Данный раздел запрещён для просмотра детьми

Материалы данного раздела могут содержать информацию, запрещенную для детей, согласно нормам установленным Федеральным законом "О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию".

Гражданская радиосвязь / Всё на форуме / Вопросы и ответы - конструирование электроники

Блок питания для трансивера 13.8В 20А (мощный блок питания 12 вольт) с линейным стабилизатором

250 из Новосибирск - Новосибирская обл

Собственно первая схема, которую я набросал выглядела так:

Примерная схема блока питания 13,8 вольта 20 ампер

Что тут к чему:

4 транзистора IRFP044N или аналогичных это собственно регулирующий элемент стабилизатора.
Их 4 штуки потому, что несмотря на заявленные производителем жуткие токи и рассеиваемые мощности, эти транзисторы предназначены для работы в импульсных схемах и рассеить 100 ватт тепла одному не под силу. Смотрите сами: тепловое сопротивление кристалл-корпус 1W/C, то есть если рассеивать на 1 транзисторе 100 ватт тепла, то корпус будет холоднее кристалла на 100 градусов и это только корпус. Если принять что переходное сопротивление корпус транзистора-радиатор ещё хотя бы 0,5 W/C, а пределбная температура кристалла у них 175 градусов, то получится что радиатор не должен нагреваться больше чем до 25 градусов цельсия, а так не бывает даже если обдувать вентилятором, особенно летом!
Итого я решил применить 4 транзистора, но позволить радиатору нагреваться вплоть до 100 градусов (надёжность лишней не бывает, учитывая что транзисторы стоят меньше 50 рублей за штуку).

Выделено желтеньким - это источник повышенного напряжения, он нужен потому, что транзисторам в регуляторе надо на затвор подать напряжение минимум на 5 вольт больше чем у них будет на стоках, а на стоках у них будет 13,8 вольта.

Выделенное красненьким - схема которая замыкает контакты реле только когда конденсатор на 50 тысяч микрофарад зарядился (ток через ограничительный резистор на 15 ом упал до некого заданного значения). Если этоё схемы не будет, то зарядный ток при включении будет огромен, он скорее всего выбьет диоды основного выпрямителя, да и для конденсаторов такой режим не полезен. 50 тысяч микрофарад это считай короткое замыкание при включении.

Выделенное синеньким - схема которая разрешает работу стабилизатора только после того как конденсатор на 50 тысяч микрофарад зарядился, да и то с задержкой на 0,5 ... 1 секунды (эта задержка установлена электролитом и 2 резисторами на 47ком, электролит там 10 микрофарад).

Как выяснилось далее - схема дерьмо, так же как и 2 трансформатора, которые были у меня в наличии.

Причины:
1) Предохранитель и реле (автомобильное на 30 ампер) + провода до предохранителя и реле, имеют слишком большое сопротивление, при 16 амперах на них падает почти 1 вольт!
Это никуда не годится.
Думаю надо ограничивать ток зарядки впилив токоограничительный резистор в цепь первичных обмоток трансформатора. Там токи ниже, падения напряжения под нагрузкой на контактах даже посредственных реле будут меньше.
Предохранитель вообще выпилю из схемы.

2) TL431 не стартует если её замкнуть транзистором, а на управляющем электроде у неё хоть чуть-чуть больше чем 0 вольт.
Это решилось просто, переделкой схемы до вот такого состояния:

Рабочий вариант схемы блока питания 13,8 вольта 20 ампер

То есть глушу напряжение на затворах в землю пропустив напряжение с TL431 через резистор на 4,7килоома. На TL431 в таком варианте напряжение ниже 12 вольт не бывает, а на затворах бывает и 0, когда транзистор открыт.

Что выяснилось важного?

* Блок питания легко улетает в самовозбуд, если провода от транзисторов длинные.
Что бы устранить самовозбуд - навешиваем керамику на 47нан между стоком и истоком каждого транзистора.

* TL431 легко улетает в самовозбуд.
Что бы это устранить конденсатор который на схеме 10нан лучше поставить на 22 нан.

В целом схема рабочая, стабилизирует выходное напряжение даже когда разница между входом на ключи и выхходом с ключей всего 0,2 вольта.

А вот трансформаторы (я использовал 2 в параллель) у меня были дерьмо .(
На холостом ходу обеспечивают 25 вольт выпрямленного напряжения, но при нагрузке в 7 ампер это уже 20 вольт, при нагрузке 16 ампер они выдают уже всего 14 вольт, при 20 амперах 10 вольт.
Это были трансформаторы от блоков питания "ВОЛНА ББП 3/20".
В общем найду трансформатор хороший, продолжу опыты.

Приложены файлы: f10983-0.gif · f10983-1.gif

Записано: 3939 дн 0 час 1 мин 44 сек назад (08.02.2014, 17:00:45)

Плахиш из Новосибирск - Новосибирская обл

ясно.

Записано: 3938 дн 18 час 5 мин 22 сек назад (08.02.2014, 22:57:07)

250 из Новосибирск - Новосибирская обл

На этих трансформаторах явно больше 16 ампер снять не выйдет, а другой (нормальный) в этот корпус не полезет.
Плата сделана под этот корпус.
Вот и думаю - доделать этот блок до ума и оставить как есть, способным выдавать 16 ампер.

А себе всё, для аппарата, же купить блок питания 20...25 амперный, а то всё равно без трансформатора не реально это сделать, а трансформатор покупать будет стоить почти как целый блок питания.

Записано: 3938 дн 7 час 12 мин 13 сек назад (09.02.2014, 09:50:16)

250 из Новосибирск - Новосибирская обл

Переделал цепи между выпрямителем и сглаживающим конденсатором, убрал оттуда реле, перенёс его в цепь первички трансформатора.
Удалось вытянуть 18 ампер при этом на сглаживающем конденсаторе остаётся 13,9 вольта, выход 13,8 вольт, величина пульсаций 50 милливольт на выходе и 100 на сглаживающем конденсаторе (предельный режим).
При 15 амперах величина пульсаций на выходе менее 5 милливольт (там уже не пульсации, а шумы).

В общем, за счёт большой крутизны характеристики большом входном и малом выходном сопротивлении MOSFET транзисторов применённых в силовом элементе коэффицент стабилизации так же получается очень большим, что радует.
У меня стоят транзисторы IRFP3710 у них S не хуже 20 ампер на вольт.

В качестве резистором на 0,01 ома у меня применены отрезки медного провода диаметром 1,5 миллиметра длиной 20 сантиметров (по сути провода до транзисторов). В принципе сопротивление этих резисторов 0,01 ома это "на вскидку" (исходя из того, что при 20 амперах на таком резисторе упадёт 0,2 вольта (я посчитал что этого будет достаточно для компенсации разброса параметров)), оно может быть и меньше или чуть больше, главное что бы все эти резисторы были совершенно одинаковые.
Так уж совпало, что у меня 2 транзистора из одной партии а 2 из другой, причём у них даже производители разные, но 20 сантиметров медного провода в истоках вполне справляются с разбросом и транзисторы греются равномерно, каждый по чуть-чуть.

Записано: 3937 дн 19 час 49 мин 42 сек назад (09.02.2014, 21:12:47)

250 из Новосибирск - Новосибирская обл

Полная электрическая принципиальная схема мощного не импульсного блока питания 13.8V 20A или 30А (какой трансформатор у вас будет):

Схема блока питания 13.8В на 20А (не импульсный) с регулирующим элементом на MOSFET

Большая часть деталей (биполярные транзисторы) это схема "плавного пуска", то есть что бы плавно зарядить ёмкость в 50 тысяч микрофарад.

Запуск блока питания происходит следующим образом:
Сетевое напряжение на первичную обмотку трансформатора сначала подаётся через резистор на 100 Ом, при достижении на сглаживающем конденсаторе напряжения примерно 15 вольт (определено как напряжение стабилитрона + напряжение открывания транзистора) срабатывает реле и замыкает резистор, так же этот сигнал начинает зарядку конденсатора на 100мкф при достижении на нём некого напряжения (примерно через 2 секунды) перебрасывается вторая часть схемы и разрешает работу стабилизатора пуская ток в нагрузку.
При отключении источника от сети, при падении напряжения на накопительной ёмкости до уровня примерно 11 вольт (задано резистором на 100кОм который определяет гистерезис триггера Шмидта на двух первых биполярах) отпускает реле и почти мгновенно закрывается стабилизатор.
Стабилитрон в цепи затвора транзистора включающего реле нужен что бы затвор не пробило напряжением выше 15 вольт.
Схема построена так, что стабилизатор не может быть включен если реле ещё не сработало (это необходимо, что бы через резистор на 100 Ом мощностью всего 10 ватт не пошел основной ток потребления, что вызвало бы много дыма и шума).

Выбирая трансформатор для блока питания, нужно помнить:
напряжение на входе стабилизатора (на сглаживающем конденсаторе) должно быть по крайней мере на 0,2 вольта больше выходного при максимальном токе нагрузки (лучше больше на 0,5 вольта), иначе стабилизатор выйдет из режима стабилизации и перестанет сглаживать пульсации.

Если потребуется ввести защиту, например от КЗ, то подавая лог1 на базу транзистора который замыкает затворы силового элемента (на схеме отмечено +V=OFF) можно безболезненно и не навязчиво отключать выходное напряжение.
Защиту от КЗ можно сделать, включив токовый шунт в разрыв +13.8V и применив rail-to-rail операционник или аналоговые входы микроконтроллера.

Приложены файлы: f10998-0.gif

Записано: 3937 дн 15 час 51 мин 45 сек назад (10.02.2014, 01:10:44)

250 из Новосибирск - Новосибирская обл

В общем для питания Yaesu-857 собранного мной блока питания хватает.

Записано: 3936 дн 21 час 36 мин 10 сек назад (10.02.2014, 19:26:19)

Плахиш из Новосибирск - Новосибирская обл

надо в гости заехать и в аочую на енто поглядеть..))
сегодня в гости можно???

Записано: 3909 дн 7 час 16 мин 48 сек назад (10.03.2014, 09:45:41)

250 из Новосибирск - Новосибирская обл

Нет, сегодня, завтра и ещё несколько дней не до гостей.
После середины месяца должно стать свободнее.

Записано: 3909 дн 3 час 53 мин 24 сек назад (10.03.2014, 13:09:05)

Сибан без регистрации

добрый день, подскажите каким образом поднять напряжение на сглаживающем конденсаторе, мне на выходе надо 35 вольт, трансформатор перемотал на нужное мне напряжение со средней

Записано: 3362 дн 4 час 33 мин 58 сек назад (08.09.2015, 11:28:31)

250 из Новосибирск - Новосибирская обл

Сибан, так в чём проблема то? Если трансформатор перемотали и он обеспечивает на вторичке нужное напряжение, то после выпрямления, на конденсаторе сглаживающем уже будет нужное.
Расчитать всё просто:
учитывая, что данная схема стабилизатора работает с довольно малой разницей между входным и нужным выходным напряжением, то примем его за 2 вольта, падение на диодах за 1 вольт, тогда:
Uвторички_эффективное = (Uвыхода + 2 + 1) / 1.414

Так например, если эффективное напряжение на вторичке 27 вольт (на каждой полуобметке) то на конденсаторе будет:
27 * 1.414 = 38.178 вольта
при нужном нам на выходе 35 вольт, диоды шоттки скушают сколько то и остальное стабилизатор.

Естественно конденсаторы придётся ставить на 50 вольт на выходе и сглаживающий.
А ещё придётся искать какой то аналог TL431 потому что для TL431 Cathode voltage 36 V максимум.
Максимальное напряжение на TL431 в этой схеме определяется как:
Uвыходное + Uзатворов транзисторов стабилизатора при котором они открыты полностью
Напряжение на затворах максимальное можно принять за 12 вольт, тогда:
35 + 12 = 47 вольт
нужно искать какой то аналог TL431 выдерживающий 50 вольт или городить аналог самостоятельно на транзисторах у которых максимальное напряжение КЭ 50 вольт или выше. Благо там особой мощности не нужно, буквально 1 миллиампера хватит что бы затворами управлять.

Записано: 3361 дн 22 час 24 мин 35 сек назад (08.09.2015, 17:37:54)

Сибан без регистрации

Спасибо за помощь, я подумал что мне достаточно будет напряжения которое мне выдаст tl431, не пойму только, если сделать полуобмотки по 27 вольт, значит на диодном мосте получится уже 76 ((27+27)*1,41)вольт почти (или я не правильно думаю?), это многовато. или сделать выпрямитель не мостом а так же со средней? И у меня еще одна проблема, я моделирую схему в мультисиме, не открывает реле и транзистор тоже не открывается для стабилизатора, напряжения на выходе нет(. Я конечно не профи в этом деле, учили электронике в колледже, но схемы разрабатывать не учили почему то, только печатные платы разводили(

Записано: 3361 дн 6 час 43 мин 41 сек назад (09.09.2015, 09:18:48)

250 из Новосибирск - Новосибирская обл

Если полуобмотки по 27 вольт, то на выходе основного выпрямителя, который в моей схеме совсем не диодный мост, а 2 диода, будет напряжение: 27*1.41
Если делать с диодным мостом то не нужно 2 обмотки, достаточно одной обмотки (если конечно не планируется двухполярный блок питания).

В чём "фишка" двух обмоток:
если обмотка одна, то нужно не 2 а 4 диода, что бы собрать двухполупериодный выпрямитель, напряжение будет проходить через 2 диода (нижний в мосту и верхний), то есть будет в 2 раза больше падения напряжения на диодах, ток с одной обмотки будет полный, а с полуомоток половинный, что в контексте мощного блока, а значит больших токов приведёт к необходимости мотать обмотки более толстым проводом с которым банально работать сложнее и к большему выделению тепла на диодах.
Скажем на одном диоде (пусть это будут диоды 30CPQ050 ) падает 0.56 вольта, блок питания у нас пусть будет на 20 ампер, значит добавляя "лишний" диод на пути тока мы начинаем гнать в тепло:
0.56*20 = 11.2 ватта.
Для случая с диодным мостом, конечно каждый "лишний" диод будет рассеивать не все 11 ватт, а лишь половину, потому что работает только в один полупериод, но в сумме всё равно 11 ватт в тепло внутри корпуса блока питания не лучшая идея.

А если речь о том диодном мостике, который для удвоителя использован, который создаёт напряжение для управления затворами, то да, там будет = ((27+27)*1,41) и это напряжение может быть приложено к TL431, по этому её туда и нельзя ставить.

Записано: 3360 дн 22 час 33 мин 8 сек назад (09.09.2015, 17:29:21)

Бросить друзьям ссылку на тему:

Если это интересная тема, дайте людям на неё ссылку:

http://27kb.ru/zou.php?f=901&message=10983

О сайте
Правила сайта

Обратная связь Рекламодателям

Сотрудничество