Witajcie, przedstawię tu wnętrze ciekawego, dość prostego w budowie zasilacza impulsowego 30V 0.4A. Zasilacz ten pochodzi z drukarki i zbudowany jest na dwóch tranzystorach i transoptorze, sprzężenie zwrotne brane jest ze strony wtórnej, napięcie odniesienia ustala dioda Zenera. Nie ma w nim żadnych dodatkowych układów scalonych, zintegrowanych kontrolerów przetwornic, itp. itd. Przedstawię tu jego schemat, płytkę bez komponentów a na koniec zrobię sekcję jego transformatora i spróbuję policzyć liczby zwojów.
Bardziej doświadczeni elektronicy mogą już po tym samym opisie kojarzyć o jaki schemat chodzi - tak, to jest ten schemat. Dość popularny, zarówno w Internecie, jak i nawet w budżetowych ładowarkach z Chin.
Zasilacz DAG-3004 30V 0.4A
Zasilacz DAG3004 jest w formie "kostki" wkładanej do drukarki. Nie wymaga żadnego specjalnego sygnału standby/power on, na wyjściu jest po prostu 30V 0.4A.
Obudowa niestety jest zgrzewana. Do otwierania używam metody ostrze noża + uderzanie młotkiem z drugiej strony.
Kilka fotek; z daleka widać, że jest ubogo, a nie jest aż tak źle jak bywa (jest nawet jakiś filtr przeciwko emitowaniu zakłóceń do sieci, skompensowany prądowo dławik, chociaż nie widzę np. warystora, z kolei bezpiecznik przylutowany na ukos wygląda jakby zajmował miejsce brakującego kondensatora filtrującego klasy X):
Transoptor PC123, po stronie wtórnej dioda szybka HER207.
Kondensator Y łączący stronę pierwotną z wtórną:
Na zdjęciach widać nazwy elementów. Jeden tranzystor to C1815, a drugi?
P3NC60FP. Tranzystor MOSFET z kanałem typu N, 600V, 2A. Zdjęty element to nie radiator. Tranzystor lata w nim luzem. To prędzej ekranowanie. Dość dziwne, że nie dali radiatora, ale jak widać działało bez....
Krótki test pod obciążeniem 180Ω:
Pod obciążeniem napięcie spada o niecały 1V. Zasilacz jest odporny na zwarcia.
Szczęśliwym trafem schemat tego zasilacza jest w internecie:
Komponenty:
To jest naprawdę szybki tranzystor:
Układ to prosta przetwornica impulsowa, samowzbudna w topologii flyback, zrealizowana w pełni na elementach dyskretnych. Napięcie na wyjściu (w pewnym stopniu) określa dioda Zenera Z2, natomiast jeśli chcemy je znacznie zmienić to trzeba zmienić m. in. ilości zwojów. Z2 można by zamienić na TL431.
Różne wariacje tego schematu są popularne w sieci:
Zacytowane schematy nie były przeze mnie testowane (za wyjątkiem numer 1) i mogą być niekompletne, mimo to zasadniczo wszystkie składają się z bloku filtrów/zabezpieczeń na wejściu (bezpiecznik, warystor, terminstor NTC, filtry EMI, kondensatory klasy X), mostka prostowniczego i kondensatora elektrolitycznego filtrującego, gasika szpil na uzwojeniu pierwotnym (rezystor, kondensator i dioda - nie widuję realizowanych ich na transilach), głównego tranzystora kluczującego, pomocniczego tranzystora pracującego w zabezpieczeniu przeciwzwarciowym, transoptora służącego do pobrania sprzężenia zwrotnego ze strony wtórnej przetwornicy przy zachowaniu separacji galwanicznej oraz uzwojenia pomocniczego służącego do podtrzymania oscylacji układu. Po stronie wtórnej jest szybka dioda prostująca napięcie (Schottkiego ze względu na niski spadek napięcia), kondensator elektrolityczny (low ESR) i układ napięcia referencyjnego (na diodzie Zenera bądź TL431).
Podejrzyjmy przebiegi w ciekawszych miejscach zasilacza. Do tego niezbędny jest oscyloskop oraz transformator separacyjny (aby nie zrobić zwarcia, gdyż inaczej zarówno oscyloskop jak i zasilacz byłyby podłączone do sieci). Od sieci separujemy oczywiście mierzony układ, nie oscyloskop. Sondy w konfiguracji 10x.
P3NC60FP G-S:
P3NC60FP D-S:
Oba:
Częstotliwość pracy około 100kHz (przy obciążeniu 160 omów).
Na uzwojeniu pierwotnym:
Z ciekawości usunąłem snubber (gasik) na pierwotnym a potem skontrastowałem przebieg D-S Q1 z przebiegiem na bazie Q2:
Warto przyjrzeć się niebieskiemu przebiegowi. Widać, co się dzieje bez gasika - zgadza się z tym, co np. można wyczytać w materiałach od producentów kontrolerów zasilaczy impulsowych:
Płytka pod ten zasilacz
Zasilacz ten cechuje prostota, co może sprawiać, że jest on atrakcyjny dla początkujących. W związku z tym postanowiłem oczyścić PCB z komponentów:
Zdjęcia PCB:
Rzuca się w oczy data 12/13/02. Skany PCB umieszczę jak będę przy skanerze, w razie czego możecie przypomnieć.
Sekcja transformatora
Na koniec coś, co jest bardzo ważne, a jednocześnie z reguły niedostępne na schematach... ilości zwojów na transformatorze.
Najpierw trzeba odlutować pasek przeciwzakłóceniowy (on jest podłączony do strony pierwotnej układu):
Transformator jest sklejony. Gotowanie pozwala zmiękczyć klej:
Potem można zdemontować rdzeń:
W topologii flyback stosuje się rdzeń z przerwą (air gap). Niektórzy mogą kojarzyć tę przerwę np. z trafopowielaczy generujących wysokie napięcie w telewizorach, one też są w topologii flyback. Zdjęcie przedstawia przerwę:
Pora na odwijanie.
Początkowo chciałem krok po kroku to udokumentować, ale jednak osobnych sekcji uzwojeń jest za dużo, więc umieszczam skróconą wersję.
Odwijanie taśmy, początek odwijania:
Skromne uzwojenie pomocnicze (4 zwoje):
Na zdjęciu powyżej polecam zwrócić uwagę na dodatkową "koszulkę" dla drutu tam, gdzie drut na siebie nachodzi.
Ostatecznie naliczyłem 8 uzwojeń:
Grubość drutu jest jednolita:
Rozpiska:
Quote:
17 około
4 (pomocnicze)
23 około
23 około
23 około
90 pierwotne? (w dwóch sekcjach)
23 około
23 około (na pewno wtórne)
Wygląda na to, że uzwojenie wtórne składa się z kilku osobnych uzwojeń połączonych równolegle, każde po 23 zwoje. To dlatego, że przez wtórne płynąć będzie większy prąd (i mniejsze napięcie), a dla optymalizacji kosztów zastosowano wszędzie tę samą grubość drutu. Dodatkowo dla wyższych częstotliwości lepiej jest użyć więcej drucików ze względu na efekt naskórkowy.
Każda sekcja jest odizolowana kilkoma warstwami taśmy, dodatkowo uzwojenia nawinięte są z dbałością tak, by drucik miedziany nie znajdował się po skrajnych końcach karkasu.
Mam wrażenie, że co najmniej jedna z sekcji nie była używana i była wyprowadzona na ucięty pin (co widać na zdjęciach).
Ilość sekcji uzwojeń nieco źle wróży ewentualnemu przewijaniu takiego zasilacza. Jeszcze to wtórne na samym spodzie... dużo by było zabawy by to przerabiać.
Inny zasilacz na dwóch tranzystorach
W swoich zbiorach znalazłem jeszcze nieco inny zasilacz na dwóch tranzystorach o podobnej zasadzie działania (J13007/MJE13007 + D471A + TL431A + PC817B):
Oznaczenie PCB: REV:B3 2007-03-01 XKD-C18NHS12 XIXING CRCC24W2A E205740
Tym razem schematu nie znalazłem, ale poświęciłem troszkę czasu i zrobiłem pełny "schemat" na wyraźnym zdjęciu płytki. Było z tym trochę zabawy, bo najwyraźniej D471A (2SD471A) z tego zasilacza jest jakiś inny i ma zamienione wyprowadzenia B i C, co potwierdza zarówno zdrowy rozsądek (inaczej schemat nie miałby sensu - przynajmniej według mnie, mylę się?), jak i pomiar testem diody na multimetrze. Szczegóły na przygotowanej przeze mnie paintowej grafice:
Zasilacz ten dostałem jako uszkodzony, ale szybko zdiagnozowałem usterkę. Przebity klucz.
Czy zasilacz ruszył po wymianie tranzystora? Jak najbardziej tak (chociaż jeszcze trzeba było wymienić mostek prostowniczy, uruchamiałem dla testu przez żarówkę, trzeba też bezpiecznik dać nowy):
Wersja DIY zasilacza na dwóch tranzystorach
Bardzo podobny zasilacz wykonywałem kilka lat temu jako własną DIY konstrukcję wedle schematu ze strony swagatam inventions. Nie było większych problemów, choć bez błędów się nie obeszło. Być może wkrótce podejdę do tego ponownie a projekt tym razem też umieszczę na forum, ale trzeba też by poprawić to PCB:
Rdzenie do powyższego projektu kupowałem w remages, ale też próbowałem używać nieznanych z odzysku ze złomu. Karkas drukowałem w 3D. Trochę też poeksperymentowałem z wartościami komponentów. Część użytych komponentów brałem ze złomu.
Podsumowanie
W tym zasilaczu spodobała mi się jego prostota. Układ jest tak prosty, że zasadniczo mogliby składać go początkujący (z zachowaniem odpowiednich zasad bezpieczeństwa, gdyż po stronie pierwotnej jest potencjał sieciowy a źle wykonany układ/transformator może też mieć potencjał sieciowy po stronie wtórnej). Zastanawiam się, czy są takie zasilacze dostępne w formie kitu do złożenia? W sumie chyba takie coś widywałem, też np. "DIY kit" ładowarki USB do kupienia w Chinach.
Oczywiście zintegrowane kontrolery przetwornic są pod wieloma względami lepsze, w żaden sposób tu nie próbuję temu zaprzeczać, oferują znacznie więcej (np. UVLO - zabezpieczenie przed pracą na za niskim napięciu czy tam zabezpieczenie przed przegrzaniem - np. poprzez zewnętrzny termistor - np. OB2269) ale wynalazek z tego tematu ma moim zdaniem swój urok i jak znajdę czas, to może opiszę bardziej szczegółowo jego wersję DIY na forum.
Cool? Ranking DIY
