UMZCH용 스위칭 전원 공급 장치. 계획, 설명

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UMZCH용 스위칭 전원 공급 장치. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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150W 전력의 클래식 네트워크 전원 공급 장치와 비교할 때 스위칭 전원 공급 장치의 장점은 명백합니다. 무게와 크기가 훨씬 적습니다. 올바른 설계와 설치를 통해 눈에 띄는 간섭과 AC 전원의 배경은 UMZCH와 오디오 시스템 전체에서 모두 제외됩니다. 펄스 전원 공급 장치 설정에 대한 자세한 설명은 여러 출력 전압을 가진 보다 강력한 변환기를 제조하는 데에도 유용합니다.

UMZCH에서 스위칭 전원 공급 장치(SMPS)가 될 것인가 말 것인가? 이 종류의 장치와 관련된 그러한 성례전적인 질문은 결코 우연이 아닙니다. 이것은 또한 간행물 [1] 전용 저널 웹사이트의 포럼에서 라디오 아마추어에 대한 토론에 의해 입증됩니다. 토론에 참여한 대부분의 참가자는 여전히 UMZCH에서 SMPS를 사용하는 것이 정당하다고 생각합니다. 그러나 SMPS 펄스 트랜스포머[1]의 설계에는 한 가지 단점이 있는데, 토론에 참여한 사람들은 전혀 주의를 기울이지 않았습니다. 300차 권선은 두 개의 와이어로 감겨 있습니다. 이 경우 회전의 자기 결합이 최대이지만 위험한 방식으로 달성됩니다. 인접한 모든 회전에서 유효 전위차는 정류된 전원 전압(약 2V)에 도달합니다. 도체의 래커 절연은 이러한 충격을 견딜 수 있지만 몇 년 동안 작동하면 어떻게 될까요? 도체가 겹치지 않는 경우에도 (배제되지 않음) 각 스위치를 켠 후 가열 및 냉각 중 불가피한 기계적 변위는 절연체의 절연 내력을 크게 약화시킬 수 있으며 기껏해야 퓨즈 "소진"됩니다. 이 경우 저자가 권장하는 PEV-XNUMX 대신 PELSHO 와이어를 사용하는 것이 더 정당합니다. 일반적으로 제안된 회로 설계는 상당히 실행 가능합니다.

플라이백 SMPS는 [1]에서 제안한 펄스 변환기에 비해 몇 가지 이점(변환 전력 제한 제외)을 제공합니다. 단 하나의 스위칭 트랜지스터, 주전원 전압 및 부하의 변화에 따른 출력 전압의 효과적인 안정화, 링(토로이달)에 비해 W자형 자기 회로용 권선의 높은 제조 가능성 - 이러한 장점은 전체 범위와는 거리가 멉니다. 그런 컨버터. 언급된 기사가 출판된 후 약 2년이 지났으며, 이 기간 동안 특히 [4-XNUMX]와 같이 저널에서 SMPS의 다른 회로 변형이 제안되었습니다. 같은 기사에서 다중 채널 출력이 있는 이러한 장치의 변형을 제안합니다.

주요 설정

입력 전압 간격, V ...... 125 ... 250
정격 변환 주파수, kHz.......50
출력 전압, V, (부하 전류에서, A):
채널 1-2......±35(1)
채널 3-4......±15(0,2)
출력 전압 리플, mV, 더 이상......5
효율성, %....... 87

출력 전압 리플의 rms 값은 VZ-48A 밀리볼트미터로 측정되었습니다.

입력 전압의 작동 범위는 지정된 간격으로 SMPS의 장기 작동 가능성과 주어진 매개 변수를 저하시키지 않고 주전원 전압의 단기 강하 및 서지를 중화하는 기능을 특징으로 합니다. 그러나 170V 미만의 주전원 전압에서는 장치를 켤 수 없다는 점을 기억해야 합니다. 플라이백 컨버터는 펄스 변압기의 간헐적 자속에서 작동하며 스위칭 펄스의 최대 듀티 사이클은 0,45(최소 주전원 전압에서)입니다. ).

보다 강력한 출력 전압 정류기(채널 1, 2)는 연산 증폭기의 입력 증폭기 회로를 위해 브리지 UMZCH의 출력 단계와 저전력 정류기(채널 3, 4)에 전원을 공급하도록 설계되었습니다.

장치 및 디자인

그림 1에 표시된 회로도에 따라 장치의 작동을 고려하십시오. 하나.

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회로 자체와 가능한 대체에 사용되는 요소는 모두 [2–4]에 자세히 설명되어 있으며 여기에서는 추가 설명이 필요하지 않습니다. 그러나 SMPS를 설정할 때 해당 기능을 고려하는 것이 중요하므로 여기에서 보조 제어 루프를 켜기 위해 사용되는 방법을 더 자세히 설명해야 합니다. 약간 단순화하면 XNUMX차 피드백 루프를 통해 출력 전압을 안정화하는 프로세스는 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

유사한 장치의 추적 요소로 소위 병렬형 스태빌라이저 인 DA2 KR142EN19A 마이크로 회로 (가져 오기 아날로그-모든 문자 인덱스가있는 TL431)가 사용됩니다. 미세 회로의 부하는 병렬 연결된 안정기 저항 R17과 전류 제한 저항 R1이 있는 방출 다이오드(광 커플러 U2의 단자 1, 18)입니다. 밸러스트 저항은 마이크로 회로의 정상적인 기능에 필요한 최소 부하를 생성합니다. 조정 가능한 저항 분배기 R14-R16을 통한 출력 전압은 미세 회로(핀 1)의 제어 입력에 적용됩니다. 조절 마진을 보장하기 위해 SMPS의 공칭 출력 전압에서 마이크로 회로의 제어 입력에서 튜닝 저항 R15에 의해 설정된 전압 간격이 약 2,5 ± 0,25V가 되도록 분배기가 계산됩니다.

음반 볼륨의 피크에서 UMZCH에서 소비하는 전류가 급격히 증가하고 IVa 권선과 VD6 정류기 다이오드의 전압 강하 증가로 인해 +35V 소스의 출력 전압이 감소한다고 가정합니다. . 따라서 DA2 마이크로 회로(핀 1)의 제어 입력 전압이 감소하고 안정기 저항과 발광 다이오드를 통과하는 전류가 급격히 감소합니다. 방출 다이오드에 광학적으로 결합된 포토트랜지스터의 컬렉터-에미터 섹션의 등가 저항이 증가합니다. 이 저항은 저항 전압 분배기의 상단 암인 저항 R3과 병렬로 연결되기 때문에 오류 신호 증폭기의 입력 전압(DA2,5의 핀 2에서 +1V)이 감소합니다. 오류 신호 증폭기는 스위칭 펄스의 듀티 사이클을 증가시켜 입력 전압의 이러한 감소를 즉시 보상하여 장치 출력에서 이전 전압 값을 복원합니다.

장치의 기능에는 다중 채널 출력 전압 소스도 포함되어야 합니다. 출력 전압의 제어 및 조정은 한 채널에서만 수행되지만 모든 XNUMX차 권선 사이의 강력한 자기 연결을 통해 하나의 PWM 컨트롤러로 각 채널의 전압을 효과적으로 안정화할 수 있습니다.

장치의 인쇄 회로 기판은 그림 2에 나와 있습니다. XNUMX.

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IIP의 설계 특징 중 다음과 같은 점에 유의해야 합니다. SHI 컨트롤러 노드 A1(보드 도면 - 그림 3)은 USCT TV에서 사용되는 것과 유사한 1핀 통합 커넥터 XXNUMX을 사용하여 메인 보드에 연결됩니다. 메인 보드와 방열판 사이의 장착 나사는 다음을 제공합니다. SMPS의 공통선과의 전기적 연결.

스위칭 트랜지스터 VT1은 70x45x24mm 크기의 리브 방열판에 운모판을 통해 설치됩니다. 컨트롤러 보드 A7,5은 1mm 높이의 관형 랙에 나사 1개를 사용하여 동일한 방열판에 부착됩니다. 어댑터 패널을 통해 보드에 설치된 DA8 마이크로 회로는 케이스의 방열판 표면에 의해 방열판에 단단히 밀착됩니다. 열 전도성 유기 실리콘 페이스트 KPT1을 사용하면 컨트롤러가 트랜지스터의 작동 온도를 모니터링하고 과열 시 비상 상황에서 SMPS를 자동으로 끌 수 있습니다. A1 보드에 실장할 때 VT1 트랜지스터는 평면이 보드 표면과 평행하고 트랜지스터 케이스의 금속 플랜지가 클램핑 플레이트와 9개의 추가 나사로 연결된 방열판을 향하도록 미리 형성된 리드로 납땜됩니다. A10 보드 자체도 요소가 있는 면이 있는 방열판을 향합니다. 커패시터 CXNUMX, CXNUMX은 인쇄된 도체 측면에서 패널의 해당 접점에 직접 납땜됩니다.

UMZCH용 스위칭 전원 공급 장치

메인 보드에서 옵토커플러 U1도 어댑터 패널을 통해 설치됩니다. VD35 다이오드의 음극에 전기적으로 연결된 방열판을 통해 보조 제어 회로에 +6V의 전압이 공급되어 인쇄 회로 기판에 추가 점퍼 없이도 가능합니다. 저자 버전에서는 이전에 P40-P20 트랜지스터용으로 제작된 18x213x217mm 크기의 늑골이 있는 라디에이터가 사용되었습니다. 방열판으로 두께 1,5 ~ 2mm, 치수 100x40mm의 U 자형 알루미늄 압연 제품을 사용할 수도 있습니다. 다이오드는 음극에 전기적으로 연결된 금속 플랜지가 방열판을 향하도록 보드에 납땜한 다음 두 개의 나사로 누릅니다. 동일한 방열판이 VD7 다이오드에 적합합니다. 이 장치는 추가 강제 냉각이 필요하지 않습니다.

트리머 저항 R15 - 유형 SPZ-16V.

선택한 산화물 필터 커패시터(CarXon 시리즈 또는 이와 유사한 제품)를 사용하면 표준 고주파 초크에 의해 필요한 수준의 출력 전압 리플이 완전히 제공되며 집에서 만들 필요가 없습니다. 초크 DM-2는 35x2,4 V 채널에 사용되며 DM-2은 15x0,6 V 채널에 사용됩니다. 이 모든 초크는 메인 보드에 수직으로 설치됩니다. 인덕터 L2의 경우 특히 명명된 인덕터에 사용되는 10mm 관형 페라이트 조각이 사용됩니다. PEV-2 0,72 와이어가 튜브의 축 구멍을 통과한 다음 각 끝이 원래 위치에서 180° 구부러져 폐쇄 루프를 형성합니다. 이 인덕터는 스위칭 트랜지스터가 켜지고 꺼질 때 변압기에서 발생하는 고주파 발진을 효과적으로 억제하고 제어 루프에서 자체 여기를 제거합니다.

장치의 펄스 변압기 및 기타 주요 요소는 [4]에 자세히 설명된 특수 프로그램 VIPer Design Software를 사용하여 계산됩니다. 50kHz의 변환 주파수에서 변압기의 420차 권선의 인덕턴스는 450 ... 10μH에 해당해야 합니다. 장치의 인쇄 회로 기판은 처음에 표준 접촉 패널(핀 번호 10'-2500', 1-1)이 있는 M6NMS7 페라이트로 만든 자기 회로 Sh12x1이 있는 변압기용으로 설계되었습니다. 그러나 보드는 패드 6-XNUMX으로 보완되었습니다.

대도시 회사 중 한 곳에서 M10NMS10 페라이트로 만든 Sh2500x1 자기 회로를 가장하여 저자에게 전체 장치의 신뢰성을 결정하는 주요 요소 중 하나로 변압기를 선택하는 문제가 발생했습니다. 공장 표시가 없는 동일한 크기의 자기 회로가 판매되었습니다. 변압기에서는 너무 예열되어 온도 상승이 설계 공차에 맞지 않았습니다. 변환의 작동 주파수가 변경되었으므로 권선 수, 권선 순서, 도체 직경 등이 모두 소용이 없습니다. 부정적인 결과의 양이 누적되면서 기존 자기 회로의 전기 저항을 페라이트 M3000NMS2(W 12x20)와 비교하는 아이디어가 성숙되었습니다. 측정 결과는 추측을 확인했습니다. Ts4341 장치로 측정한 전기 저항은 적용된 측정 전극의 상대 위치에 크게 의존하지 않았으며 "가짜" 자기 전도체의 재료는 0,9 ~ 1,2kOhm이었습니다. M3000NMS2 페라이트용 - 2 ... 3kOhm 참고 문헌은 M2000NM1의 전기 저항이 0,5 Ohm-m이고 M2500NMS1(M3000NMS2)이 1 Ohm-m임을 나타냅니다.

그 결과, 많은 부품 중 수입 부품을 판매하는 회사 중 하나는 자기 회로 크기 ER5106/061101/00 및 비 - 42mm의 자기 갭(회전당 약 22nH의 측정된 인덕턴스 계수). 재료의 비전기 저항은 페라이트 M15NMS1,3(W 180x3000)와 거의 동일한 것으로 나타났습니다. 이러한 기성품 변압기의 IIP에 사용하기 위해 다음과 같은 기술 작업이 수행됩니다.

분해하기 전에 정전기 스크린을 변압기에서 제거한 다음 아세톤 또는 다른 용매에 완전히 담그고 100 일 동안 보관하십시오. 이러한 작업 후 권선이있는 프레임은 큰 노력을 기울이지 않고 자기 회로의 중앙 코어를 따라 움직여야합니다. 이 자기 코어는 단자 반대쪽에서 카드보드 스페이서를 통해 바이스에 고정됩니다. 두 개의 강력한 납땜 인두가 자기 회로의 두 반쪽의 조인트를 접착하는 장소를 최대 120 ... XNUMX ° C까지 가열하고 U 자형 맨드릴을 통해 권선이있는 프레임에 망치로 약간의 타격을가합니다. 변압기 리드. 충격의 결과로 자기 회로의 절반이 분리되어야 합니다. 기사에 제공된 데이터에 따라 권선을 되감는 것이 남아 있습니다. 자기 회로 창의 단면에 상당한 여유가 있으면 더 큰 직경의 권선을 사용할 수 있으며 필요한 경우 SMPS의 출력 전력을 높일 수 있습니다.

USCT TV용 스위칭 전원 공급 장치에 사용되는 M12NMS20 페라이트로 만든 자기 회로 Ш21x3000x2이 있는 변압기를 사용할 수도 있습니다. 또한 이 경우 장치의 전기 부품을 변경하지 않고도 SMPS의 출력 전력을 크게 높일 수 있습니다. 그러나 정격 전력이 120W(최대 180 ... 200W)인 변압기는 Yu. Semenov [2]의 권장 사항에 따라 계산해야 합니다. 이 수정에서 보드의 일부 요소는 약간 이동해야 합니다.

저자가 사용하는 SAMSUNG TV의 PSU 펄스 변압기의 자기 회로에서 먼저 두 개의 PEV-17 2 와이어 (권선 la)에 0,57 턴을 놓은 다음 권선 절연 후 권선 IV6 및 IVa를 감습니다. (두 번째 및 세 번째 레이어-각각 21 회) PEV-2 1,0을 배선하고 다시 절연체를 감습니다. 네 번째 레이어에서 두 개의 와이어 PEV-2 0,41 "방전"- 권선 Shb 및 Sha의 9 회전. 권선 절연 후, 5층은 권선 II의 와이어 PEV-8 2(다시 "방전 중")로 0,12회 감습니다. 6번째 및 7번째 레이어는 각각 16 및 17 회전으로 구성된 16을 두 개의 PEV-2 0,57 와이어로 감습니다. 16차 권선의 섹션 2a와 2은 핀 2(15')의 해당 핀을 납땜하여 연결되며 보드에 변압기를 설치하는 데 방해가 되지 않도록 몇 밀리미터 줄입니다. 결론 XNUMX는 보드에 납땜되지 않았습니다. 자기 코어를 붙인 후 코일의 중간 부분을 덮는 XNUMXmm 너비의 구리 호일 코일 인 완성 된 변압기에 스크린이 설치됩니다.

다른 자기 회로에 대한 실험에서 알 수 있듯이 비자기 갭이 약 10mm인 Sh10x2500(M1NMS1) 자기 회로를 사용할 때 권선의 권선 수는 "한국" 자기 회로와 동일합니다. 더욱이, 중앙 코어에 있는 1mm의 건설적인 비자성 간격은 기존 자기 회로의 측면 막대 사이에 있는 0,5mm 두께의 게티낙스 스페이서로 대체될 수 있습니다. 동시에 변압기의 누설 인덕턴스는 4μH에서 6μH로 증가하지만 스위칭 트랜지스터 IRFBC40이 꺼지는 순간 드레인에서 발생하는 전압 서지는 여전히 한계 값인 600V에서 멀리 떨어져 있습니다.

UPS 설립

장치 설치가 오류없이 수행되고 서비스 가능한 요소가 사용되는 경우 조정은 출력 전압 설정 (광 커플러 작동 모드 선택)으로 내려갑니다. 다만, SMPS를 처음 켤 때 SMPS의 고장 가능성을 완전히 배제할 수는 없기 때문에 조정 과정을 좀 더 자세히 살펴보도록 하겠습니다. 여기에 제공된 정보는 자체 설계 SMPS를 다른 출력 전압으로 설정할 때도 유용합니다.

우선, 전계 효과 트랜지스터를 설치하기 전에 작동하는지 확인하십시오. 이를 수행하는 방법은 예를 들어 [5] 및 저널에 게시된 다른 기사에 자세히 설명되어 있습니다.

그런 다음 컨트롤러 노드 A5이 꺼진 상태에서 SMPS [1] 테스트를 위한 범용 장치를 사용하여 변압기 권선의 올바른 위상과 출력 정류기의 작동 가능성을 확인합니다. 장치의 작동 주파수가 필요한 변환 주파수(50kHz)에 해당하려면 장치의 220pF 주파수 설정 커패시터와 병렬로 다른 120pF 커패시터를 납땜하는 것으로 충분합니다. 이 경우 SMPS의 출력 전압은 필요한 전압과 거의 일치합니다. 장치의 출력에는 저항이 포함되어 있으며 저항은 부하의 절반과 거의 같습니다. 각 2x15 V 채널에서 작동 전류가 0,1 ... 0,2 A인 백열등이 될 수 있으므로 출력 전압의 모양을 시각적으로 제어할 수 있습니다. 2x35V 채널에서는 33Ω(PEV 25W) 저항으로 직렬 연결된 두 개의 저항이 부하로 사용됩니다.

다음 단계는 컨트롤러의 상태를 확인하고 다이어그램에 따라 저항 R15의 슬라이더를 낮은 위치로 설정하여 보조 회로가 일시적으로 꺼지는 기본 제어 루프로 SMPS의 기능을 제어하는 것입니다. 패널에서 옵토커플러 U1을 제거합니다.

SMPS를 구축할 때 전압계로 출력 전압을 지속적으로 모니터링해야 합니다. 36V의 값은 DA2 칩에 허용되는 최대 값이며 정류기 다이오드 VD6, VD7의 역 전압도 허용되는 최대 값에 근접합니다. 소자의 전기적 강도 마진을 확인하기 위해 저자는 이 전압을 몇 분 동안 의도적으로 45V로 높였지만 이 모드에서 SMPS의 장기간 작동은 신뢰성이 급격히 저하되어 불가능합니다.

DA1 마이크로 회로의 상태를 확인하고 기본 제어 루프의 작동 가능성을 모니터링하기 위해 공칭 값이 3-22kOhm 인 "기술적"튜닝 저항이 저항 R33의 스위칭 포인트에 납땜됩니다 (일시적으로 제외됨). 엔진이 최대 저항 위치로 설정된 가변 저항과 이때 커패시터 C13에 저전력 18V 제너 다이오드를 납땜하여 컨트롤러 공급 전압을 제한합니다.

커넥터 X1에서 노드 A1을 제거하면 실험실 전원 공급 장치(LIP)에서 커패시터 C13의 양극 단자에 +17,5V의 안정화된 전압이 공급되며 이는 DA1 칩의 보장된 켜기에 필요합니다. SMPS를 네트워크에 연결하지 않고 커넥터 X3의 핀 1에서 프로세스 저항 엔진을 회전시켜 전압을 +2,5V로 설정합니다. 그 후 노드 A1을 커넥터에 삽입하고 오실로스코프를 사용하여 스위칭 트랜지스터 VT1의 게이트가 모니터링됩니다. 필요한 경우 R6C8 회로를 선택하여 스위칭 펄스의 주파수를 조정합니다. 펄스가 없으면 DA1 칩을 교체하십시오.

다음 단계에서 LIP의 전압은 +15V로 감소하고 +2,5V의 전압은 커넥터 X3의 핀 1에 있는 프로세스 저항으로 복원된 다음 LIP가 꺼지고 SMPS가 네트워크에 연결됩니다. . 마이크로 회로의 공급 전압의 증가는 커패시터 C13이 충전됨에 따라 상대적으로 느리게 발생하며 주 전압 공급과 전원이 켜진 순간 사이에 0,5 ... 2 초의 시간 간격이 명확하게 보입니다. 미세 회로 KR1033EU10 (UC3842, KA3842)의 일부 샘플의 경우 미세 회로의 공급 전압이 임계 값 14,5에 도달하지 못할 수 있습니다 ... 저항 R17,5의 저항 감소.

기술 저항 엔진의 부드러운 움직임은 SMPS의 출력 전압을 조절할 수 있도록 합니다. 이 시점에서 DA1 마이크로 회로의 상태 점검과 XNUMX차 제어 루프의 작동 제어가 완료되고 XNUMX차 제어 루프의 설정으로 진행됩니다.

옵토커플러 U1의 패널에는 모든 LED가 양극이 핀 1, 음극이 핀 2에 설치되어 있습니다. R18 회로 - 광커플러의 핀 1에서 15 ... 30 mA 밀리암미터가 켜집니다(이것은 결합된 측정 장치). 출력 전압이 35V인 LIP는 적절한 극성으로 SMPS의 +35V 출력에 연결됩니다(이 경우 부하를 끌 수 있음). 최대 출력 전력 값(공칭 값의 두 배 - 약 18W)을 결정하는 저항 R150은 회로에서 저항 R15 엔진의 가장 높은 위치에서 제어된 전류가 12mA를 초과하지 않도록 미리 선택됩니다. . 전류가 상당히 높고(이 경우 LED가 고장날 수 있지만 여전히 옵토커플러보다 저렴함) 트리밍 저항 R15를 조정할 수 없는 경우 DA2 칩을 교체하십시오.

그런 다음 LED 대신 광 커플러가 설치되고 입력 전류 및 최대 값 조절 가능성이 다시 확인됩니다. 전류가 흐르지 않으면 옵토커플러를 교체하십시오.

그 후 저항 R15의 엔진은 다이어그램에 따라 낮은 위치로 설정되고 LIP의 음의 출력은 옵토 커플러의 출력 2에 연결됩니다. LIP의 출력 전압을 1에서 부드럽게 증가시키면 제어된 전류가 2 ... 13 mA 범위로 설정됩니다. 두 번째 LIP는 커패시터 C12,5에 연결되고 출력 전압은 3V로 설정되며 SMPS의 주 전원은 꺼야 합니다. 프로세스 저항을 조정하여 커넥터 X1의 핀 2,5의 전압은 0,5V입니다. 광 커플러의 발광 다이오드 전류를 3 ~ 2,5mA 내에서 변경하면 이전에 설정된 전압에 대한 강한 영향을 확신합니다. XNUMX V. 이것이 발생하지 않으면 광 커플러를 교체하십시오.

방출 다이오드의 입력 전류는 다시 0,5 ~ 2mA 범위로 설정되고 2,5V는 커넥터 X3의 핀 1에 있는 기술 저항으로 복원된 후 +12,5V 전압의 두 번째 LIP가 꺼지고 출력 전압이 +35V인 첫 번째 LIP가 SMPS의 출력에 다시 연결됩니다. 저항 R15의 슬라이더를 부드럽게 움직여 (구성에 따라 위쪽으로) 밀리 암미터 바늘이 움직이기 시작하는 순간 조정이 중지됩니다. LIP가 블록에서 연결 해제되고 등가 부하가 대신 켜집니다.

이제 SMPS의 전원을 다시 켤 수 있습니다. 네트워크가 켜져 있을 때 장치 출력의 +35V 전압은 필요한 값과 15분의 1,5볼트 차이가 날 수 있습니다. 연속 근사법을 사용하여 저항 R35와 기술 저항기 (상호 의존성이 높음)의 조정을 사용하여 발광 다이오드의 입력 전류를 약 33mA로 설정하고 SMPS 출력의 전압을 + 35 V. 회로 + 0,5 V에서 부하 저항 중 하나(35 옴)의 단자를 닫고 방출 다이오드의 전류 감소를 약 0,5 mA 제어하고 부하 저항 중 하나가 -125 V 회로가 닫히고 추가로 250mA 감소합니다. 이 경우 오실로스코프를 사용하면 스위칭 펄스의 듀티 사이클이 눈에 띄게 0,1단계 증가하는 것을 관찰할 수 있습니다. 결론적으로 LATRom은 XNUMX ~ XNUMXV 범위에서 주전원 전압을 변경합니다. 저항 부하 및 주전원 전압의 모든 변화로 인해 SMPS의 출력 전압은 XNUMXV 이상의 정확도로 안정화되어야 합니다.

그런 다음 밀리미터, 보호용 제너 다이오드가 장치에서 제거되고 프로세스 저항(R3)이 납땜됩니다. 유효 저항을 측정하고 대신 가장 가까운 등급의 저항을 납땜하십시오. 출력 전압의 필수 안정성을 보장합니다.

그 후 정격 주전원 전압에서 전원 공급 장치가 제공하는 최대 전력이 측정되며 저항이 33ohm 인 부하 저항이 PSU 출력에 병렬로 연결됩니다 (채널당 3 개). 부하의 전류는 전류계에 의해 18A로 제어됩니다. 저항 R680의 저항을 줄임으로써 (작성자 버전 - 최대 2,5 옴) 보호 장치는 15A 이상의 전류에서 켜집니다. 추가 부하가 연결됩니다. 그런 다음-공칭 부하에서-튜닝 된 저항 R35로 +2V의 변경된 출력 전압을 복원해야하므로 결과적으로 최대 부하에서 매개 변수에 따라 출력 전압이 3 ~ XNUMXV 감소합니다 미세 회로. 이것으로 보조 제어 루프의 설정이 완료됩니다.

결론적으로 설치는주의 사항을 준수하여 전계 효과 트랜지스터 VT1의 드레인에서 펄스를 제어합니다. 예를 들어 인덕터 L2의 단자가 닫혀 있는 경우와 같이 발생할 수 있는 고주파 자기 여기가 있는 경우 주 인버터 펄스 외에도 좁은(약 1μs 길이) 노이즈 펄스가 메인 인버터 펄스 외에 제어 회로. 그들의 스펙트럼은 너무 넓어서 작동하는 SMPS에서 몇 미터 떨어진 수신기로 VHF 대역에서도 라디오 방송국을 수신하기 어렵습니다. 이 방법을 사용하면 오실로스코프 없이 "귀로" 장치의 자체 여기를 감지할 수 있습니다.

여자가 제거된 후 필요에 따라 부하가 공칭 값으로 증가하고 약 XNUMX분 후에 출력 회로의 변압기, 정류기 브리지, 스위칭 트랜지스터 및 다이오드의 정상 상태 열 조건이 확인됩니다.

모든 부품의 상태가 양호하면 하우징의 온도가 주변 온도를 20 ° C 이상 초과해서는 안됩니다. SMPS의 첫 번째 저자 버전을 위해 구입한 수입 정류기 브리지는 유휴 상태(전원 정류기에 연결된 부하가 없는 경우)에서도 표준 이하이고 심하게 과열된 것으로 판명되었습니다. 이러한 결함의 원인은 약 300V의 전압에서 브리지 다이오드의 역전류를 측정해야만 감지할 수 있습니다. 정류기 브리지의 과열 및 파괴로 인해 네트워크 정류기의 나머지 요소가 손상될 수 있습니다. 그들 컨트롤러와 스위칭 트랜지스터.

장치의 인쇄 회로 기판의 제안된 토폴로지 버전은 약간 단순화되어 A1 컨트롤러 어셈블리를 전체 아날로그인 가져온 VIPer100(VIPer100A) 마이크로 회로로 교체할 때도 사용할 수 있습니다.

SMPS 테스트 정보

기사 시작 부분에 제공된 SMPS의 매개 변수는 전원 출력에서 일정한 부하로 공칭 모드에서 측정되었습니다. 최대 전력은 +35V 및 -35V 출력에서 부하의 최대 전류에서 추정할 수 있으며, 이러한 출력의 전압이 약 2,5V 감소할 때 3A에 도달합니다.

한편, 출력 전력이 높은 UMZCH를 전원에 부하로 연결하면 이는 동적 모드에 해당하게 되는데, 증폭된 오디오 신호의 음량이 가장 높은 곳에서 특히 20 주파수 대역에서 ... 전류의 공칭 값을 여러 번 초과하고 일시 중지-UMZCH 출력 트랜지스터의 정지 전류에 의해 제한되는 최소로 약화됩니다. 마이크로 회로의 자동 제어 시스템이 동적 부하와 관련된 출력 전압의 변동을 어느 정도 보상할 수 있다는 것은 분명합니다. 그러나 이러한 가능성이 무제한이 아니므로 SMPS와 UMZCH 사이에 약간의 버퍼가 필요하므로 부하의 급격한 변화를 약화시킬 수 있습니다. 이러한 버퍼로서 각 UMZCH 암의 전원 공급 채널에 추가 필터 커패시터가 사용됩니다.

고주파수 스위칭과 기존의 주 전원 공급 장치를 비교하면 전자가 후자에 비해 더 작은 용량의 필터 커패시터를 사용할 가능성과 관련하여 어느 정도 이점이 있다고 가정할 수 있습니다. 일반적으로 기존 PSU의 라디오 아마추어는 UMZCH 전력 4700W당 50마이크로패럿의 속도로 필터 커패시터를 사용하지만 때로는 용량을 수만 마이크로패럿으로 늘립니다. 저자의 의견으로는 이러한 IIP 증가에 대한 근거가 없습니다. 결국 기존 전원 공급 장치에서 필터 커패시터의 에너지 공급은 100Hz의 주파수와 SMPS-50kHz에서 발생합니다! 물론이 경우 용량을 500 배 적게 선택할 수 있기를 바랄 필요는 없지만 최적의 값을 찾아야합니다. 이 문제는 스테레오 증폭기가 있는 이 SMPS의 성능 테스트에서 전면에 제기되었습니다.

테스트는 제조업체에서 권장하는 스위칭 방식에 따라 TDA7294 칩[6]에서 UMZCH로 수행되었습니다. 정격 부하 8옴에 대한 UMZCH의 출력 전력은 60~70와트입니다. 2200μF의 추가 필터 커패시터가 있는 스테레오 UMZCH의 각 채널은 고주파 초크 DM-35(2,4μH)를 통해 ±5V의 바이폴라 소스에 연결되었습니다. 바이폴라 ±15V 소스를 톤 블록에 연결하는 데 정확히 동일한 초크가 사용되었습니다. UMZCH를 켜면 사실상 조용합니다.

측정 결과 20 옴의 부하에서 눈에 띄는 왜곡없이 50Hz ... 8kHz 대역의 톤 신호의 최대 레벨에서도 소스 ± 35V에서 소비되는 평균 전류는 1,1..를 초과하지 않는 것으로 나타났습니다. .앰프 채널당 1,2A. 각 전원 공급 장치 채널(+35V 및 -35V)에 대한 푸시풀 UMZCH는 듀티 사이클이 2에 가까운 펄스 전류를 소비한다는 점을 기억해야 합니다. 일시 중지 동안 평활화 필터의 커패시터는 전하를 복원할 시간이 있어 다음 신호 기간에 펄스 부하 전류를 제공합니다. UMZCH의 최대 출력 전력에서 공칭 값에 대한 전압의 "감소"는 XNUMXV를 초과하지 않습니다. 톤 신호에서 증폭기를 테스트하는 이 모드는 증폭의 경우 실제 작동 조건과 매우 거리가 멀기 때문에 음악 신호의 경우 SMPS의 출력 전압이 안정적으로 유지됩니다.

문학

Kolganov A. 강력한 UMZCH의 스위칭 전원 공급 장치. - 라디오, 2000, No. 2, p. 36-38.
Semenov Yu. 단일 사이클 플라이백 전압 변환기 개발. - 라디오, 2001, No. 10, pp. 34-36; 11, p. 43-45.
Sazonik V., Ermashkevich V., Kozlov K., 범용 VHF-UHF 수신기 "SEC-850M". 전원 모듈(A4). - 라디오, 2002, No. 7, p. 15, 16.
Kosenko S. 플라이백 펄스 IP의 진화. - 라디오, 2002, No. 6, p. 43, 44; 7, p. 47, 48; 8, p. 32-35; N2 9, pp. 24-26.
Kosenko S. SMPS 테스트용 범용 장치. - 라디오, 2003, No. 8, p. 39-41.
TDA7294 칩의 Syritso A. UMZCH. - 라디오, 2000, 5번, p. 19-21

저자: S. Kosenko, Voronezh

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