Schaltnetzteil am LX1552-PWM-Controller. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Netzteile

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Das vorgeschlagene Schaltnetzteil (SMPS) dient zur Versorgung eines Hauptoszillators und vier unabhängiger, galvanisch getrennter Treiber eines leistungsstarken Netzteils mit Brückenwandler. Das SMPS ist in einer Flyback-Architektur gefertigt und verfügt über eine Stabilisierung der Ausgangsspannungen und einen Überstromschutz.

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Zweck und möglicher Austausch von Komponenten.

Der Thermistor RK1 (mit negativem Temperaturkoeffizienten des Widerstands) ist erforderlich, um den Einschaltstrom zu reduzieren, der beim Einschalten des SMPS auftritt und durch die Ladung des Elektrolytkondensators G13 verursacht wird. Die Schaltung verwendet SCK-472 mit einem Anfangswiderstand von 47 Ohm und einem maximalen Betriebsstrom von 2 A. Er kann durch ähnliche Thermistoren B57237-S 220-M (2,8 A, 22 Ohm), B57236-S 250-M ( 2,5 A, 25 Ohm), B57236-S 800-M (1,6 A, 80 Ohm) oder SCK-252R0 (2 A, 25 Ohm); Der Varistor RU1 B72220-S321-K101 von Epcos mit einer Betriebsspannung von 320 V schützt die Eingangskreise des Geräts vor Überspannungen. Er kann durch die Varistoren TVR20471, TVR20621, B72214-S301-K101, B72214-S321-K101, B72220-S301-K101 oder B72220-S381-K101 ersetzt werden; Die Sicherung FU1 dient zum Schutz des Versorgungsnetzes vor Kurzschlussströmen bei Ausfall der SMPS-Komponenten.

Empfohlene Sicherungen - VP1-2V, N520RT-2A/250V oder. N630RT-2A/250V; Der Netzwerkgleichrichter ist auf einer Diodenbaugruppe VD1 (KBL408, KBL407, RS407 oder RS510) und einem kapazitiven Gleichrichter C13, C15 aufgebaut. Der Kondensator C15 mit einem Polyesterdielektrikum überbrückt den Elektrolytkondensator C13 mit hoher Frequenz; Der Keramikkondensator C1 filtert die Referenzspannung V REF. Die Elemente C2, R4 bestimmen die Frequenz der Impulserzeugung. Durch Einstellen des größten Arbeitszykluswerts D und der Umwandlungsfrequenz F (in Hertz) können Sie mithilfe empirischer Formeln den Widerstand R4 (bei 0) und die Kapazität C0,95 berechnen:

C3-R3 ist die Korrekturschaltung des Fehlersignalverstärkers und R1-R2 ist der Spannungsteiler, der dem invertierenden Eingang des Fehlersignalverstärkers zugeführt wird; Kondensatoren C4, C5 (Y-Klasse) und C6 (X2-Klasse mit Polyesterdielektrikum Typ V81133-S1224-M oder V81131-S1474-M, V81141-S1334-M, V81133-S1474-M, V32923-A2474-M) zusammen bilden mit den Drosseln L1 und L2 einen elektromagnetischen Verträglichkeitsfilter, der die Ausbreitung von Pulsationen vom Schaltnetzteil zum Versorgungsnetz blockiert. Die Drosseln L1 und L2 (jeweils 1,5 mH) sind PLA10AN1522R0R2B, hergestellt von Murata Manufacturing Co. Laut Dokumentation haben diese Drosseln eine Nennspannung von 300 V und einen Strom von 2 A; Kondensatoren C7, C8, C10 und C11 – Keramik, rauschunterdrückend; Der Controller DA1 überwacht Spannungsschwankungen an den Kondensatoren C9 und C14 und stellt durch Pulsweitensteuerung die an ihnen anliegende Spannung auf ihren ursprünglichen Wert zurück.

Dadurch werden auch die konstanten Spannungen am Ausgang des SMPS in gewissem Maße stabilisiert und die Wicklung II des Transformators TV1 übernimmt die Rolle einer Gruppenstabilisierungswicklung. Das Gerät verwendet einen speziellen LX15521M-Controller in einem DIP-8-Gehäuse. Der maximale konstante Ausgangsstrom der Endstufe DA1 beträgt 200 mA, der Impulsstrom beträgt 1 A; Widerstand R6 sorgt für den anfänglichen Start des Master-Oszillators DA1 (Startstrom - ca. 250 μA).

Mit der Formel lässt sich der Widerstand R6 berechnen

(Uc min=90 V – minimale Netzspannung, ls=250 µA – Anlaufstrom). Als Reserve ist es besser, einen Widerstand mit etwas geringerem Widerstand zu nehmen; Die Elemente VD4 (SF12, ersetzbar durch BYD77D, BYD1100, BYV27-200, SBYV27-200, ES1 B) C9, C14 bilden aus der Wicklung II TV1 einen Hilfsimpulsspannungsgleichrichter, der DA1 im eingeschwungenen Zustand versorgt. An den Klemmen VD4 (wie VD7...VD11) müssen Sie Ferritperlen anbringen und so die dämpfenden RC-Ketten ersetzen; Der Widerstand R5, der in Reihe mit dem Gate des MOS-Transistors VT1 geschaltet ist, reduziert den hochfrequenten parasitären Schwingungsprozess beim Schalten. Die Schutzdiode VD2 (1,5KE18CA, P6KE18CA, SMBJ16CA oder SMBJ15CA) begrenzt die Gate-Source-Spannung VT1 zum Zeitpunkt des Ladevorgangs seine parasitären Gate-Source-Kapazitäten und Gate-Drain, und der Widerstand R10 entlädt die Gate-Source-Kapazität VT1 in den Pausen der Gate-Spannungsimpulse vom Ausgang DA1.

Die Stromschutzschaltung erfolgt an C12, R7, R9 und R11.

Der nichtinduktive Widerstand R11 fungiert als Shunt, über den eine Spannung proportional zum Strom durch den Drain-Source-VT1 abfällt. Der Trimmerwiderstand R9 stellt die erforderliche Empfindlichkeit der Schutzschaltung ein. Der L-förmige Filter C12-R7 eliminiert kurze Spitzen, die zu Beginn von Impulsen auftreten und durch parasitäre Parameter des Schalters verursacht werden.

Der Schlüssel-MOS-Transistor VT1 ist 2SK3550-01R von Fuji Electric (2SK3341-01, 2SK3549-01, STW11NK100Z oder STW12NK90Z sind ebenfalls geeignet). Der Transistor hat eine maximale Sperr-Drain-Source-Spannung von 900 V und einen maximalen konstanten Drain-Strom von 10 A (Impulsstrom - 40 A).

Der Drain-Source-Spannungsabfall im offenen Zustand beträgt 1,08 V. Der Transistor ist auf dem Kühler HS113-50 (HS151-50) f verbaut. Kinstein Co oder ähnliches mit Wärmeleitpaste. Um VT1 vor einem Ausfall zu schützen, ist eine Dämpfungskette C16-R8-VD3-VD5 verbaut. Der Widerstand R8 ist nicht induktiv und besteht aus Kohlenstoff. Die Schutzdiode VD3 ist 1,5KE250A, sie kann durch 1.5KE200A, 1.5KE220A oder 1.5KE300A ersetzt werden, und der VD5-Typ HER508 kann durch HFA06TB120 oder HFA06PB120 ersetzt werden. Diode VD6 – entgegengesetzt (HER508, UF3010 oder UF5408).

Der TV1-Impulstransformator verfügt über einen W-förmigen Magnetkern ETD34 mit rundem Kern aus 3F3-Material. Im Kern ist ein nichtmagnetischer Spalt von 0,8 mm erforderlich. Die Primärwicklung I TV1 enthält 35 Windungen PEV-2, PETV oder PETV-2 und ist in drei Drähten (jeweils 0,38 mm) gewickelt, Wicklung II - 6 Windungen eines einzelnen Drahtes 0,27 mm. Die Wicklungen III, VI sollten möglichst gleich sein. Sie sind aus drei Drähten (0,32 mm) mit jeweils 6 Windungen gewickelt. Wicklung VII enthält 5 Windungen und ist ebenfalls in drei Drähten (0,38 mm) gewickelt.

Zuerst werden etwa die Hälfte der Windungen der Primärwicklung auf den dielektrischen Rahmen gelegt, drei Schichten Mylar-Bandisolierung werden verlegt, danach werden die Sekundärwicklungen platziert, die Zwischenwicklungsisolierung wird erneut verlegt und dann wird die Wicklung verlegt Die Primärwicklung ist fertiggestellt.

Auch zwischen den Sekundärwicklungen muss eine Isolierung vorhanden sein.

Nachdem alle Wicklungen angebracht sind, werden mehrere Lagen Fluorkunststoffband aufgewickelt und der Transformator zusammengebaut. Über die Wicklungen um alle drei Kerne wird nun eine abschirmende, kurzgeschlossene Spule aus Kupferband gelegt, deren Kanten miteinander verlötet und elektrisch mit der Kathode des Netzgleichrichters verbunden werden.

Ultraschnelle Dioden VD7. VD11 Marke SF54 gleichrichten Impulse, die an den Wicklungen III, VII TV1 entstehen. Diese Dioden können durch BYW29E-150, BYW80-200 oder MUR820 ersetzt werden.

Die Keramikkondensatoren C17...C21 umgehen die Elektrolytkondensatoren C22...C26 bei hoher Frequenz. Die Widerstände R12...R16 entladen die Kondensatoren C17...C26 nach dem Abschalten der Quelle und dienen zusätzlich als Last für das SMPS.

In der Stromversorgung können Festwiderstände mit einer Leistung bis zu 2 W der Marken MLT, OMLT, S2-23 oder P1-4 verwendet werden. Keramikkondensatoren C1.C3, C9, C12, C17 C21 -K10-17, K10-62, K10-73 oder ähnlich.

Einstellung und Anpassung

Zunächst wird der Schieberegler des Abstimmwiderstands R9 im Diagramm ganz rechts eingestellt. Nach Überprüfung der Installation und Phasenlage der TV1-Wicklungen wird die Quelle über eine Glühlampe (220 V 60 W) an das Netzwerk angeschlossen. Es schützt das Schaltnetzteil vor dem Ausfall bei Installationsfehlern oder fehlerhaften Teilen. Wenn alles in Ordnung ist, leuchtet die Lampe nicht und an den Ausgängen des Schaltnetzteils liegt konstante Spannung an. Anstelle einer Glühlampe wird nun ein Wechselstrom-Amperemeter mit einer Messgrenze von 1.2 A in Reihe mit dem Schaltnetzteil geschaltet und Lastäquivalente an die Geräteausgänge angeschlossen.

Der vom SMPS aufgenommene Strom sollte 0,7 A nicht überschreiten.

Stellen Sie mit einem Oszilloskop sicher, dass Gate VT1 Rechteckimpulse mit einer Wiederholrate von ca. 120 kHz empfängt. Um die Frequenz genau einzustellen, können Sie den Widerstand R4 und die Kapazität C2 in kleinen Grenzen wählen. Anschließend werden die Ausgangsspannungen des SMPS überprüft und ggf. durch Auswahl des Widerstands R2 angepasst.

Der letzte Schritt besteht darin, den Stromschutz mithilfe des Trimmwiderstands R9 anzupassen und die Erwärmung der SMPS-Komponenten im Langzeitmodus zu überprüfen.

Autor: E. Moskatov, Taganrog, Gebiet Rostow.

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