leoniv (leoniv) wrote,
leoniv
leoniv

Category:

Снова в трансе

DSC_4380_s

В прошлом посте так и не прозвучало основной мысли. Она оказалась размазанной мелкими конкретностями. Тем не менее, через день она вылезла из-под завалов конкретики, отрясла обсыпанный штукатуркой воротник - и сформулировала себя: "Не существует простых вещей".



Трансформатор на 50 Гц, проще которого ничего не бывает в природе, с трудом поддается расчету. Но все-таки поддается. Опыт изготовления трансформатора для предыдущего источника питания внушил надежду на возможность точного математического расчета.

В следующей модели источника PSL-2402 трансформатор считать нужно несколько по-другому. Этот источник на ток 2 А, тут уже становится критичным нагрев выпрямителя. Даже выпрямитель на диодах Шоттки (два моста) давал бы потери около 5 Вт. Это не так и много, но требуется некое конструктивное решение, позволяющее отвести тепло от моста. Например, поставить мост на радиатор. К сожалению, это сильно ограничивает возможности компоновки устройства. Было бы лучше, если бы выпрямитель вообще не грелся, тогда его можно будет разместить где угодно.

И такой выпрямитель есть - это синхронный выпрямитель на MOSFET. Известно, что падение напряжения на открытом MOSFET намного ниже падения на диоде, это можно испльзовать для минимизации потерь в выпрямителе. Выпрямитель на MOSFET в простейшем случае выглядит так:

sync0

Но у него есть недостатки. Один из них - напряжение исток-затвор обычно не должно превышать 20 В, поэтому схема годится только для низковольтных решений. Правда, простая модификация схемы позволяет ее применить для напряжений повыше. Например, в паяльной станции на напряжение 24 В я использовал такой синхронный выпрямитель:

sync1

Только транзисторы ставил самые дешевые, IRFZ34 и IRF9Z34, сделав из них молотком и зубилом корпус D2PAK. Второй недостаток схемы - использование N и P-канальных транзисторов. Последние намного дороже и хуже. Но есть и еще один недостаток, куда более существенный. Такая схема может работать только на активную нагрузку: нагреватели, лампочки и т.д. Если попытаться сгладить выходное напряжение конденсатором, схема работать не будет. Связано это с тем, что транзисторы открываются на время всего полупериода. При этом емкость будет разряжаться, когда текущее значение переменного напряжения меньше напряжения на емкости. Это неправильно. Транзисторы должны открываться только тогда, когда мгновенное значение переменного напряжения выше напряжения на емкости. Так работают обычные диоды, так можно заставить работать и транзисторы. Каждым транзистором должен управлять компаратор, который срабатывает, когда входное напряжение превышает выходное. В итоге схема двух выпрямительных мостиков становится примерно такой:

br1

Вообще удивительно, почему в наше продвинутое время продолжают массово выпускаться примитивные мосты типа всяких KBU407 на обычных диодах. По идее, в корпусе моста сегодня должны прятаться четыре MOSFET и схема управления. Причем схема управления отдельно уже сделана, только как и все микросхемы от LT, стоит так, словно она из чистого золота.

LT4320

Мечты о светлом будущем при жизни можно оставить, пока остается лишь делать синхронный выпрямитель на россыпи. Что и реализовано в PSL-2402. Вообще, синхронный выпрямитель был и в его предшественнике, PSL-3604. Но там не стоял так остро вопрос места. Здесь же пришлось урезать все до минимума. Во-первых, не ставить в цепь неинвертирующего входа компаратора резистор. Смещение нуля в данном случае не так критично. Потом остро встал вопрос с питанием компараторов. Конденсаторы достаточной емкости разместить было просто негде. Максимум, что можно было себе позволить, это танталовые емкости в корпусе Case D. Такие нашлись только на 10 мкФ. Моделирование показало, что основным потребителем является нагрузочный резистор компаратора. Его малый номинал обеспечивает высокую скорость переключения MOSFET. Но нужна ли она? Частота работы выпрямителя (50 Гц) - низкая. Ток при включении транзистора плавно нарастает. Моделирование показало, что рассеиваемая мощность начинает расти только при повышении номинала резистора в затворе до 47 кОм и выше. В итоге удалось обойтись конденсаторами 10 мкФ.

Схема определена, можно начинать расчет. Как и для предыдущего трансфолрматора, сделал несколько итераций между програмой расчета трансформаторов и PSpice, в итоге все данные были получены: сердечник 70х40х30, первичка 1600 вит. (7.27 вит./V), вторички 2х55 вит. и 2х50 вит. Благодаря большему размеру сердечника и, соответственно, меньшему количеству витков на вольт, удалось уместить пару обмоток в один слой, при этом выводы оказались в нужном месте.

DSC_4369_s

Начало намотки второй пары обмоток. Мотать в два провода 1 мм утомительно, болят руки держать провод все время в натяжении.

DSC_4372_s

Но вот вторая пара обмоток тоже намотана, получился один слой, выводы в нужных местах.

DSC_4374_s

Готовый трансформатор с разделанными клеммами можно видеть на заглавном фото поста. Настала пора проверки. Рискованная операция, но надо. Включаю сеть - все напряжения в норме. Что ж, это успех.

DSC_4394_s

Внутри корпуса PSL-2402 трансформатор смотрится тоже хорошо, вписываясь в плотную компоновку.

DSC_4395_s

И нет никаких перекрещивающихся проводов, что видно и на фото сзади.

DSC_4396_s

И вот два источника питания, PSL-2401 и PSL-2402, готовы. Не хватает только процессоров. Поэтому свет в окнах пока не горит.

DSC_4405_s

P.S. Все-таки процессор в одну из плат управления я запаял. Но это не значит, что я его смог купить. Он был подарен одним хорошим человеком. Барыги из города Минска, если вы читаете этот блог, как вам не стыдно обманывать и без того несчастных радиолюбителей? Ну не хотите вы привозить STM32F100C8T6B, ну не устраивает вас и без того немалая накрутка, так и скажите, что не привезете. Зачем кормить обещаниями? Не понимаю.

Upd: обращение оказалось эффективным, сегодня получил сообщение, что процессоры пришли, их можно купить на рынке в Ждановичах. В воскресенье поеду за удачей.

DSC_4411_s

Tags: electronics
Subscribe

  • Измеритель уровня V0.1

    Сделал первую версию прошивки нового измерителя уровня для магнитофона "Электроника-004". Все еще очень-очень сырое, но уже полоски как-то…

  • Sharp GF-777

    Попал тут ко мне Sharp GF-777. Без преувеличения можно сказать, что это легенда. Обладать таким аппаратом могли лишь избранные. Стоил он когда-то…

  • JVC TD-V662

    Когда просят посмотреть кассетную деку, говорят удивительные вещи. Что не могут найти мастера, который за это бы взялся. Но ведь аналоговая…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic
    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 52 comments

  • Измеритель уровня V0.1

    Сделал первую версию прошивки нового измерителя уровня для магнитофона "Электроника-004". Все еще очень-очень сырое, но уже полоски как-то…

  • Sharp GF-777

    Попал тут ко мне Sharp GF-777. Без преувеличения можно сказать, что это легенда. Обладать таким аппаратом могли лишь избранные. Стоил он когда-то…

  • JVC TD-V662

    Когда просят посмотреть кассетную деку, говорят удивительные вещи. Что не могут найти мастера, который за это бы взялся. Но ведь аналоговая…