Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Computer ControlsComputer Controls
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt

pinkin 09 Paź 2011 02:04 6016 0
  • (Od autora postu: Temat ów jest tematem zepchniętym na bok. Dosłownie w szary kąt. Jestem bardzo rozczarowany działaniem jednostek, które doprowadziły do tego skutku. Tak naprawdę mój zasilacz jest reprodukcją zasilacza zaprojektowanego przez kolegę Qwet. Podaję link do tematu oryginalnego z którego mnie wyrzucono z pewnych (widocznie) przyczyn. A Temat ten jest kontynuacją tamtejszej dyskusji.)
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1287723-0.html
    Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt
    Witam!

    Zasilacz ten wykonywałem od paru lat i wreszcie mi się udało. Ma on długa historię. Zacząłem go opracowywać w wyniku desperacji spowodowanej nieudanym transformatorem mocy(źle wywnioskowałem Ai rdzenia), do wzmacniacza akustycznego. Płytkę musiałem przeprojektować, przez rozmiar niektórych części i wymiary obudowy wzmacniacza. Zresztą płytka i kondensatory wejściowe to chyba jedyne co nie zmieniłem w trakcie budowy. Użyłem wielu zasilaczy ATX(wiele mi zostało;)) i zasilacza impulsowego 1kW z faxu, czy ksera. Wielokrotnie pomógł mi przez PW kolega Qwet- Autor tego zasilacza, za co mu niezmiernie dziękuję. Myślę że to wyraźnie widać jak bardzo jest on poświęcony i zaangażowany temu projektowi.
    Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt
    Musiałem nawet dla celów eksperymentalnych wykonać dodatkową płytkę od sterownika- do sterowania mosfetami. Przez długi okres testów, analizy schematu, metody prób i błędów, oraz przeróżnych obliczeń, też mi się udało odkryć parę rzeczy związanych z tym projektem. Nareszcie mogę powiedzieć że zasilacz jest poskładany i przetestowany. Postaram się ograniczyć z opisem i zdjęciami do niezbędnych.

    Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt
    PARAMETRY: Zasilacz z założenia miał zasilać końcówkę mocy do głośników 2*200W 8?. Później się okazało że to moc szczytowa, a stałą miał mieć 130W na te 8?. Napięcie chciałem mieć 2*48V, ale w końcu zrobiłem 2*50.5V żeby były równo nawinięte uzwojenia Tr Gł.. Nie będę opisywać co strzelało w trakcie tworzenia, ani nie będę rozpisywać długich wzorów i obliczeń. Ostatecznie przy pomyślnych testach wielokrotnie zadziałało zabezpieczenie przy prądzie 6.66A na obu liniach, gdy napięcie tam spadło do 80V. Taką nadwyżkę mocy uznałem za wystarczającą i cieszyłem się ze potencjometr jest dobrze ustawiony. Nie projektowałem drugiej pary napięcia do preampa. Uznałem to za rzecz drugorzędną, poza tym byłoby nieźle nakombinowane na karkasie. Na koniec okazało się że i tak mam zbyt mało miejsca na płytce i musiałem dorobić dodatkową pcb na drugą połowę układu prostującego. Ogólnie cały układ sprawuje się dobrze. Przy stałym obciążeniu 415W (30min) zadowala się chłodzeniem pasywnym. Obciążałem grzałką zanurzoną w wodzie. Niektóre ścieżki na PCB dodatkowo pogrubiałem drutem miedzianym.

    Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt
    ELEMENTY: Wszystkie elementy, które dałem inne niż na schemacie, żeby spełniały oczekiwaną przeze mnie moc. Od wejścia: termistor 5A, dławik we, większe mostki prostujące, kondensatory C18/19 po 1000µF 200WV, transformatory, C10- 3*1µF, C13- 2n2, diody D22-25 BYW29-200(TO220), C14/15- 3300µf 63V, zamiast rezystora R23, dałem 2 rezystory 5k1 połączone do masy i szeregowo z nimi 2 czerwone diody sygnalizujące napięcie na każdej gałęzi napięcia wy. Resztę elementów zostawiłem takimi jakie były.

    INDUKCYJNOŚCI: Czyli wszędzie tam, gdzie wytwarzany jest strumień magnetyczny.
    Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt
    Dławik sprzężony L5 nawinąłem na toroidzie, pochodzącym z dławika wyjściowego jakiegoś zasilacza ATX. Indukcyjność w przybliżeniu wyszła 700µH na sekcję. Nawijałem drutem DNE075 2warstwy. Testy na pełnych mocach przeszedł pomyślnie, mimo ze trochę się grzeje przy ponad 5.5A/mm2.

    Transformatory T2 i T3 nawinąłem na tyle na ile mi karkas pozwalał, według przekładni jak na schemacie. Miałem do tego fajny-nowy drut DNE04. Izolacja z cieniutkiego papieru(do osłony kleju na kopertach bombelkowych), nasączona olejkiem.

    Dławiki myślałem żeby nawijając mierzyć miernikiem indukcyjności. Próbowałem do tego zrobić ten miernik indukcyjności na procesorze AT89S52, ale pojawił się jakiś błąd przy kalibrowaniu. Ostatecznie wpadłem na fajny pomysł generowania sinusoidy na kompie(im niższa częstotliwość tym dokładniejsza sinusoida) i podpięcie pod końcówkę wzmacniacza tego mierzonego dławika z rezystorem szeregowo.

    Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt
    Transformator gł. był dla mnie dosyć kłopotliwy. Rdzeń ma 2.25cm2. Nawijałem go kilka razy. Ostatecznie padło na drut DNE09. Odpowiednia przekładnia, żadnych zapasów, policzone na styk. Uzwojenie pierwotne 2 razy, uzwojenie wtórne 2*4razy. Izolację między uzwojeniową (także jak w Tr. ster.) wykonałem z pasków od kopert nasączonych olejem, a przy Uz sieciowych dałem podwójną warstwę. Przy obciążeniu rdzeń ani uzwojenia nie nagrzewają się bardziej od elementów wymagających chłodzenia.

    CHŁODZENIE: Zasilacz wyposażony jest w ciekawe moim zdaniem radiatory, które zapewniają mu dobre chłodzenie przy pełnej mocy. Jednak po zamknięciu go w obudowie wzmacniacza myślę dodać mu 1 lub nawet 2 wiatraczki, które się będą uruchamiać po przekroczeniu ustawionej temperatury mierzonej na radiatorze mosfetów(i radiatorach końcówki).

    Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt
    Radiator dla mosfetów jest poskładany z 5ciu elementów. Do głównego radiatora 7cmx7cm, przykręcone sa mosfety na podkładkach mikowych. Oprócz tego przykręcone są 2 większe i 2 mniejsze radiatory(czarne) które pożytkują wolną przestrzeń, zwiększając powierzchnię odprowadzania ciepła. Powierzchnie radiatorów liczyłem wg wzoru 10cm2/1W. Wszystkie elementy łączeń smarowałem pasta termoprzewodzącą.

    Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt
    Diody prostujące napięcie na wyjściu, przyszło mi tez chłodzić radiatorami. Właściwie to te diody najbardziej się grzeją w całym zasilaczu. W całym wzmacniaczu są one półprzewodnikami, przez które będzie przechodził największy prąd, dlatego musiałem im zmienić radiatory na większe. Radiatory, które im zamontowałem zajmują maksymalną ilość przestrzeni im danej. Diody są wkręcone w płytę, do której są zamontowane 3 czarne radiatory. Wszystko oczywiście wspomagane pastą termoprzewodzącą. Nie stosowałem podkładek izolujących pod diody. Przykleiłem każdy komplet na sztywno do płytki, a miejsca gdzie są najbliżej radiatory o różnej polaryzacji, pomalowałem lakierem do paznokci.

    ODKRYCIA: Pierwsze co odkryłem to to, że w gałęzi wyprostowanego napięcia sieciowego płynie dodatkowy prąd. Uzwojenia transformatora sterującego, oddzielone od siebie izolacją, zachowują się jak kondensator. Mają one pojemność ok70pF, zmierzone miernikiem pojemności, 2krotnie i to na różnych transformatorach sterujących wykonanych jak opisałem wyżej.
    Najpierw otwarty mosfet Q8, ładuje "kondensator" do napięcia 320V, a po zamknięciu mosfeta zastaje rozładowany przez trafo do napięcia prawie 0V. Następnie otwiera się mosfet Q9, ładuje rdzeń i po zamknięciu Q9 rdzeń ładuje pojemność na trafo znów do prawie 320V. Tak wygląda jeden cykl. W wyniku płynie dodatkowy prąd 0,672mA na ładowanie i 0,672mA na rozładowanie pojemności tr. ster.. Wszystko przez rdzeń trafa gł (niezależnie od tego czy on tą energię "spożytkuje"). Wygląda mało, ale przy takim napięciu wydziela się dodatkowo 0,43W w transformatorze sterującym. Wszystkie wartości podaję w przybliżeniu, bo inaczej nawinięte tr. ster. może mieć oczywiście inną pojemność.

    Druga rzecz, o wiele bardziej istotna, to temat grzania się mosfetów, który jak widziałem był poruszany wielokrotnie bez rozstrzygnięcia. Miałem przez to opóźnienie z wykonaniem zasilacza jakieś pół roku, bo myślałem że coś nie działa.
    Otóż przy wylutowanym transformatorze sterującym mosfety bardzo szybko się nagrzewają i jeżeli nie mają radiatora mogą nawet po jakiejś minucie wybuchnąć(jak u mnie).
    Dlaczego się tak dzieje. IRF840 już według datasheetu mają wypisaną pojemność ok 1nF. Potwierdziłem to mierząc je miernikiem pojemności. Po załączeniu sieci, mosfety ładują się do napięcia 160V na każdy. Po chwili uruchamia się oscylator 494, otwiera się mosfet Q8, który rozładowuje własna pojemność i ładuje mosfet Q9 do 320V. Gdyby nie było wpiętego trafa gł., to po rozładowaniu Q8 i naładowaniu Q9, Q8 się zamyka i nic się nie dzieje przez chwilę, aż Q9 się otwiera, rozładowując na sobie 320V i ładując jednocześnie Q8 do 320V.
    W sumie na mosfetach przy 30kHz wydziela się ok 3W na każdy, czyli 6W na radiator. Jest to jedyny przypadek, kiedy można powiedzieć że grzanie się mosfetów jest normalne.
    Podpięte trafo gł. po zamknięciu Q8, wymusza płynięcie prądu rozładowując napięcie na Q9, ładując jednocześnie Q8, a Q9 rozładowuje do napięcia przewodzenia diody. W efekcie Q8 jest naładowany do 320V, a Q9 załącza się przy zerowym napięciu. W drugiej połowie cyklu dzieje się tak samo. Czyli całe grzanie stanu jałowego, to magnesujący prąd płynący przez R85 otwartego mosfeta i 2Voltową diodę mosfeta zamkniętego.
    Gdy napisałem o tym Autorowi, sprawdził to i obiecał poprzeć moje obserwacje.

    ZAKOŃCZENIE:
    Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt Zasilacz impulsowy do zastosowań audio 450W - projekt
    Ogólnie jestem dumny z tego zasilacza. Na koniec poprawiłem trochę tr. ster., wywierciłem 5 dziurek na montaż w obudowie wzmacniacza, płytkę polakierowałem lakierem do paznokci. Zasilacz przykręciłem już w obudowie wzmacniacza, podpiąłem do tranzystorów końcowych i końcówki. Mam zamiar mu jeszcze zamontować w radiatorze termistor i podpiąć do automatu załączania wentylatorów. Dam mu 2 wiatraki, bardziej wydajny do diod na wyjściu ;-). Mam nadzieje niedługo wstawić cały wzmacniacz do DIY.
    Pozdrawiam, Pinkin :!:

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    pinkin
    Poziom 18  
    Offline 
    pinkin napisał 346 postów o ocenie 54, pomógł 12 razy. Mieszka w mieście Chorzów. Jest z nami od 2008 roku.
  • Computer ControlsComputer Controls