Как убрать пульсации в импульсном блоке питания
Доброго дня. Прошу помощи уважаемого сообщества. Имеется БП марки DSA-60PFB-12 от сетевого хранилища. Симптомы – пульсация выходного напряжения частотой где-то 2Гц под нагрузкой, светодиод мигает в такт. На холостом ходу 12.2В стабильно. При вскрытии ожидаемо обнаружил вспухшие конденсаторы на выходе. Заменил – результата нет. Опыта ремонта импульсных БП нет, начал по кругу проверять комплектуху. Что проверил:
В норме:
неэлектролитические конденсаторы C3, C5, C6, C9, C13, транзистор ME75N75T в холодной части (Q2), транзистор 10N60 в горячей (Q1), токозадающий резистор R12 (видимо такова его функция), диоды в горячей части D2, D3, D4. Заменил оптопару на всякий случай, электролиты C7, C8 (слегка ушли от нормы).
Что еще нашел неисправного:
Высоковольтный конденсатор C4 был мертвый в ноль, заменил. Конденсаторы С2 0,22мкФ (осталось 156нФ) и С1 0,1мкФ (осталось 11нФ), заменил оба. Результата нет.
SMD компоненты на обороте платы не проверял.
Я понимаю, что какой-то компонент видимо под нагрузкой пробивает, но при проверке без нагрузки это не проявляется. Скрины тестов транзисторов и их даташиты прилагаю.
Из инструментов тестер и китайский мультитестер-ESRметр.
Прошу прощения за корявую терминологию, буду признателен за любую помощь.
Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет
Приглашаем всех желающих принять участие в вебинаре, посвященном разработке узла питания в автономных устройствах, что является сложной задачей, т.к. необходимо не только выбрать надежный и качественный аккумулятор, но и правильно спроектировать схему управления и контроля. На вебинаре мы расскажем о линейке аккумуляторной продукции EVE, а также как выбрать правильную модель аккумулятора, режимы его работы, сформулировать требования для проектирования узла управления. Рассмотрим основные функциональные блоки работы аккумуляторного узла и компоненты для их реализации.
_________________
Делай то, что тебе нравится и ты никогда не будешь работать
Выбирая продукцию того или иного производителя, важно быть уверенным в надежности продукции. Компэл в качестве официального дистрибьютора представляет различные надежные литиевые аккумуляторы и батарейки от мирового лидера EVE Energy, в том числе популярного типа 18650. Для оказания помощи в подборе аккумуляторов этого типа, сочетающих оптимальные технические параметры и приемлемую цену, инженер Компэл провел собственное тестирование. Аккумуляторы типа 18650 изготавливаются по двум имеющимся электрохимическим системам – ICR и INR – с различной емкостью.
Даже на холостом ходе? В холостую-то не пульсирует.
В холостую на выходных банках сохраняется заряд и напруга не успевает просадиться. нагрузите их 10-50мА — и увидите, что тоже прыгает!
Добавлено after 1 minute 7 seconds:
Быллоо такое. Смотреть оптопару и TL431 — это цепь измерения/управления выходным напряжением.
_________________
90% времени уходит на отыскание неисправности,остальное — ждать когда нагреется паяльник!
В холостую на выходных банках сохраняется заряд и напруга не успевает просадиться. нагрузите их 10-50мА — и увидите, что тоже прыгает!
Добавлено after 1 minute 7 seconds:
Быллоо такое. Смотреть оптопару и TL431 — это цепь измерения/управления выходным напряжением.
Там нет транзюка TL431 в обычном корпусе. Есть один SMD с маркировкой что-то типа "треугольник EA1", к оптопаре одной ногой цепляется. Гугл говорит, что это TL431 и есть. Спасибо за наводку, обычный TL431 у меня есть, попробую заменить. И да, оптопару менял уже.
_________________
Z Мудрость(Опыт и выдержка) приходит с годами.
Все Ваши беды и проблемы, от недостатка знаний.
Умный и у дурака научится, а дураку и ..
Алберт Ейнштейн не поможет и ВВП не спасет.и МЧС опаздает
TL431 — это не транзюк! Это скорей уж ОУ. Но как раз в СМД корпусе он и есть! Он может даже и рабочий, а вот делитель его — резюки СМД могут "течь" — сопротивление может плыть. Или ваще в обрыве!
Добавлено after 2 minutes 6 seconds:
Я ваще такие БП делал всегда без Ослика. там особо нечего смотреть. Разве что наличие отсутствия генерации. Но в "горячей части" схемы — не люблю. Щипать может больно!
_________________
90% времени уходит на отыскание неисправности,остальное — ждать когда нагреется паяльник!
По крайней мере ясно, куда рыть дальше. Все проверю, отпишусь. Всем спасибо за участие.
_________________
— Русским человеком может быть только тот, у кого чего-нибудь нет, но не так нет, чтобы обязательно было, а нет — и хрен с ним.
"Русский человек может жить как в одну сторону, так и в другую. И в обоих случаях останется цел" А. Платонов
Корректора нету, нет его индуктивности, силовой электролит на 400 Вольт. На входе только дроссели подавления помех — синфазной и парафазной.
R12C9 — снаббер, другого не вижу. Пока живой, всерьёз ни на что не влияет. Если жёлтый конденсатор меньшей ёмкости, значит, были перенапряжения по входу, они от этого выгорают. До кучи мог подгореть и ВВ транзистор, но по прибору — нормально. Такие моргания светодиода говорят о том, что БП не выходит в рабочий режим.
Современные контроллеры имеют защиту в виде ограничения времени работы во время запуска. Если оптрон ООС не открывается за положенное время, значит, чип делает паузу перед очередным запуском. При живых электролитах это признак недостаточной мощности преобразователя. Если блок хорошо перегревался, может шить изоляция трансформатора, и вероятность этого выше на больших токах в первичке, т.е. как раз на большой мощности.
Цепь ООС проверяется оптом. Подключаем омметр к выходу оптрона, на стороне сети, а к выходу блока — лабораторный БП, и прогоняем напряжение на нём мимо выходного напряжения снизу вверх, не слишком превышая. В нужной точке оптрон должен открыться, что омметр и покажет.
Проще всего посмотреть напряжения на электролитах осциллографом. НО у всех современных общий сигнальный провод соединён с заземлением в розетке, поэтому чтобы по сетевой части лазить, питание осциллографа нужно развязать трансформатором 220/220. И помнить о допустимой амплитуде напряжения на сигнальном входе. На горячий провод не лазить вообще никак.
_________________
90% времени уходит на отыскание неисправности,остальное — ждать когда нагреется паяльник!
_________________
Z Мудрость(Опыт и выдержка) приходит с годами.
Все Ваши беды и проблемы, от недостатка знаний.
Умный и у дурака научится, а дураку и ..
Алберт Ейнштейн не поможет и ВВП не спасет.и МЧС опаздает
Да не, все нормально, сетевое хранилище тянет. Это я, дурак, проверял БП неподходящим устройством. Писали же мне:
Добавлено after 1 minute 20 seconds:
Я писал((:
"На холостом ходу 12.2В стабильно."
Часовой пояс: UTC + 3 часа
Кто сейчас на форуме
Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 28
Как убрать пульсации в импульсном блоке питания
Сглаживающие фильтры питания.
Сглаживающие фильтры питания предназначены для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения. Принцип работы простой – во время действия полуволны напряжения происходит заряд реактивных элементов (конденсатора, дросселя) от источника – диодного выпрямителя, и их разряд на нагрузку во время отсутствия, либо малого по амплитуде напряжения.
Основные схемы сглаживающих фильтров питания.
Простейшим методом сглаживания пульсаций является применение фильтра в виде конденсатора достаточно большой ёмкости, шунтирующего нагрузку (сопротивление нагрузки). Конденсатор хорошо сглаживает пульсации, если его емкость такова, что выполняется условие:
1 / (ωС) << Rн
Во время действия синусоидального сигнала, когда напряжение на диоде выпрямителя прямое, через диод проходит ток, заряжающий конденсатор до напряжения, близкого к максимальному. Когда напряжение на выходе диодного выпрямителя оказывается меньше напряжения заряда конденсатора, конденсатор разряжается через нагрузку Rн и создает на ней напряжение, которое постепенно снижается по мере разряда конденсатора через нагрузку. В каждый следующий полупериод конденсатор подзаряжается и его напряжение снова возрастает.
Чем больше емкость С и сопротивление нагрузки Rн, тем медленнее разряжается конденсатор, тем меньше пульсации и тем ближе среднее значение выходного напряжения Uср к максимальному значению синусоиды Umax. Если нагрузку вообще отключить, то в режиме холостого хода на конденсаторе получится постоянное напряжение равное Umax, без всяких пульсаций.
Работа простейшего сглаживающего фильтра на конденсаторе в цепи однополупериодного выпрямителя поясняется рисунком и эпюрами:
Красным цветом показано напряжение на выходе выпрямителя без сглаживающего конденсатора, а синим – при его наличии.
Если пульсации должны быть малыми, или сопротивление нагрузки Rн мало, то необходима чрезмерно большая емкость конденсатора, т.е. сглаживание пульсаций одним конденсатором практически осуществить нельзя. Приходится использовать более сложный сглаживающий фильтр.
Работа сглаживающего Г-образного фильтра на конденсаторе и дросселе в цепи двухполупериодного мостового выпрямителя поясняется рисунком и эпюрами:
Как и в примере с однополупериодным выпрямителем, красным цветом показано напряжение на выходе выпрямителя без сглаживающих элементов (конденсатора и дросселя), а синим – при их наличии.
Логично следует, что чем больше ёмкости и индуктивности фильтров, и чем больше в нём реактивных элементов (сложнее фильтр), тем меньше коэффициент пульсаций такого выпрямителя.
В качестве сглаживающих конденсаторов используются электролитические конденсаторы. Чем больше ёмкость, тем лучше. Кроме того, для надёжности, конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение в полтора-два раза превышающее выходное напряжение диодного моста.
Определение выходного напряжения выпрямителя и выбор сглаживающего фильтра для блока вторичного питания
К описанному в статье, следует добавить важную информацию, используемую для конструирования источников (блоков) питания постоянного тока:
1. Любой p-n переход, любого полупроводникового прибора, в том числе диода имеет характеристику – падение напряжения на переходе. Это напряжение обычно указывают в справочниках. Для германиевых диодов оно может быть от 0,3 вольт до 0,5 вольт, а для кремниевых диодов – от 0,6 вольт до 1,5 вольт.
Это значит, что если мы возьмём трансформатор с выходным напряжением 6,3 вольта, выпрямим его однофазным двухполярным мостовым выпрямителем (диодным мостом) у которого на каждом диоде по справочнику падает по 1 вольту (Uпр.= 1 В), то на выходе выпрямителя мы получим всего лишь 4,3 вольта. Напряжение в 2 вольта «потеряется» на 2-х диодах по пути прохождения тока. Начинающие радиолюбители обычно этого не учитывают, потому и недоумевают, почему на выходе маленькое напряжение.
2. Переменный электрический ток измеряется приборами, которые, как правило, показывают его среднее значение, а не максимальное. Максимальное значение переменного напряжения это – значение электрического напряжения соответствующее его максимальному значению синусоиды.
Среднее значение напряжения на выходе однополупериодного выпрямителя соответствует значению:
Uср = Umax / π = 0,318 * Umax
Среднее значение напряжения на выходе двухполупериодного выпрямителя соответствует значению:
Uср = 2 Umax / π = 0,636 * Umax
Значение среднего напряжения — 0,636 за счёт особенностей конструкции измерительных приборов округляется и принимается равной 0,7.
3. Исходя из изложенного выше, можно сделать вывод, который справедлив в том случае, когда нагрузка на блок питания маленькая. Обратите внимание на рисунки ниже.
Выходное напряжение выпрямителей с фильтром питания:
а) с большой нагрузкой : 
б) с маленькой нагрузкой : 
Эти рисунки поясняют, что при малой нагрузке выходное напряжение выпрямителя с фильтром питания равно максимальной амплитуде синусоиды поступающей на выпрямитель, за вычетом падения напряжения на диодах.
Пример определения выходного напряжения, и подбора сглаживающего конденсатора для источника вторичного питания
Рассмотрим случай со средним переменным напряжением на выходе трансформатора, измеренным мультиметром равным 6,3 вольта, и нагрузкой (сопротивлением нагрузки) равной 200 Ом.
Выходное напряжение c мостового выпрямителя будет определено следующим образом:
— максимальное напряжение на выходе трансформатора:
Umax = Uизм / 0,7 = 6,3в / 0,7 = 9 вольт
— максимальное выходное напряжение на выходе выпрямителя:
Uвых. = Umax – UVD1 – UVD2 = 9 – 1 – 1 = 7 вольт
— емкость сглаживающего конденсатора выбираем из условия:
1 / (2*π*f*С) << Rн , откуда 1 / (2*π*f *Rн) << С
1/(2*3,14*50*200) = 1,59*10-5 (Фарад) = 15,9 мкФ
— учитывая условие, при котором емкость конденсатора должна быть намного больше полученному по приведенному условию, выбираем конденсатор ёмкостью более чем в пять раз больше расчётного значения — 100 мкФ*16 вольт.
Схема, состоящая из трансформатора, выпрямителя и сглаживающего фильтра является источником нестабилизированного питания. От таких источников можно питать любые устройства, потребляющие слабый ток, не критичные к наличию пульсаций и нестабильности питающего напряжения. Для максимального подавления пульсаций и стабилизации питающего напряжения применяют Стабилизаторы напряжения.
Способы борьбы с помехами в импульсных блоках питания
Импульсные блоки питания (ИБП), построенные на основе преобразователей постоянного (выпрямленного сетевого) напряжения в переменное, генерируют нежелательные помехи. На коллекторах (стоках) силовых ключей контролеров ИБП присутствует напряжение, близкое по форме к прямоугольному, размахом, достигающим 600. 700В. Кроме того, в ИБП существуют замкнутые цепи, по которым циркулируют импульсные токи с достаточно крутыми фронтами и спадами (0,1. 1 мкс) и амплитудой до 3. 5А и более.
Поэтому ИБП служит источником интенсивных помех, спектр которых простирается от 16. 20 кГц до десятков мегагерц. Эти помехи распространяются в питающую сеть переменного тока и в нагрузку блока питания, создавая интерференционные полосы на экранах телевизоров, мониторов, снижая отношение сигнал-шум в трактах записи-воспроизведения видеозаписывающей аппаратуры и т.д. Величина этих паразитных сигналов зависит от частоты преобразования, качества входных и выходных фильтрующих цепей, а на частотах свыше 1 МГц — от конструкции и монтажной схемы преобразователя.
Вообще говоря, ШИМ-преобразователи, которые работают с постоянной частотой переключений, генерируют помехи в известной полосе частот, что облегчает задачу их подавления и является одной из причин их широкого применения в схемах импульсных БП бытовой техники.
Однако, импульсные блоки питания, независимо от типа применяемого ШИМ-преобразователя, должны быть оснащены схемами подавления двух основных видов помех. Этими помехами являются входная несимметричная (дифференциальная) и входная симметричная (синфазная) помехи.
Механизмы возникновения, распространения и методы борьбы в импульсных блоках питания с данными помехами рассмотрим на примере соответствующих эквивалентных схем преобразователей.
Рис.1 Возникновение несимметричной помехи
Входная несимметричная помеха является шумовым током, протекание которого обусловлено разностью напряжений Vin между двумя входными проводниками (рис. 1). Ключевой транзистор преобразователя представлен на рисунке в виде переключателя Fs, который последовательно включается и выключается с частотой пдэекточения преобразователя. Нагрузка изображена в виде переменного резистора RL, сопротивление которого изменяется в зависимости от тока нагрузки. Пассивные элементы L и С соответствуют входному фильтру, встроенному в преобразователь. Кроме того, практически все преобразователи оснащены входным конденсатором Cь, а некоторые также имеют, по крайней мере, небольшую последовательную индуктивность (дроссель), учитываемую в импедансе источника Zs (в Zs также учтена собственная индуктивность сглаживающего электролитического конденсатора сетевого выпрямителя).
Эффективное подавление несимметричной помехи достигается посредством шунтирующего действия конденсатора Сь, который должен иметь высокое качество и характеризоваться малыми эквивалентными последовательными индуктивностью (ЭПИ) и сопротивлением (ЭПС) в соответствующем диапазоне частот (обычно в области частот переключения и выше). В реальных схемах Сь обычно представляет собой конденсатор постоянной емкости 0,1. 1,0 мкф, шунтирующий электролитический конденсатор сетевого выпрямителя. В выпрямителе одновременно стремятся применять высококачественные, как правило, танталовые, электролитические конденсаторы с малыми ЭПИ и ЭПС.
Рис.2 Возникновение паразитной помехи
Симметричная помеха возникает следующим образом. В преобразователе ключевой транзистор, как правило, устанавливается таким образом, чтобы обеспечивался хороший тепловой контакт между его корпусом и шасси БП (радиатором). С целью обеспечения максимальной теплопередачи толщина электрической изоляции между коллектором или стоком ключевого транзистора и шасси делается как можно меньше. В результате между стоком или коллектором транзистора и шасси образуется паразитная емкость Ср (рис.2). Когда транзисторный ключ замыкается или размыкается, возникает ток помехи, протекающий от переключателя через паразитную емкость Ср, RL и С, а затем через заземление обратно к шасси. Этот ток довольно мал, поскольку паразитная емкость невелика (ее типичное значение меньше 10 пф). В то же время, используемый в преобразователе LC фильтр совершенно неэффективен против этого вида тока помехи, поскольку он протекает не через фильтр, а в обход его.
Симметричная помеха подавляется с помощью симметрирующего трансформатора, который представляет собой катушку индуктивности с двумя обмотками, имеющими одинаковое число витков. Она обладает высоким импедансом для симметричного тока, но практически нулевым для несимметричного.
Несимметричный ток (включающий потребляемый ток) втекает в верхнюю обмотку трансформатора и вытекает из нижней. Поскольку токи через эти обмотки равны по величине и противоположны по направлению, а число витков в обмотках одинаково, результирующий магнитный поток в сердечнике, обусловленный несимметричным током, оказывается равным нулю, хотя величина потребляемого тока может быть очень велика. Благодаря этому в симметрирующем трансформаторе обычно используют сердечник с высокой магнитной проницаемостью без воздушного зазора. Причем он имеет достаточно высокую индуктивность для симметричного тока при использовании обмоток всего в несколько витков. Значительно меньший по величине ток симметричной помехи протекает в основном через нижнюю обмотку, а также и через верхнюю в одном и том же направлении. Следовательно, симметрирующий трансформатор обладает высоким импедансом для токов симметричной помехи.
В качестве дополнительных мер подавления помех в импульсных БП применяются следующие:
уменьшение паразитных емкостных связей между цепями первичного (сетевого) напряжения и вторичными цепями; выбор оптимальных режимов переключения транзисторов и диодов, предотвращающих резкие перепады напряжения; сокращение площади контуров, охватываемых цепями, по которым протекают большие импульсные токи. Важное значение имеет конструкция импульсного трансформатора ИБП. Первичную обмотку, как правило, разбивают на две равные секции, одна из которых наматывается в первых слоях катушки, а другая — в последних. Таким образом, все остальные области располагаются между этими секциями. Кроме того, первичные и вторичные обмотки обычно разделяются внутренним экраном. Достаточно эффективным является применение общего экрана в виде короткозамкнутого витка из медной фольги, охватывающего импульсный трансформатор.
Перечисленных мер, как правило, оказывается достаточно, и поэтому в бытовой аппаратуре импульсные БП обычно применяются без экранирующих кожухов.
Рис.3 Типовая схема сетевого фильтра и выпрямителя
Некоторые из рассмотренных способов борьбы с помехами в ИБП иллюстрируются на примере типовой схемы сетевого выпрямителя (рис. 3), применяемого в конструкциях ВМ и ТВ. Конденсаторы С5. С8, установленные параллельно диодам Д1. Д4 мостового выпрямителя сетевого напряжения служат для подавления несимметричных помех. Эту же роль выполняют конденсаторы С1,2, которые симметрируют потенциалы сетевого провода относительно шасси радиоэлектронной технике.
Как убрать пульсации в импульсном блоке питания
Поэтому практически возможна только минимизация помех, а не их полное исключение. При этом их минимизация осуществляется различными схемотехническими решениями, в том числе и фильтрами.
Следует отметить, что пауза между переключениями, в данной схеме будет существовать всегда, поскольку её для переключения реального транзистора необходимо время.
В приведенной схеме, мы имеем дело с емкостным фильтром, после которого включен ополнительный LC-фильтр (ФНЧ), частота среза которого равна, например, частоте преобразования.
С уважением, Алексей.
| Меню пользователя ALEX__A |
| Посмотреть профиль |
| Отправить личное сообщение для ALEX__A |
| Найти ещё сообщения от ALEX__A |
| Меню пользователя buremot |
| Посмотреть профиль |
| Отправить личное сообщение для buremot |
| Посетить домашнюю страницу buremot |
| Найти ещё сообщения от buremot |
«. добиться почти полного отсутствия пульсаций» — это абстракция. Более грамотно, на мой взгляд, задаться приемлемой амплитудой пульсаций.
Добится характеристик ИБП таких же как у гальванического элемента очень проблематично.
Изготовление фильтра тоже дело неблагодарное. Если это единичный экземпляр можно и помучаться. Входы и выходы реализовывать на проходных конденсаторах. В серийном оборудовании чаще встречается, действительно, коробочки с дырочками, откуда торчат проводки. Бывает только часть от коробочки, впаянная в плату. Но опять же, любое техническое решение оправдано приемлемым уровнем выходных характеристик.
Что бы определится с уровнем пульсаций нужен или расчет, или эексперимент — макетирование, что чаще и используется.
Принципиально ли наличие импульсных помех в той частотной области на которой работает ИБП?
Замечание по схеме, конденсаторы, шунтирующие диоды в мосте используются для «облегчения их жизни». Срезая фронт и уменьшая выброс, связанный с коммутацией. По-этому для той частоты и мощностей, которые Вы собираетесь использовать они не принципиальны.
Материал конденсаторов дело важное. Конденсаторы должны быть ВЧ. Подавление ВЧ пульсаций значительно лучше с помощью керамических или пленочных. Подавление с помощью электролитов не очень эффективное дело.
При построении фильтра необходимо учесть факт, что LC-фильтр для малых токов малоэффективен. Возможно, лучше себя покажет RC. При этом, конечно же, возникнет некоторое падение напряжения на резисторах. Выход: увеличить выходное напряжение преобразователя (до фильтра) или питать меньшим напряжением ОУ.
Готовый ИБП можно и купить, но опять таки, его выходные характеристики (скорее всего, но не обязательно) будут паспортными. А для ИБП пульсации никто не отменял.
Уменьшить пульсации ИБП можно также грамотно используя режим его работы. При скважности близкой к 2 (50% времени от периода один из ключей открыт, другие 50% времени — открыт другой) пульсаций будет меньше. Т.е. ИБП нужно использовать для питания нагрузки близкой к номинальной, что следует учесть при проектировании. (в случае если ОУ маломощные а ИБП уже имеется реализованным, для выхода на необходимую можность необходимо ИБП догружать, например, светодиодами .
| Меню пользователя 1_man |
| Посмотреть профиль |
| Отправить личное сообщение для 1_man |
| Найти ещё сообщения от 1_man |
| Меню пользователя Luzkov |
| Посмотреть профиль |
| Отправить личное сообщение для Luzkov |
| Посетить домашнюю страницу Luzkov |
| Найти ещё сообщения от Luzkov |
| Меню пользователя Luzkov |
| Посмотреть профиль |
| Отправить личное сообщение для Luzkov |
| Посетить домашнюю страницу Luzkov |
| Найти ещё сообщения от Luzkov |
С уважением, Алексей.
| Меню пользователя ALEX__A |
| Посмотреть профиль |
| Отправить личное сообщение для ALEX__A |
| Найти ещё сообщения от ALEX__A |
Я пытаюсь построить не обычный ИБП, а специфический DC-DC преобразователь для металлоискателя.
Приведу, для примера, распространённые варианты организации преобразователя питания, используемые в той модели металлоискателя улучшенный вариант которого хочу собрать и я.
Положительное напряжение получается через линейный стабилизатор; нуль берётся с минуса батареи; отрицательное напряжение вырабатывается детектированием пульсаций (задаваемых тактовым генератором) положительного напряжения.
Минусы: 1) слаботочность минусового плеча и значительные пульсации тока в нём, 2) невозможность получения более высоковольтного питания.
Использован Step-UP конвертер на ИМС MC34063, повышающий напряжение с исходных 6В до 15В, из которых затем получают среднюю точку при помощи ОУ. Частота работы ИМС преобразователя синхронизирована подачей импульсов от тактового генератора передатчика металлоискателя через конденсатор С14 на 3-ю ногу.
Минусы: 1) значительные имульсные помехи от преобразователя такого типа, 2) невозможность разогнать такой преобразователь до напряжения 30В.
Напряжение с более высоковольтной чем в других схемах батареи стабилизируется и из него вырабатывается искуственная средняя точка. Сам пробовал такое решение в другом металлоискателе и остался вполне доволен.
Минус: не смотря на полное отсутствие пульсаций требуется наличие большой батареи, а для напряжения 30 В — просто громоздкой.
Тактовая частота от передатчика металлоискателя делится на 2 триггером с образованием 2-х синфазных управляющих каналов которые переключают мосфеты создавая меандровые импульсы в первичной обмотке повышающего трансформатора. Из снятого со вторичной обмотки и выпрямленного напряжения формируется искуственная средняя точка. Наиболее предпочтительный, но требующий доработки вариант.
Минусы: 1) меандр в первичной обмотке трансформатора создаёт значительные помехи как на выходе преобразователя, так и в цепях первичного питания 2) низкий КПД выпрямителя на одном диоде и высокие пульсации после него, 3) отсутствие стабилизации выходного напряжения.
Следует отметить, что все вышеприведённые источники питания весьма работоспособны и вполне удовлетворяют их авторов. Изготовленые ими металлоискатели успешно продаются, потребители никак не нарадуются и пищат от восторга.
У меня же есть желание выжать максимум из данной схемы металлоискателя путём улучшения и оптимизации параметров его блоков. В том числе повышением напряжения питания до более оптимального для ОУ уровня, что так же позволит расширить динамический диапазон приёмного усилителя. Качество фильтрации подаваемого питания то же необходимо повысить.
Предлагаемый мной 2-й вариант схемы преобразователя (на 2-й странице топика) уже гораздо качественнее, чем четыре вышеприведённые схемы, используемые другими металлоискателестроителями. Но он ещё сыроват пока.
Подскажите мне пожалуйста: 1) как избавится от ступенчатых искажений синусоиды в первичной обмотке транса ? 2) что все таки лучше, реальный или виртуальный ноль ?
| Меню пользователя karat23 |
| Посмотреть профиль |
| Отправить личное сообщение для karat23 |
| Найти ещё сообщения от karat23 |
Обратите внимание, в приведенных Вами схемах БП, использовалось либо преобразование энергии без гальванической развязки вторичных цепей, либо линейные стабилизаторы. В этих случаях реализация полноценного «нулевого канала» весьма затруднительно, и поэтому использование схемы искуственного нуля может быть оправдано.
Вы проектируете полноценный двухтактный преобразователь с гальванической развязкой вторичных цепей, при которой оптимальным является использование «нулевого канала» в виде отвода от средней точки трансформатора, как с точки зрения построения двухканального БП, так и с точки зрения снижения помех, за счет возможности реализации эффективной схемы экранирования.
Поэтому использование «реального нуля» предподчтительнее.
В первичной обмотке трансформатора присутствуют биполярные прямоугольные импульсы, которые, в силу наличия реактивной составляющей, на экране осциллографа очень похожи на синусоиду. Избавится от искажений можно только в одном случае — при использовании синусоидального задающего генератора, в других случаях их можно только минимизировать.
Однако, построение синусоидального генератора высокой мощности достаточно сложная задача.
Поэтому целесообразней использовать традиционные схемы ИБП, но минимизировать помехи возникающие во вторичных цепях. Пульсации выпрямленного напряжения, даже используя элементарный фильтр, на частоте преобразование 16 кГц (на выходе двухполупериодного выпрямителя мы получим пульсирующее постоянное напряжение частотой 32 кГц) при нагрузке 100 мА, будут минимальны.
Остаются помехи из первичных цепей. Их можно устранить используя рациональный монтаж элементов первичных цепей преобразователя ИБП для снижения емкости монтажа, качественно изготовленный трансформатор, использование демпфирующих цепей в первичной обмотке трансформатора, для снижения амплитуды выбросов, экранирование устройства и импульсного трансформатора, а также фильтры настроенные на частоту преобразования во вторичных цепях источника, с необходимой полосой пропускания.
Таким образом, Вы минимизируете возможные помехи во вторичных цепях источника и добъетесь необходимой стабильности выходного напряжения.
Как убрать пульсации в импульсном блоке питания
Поэтому практически возможна только минимизация помех, а не их полное исключение. При этом их минимизация осуществляется различными схемотехническими решениями, в том числе и фильтрами.
Следует отметить, что пауза между переключениями, в данной схеме будет существовать всегда, поскольку её для переключения реального транзистора необходимо время.
В приведенной схеме, мы имеем дело с емкостным фильтром, после которого включен ополнительный LC-фильтр (ФНЧ), частота среза которого равна, например, частоте преобразования.
С уважением, Алексей.
| Меню пользователя ALEX__A |
| Посмотреть профиль |
| Отправить личное сообщение для ALEX__A |
| Найти ещё сообщения от ALEX__A |
| Меню пользователя buremot |
| Посмотреть профиль |
| Отправить личное сообщение для buremot |
| Посетить домашнюю страницу buremot |
| Найти ещё сообщения от buremot |
«. добиться почти полного отсутствия пульсаций» — это абстракция. Более грамотно, на мой взгляд, задаться приемлемой амплитудой пульсаций.
Добится характеристик ИБП таких же как у гальванического элемента очень проблематично.
Изготовление фильтра тоже дело неблагодарное. Если это единичный экземпляр можно и помучаться. Входы и выходы реализовывать на проходных конденсаторах. В серийном оборудовании чаще встречается, действительно, коробочки с дырочками, откуда торчат проводки. Бывает только часть от коробочки, впаянная в плату. Но опять же, любое техническое решение оправдано приемлемым уровнем выходных характеристик.
Что бы определится с уровнем пульсаций нужен или расчет, или эексперимент — макетирование, что чаще и используется.
Принципиально ли наличие импульсных помех в той частотной области на которой работает ИБП?
Замечание по схеме, конденсаторы, шунтирующие диоды в мосте используются для «облегчения их жизни». Срезая фронт и уменьшая выброс, связанный с коммутацией. По-этому для той частоты и мощностей, которые Вы собираетесь использовать они не принципиальны.
Материал конденсаторов дело важное. Конденсаторы должны быть ВЧ. Подавление ВЧ пульсаций значительно лучше с помощью керамических или пленочных. Подавление с помощью электролитов не очень эффективное дело.
При построении фильтра необходимо учесть факт, что LC-фильтр для малых токов малоэффективен. Возможно, лучше себя покажет RC. При этом, конечно же, возникнет некоторое падение напряжения на резисторах. Выход: увеличить выходное напряжение преобразователя (до фильтра) или питать меньшим напряжением ОУ.
Готовый ИБП можно и купить, но опять таки, его выходные характеристики (скорее всего, но не обязательно) будут паспортными. А для ИБП пульсации никто не отменял.
Уменьшить пульсации ИБП можно также грамотно используя режим его работы. При скважности близкой к 2 (50% времени от периода один из ключей открыт, другие 50% времени — открыт другой) пульсаций будет меньше. Т.е. ИБП нужно использовать для питания нагрузки близкой к номинальной, что следует учесть при проектировании. (в случае если ОУ маломощные а ИБП уже имеется реализованным, для выхода на необходимую можность необходимо ИБП догружать, например, светодиодами .
| Меню пользователя 1_man |
| Посмотреть профиль |
| Отправить личное сообщение для 1_man |
| Найти ещё сообщения от 1_man |
| Меню пользователя Luzkov |
| Посмотреть профиль |
| Отправить личное сообщение для Luzkov |
| Посетить домашнюю страницу Luzkov |
| Найти ещё сообщения от Luzkov |
| Меню пользователя Luzkov |
| Посмотреть профиль |
| Отправить личное сообщение для Luzkov |
| Посетить домашнюю страницу Luzkov |
| Найти ещё сообщения от Luzkov |
С уважением, Алексей.
| Меню пользователя ALEX__A |
| Посмотреть профиль |
| Отправить личное сообщение для ALEX__A |
| Найти ещё сообщения от ALEX__A |
Я пытаюсь построить не обычный ИБП, а специфический DC-DC преобразователь для металлоискателя.
Приведу, для примера, распространённые варианты организации преобразователя питания, используемые в той модели металлоискателя улучшенный вариант которого хочу собрать и я.
Положительное напряжение получается через линейный стабилизатор; нуль берётся с минуса батареи; отрицательное напряжение вырабатывается детектированием пульсаций (задаваемых тактовым генератором) положительного напряжения.
Минусы: 1) слаботочность минусового плеча и значительные пульсации тока в нём, 2) невозможность получения более высоковольтного питания.
Использован Step-UP конвертер на ИМС MC34063, повышающий напряжение с исходных 6В до 15В, из которых затем получают среднюю точку при помощи ОУ. Частота работы ИМС преобразователя синхронизирована подачей импульсов от тактового генератора передатчика металлоискателя через конденсатор С14 на 3-ю ногу.
Минусы: 1) значительные имульсные помехи от преобразователя такого типа, 2) невозможность разогнать такой преобразователь до напряжения 30В.
Напряжение с более высоковольтной чем в других схемах батареи стабилизируется и из него вырабатывается искуственная средняя точка. Сам пробовал такое решение в другом металлоискателе и остался вполне доволен.
Минус: не смотря на полное отсутствие пульсаций требуется наличие большой батареи, а для напряжения 30 В — просто громоздкой.
Тактовая частота от передатчика металлоискателя делится на 2 триггером с образованием 2-х синфазных управляющих каналов которые переключают мосфеты создавая меандровые импульсы в первичной обмотке повышающего трансформатора. Из снятого со вторичной обмотки и выпрямленного напряжения формируется искуственная средняя точка. Наиболее предпочтительный, но требующий доработки вариант.
Минусы: 1) меандр в первичной обмотке трансформатора создаёт значительные помехи как на выходе преобразователя, так и в цепях первичного питания 2) низкий КПД выпрямителя на одном диоде и высокие пульсации после него, 3) отсутствие стабилизации выходного напряжения.
Следует отметить, что все вышеприведённые источники питания весьма работоспособны и вполне удовлетворяют их авторов. Изготовленые ими металлоискатели успешно продаются, потребители никак не нарадуются и пищат от восторга.
У меня же есть желание выжать максимум из данной схемы металлоискателя путём улучшения и оптимизации параметров его блоков. В том числе повышением напряжения питания до более оптимального для ОУ уровня, что так же позволит расширить динамический диапазон приёмного усилителя. Качество фильтрации подаваемого питания то же необходимо повысить.
Предлагаемый мной 2-й вариант схемы преобразователя (на 2-й странице топика) уже гораздо качественнее, чем четыре вышеприведённые схемы, используемые другими металлоискателестроителями. Но он ещё сыроват пока.
Подскажите мне пожалуйста: 1) как избавится от ступенчатых искажений синусоиды в первичной обмотке транса ? 2) что все таки лучше, реальный или виртуальный ноль ?
| Меню пользователя karat23 |
| Посмотреть профиль |
| Отправить личное сообщение для karat23 |
| Найти ещё сообщения от karat23 |
Обратите внимание, в приведенных Вами схемах БП, использовалось либо преобразование энергии без гальванической развязки вторичных цепей, либо линейные стабилизаторы. В этих случаях реализация полноценного «нулевого канала» весьма затруднительно, и поэтому использование схемы искуственного нуля может быть оправдано.
Вы проектируете полноценный двухтактный преобразователь с гальванической развязкой вторичных цепей, при которой оптимальным является использование «нулевого канала» в виде отвода от средней точки трансформатора, как с точки зрения построения двухканального БП, так и с точки зрения снижения помех, за счет возможности реализации эффективной схемы экранирования.
Поэтому использование «реального нуля» предподчтительнее.
В первичной обмотке трансформатора присутствуют биполярные прямоугольные импульсы, которые, в силу наличия реактивной составляющей, на экране осциллографа очень похожи на синусоиду. Избавится от искажений можно только в одном случае — при использовании синусоидального задающего генератора, в других случаях их можно только минимизировать.
Однако, построение синусоидального генератора высокой мощности достаточно сложная задача.
Поэтому целесообразней использовать традиционные схемы ИБП, но минимизировать помехи возникающие во вторичных цепях. Пульсации выпрямленного напряжения, даже используя элементарный фильтр, на частоте преобразование 16 кГц (на выходе двухполупериодного выпрямителя мы получим пульсирующее постоянное напряжение частотой 32 кГц) при нагрузке 100 мА, будут минимальны.
Остаются помехи из первичных цепей. Их можно устранить используя рациональный монтаж элементов первичных цепей преобразователя ИБП для снижения емкости монтажа, качественно изготовленный трансформатор, использование демпфирующих цепей в первичной обмотке трансформатора, для снижения амплитуды выбросов, экранирование устройства и импульсного трансформатора, а также фильтры настроенные на частоту преобразования во вторичных цепях источника, с необходимой полосой пропускания.
Таким образом, Вы минимизируете возможные помехи во вторичных цепях источника и добъетесь необходимой стабильности выходного напряжения.
Форумы сайта "Отечественная радиотехника ХХ века"
Постоянка на выходе ровно половина питания. Ступенек в выходном сигнале нет. Но ведь при питании от другого блока нет фона.
По каскадам пульсаций нет вплоть до оконечных каскадов, собранных по схеме с Общим коллектором. Что значит «вход УНЧ не отключал»? регулятор громкости на минимуме.
Друзья, спасибо за быстрые отклики! Еще напишу, что подавал синусоиду на вход — на выходе она тоже чистая, неискаженная. И мощность есть, т.е. усиливает УМЗЧ нормально.
А про RC- цепочки, которые в усилителе есть против пульсаций, простите, не знаю
Пульсации от БП идут в колонки
Re: Пульсации от БП идут в колонки
Пульсации от БП идут в колонки
Попробую тоже помочь. Выпаивай С5 и С10 — надо УМ отвязать от предварительного уся. Фон есть? Меняй (не параллель, а именно меняй) С11, С13, С15, С23 по очереди, в первую голову 13 и 15. Помогло? Тогда во втором канале то же самое.
Если при выпаивании С5 и С10 фон пропадает, то проблема раньше, в предварительном усилителе.
Скорее всего, С1 и С2 — фильтр питания 9В для предкаскадов. Больше там и нет ничего ))))) Повторюсь, ёмкости лучше менять, а не параллелить, потому что возможны утечки.
В блоке питания могут быть виноваты С5, С6, С7. Проверь напряжения на транзисторе VT1, если на эмиттере столько же, сколько на коллекторе — он пробит и не работает как стабилизатор 9В и «электронный фильтр».
по какой схеме номера? на своей (от Веги-250) там эти детали вообще ни к селу ни к городу.