Авто преобразователь на 500 ватт

[Andrey_RTF]

Я все таки решился изменить главный пост темы и расписать все о сборке данного ИИП.
Итак мощность которую я хотел получить от преобразователя, а в последствии и получил - 500 W. Напряжение на выходе равно +-27 V. Оно обусловлено напряжением питания TDA8924TH.

Весь процесс начался с расчетов трансформатора. У меня в наличии были следующие кольца:

• 50х30х20 материал N87
• 45х28х12 материал M2000

Мне сразу объяснили, что для моих требований как раз подходит колечко отечественного производства - 45х28х12 материал M2000. Почитав темы с подобными разработками, выяснил, что для моей мощности необходимо по два транзистора IRF3205 в плече. В качестве ШИМ контроллера взял проверенную временем микросхему - TL494. Частоту задающего генератора, равную 55 кГц взял исходя из материала ферритового кольца.
Ну вот - все данные для расчета трансформатора у нас есть, можно приступать к расчету. Для расчета трансформатора я использовал программу Excellent IT(https://forum.vegalab.ru/showthread....ов-и-дросселей), разработанную Starichkom, за что ему большое СПАСИБО!!! В результате расчетов вот, что у меня получилось:

• Расчет трасформатора:

Далее предстоял процесс намотки трансформатора - если честно, это самое нелюбимое мое занятие. Выслушав на форуме все рекомендации по намотке, понял (не сразу конечно), что первой на кольцо нужно наматывать вторичную обмотку. Это связано с тем, что первичная обмотка обычно состоит из 4+4 витков, и если ее намотать первой, то равномерно расположить на ней вторичную обмотку уже не получится.
Перед намоткой острые грани кольца необходимо обточить, чтобы исключить факт повреждения лаковой изоляции на медной проволоке. Я бы еще посоветовал обмотать само кольцо несколькими слоями лакоткани для большей надежности. Именно так я и поступил.

• Вторичная обмотка:

• Первичная обмотка:

После намотки трансформатора нужно было определится с электрической схемой преобразователя. В качестве драйвера, переключающего силовые транзисторы было решено применить IR2113. Выходной ток данной микросхемы 2 A - этого достаточно для переключения IRF3205. Также необходимо было организовать защиту от КЗ и перегрузки. С этим вопросом мне помог strannicmd. Принцип работы системы защиты заключается в том, что считается падение напряжения на полевых транзисторах. Входные электролитические конденсаторы были взяты LOW ESR. Их количество (10 штук) взято с учетом потребляемого тока при номинальной нагрузке. В моем преобразователе этот ток составил порядка 45 A, а один такой конденсатор может отдать в нагрузку 4,74 A. Вот и считайте Выходные диоды нужно брать минимум с двухкратным запасом по току и напряжению - я взял MBR20100CT (20 A/100V). И вот в результате всевозможных доработок имеем следующую электрическую схему преобразователя:

• Схема ИИП:

Далее началась разработка печатной платы. Первые мои попытки создания печатной платы, как вы уже наверное догадались, оказались неудачными. Более менее нормальная работа пошла после того, как Starichok показал мне как нужно организовать разводку "силовой" части. Основная идея состоит в следующем:

• Все дорожки должны быть как можно короткими и широкими насколько это возможно
• Все конденсаторы(LOW ESR) должны находиться как можно ближе к транзисторам
• Земля драйвера должна быть расположена как можно ближе к земле силовых транзисторов

В результате всеобщих усилий вот такой вот шедевр получился на выходе:

• Разводка печатной платы:

Далее началось непосредственно изготовление печатной платы. Для изготовления ПП я использую фоторезистивную технологию. Благодаря такой технологии, печатные платы в итоге получаются отличного качества. Минимальная ширина дорожек и расстояние между дорожками может доходить до 0.15 мм - это мой личный рекорд.

• Печатная плата:

Затем я приступил к сборке преобразователя. На сборку ушло пару дней - это с учетом перекуров, учебы... В результате получился вот такой девайс

• Собранный ИИП:

Ну вот вобщем то и все)))

[Vadim1]

http://slavapril.narod.ru/stabilizator_param.html

ниче я там не понял,какие то реле,конденсаторы,мне всего лишь формулу надо

[crowHunter]

Тут попроще.

[Vadim1]

Тут попроще.

Спасибо,разобрался

[Vadim1]

А никто не разработал плату чтобы транзисторы были на краю платы?чтоб к корпусу уся можно было прикрутить.И потянут 2 таких ПНа усил +-75В 2Ома?

[sima8520]

Я делал. Только платы двусторонние. Верхний слой земля 12В

[one-nick]

Андрей, вот мой вариант схемы преобразователя.
в полной "комплектации" - со стабилизацией и защитой на трансформаторе тока.

Здравствуйте

Для комбика с усилителем на микросхеме TDA7293 (100-120W, +/- 25-40V) с динамиком 8 Ом собираю ПН для питания всего фарша комбика от Аккумулятора 12В от 15А.

Просмотрел 30 схем подобных ПН, точнее вариаций на разных микросхемах контроллеров ШИМ, в большинстве TL494 (далее просто ШИМ).

Посмотрел готовые китайские изделия, которые можно купить в интернет-магазинах платформы AliExpress, мощностью от 150 Вт и ценой от 17$.

Все как то мне понравился больше всех проектов китайский самый простой и дешевый ПН, на отдельной платке как сугубо ПН, и он же (точь в точь до мелочей разводки ПП и номиналов компонентов) на ПП вместе с усилителем с выходным каскадом на транзисторах. Запала в душу реализация ОС для стабилизации выходного напряжения, чего нет в большинстве проектов ПН. Нет там для этого ни оптронов, ни ТL431-ых, а все изящно на первый взгляд сделано двумя делителями (4 резистора), через которые минус выходного напряжения заведен на инверсный вход первого усилителя ошибки (выв.2 микросхемы ШИМ) , а плюс выходного напряжения заведен на положительный вход этого же усилителя ошибки (выв.1 микросхемы ШИМ). Я все по платам перерисовал, и схему и номиналы, и намотал трансформатор и все смакетировал.

Пока играл без ОС, все красиво работает на макете спаянном нависняком. Вначале косу выходной обмотки не разделял на две полуобмотки а вешал на нее всю нагрузку - резисторы (не было на выходе ни выпрямителя ни фильтра) и выжал я с него кратковременно с выше 200 Вт, подключал сопротивления разные от 100 до 1,1 Ом, смотрел осциллографом напряжение RMS на выходе и пересчитывал в Ватты. Смотрел на разных частотах 30-82кГц, но на 30кГц удавалось с него выжать больше всего, на 60 кГц уже было на пару тройку процентов меньше. Потом доделал и выпрямитель и фильтр (дросселя нет, только конденсаторы по 2200мкф и керамика) и подключал уже так нагрузку.

До этого момента все ОК, но когда подключил делители ОС к выходным напряжениям то стабилизация начала поддерживать стабильное запрограммированное делителями значение напряжения. Но вот форма импульсов например на выходе трансформатора (ну или на стоках полевиков) значительно по коверкалась. Куча рваности, транзисторы работают в линейном режиме и теплые при не значительной нагрузке 5-10 Вт (две лампочки на выходе). Когда хорошенько нагрузить и прекращается действие ОС, превращающее прямоугольные периодические импульсы на затворах с не значительным мертвым временем в беспорядочные "мало-периодичные" пачки тонких иголок. Тогда все становится нормальным. А вот ОС очень портит всю картинку и греет транзисторы, жрет "аккумулятор", кроме того ниже 47кГц начинаются провалы в импульсах , видимо срыв генерации.

У китайцев было 30кГц в схеме и у них скопировал все номиналы элементов, только трансформатор несколько по другому намотал, у них первичка 12 витков а у меня 7. Я трансформатор достал из электронного трансформатора 160 Вт на подобии Тошибры, для питания точечных светильников на галогеновых лампочках. Кольцо Зеленое диаметр 32мм, толщина 11мм, отверстие 14 мм , материал с мю 2300 - феррит типа РС40 или н подобии N87, N27, M2000HM....), тот провод, что с него смотал, тот и намотал, только по своему (было первичка 80 витков вторичка-косичка 8 витков, у меня получилось первая обмотка 4х20 витков а вторая 7 витков косичка), и ничего я не считал, не было там, по моему мнению, ни вариантов ни особого смысла считать что то, просто прикинул и намотал что получилось. Немного коряво, провод БУ и очень жесткий, аж пружинит - странная китайская медь.

Подготавливаю пока альтернативный трансформатор на не большом сердечнике от компьютерного БП, та так же чего смотал то и планирую намотать, как была обмотка в 12 в из 7 витков , такой ее и планирую вновь воспроизвести.

Планирую еще до усовершенствовать, добавить защиту "Красные каракули" из этой темы, только наверное с триггером, и наверное не на микросхеме а на двух транзисторах, но пока план, а вот сейчас бы с ОС разобраться.

Хоть и народ говорит что ОС даже и вредна для усилителя да и вот без ОС это легкий путь, но в Вашей схеме вижу ОС и Вы вероятно с ней справились.
Я могу за нее просто забыть, но вот не хочется, заблокировать ОС всегда можно успеть и отказаться от нее , но вот разве так будет интересно ?
Нужно все запустить , настроить , отладить , потом ПП разрабатывать. А потом на той ПП можно будет собирать в любой желаемой конфигурации, с ОС, без ОС, с Каракулями или без...

Вот схема (уже ошибки поправил, которые в глаза бросились), не оригинальный чертеж оригинальной печатной платы (двухсторонний) , я его потом переразведу для одной стороны и планирую дополнить защитой.
Вот и снятые в спешке осциллограммы.

[one-nick]

Смакетировал часть схемы защиты "Красные каракули", только на компаратор ошибки пока что не заводил, просто посмотрел какой уровень напряжения в режиме очень сильной нагрузки. Мой источник питания пока что не идеальный, АТХ БП + Аккум дохлый от УПСа + Автомобильное зарядное, и это все при нагрузе проваливается здоровски, например при потреблении 140 Вт проседает до 10в. Когда все будет на плате , то возьму для экспериментов Авто-Аккум хороший. Вот думаю, кроме ТЛ-ки завести еще и на отрубающий триггер, только триггер увесить на третью ногу ТЛ-ки мне не получится, так как в моем ПН есть ОС , и при ее отработке она бы по третей ноге воздействовала так же на этот триггер, поэтому его придется отдельно присобачивать к Красным какракулям, просто делать кондером задержку (интегральную цепочку) чтоб выключало не мгновенно. Вот и пример схемы триггера, которую я хочу использовать. А вот 60 в, и даже меньше, здорово "горят " , как бенгальский огонь (снабберы имеются в схеме), и класно привариваются, и вот я на этом попал немного, пока играл с не подключенными Красными каракулями, нагрузил на 60 в (2х30 В) нагрузку 1,1 Ом и смотрю на осцилл как все коробится и какие напряжения, а оказывается оно так все и приварилось , вовремя не успел оторвать и транзюки IRFZ44N (2 шт.) Тю тю , с дымком !!! так что первая жертва есть.
Сегодня развел уже плату, осталось немного подправить если найдутся недоделки мелкие, и надписи еще не все подписал. Плата с макетным полем под разные трансформаторы, ну кольца то кольцами , но можно и транс поставить типа от монитора или от БП АТ/АТХ Компа, так что по ходу может оно не все так уж и красиво , но зато задумано быть универсальным. Желтым слоем нарисованы границы платы, а так же напаяная на дорожки проволока (лужонка) для умощнения дорожек , так как они мелкие а токи могут быть ОГО-ГО. Кроме того куча перемычек , которые тк же для умощнения и для борьбы с скин эффектом.
На этой недели планирую собрать уже все на плате.

Плату уже до развел полностью, так что в таком виде и планирую изготавливать.
Плата разведена скорее всего как универсальная или отладочная, на ней можно собрать разные варианты ПН на ТЛ494 "по вкусу" , с ОС на делителях без галван. развязки или на оптроне или без ОС, без токовой защиты и с , без триггера и с , с одной парой транзисторов и с двумя парами, с каналом +/- 12 или +/-15 Вольт или без него только +/- 25-40 Вольт, на кольце или на трансформаторе от монитора или БП АТХ... Короче что душе угодно... Макетные поля очень просто подправить под свой текущий вариант.

Размеры платы примерно 180х85

Так прикидываю, на ней можно без напряга собрать ПН 150-300 Вт , на большее мало поле под трансформатор да и выходная часть так же слишком компактна, мало конденсаторов и диодный мост не рассчитан быть установленным на радиатор, только лишь места хватит для напайки усиков-радиаторов на выводы с торцов диодов.

Надеюсь, ее с лихвой будет хватать для одной-двух микросхем TDA7294-3 и очень надеюсь что и Ланзар возможно будет этим ПН-ом запитать, хотя как я понял , ему ПН в 400 Вт бы не помешало.
С моего транса , согласно моих предварительных экспериментов, думаю, возможно будет снимать до 140 Вт, ну и на мою задачу, питание TDA7294 этого должно с лихвой хватить, так что дальше и не пойду в плане экспериментов.

Если Вы заметили косяки, тем более грубые, или что то не оптимально уж совсем , может я чего не учел, может и это будет и не сложно допилить, пожалуйста подскажите, поделитесь своим мнением.

[lazertok]

две копейки - раз уж зашёл в тему
1. в первом посту
- намотка транса - лучше жгутом мотать (только на картинки смотрел)
- скин эффект (вытеснение тока в проводнике на ВЧ) - жгутом оптимум, причем вторичку мотать первой на сердечник
2-х в постах последних - ну очень муторно читать в таких объёмах....
- соль/суть в двух предложениях - будет толковее.

---------- Сообщение добавлено 05:26 ---------- Предыдущее сообщение было 05:09 ----------

что первой на кольцо нужно наматывать вторичную обмотку.

ну значит в точку попал

[ostashv-evgeniyy]

Стоит задача сделать стабилизированный БП для автоусилителя.
Мысли такие:
БП +12 в +-35...45 для питания ВК и +-50...55в для Питания УН. На каждое плече +-35...45в по своему контроллеру шим, между собой контроллеры синхронизировать.
Какие шим контроллеры посоветуйте?
Что скажите про связку: tl431>оптрон> 3 нога 494 (что бы не использовать встроенные усилители ошибки)?
Требования- стабильная работа на 4 канала АБ усей. 2х150 + 2х50 ватт. Это не синуса, а музыки. Так что номинальная мощность большая не нужна, нужна устойчивая работа на импульсную нагрузку.

[lazertok]

На каждое плече +-35...45в по своему контроллеру шим

-ни чего не спутал???

Это не синуса, а музыки....
нужна устойчивая работа на импульсную нагрузку.

- какой импульс из музыки будем выделять и какая при этом будет нагрузка???

[ostashv-evgeniyy]

-ни чего не спутал???

- какой импульс из музыки будем выделять и какая при этом будет нагрузка???

Нет, не перепутал. А что не так?
Ну допустим играет колбаса, тетка поёт лалала. Потом резко начинается долбежка... В припеве Усь жрет 200мА, допустим, а потом скачки под 5 А от басов.

[lazertok]

а потом скачки

- скачки с бубном будут с заявленными с шим контроллерами в каждом плече по питанию +/- 35...45 В
может есть прототип таковой схемы??? - лично мне не встречался,
- но соединить два одно полярных и однотипных ИИП, чтобы получить желаемое - можно, и я это делал.

[ostashv-evgeniyy]

- скачки с бубном будут с заявленными с шим контроллерами в каждом плече по питанию +/- 35...45 В
может есть прототип таковой схемы??? - лично мне не встречался,
- но соединить два одно полярных и однотипных ИИП, чтобы получить желаемое - можно, и я это делал.

У меня вопрос, а не утверждение
Конечно, нету ни какого прототипа. Я спрашиваю, как это можно сделать и можно ли?

[one-nick]

Плату уже до развел полностью, так что в таком виде и планирую изготавливать.
Плата разведена скорее всего как универсальная или отладочная, на ней можно собрать разные варианты ПН на ТЛ494 "по вкусу" , с ОС на делителях без галван. развязки или на оптроне или без ОС, без токовой защиты и с , без триггера и с , с одной парой транзисторов и с двумя парами, с каналом +/- 12 или +/-15 Вольт или без него только +/- 25-40 Вольт, на кольце или на трансформаторе от монитора или БП АТХ... Короче что душе угодно... Макетные поля очень просто подправить под свой текущий вариант.

Размеры платы примерно 180х85

Так прикидываю, на ней можно без напряга собрать ПН 150-300 Вт , на большее мало поле под трансформатор да и выходная часть так же слишком компактна, мало конденсаторов и диодный мост не рассчитан быть установленным на радиатор, только лишь места хватит для напайки усиков-радиаторов на выводы с торцов диодов.

Надеюсь, ее с лихвой будет хватать для одной-двух микросхем TDA7294-3 и очень надеюсь что и Ланзар возможно будет этим ПН-ом запитать, хотя как я понял , ему ПН в 400 Вт бы не помешало.
С моего транса , согласно моих предварительных экспериментов, думаю, возможно будет снимать до 140 Вт, ну и на мою задачу, питание TDA7294 этого должно с лихвой хватить, так что дальше и не пойду в плане экспериментов.

Если Вы заметили косяки, тем более грубые, или что то не оптимально уж совсем , может я чего не учел, может и это будет и не сложно допилить, пожалуйста подскажите, поделитесь своим мнением.

[Dimonis]

Стоит задача сделать стабилизированный БП для автоусилителя.
Мысли такие:

Велописет уже изобрели до вас . Однако никто ( из производителей) не спешит воплощать это в жизнь . Лучше задумайтесь почему ....

Какие шим контроллеры посоветуйте?

ШИМ по напряжению (ТЛ494) хороша для статичных нагрузок , а шустрая ООС чревата односторонним намагничиванием СТ , в вытекающими последствиями .. .
ШИМ по току (поцикловая работа) может с этим недугом справиться . Не намного сложнее , да и народный контроллер UC3825 хоть и стоит в 10 раз дороже ТЛ494 , но 50центов(3825) и 5центов(494) все одно не деньги. Вдобавок у 3825 имеется жирный тотемный выход аж до 3А .

Но все одно - ШИМ в таком широком диапазоне нагрузки ( фактически 1Вт(ХХ) --100Вт (полная мощность) трудно обуздать , да и шуму от него в эфире буде мама не горюй.....

Т.к. вам требуется детская мощность , нужно глядеть в сторону ОХ преобразователей , желательно двухфазных . Они смело от 0 до полной нагрузки отработают , точЁк хоть и треугольный , но на малой мощности не будет такой зверской амплитуды как у двухтактенного ШИМа.
И ысчо : в авто делах не требуется гальваническая развязка батарейки от усилителя , и ...... ОХ легко превращается в своего младшего собрата БУСТЕРА . Тут вообще получается все проще - не надо мотать СТ , всего лишь дрочель на подходящем сендастовом бублике .

---------- Сообщение добавлено 21:27 ---------- Предыдущее сообщение было 21:23 ----------

- но соединить два одно полярных и однотипных ИИП, чтобы получить желаемое - можно, и я это делал.

Но чтобы уфеншуить потребляемый ток от батарейки , желательно эти ИИПы синхронизировать и со сдвигом фазы.....

[ostashv-evgeniyy]

Dimonis, спасибо!
Про бустер- реально крутая идея.
Питал от китайской поделки с Ибея усилочек на Магнитольской микросхеме 4х50w, напряжением 15.5в. Ей можно даже было поднавалить громкости. И по звуку все было ОК и пульсации были менее 100 мВ.

[Dimonis]

Про бустер- реально крутая идея.

Идея не моя , ее давно используют , и не только для аудио .....
Есть к примеру такой вариант для получения высокого напряжения на выходе : сначала бустером из 12В батарейки поднимают до 40-60В , а далее простой двухтактенный полумост.....
Для улучшенного отбора тока желательно двухфазный бустер изделать , можно ту же 3825 использовать для управы над обоими .

[Эзотехник]

И 4-6-фазные бустеры 12/100В давно придуманы, даже микросхемы для этого выпускались:
The ISL78220 6-phase controller is targeted for applications where high efficiency (>95%) and high power are required.

Вдобавок у 3825 имеется жирный тотемный выход аж до 3А .

Зря что ли С.Калюжный её (без буквы А) хаял за глюки (шумоподобное дрожание фронтов) и повторял на 3842 с "рассыпухой" в журнале "схемотехника" 12-2005?
http://electronix.ru/forum/index.php...post&p=1409050
И следующий инвертор 12/220 600Вт сделал на другом техасском чипе, с пятизначным номером (UCC28ххх ЕМНИП).

[Dimonis]

Зря что ли С.Калюжный ......

Мене такой афторитет неизвестен . А что касаемо 3825 - то просто не умеют ее готовить , voltage mode ей противопоказан , только current и с хорошей компенсацией наклона пилы.
И ысЧо : что по вашему TI дураки , по сегодняшний день выпускающие "глюканутые" 3825 ??? http://www.ti.com/product/UC3825

[Эзотехник]

Мене такой афторитет неизвестен

Он сделал и опубликовал в бумажном журнале в эпоху дорогих IRF2505 (2005 год) серьёзно проработанные схемы DC/DC пуш-пулла на 20 кГц с нормальной защитой на трансе тока (без нестабильности "красных каракуль"), с current mode управлением. Три RC снаббера параллельно ключикам ставил + варистор 43В и т.д.
Микрухи 3825 может ему не той партии попались.