obremenitev ustvarjena na izhodu 12 V. No, dodatni transformator ni močno poslabšal zmogljivosti napajalnika in to je dobra novica .

Kar zadeva sam napajalnik, pri obremenitvi 100 W v njem ni elementov, ki bi bili vročejši od 40 stopinj. Napajalnik ima ventilator z nizkimi obremenitvami, njegova hitrost vrtenja je zanemarljiva; Lahko bi ga popolnoma odstranili, vendar je zasnova radiatorjev slabo primerna za hlajenje z naravno konvekcijo. Poleg tega izkoristek ojačevalnika nikakor ni 100% in bo vseboval tudi radiator. To pomeni, da je ventilator lahko zelo uporaben - že z majhnim pretokom zraka se učinkovitost radiatorja ojačevalnika poveča in ga je mogoče zmanjšati.

Izpopolnitev vezja krmilnika napajanja, visokofrekvenčne motnje, opažanja in zaključki, zaključek




Ta članek je na voljo tudi v naslednjih jezikih: tajska
  • Naprej

    Najlepša HVALA za zelo koristne informacije v članku. Vse je predstavljeno zelo jasno. Zdi se, da je bilo z analizo delovanja trgovine eBay vloženega veliko dela

    • Hvala vam in ostalim rednim bralcem mojega bloga. Brez vas ne bi bil dovolj motiviran, da bi posvetil veliko časa vzdrževanju te strani. Moji možgani so tako zgrajeni: rad se poglabljam, sistematiziram razpršene podatke, preizkušam stvari, ki jih še nihče ni naredil ali pogledal s tega zornega kota. Škoda, da naši rojaki zaradi krize v Rusiji nimajo časa za nakupovanje na eBayu. Kupujejo pri Aliexpressu iz Kitajske, saj je tam blago veliko cenejše (pogosto na račun kakovosti). Toda spletne dražbe eBay, Amazon, ETSY bodo Kitajcem zlahka dale prednost pri ponudbi blagovnih znamk, vintage predmetov, ročno izdelanih predmetov in različnih etničnih izdelkov.

      • Naprej

        V vaših člankih je dragocen vaš osebni odnos in analiza teme. Ne opustite tega bloga, sem pogosto. Takšnih bi nas moralo biti veliko. Pošlji mi e-pošto Pred kratkim sem prejel e-pošto s ponudbo, da me bodo naučili trgovati na Amazonu in eBayu.

  • In spomnil sem se vaših podrobnih člankov o teh poslih. območje
    Še enkrat sem vse prebral in ugotovil, da so tečaji prevara. Ničesar še nisem kupil na eBayu. Nisem iz Rusije, ampak iz Kazahstana (Almaty). Ampak tudi dodatnih stroškov še ne potrebujemo.