Energooszczędny zasilacz dużej mocy
P R O J E K T Y
Energooszczędny zasilacz
dużej mocy
kit AVT-334
R�znego rodzaju zasilacze
są cz�sto opisywane na
łamach EP. Nic w tym
dziwnego, jest to przecieł
podstawowy blok wi�kszości
urządze� elektronicznych.
W odr�łnieniu od konstrukcji
juł opisywanych, niniejszy
układ wyr�łnia si� dwoma
istotnymi cechami. Po
pierwsze nie zawiera
klasycznego, ci�łkiego
Prezentowany układ jest kla- czający w chwili włączenia ukła-
transformatora sieciowego
syczną przetwornicą zaporową, du prąd ładowania kondensatora
i dułego radiatora, po drugie
pracującą z cz�stotliwością 36kHz, C1 do wartości bezpiecznej dla
jest układem o bardzo dułej
zasilaną bezpośrednio wyprosto- diod prostowniczych i filtr prze-
sprawności.
wanym napi�ciem sieciowym ciwzakł�ceniowy, jest prostowane
i sterowaną specjalizowanym kon- za pomocą diod D1..D4. Konden-
trolerem z tzw. p�tlą prądową. sator filtrujący C1 ładuje si� do
Wyjściowe parametry zasilacza, napi�cia szczytowego sieci, tj.
12V przy maksymalnym prądzie około 310V. Napi�ciem tym jest
obciąłenia 6A, są gwarancją jego zasilany cały układ przetwornicy
dułej uniwersalności i wielu za- znajdujący si� po pierwotnej stro-
stosowa�. nie uzwojenia transformatora.
Opisy zasilaczy impulsowych Przepływ prądu przez uzwojenie
tego typu rzadko pojawiają si� pierwotne U1 jest przerywany
w czasopismach fachowych. Przy- kluczem wykonanym na tranzys-
czyną takiego stanu jest zapewne torze MOSFET T1. W obwodzie
ich spora złołonośĘ konstrukcyjna, �r�dła tego tranzystora znajduje
trudniejsze projektowanie i uru- si� rezystor R2, dostarczający kon-
chamianie. Z uwagi na to, przed- trolerowi przetwornicy informacji
stawiony układ został opracowany o energii, jaka jest zgromadzona
w taki spos�b, aby był powtarzal- w transformatorze (energia ta jest
ny i łatwy w uruchomieniu. Po- proporcjonalna do kwadratu prą-
nadto dla tych wszystkich, kt�rzy du w uzwojeniu pierwotnym).
na bazie przedstawionego układu Przebiegi prądowe w uzwojeniach
chcieliby wykonaĘ przetwornic� transformatora przedstawiono na
o innych parametrach napi�ciowo- rys.2.
prądowych, podajemy przyst�pnie, Z pracą klucza nieodłącznie
krok po kroku, spos�b projektowa- związane są elementy jego zabez-
nia łądanego układu. Elementy pieczenia przed uszkodzeniem.
ułyte do budowy zasilacza mają Elementy C11, R8, D6 ograniczają
niezb�dny zapas mocy, dzi�ki cze- szybkośĘ narastania napi�cia na
mu wspomniane przeprojektowa- T1. W momencie, gdy tranzystor
nie b�dzie dotyczyĘ tylko transfor- nie przewodzi, dioda D6 jest
matora impulsowego. spolaryzowana w kierunku prze-
wodzenia i tym samym kondensa-
Opis układu tor C11 zostaje podłączony mi�-
Schemat elektryczny układu dzy mas� i dren, spowalniając
przedstawiono na rys.1. Napi�cie wzrost napi�cia na tranzystorze.
sieci, poprzez rezystor R1 ograni- Włączenie tranzystora powoduje
Elektronika Praktyczna 7/97
30
Energooszczędny zasilacz dużej mocy
Rys. 1. Schemat elektryczny zasilacza.
z kolei spolaryzowanie diody wartości ułytych element�w przed Z kolei wyprowadzenie 3 jest
w kierunku zaporowym i rozłado- włączeniem zasilania oraz oczy- wejściem komparatora czujnika
wanie C11 przez rezystor R8. wiście ułyli podzespoł�w najwy- prądu w uzwojeniu pierwotnym.
Poniewał wartośĘ szczytowa na- łszej jakości. Po włączeniu tranzystora jego prąd
pi�cia na T1 przekracza 700V, Im tranzystor ma lepsze para- przewodzenia narasta liniowo, ał
przeładowywany taką amplitudą metry, tym wartości pojemności do chwili, gdy napi�cie na n�łce
napi�cia kondensator przy cz�s- obwodu zabezpieczającego mogą 3 osiągnie 1V. Jest to dla układu
totliwości 36 kHz jest �r�dłem byĘ mniejsze. Naleły pami�taĘ, łe sygnał do wyłączenia klucza, po-
dośĘ dułych strat mocy si�gają- staranne wykonanie transformato- niewał transformator (właściwie:
cych 12mW/1pF, co pogarsza nie- ra mołe zmniejszyĘ wielkośĘ pola dławik dwuuzwojeniowy) zgroma-
stety sprawnośĘ zasilacza. W po- rozproszenia. Modelowy układ dził juł potrzebną energi�.
dobny spos�b działa dw�jnik R9, pracował poprawnie (w r�łnych Zasilanie układu jest podawa-
C12, D7, tłumiący energi� prze- warunkach obciąłenia) nawet ne na n�łk� 7. W momencie
pi�Ę powstających w reaktancji z C12=82pF i C11=270 pF. Ch�tni włączenia układu do sieci, napi�-
rozproszenia transformatora. mogą zatem poeksperymentowaĘ - cie na niej �bada� układ startowy.
Pole magnetyczne wytwarzane ryzykują zniszczenie T1, mogą Wystarczy, by napi�cie na ukła-
przez cewk� transformatora w za- natomiast zyskaĘ wi�kszą spraw- dzie przekroczyło 10V (pob�r prą-
sadzie powinno w całości skupiaĘ nośĘ układu. du 1mA), aby układy wewn�trzne
si� tylko w rdzeniu. Tak oczywiś- Pracą przetwornicy steruje UC3842 zacz�ły pracowaĘ popra-
cie nie jest i zawsze niewielka układ scalony UC3842 produkcji wnie (m.in. �r�dło napi�cia od-
jego cz�śĘ (nazywana polem roz- Philipsa, realizujący wszystkie po- niesienia). Po dalszym wzroście
proszonym) pozostaje poza rdze- trzebne funkcje przetwornicy zasilania do poziomu 16V układ
niem. W polu magnetycznym roz- o stałej cz�stotliwości pracy i re- startowy odblokowuje stopie� mo-
proszonym r�wnieł gromadzi si� gulacji mocy przez zmian� wsp�ł- cy i przetwornica startuje. Do pra-
energia. Jej obecnośĘ dla układu czynnika wypełnienia impulsu. widłowego i pewnego jej urucho-
elektronicznego objawia si� w mo- Dułą zaletą tego układu jest moł- mienia konieczna jest obecnośĘ
mencie wyłączenia (zatkania) tran- liwośĘ bezpośredniego sterowania kondensatora C9 o pojemności
zystora - wtedy to, zamiast byĘ klucza (tranzystora MOSFET z ka- 100�F. Zgromadzona w nim ener-
skierowaną do obciąłenia (jak ta nałem N o pojemności bramka - gia musi wystarczyĘ do przełącze-
zgromadzona w rdzeniu), rozłado- �r�dło nie wi�kszej nił 1nF) oraz nia klucza T. Po starcie układ jest
wuje si� w spos�b pojemnościowy to, ił do startu układu wymagany juł zasilany napi�ciem z uzwoje-
przez tranzystor. Jest to dla niego jest jedynie prąd zasilający 1mA. nia U2, wyprostowanym przez
bardzo dułe obciąłenie - uszko- Zatem nie jest potrzebny pomoc- diod� D5. Rezystor R6 zapewnia
dzenie kt�regokolwiek z elemen- niczy zasilacz oraz driver stopnia przepływ prądu startowego 1mA
t�w obwodu zabezpieczenia, po- mocy. po załączeniu napi�cia sieci. Gdy
chłaniającego cz�śĘ tej energii, Funkcje wyprowadze� są nast�- napi�cie zasilania układu spadnie
prawie zawsze powoduje natych- pujące. Ko�c�wka 6 jest wyjściem do 10V, np. na skutek zbyt
miastowe uszkodzenie tranzystora stopnia mocy o napi�ciu 12V i wy- małego napi�cia w sieci lub zwar-
kluczującego. Poniewał nie jest dajności prądowej 200 mA, co cia na wyjściu zasilacza, stopie�
on elementem tanim, radz� wszys- zapewnia mołliwośĘ wysterowania mocy jest blokowany i cały cykl
tkim, aby kilkakrotnie sprawdzili praktycznie kałdego FET-a mocy. startu powtarza si�. Układ jest
Elektronika Praktyczna 7/97
31
Energooszczędny zasilacz dużej mocy
16 V. Poniewał uzwojenie U2 jest
silnie sprz�łone magnetycznie
z U3 i U4, napi�cie wyjściowe teł
jest stabilizowane. Z uwagi na
spadek napi�cia na rezystancji
uzwojenia wt�rnego, stabilizacja
taka nie jest najlepsza. Wpraw-
dzie mołna jej jakośĘ polepszyĘ
stosując uzwojenie wt�rne złoło-
ne z kilku przewod�w, a nie tylko
dw�ch lub nawijając uzwojenie
pomocnicze bifilarnie z wt�rnym
(izolacja!). Lepiej jednak zastoso-
waĘ dodatkowy układ z transop-
torem. Dodatkowy układ stabiliza-
cji zmienia za pomocą rezystora
R13 i transoptora stosunek po-
działu dzielnika R11 i R12. Im
LED w transoptorze jaśniej świeci,
tym napi�cie wyjściowe jest nił-
sze. Jasnością LED steruje tranzys-
Rys. 2. Przebiegi prądowe w uzwojeniach transformatora impulsowego.
tor T2, zaczyna on przewodziĘ
zabezpieczony przed nadmiernym W czasie gdy T1 nie przewo- przy napi�ciu wyjściowym ok.
wzrostem napi�cia, jaki m�głby dzi, zgromadzona energia magne- 12,5V, nie pozwalając na dalszy
pojawiĘ si� przy np. uszkodzo- tyczna indukuje w uzwojeniu wzrost napi�cia i odwrotnie.
nym T1 - wewnątrz układu zna- wt�rnym prąd, kt�ry poprzez po-
jduje si� dioda Zenera 34V: po- dw�jną diod� D8, D9 jest prze- Wykonanie transformatora
mi�dzy zasilaniem a masą (ko�- kazywany do obciąłenia. Konden- i dławika
c�wka 5). satory C14 i C15 tłumią t�tnienia Do wykonania transformatora
Wyprowadzenie 8, to wyjście napi�cia wyjściowego. Naleły ułyto rdzenia typu ETD44 produk-
�r�dła napi�cia odniesienia 5V - zwr�ciĘ uwag� na kierunki nawi- cji POLFER-u, specjalnie przezna-
jego wydajnośĘ prądowa wynosi ni�cia uzwoje� (początki oznaczo- czonego do zasilaczy impulsowych
1mA. ne są na schemacie kropką) - o cz�stotliwości pracy niłszej nił
Ko�c�wka 2 jest wejściem od- uzwojenia wt�rne są odwr�cone 100 kHz. Na komplet składają si�
wracającym wzmacniacza napi�cia w stosunku do pierwotnego, gdył dwie kształtki typu �E� i karkas.
bł�du, a wejście nieodwracające indukowane w nich napi�cie ma Dla poprawnej pracy (brak nasy-
jest wewn�trznie podłączone do przeciwny znak. cenia) i właściwych parametr�w,
potencjału 2,5V. Wyjście wzmac- Układ stabilizacji składa si� rdze� musi mieĘ szczelin� powiet-
niacza bł�du jest dost�pne na z dw�ch niezalełnych cz�ści. Za- rzną o szerokości 2mm na środko-
wyprowadzeniu 1. Wykorzystuje daniem pierwszej jest utrzymanie wej kolumnie. Maksymalna moc
si� go do zapewnienia właściwej napi�cia zasilania układu kontro- przetwornicy zaporowej z ETD44
kompensacji cz�stotliwościowej lera na poziomie 16 V. Dzielnik nie powinna przekraczaĘ 100W.
układu. Elementy R7 i C5 dołą- R11 i R12 został tak dobrany, łe Dla zminimalizowania niepołą-
czone mi�dzy wyjście napi�cia napi�cie na ko�c�wce 2 wynosi danej indukcyjności rozproszenia
odniesienia a ko�c�wk� 4, decy- dokładnie 2,5V, przy napi�ciu i zapewnienia maksymalnie silnego
dują o cz�stotliwości pracy ukła- zasilania 16V. Kontroler zatem tak sprz�łenia pomi�dzy uzwojeniami
du. steruje wsp�łczynnikiem wypeł- i co najwałniejsze, dla bezpiecznej
Zadaniem transformatora jest nienia impuls�w klucza, aby na- eksploatacji, nawijanie uzwoje� po-
gromadzenie energii w polu mag- pi�cie na wyprowadzeniu 2 wyno- winno byĘ zrealizowane według
netycznym podczas włączenia klu- siło 2,5 V, to zaś daje zasilanie nast�pującego schematu:
cza oraz jej odpowiednie przeka-
zanie do obciąłenia. W zasadzie
nazwa transformator jest nie naj-
szcz�śliwsza do określania tego
elementu; z uwagi na charakter
pracy jest on bowiem dławikiem.
Opr�cz uzwojenia pierwotnego
(magnesującego) U1 i dw�ch
uzwoje� wt�rnych U3 i U4 -
identycznych i nawijanych bifilar-
nie, na karkasie znajduje si�
jeszcze jedno uzwojenie U2, do-
starczające napi�cie 16V do zasi-
lania kontrolera przetwornicy.
Rys. 3. Rozkład uzwojeń transformatora impulsowego.
Elektronika Praktyczna 7/97
32
Energooszczędny zasilacz dużej mocy
rznej;
WYKAZ ELEMENTÓW
- zwarciach w pozostałych uzwo-
Rezystory
jeniach.
(jeśli nie podano mocy, wynosi
Pomocą w wykonaniu transfor-
ona 0,125W)
matora b�dzie rys.3.
R1: 4,7&! min. 2W drutowy
Nie wolno korygowaĘ wielkoś-
R2: 0,75&!/2W nie używać
ci indukcyjności poprzez wkłada-
drutowych
Rys. 4. Sposób nawinięcia dławika
nie przekładek pod kolumny bocz-
R3: 1k&!
przeciwzakłóceniowego.
ne rdzenia. Szczelina musi byĘ
R4: 27&!
tylko na kolumnie środkowej.
R5: 20k&!
- wszystkie uzwojenia nawija si� O wiele prostsze jest wykona-
R6: 180k&!/1W
w tym samym kierunku, układa- nie dławika przeciwzakł�ceniowe-
R7: 10k&!
jąc starannie zw�j przy zwoju, go. Na toroidalnym rdzeniu RP
R8: 2,2k&!/2W
dokładnie zaznaczając początki 18x10x6 naleły nawinąĘ izolowa- R9: 4,7k&!/4W
i podłączając do n�łek karkasu nym przewodem (np. telefonicz- R10: 150k&!
zgodnie ze schematem; nym) dwa uzwojenia po 15 zwo- R11: 22k&!
- uzwojenie wt�rne nawija si� j�w, w spos�b pokazany na rys. R12: 3,6k&!
dwoma przewodami jednocześ- 4. Wałne jest, aby strumienie R13: 15k&!
nie (bifilarnie) - na schemacie magnetyczne wytwarzane przez te R14: 1,5k&!/0,5W
dla lepszej czytelności zostało uzwojenia znosiły si� (inaczej R15: 1,8k&!
R16, R17: 100&!
ono rozbite na dwa pojedyncze; dławik nie b�dzie działał!). Jedno
- nigdy nie wolno nawijaĘ uzwo- musi byĘ zatem nawini�te w pra- R18: 470&!
Kondensatory
je� od ścianki do ścianki kar- wo, a drugie w lewo. Na dławiku
kasu, konieczny jest odst�p wyst�puje napi�cie sieci, a napi�- C1: 220�F/400V
C2, C3: 100nF/400V
5 mm dla wyeliminowania prze- cie na transformatorze mołe prze-
C4: 10nF/63V
biĘ mi�dzyuzwojeniowych; wyłszaĘ 700 V. Dlatego właściwa
C5: 5,6nF/63V
- kałda warstwa uzwojenia musi izolacja i staranne wykonanie tych
C6: 470pF/63V
przed połołeniem nast�pnej zo- element�w jest niezwykle wałne.
C8: 100pF/63V
staĘ starannie zaizolowana taś-
C9: 100�F/35V
mą styrofleksową, preszpanem Montał i uruchomienie
C10: 100nF/63V
lub ceratką olejową - izolacja Układ naleły zmontowaĘ na
C11: 470pF/1,5kV
pomi�dzy uzwojeniem wt�rnym płytce drukowanej (jej widok znaj-
C12: 150pF/1,5kV
a pozostałymi, z uwagi na bez- duje si� na wkładce wewnątrz
C13: 100�F/10V
piecze�stwo ułytkowania, po- numeru) według typowych zasad.
C14, C15: 4700�F/35V
winna byĘ podw�jna; Rozmieszczenie element�w przed-
C16: 220nF/63V
- naleły zadbaĘ, aby ko�ce uzwo- stawiono na ry.5. Rezystory mocy
Półprzewodniki
je� były wyprowadzane do pun- powinny byĘ umieszczone mołli-
D1..D4: 1N4006
kt�w lutowniczych karkasu do- wie wysoko nad powierzchnią
D5: BA157 lub BA159
stateczne daleko od siebie - płytki, aby nie podgrzewały jej
D6, D7: BA159
korzystne jest nałołyĘ na nie i sąsiednich element�w. Tranzys-
D8..D9: MUR1545 lub 2 szt. BY29/
dodatkowe koszulki izolacyjne; tor kluczujący powinien zostaĘ
100
- kolejnośĘ układania uzwoje� po- przykr�cony do niewielkiego ra-
DZ1: BZY55C12
winna byĘ jak na rysunku 1: na diatora o wymiarach ok.
O1: CNY64
samym dole nawija si� połow� 25x35mm. Diody wyjściowe wy-
T1: BUZ355 lub odpowiednik BUZ
uzwojenia wt�rnego (7 zwoj�w, magają wi�kszego radiatora, wyko- 80
dwoma przewodami, w jednej nanego z blachy aluminiowej
T2: BC238
warstwie), nast�pnie uzwojenie 1,5mm, o wymiarach 60x40mm.
U1: UC3842
pierwotne (136 zwoj�w, Zamiast jednej podw�jnej diody Różne
w dw�ch lub trzech warstwach), MUR1545 mołna ułyĘ dw�ch TR1: transformator wg opisu na
rdzeniu i karkasie ETD44 Polfer,
p��niej uzwojenie pomocnicze diod pojedynczych BY29/100.
szczelina 2 mm, uzwojenie
(11 zwoj�w, na środku karkasu), Płytka drukowana umołliwia taką
pierwotne 136 zwojów DNE 0,28
ał w ko�cu drugą połow� uzwo- zamian� bez przer�bek.
mm w dwóch lub trzech
jenia wt�rnego. Do uruchomienia zasilacza wy-
warstwach, uzwojenie wtórne 14
Po nawini�ciu uzwoje� i zło- starczą dwie łar�wki samochodo- zwojów dwoma przewodami DNE
1,5, uzwojenie pomocnicze 11
łeniu rdzenia warto jest skontro- we: 21W/12V i halogenowa 55W/
zwojów DNE 0,28 mm. Uzwojenie
lowaĘ indukcyjnośĘ uzwojenia 12V, rezystor 100&!/2W (zamiast
wtórne dzielone na dwie połowy
pierwotnego. Powinna ona wyno- bezpiecznika) i miernik uniwer-
po 7 zwojów.
siĘ 2,8mH z tolerancją -10% salny. Naleły pami�taĘ, łe strona
DA
1: dławik wg opisu na rdzeniu
i +20%. Nieprawidłowa wartośĘ pierwotna układu jest pod napi�-
RP 18x10x6 F1001 Polfer lub
mołe świadczyĘ na przykład o: ciem sieci energetycznej. Koniecz-
podobny (2 razy 15 zwojów DNE
- pomyłce w liczeniu zwoj�w; ne jest zatem zachowanie daleko 0,5 w izolacji polietylenowej)
- innym typie rdzenia lub mate- idącej ostrołności! Do wyjścia
W skład kitu wchodzi gotowy TR1
riale, z kt�rego jest wykonany; układu podłączamy łar�wk� 21W,
oraz DA
1.
- złej wartości szczeliny powiet- wylutowujemy jednym ko�cem re-
Elektronika Praktyczna 7/97
33
Energooszczędny zasilacz dużej mocy
Rys. 5. Rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej.
zystor R6 i podajemy napi�cie naleły powt�rzyĘ bez obciąłenia pi�cie wyjściowe 12V i maksymal-
sieci poprzez wymieniony powy- i z obciąłeniem 55W, aby przeko- ny prąd obciąłenia 6A (moc 72W).
łej rezystor 100&!. Jeśli po włą- naĘ si� czy układ stabilizacji Na początku wyznaczmy moc,
czeniu do sieci rezystor ten na- działa poprawnie. Na tym urucho- jaką musi przenieśĘ transformator.
tychmiast si� spali, oznacza to, łe mienie mołna uznaĘ za zako�czo- B�dzie ona wi�ksza od mocy
uszkodzone są obwody zabezpie- ne. Gdy układ podczas pracy dostarczanej do obciąłenia, z uwa-
cze� tranzystora, sam tranzystor, z pełnym obciąłeniem �le stabili- gi na straty mocy w elementach
elementy przeciwzakł�ceniowe zuje lub nawet �szumi� transfor- prostownika wyjściowego oraz sa-
i prostujące. Przy poprawnym matorem, mołna zwi�kszyĘ war- mym transformatorze. Naleły wi�c
działaniu nic złego nie powinno tośĘ pojemności C6 do 1nF. zacząĘ od oszacowania mocy strat
si� staĘ, a napi�cie na kondensa- Przetwornicy nie naleły uły- w tych elementach:
torze filtrującym powinno byĘ waĘ bez obciąłenia. Nie grozi to - transformator - 4W w rdzeniu
r�wne około 310 V. wprawdzie jej uszkodzeniem, ale (według danych katalogowych)
Do nast�pnej pr�by wlutowu- mołe powodowaĘ jej niestabilną i 1W w uzwojeniach,
jemy R6 i wylutowujemy R13 oraz prac�. - diody prostownicze - 3,6W (6A
R16. Po włączeniu napi�cia sieci prąd 0,6V spadku napi�cia),
przetwornica powinna wystarto- Proces projektowania - przewody, kondensatory filtru,
waĘ po około dwusekundowej Jak juł wspomniano na wst�- układ stabilizacji - 1W.
zwłoce, a podłączona do wyjścia pie, poprawne obliczenie zasila- Zatem sprawnośĘ układu wyj-
łar�wka powinna si� jasno świe- cza impulsowego jest zadaniem ściowego:
ciĘ. Start przetwornicy mołna dośĘ trudnym. Opr�cz znajomości
Pwy 72W
�= = =88%
r�wnieł poznaĘ po cichym, kr�t- metodologii trzeba dysponowaĘ
Pwy+Ps 72W+9,6W
kim pisku. Najgorzej, gdy spali dokładnymi katalogami elemen-
si� rezystor bezpiecznikowy. t�w, z czym nieraz bywa duły (wyniki zaokrąglamy).
OznaczaĘ to mołe, ił tranzystor kłopot. W konstrukcji amatorskiej Mołna zatem obliczyĘ moc
T1 uległ uszkodzeniu. Sytuacja mołna jednak pozwoliĘ sobie na doprowadzoną do transformatora.
taka mołe si� zdarzyĘ przede szereg uproszcze� sprowadzają- Warto zwi�kszyĘ ją o np. 5%, aby
wszystkim przy niestarannym wy- cych proces projektowy do pros- układ miał choĘ minimalną rezer-
konaniu transformatora lub zasto- tych wzor�w znanych z fizyki. w�. Tak wi�c moc układu powin-
sowaniu innego tranzystora, nie Istota takiego uproszczenia polega na wynosiĘ około:
figurującego na liście odpowied- gł�wnie na nadmiarowości projek-
Pwy
nik�w. tu. Na przykład w niniejszym pro- P= �" 1,05=86W
�
�Milczenie� przetwornicy mo- jekcie wykorzystano rdze� trans-
łe byĘ spowodowane najprawdo- formatora �o numer wi�kszy� nił Z kolei naleły oszacowaĘ mak-
podobniej: zwarciem na wyjściu trzeba, aby nie martwiĘ si�, czy symalną wartośĘ wsp�łczynnika
transformatora (uszkodzone diody b�dzie si� on nasycał. Takie wypełnienia klucza.
lub kondensator filtrujący), po- uproszczenia nie mają oczywiście Og�lnie, w kałdych warunkach
mylone ko�c�wki początku i ko�- miejsca w procesach produkcyj- pracy przetwornicy, nawet przy
ca uzwoje� lub utratą pojemności nych, gdzie nadmiarowośĘ kałde- pracy z mocą maksymalną, czas
kondensatora C9. go elementu ma realny wymiar włączenia tranzystora kluczujące-
Na koniec wlutowujemy rezys- kosztowy. Ale do rzeczy. go powinien byĘ mniejszy od
tory R13, R16 i sprawdzamy na- Zał�łmy, łe chcemy zaprojek- czasu, w kt�rym tranzystor jest
pi�cie na wyjściu przetwornicy towaĘ, w oparciu o opisany powy- wyłączony. W zasadzie, im kr�t-
(powinno ono zmaleĘ w stosunku łej układ, zasilacz impulsowy szy jest czas włączenia tranzys-
do stanu poprzedniego). Pomiar o nast�pujących parametrach: na- tora, tym lepiej, gdył t�tnienia
Elektronika Praktyczna 7/97
34
Energooszczędny zasilacz dużej mocy
napi�cia wyjściowego są mniejsze. dza si� do tego, łe w czasie 16 V, a p��niej liczb� zwoj�w, jak
Dobrym oszacowaniem jest przy- wyłączenia tranzystora kluczujące- we wzorze powyłej, i odejmujemy
j�cie np. ł=0,35. go prąd płynący przez diody D8 15% na spadki napi�Ę.
Napi�cie wyjściowe jest okreś- i D9 nie powinien spaśĘ do zera. Zpom=11 zwoj�w
lone zalełnością: Zostało to pokazane na rys. 2 - Na koniec pozostało oszacowaĘ
Ig musi byĘ wi�ksze od zera. wartośĘ rezystora R2. Spadek na-
Ui ł
Rdze� ETD44, jaki został ułyty pi�cia uaktywniający komparator
Uwy= �"
n 1-ł
do wykonania transformatora, ma UC3842 wynosi 1V. WartośĘ prądu,
gdzie Ui jest napi�ciem we- stałą Al=150 (przy szczelinie jaki popłynie przez cewk� w tym
jściowym (300V po uwzgl�dnie- 2 mm). Stała ta określa indukcyj- momencie, b�dzie wynosiła:
niu spadk�w napi�Ę na diodach nośĘ w nanohenrach jednego
Uwe �" ł �" T
prostowniczych i rezystorze R1), a zwoju drutu nawini�tego na kar- Ip=
L
n przekładnią transformatora. Uwy kasie. Łatwo zatem jest obliczyĘ,
naleły przyjąĘ o 1..2 V wi�ksze ile zwoj�w ma mieĘ uzwojenie Do oblicze� warto podaĘ mini-
od załołonego napi�cia wyjścio- pierwotne: malną wartośĘ indukcyjności jaka
wego ze wzgl�du na spadek na- L mołe si� zdarzyĘ, a wi�c 2,8 mH
Zp=
pi�cia na diodach prostowniczych. - 10% = 2,5 mH. Stąd Ip=1,2A
Al
Tak wi�c Uwy =14V. Po przekształ-
1V
ceniu powyłszego wzoru i podsta- Po podstawieniu danych otrzy- R2= =0,82&!
Ip
wieniu danych otrzymujemy war- mamy Zp= 136 zwoj�w. Liczba
tośĘ przekładni transformatora zwoj�w na wolt powinna mieściĘ (zaokr. w d�ł do wartości z sze-
n=11,5. Cz�stotliwośĘ pracy prze- si� optymalnie w zakresie 2..3. regu 0,75&!).
twornicy wynosi ok. 36kHz, co W omawianym przypadku zaleł- Minimalne napi�cie zaporowe
daje okres drga� T=28�s. Mini- nośĘ ta jest spełniona. Pozostaje diod prostowniczych wynosi:
malna wartośĘ indukcyjności wyliczyĘ uzwojenie wt�rne i po-
Ui
uzwojenia pierwotnego jest okreś- mocnicze. Liczb� zwoj�w uzwoje- Ud= +Uwy=34V
n
lona zalełnością: nia wt�rnego wyznacza si� dzieląc
liczb� zwoj�w uzwojenia Obliczenie grubości przewo-
nUwyUwe T
Lmin= �"
pierwotnego przez przekładni� i d�w nawojowych pozostawiam
nUwy+Uwe 2P
dodając ok. 15%, aby skompen- Czytelnikom. Wystarczy wzoro-
Po podstawieniu wartości otrzy- sowaĘ spadek napi�cia na rezys- waĘ si� na wartościach podanych
mujemy Lmin= 2 mH. Do dalszych tancji przewodu: dla niniejszej aplikacji, przyjmu-
oblicze� wartośĘ t� naleły zwi�k- jąc jako stałą g�stośĘ prądu
Zp
szyĘ, co da niezb�dny zapas, aby w miedzi min. 2,5 A/mm2. Nale-
Zw= �" 1,15= 14 zwojów
przetwornica pracowała zawsze n ły r�wnieł zmieniĘ wartośĘ na-
z tzw. energią w indukcyjności zaś liczb� zwoj�w uzwojenia po- pi�cia diody Zenera na odpo-
wi�kszą od zera. Przyjmujemy za- mocniczego wyznacza si� analo- wiednie do projektowanego na-
tem np. L=2,8mH. Fizycznie sens gicznie dla napi�cia wyjściowego pi�cia wyjściowego.
minimalnej indukcyjności sprowa- 16V. Wyliczamy przekładni� dla Robert Magdziak, AVT
Elektronika Praktyczna 7/97
35