HandMade32.ru - сделай своими руками

Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизни

Приветствую, Самоделкины!
Из этой инструкции вы узнаете, как своими руками собрать импульсный блок питания, который можно использовать практически для любых задач.
Автором данной самоделки является Роман (YouTube канал «Open Frime TV»). Примерно полгода назад Роман уже собирал блок питания на SG3525.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниНо тогда автор только начинал изучать импульсную технику и само собой были допущены некоторые ошибки. Но не ошибается только тот, кто ничего не делает. Поэтому данный проект было решено начать с разбора полетов. Итак, первое и самое важное: в любом стабилизированном двухтактном блоке питания должен быть дроссель. Причем этот дроссель должен быть установлен сразу за диодами Шоттки. Без данного компонента схема работает в релейном режиме.

Следующее, чему стоит уделить внимание – это разводка печатной платы. В первом варианте дорожки тонкие и длинные.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниВ данном же проекте автор сделал все возможное, чтобы уменьшить длину дорожек и по возможности сделать их шире.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниТеперь пару слов о характеристиках нового блока питания. Максимальная мощность, которую можно получить при активном охлаждении, составляет порядка 400-500Вт. Данный импульсный источник питания имеет стабилизацию выходного напряжения, а это значит, что пользователь может получить на выходе любое необходимое ему значение.

Само собой, у блока имеется защита от короткого замыкания. И еще одна особенность данного блока питания, это то, что его можно сделать не стабилизированным. Это необходимо если вы используете блок для усилителя, где ШИМ стабилизация вносит свои шумы в звук.
Итак, со всеми особенностями разобрались, предлагаю более детально изучить схему устройства.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниЗа основу автор взял схему Старичка на tl494, где он в качестве усилителя ошибки применил tl431 и завел обратную связь прямо на третью ногу.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниСтабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниРоман сделал то же самое только на SG3525. Выбор пал именно на данную микросхему так как в ее арсенале больше функций, плюс довольно мощный выход, который не нуждается в усилении.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниПо защите. Тут не все идеально. По-хорошему нужно было ставить трансформатор тока, однако автор хотел максимально упростить блок питания и пришлось от него отказаться.

Транзисторы могут выдержать кратковременную перегрузку по току, а у нас контроль тока идет на каждом такте, так что на следующем уже перегрузки по току не будет, да и короткие замыкания все же случаются довольно редко.

Для большинства из вас данная схема может показаться довольно сложной. Поэтому давайте рассмотрим ее начиная с минимальной обвязки, а затем постепенно перейдем к следующим.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниИтак, для старта микросхемы на нее необходимо, во-первых, подать напряжение питания выше 8В, а во-вторых нужны частотозадающие элементы (это конденсатор и 2 резистора).
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниРасчет частоты производим с помощью программы Старичка.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниНаша схема готова к запуску. Подаем напряжение на макетку. Щуп осциллографа располагаем на 14-й вывод.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниНа осциллографе четко видны прямоугольные импульсы, а это значит, что все отлично – наша микросхема работает.
Если начать вращать потенциометр, то можно заметить, что ширина заполнения меняется.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниДля наглядности давайте подключим мультиметр.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниСтабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниИтак, при уменьшении напряжения импульсы становятся короче, а при увеличении напряжения шире. Именно таким образом мы должны организовать стабилизацию.

Ну до стабилизации напряжения мы еще дойдем, а сейчас займемся софтстартом. Для этого подключаем на 8-ой выход через диод конденсатор, заново включаем схему и наблюдаем следующую картину – импульсы плавно увеличиваются.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниСтабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниСтабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниДиод в данном случае необходим из-за недоработки определенных производителей, так как в некоторых вариациях микросхемы конденсатор софтстарта мешает работе защиты. Поэтому при помощи диода мы отрезаем его от схемы. Разряд конденсатора происходит через резистор на землю.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниТеперь пару слов про элементы, которые нуждаются в расчете. Во-первых, это частотозадающая часть.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниДалее – шунт цепи нижнего транзистора. Расчет необходимо производить таким образом, чтобы при номинальной нагрузке на нем падало 0,5В.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниСтабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниДля расчета пользуемся законом Ома.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниЗначение тока получим при расчете трансформатора, оно будет вот тут:
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниТакже необходимо произвести расчет обратной связи. В данном случае она многофункциональная. Если выходное напряжение превышает 35В, то необходимо установить стабилитрон.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниСтабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниА если напряжение менее 35В, то ставим перемычку.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниВ данном случае автор использовал стабилитрон на 15В.
В этой же цепи необходимо рассчитать резистор ограничивающий ток оптопары до 10мА, формула перед вами:
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниСтабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниТакже необходимо рассчитать делитель напряжения для tl431. При номинальном напряжении в точки деления должно быть ровно 2,5В.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниПринцип работы стабилизации следующий. В начальный момент времени, когда на делителе напряжения меньше 2,5В, tl431 заперта, следовательно, светодиод оптрона не горит и выходной транзистор закрыт, выходное напряжение растет.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниКак только на делителе становится 2,5В, внутренний стабилитрон пробивается и через оптопару начинает течь ток и засвечивает диод, а тот в свою очередь приоткрывает транзистор.

Далее напряжение на 9-ой ноге начинает уменьшаться. А раз уменьшается напряжение, то уменьшается ШИМ заполнение. Вот таким вот образом и работает стабилизация. Также к стабилизации можно отнести вот этот нагрузочный резистор:
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниСтабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниДанный компонент создает некую нагрузку для стабильной работы блока питания в режиме холостого хода.

Более подробно все необходимые расчеты, а также этапы сборки импульсного источника питания представлены в оригинальном видеоролике автора:

Разводке печатной плате было уделено особое внимание. Автор затратил на это достаточно много времени, но в результате получилось все более-менее правильно.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниПод всеми греющиеся деталями предусмотрены специальные отверстия для охлаждения. Место под радиатор такое, что сюда отлично подходит радиатор от компьютерного блока питания.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниСама плата односторонняя, но выводя гербер файл, было решено добавить верхний слой, чисто для красоты.
Приступаем к запаиванию компонентов платы, это не займет много времени.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниСтабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниА вот далее нам предстоит самое трудное – намотка силового трансформатора. Но сперва его необходимо рассчитать. Все расчеты производим в программе все того же Старичка. Вводим все необходимые данные, а также указываем, что хотим получить на выходе, а именно напряжение и мощность, в этом нет ничего сложного.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниПриступаем непосредственно к намотке. Первичку делим на 2 части.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниВсе обмотки мотаем в одну сторону, начало и конец изображены на печатной плате, сложности в намотке возникнуть не должно.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниСтабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниСтабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниДалее приступаем к расчету и намотке следующего трансформатора. Расчет выполняется в той же самой программе, только изменяем некоторые параметры, в частности тип преобразователя, в нашем случае будет мост, так как к трансформатору приложено полное напряжение.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниСтабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниПри намотке этого трансформатора стараемся уместить обмотки в один слой.
Далее мотаем выходной дроссель. Его необходимо также рассчитать и намотать на кольце из порошкового железа.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниВ намотке дросселя нет ничего сложного, тут главное распределить обмотку равномерно по всему кольцу.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниИ осталось изготовить входной дроссель.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниНа этом сборка полностью завершена, можно приступать к тестам.
Стабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниСтабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниСтабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниСтабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниСтабилизированный блок питания на SG3525 на все случаи жизниСтабилизация выходного напряжения отрабатывает как положено. Защита от КЗ тоже в полном порядке, блок продолжает работать в штатном режиме.

На этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!

administrator

Только те, кто предпринимают абсурдные попытки, смогут достичь невозможного. - Альберт Эйнштейн

Follow us

Don't be shy, get in touch. We love meeting interesting people and making new friends.