Лабораторный БП из AT/ATX или серьёзная схема.

[Shpionus]

SE-RE-GA - Сделал осциллограммы:

Стенд:
Блок "очень китайский", типа кодегенов, 250-300 Ватт. Главный трансформатор среднего размера 30х30х33мм, главный дроссель ДГС 28мм, Ёмкости по 220 330мкФ, реально измеренная ёмкость 260 мкФ. ESR 0,25 Ом.
Плата в заводском аутентичном состоянии, кроме жгута выходных проводов. Который я раньше отрезал

ЗАМЕЧУ! После отрезания выходного жгута, я закоротил отдельный тонкий тёмно оранжевый провод, который соединялся с одним из основных толстых светло оранжевых +3,3В. Это провод отдельного стабилизатора +3,3В. Если это соединение не восстановить, после отрезания жгута, блок не будет запускаться (кратковременное появление выходных напряжений, и срабатывание защиты, от перенапряжения по +3,3В)




TL494 вывод 8 относительно общего вывода 7. На выходе 12В без нагрузки



TL494 вывод 8 относительно общего вывода 7. На выходе 11В нагрузка 2,3А



TL494 вывод 11 относительно общего вывода 7. На выходе 11В нагрузка 2,3А



TL494 вывод 8 относительно общего вывода 7. На выходе 10,9В нагрузка 4А



TL494 питание, вывод 12 относительно общего вывода 7. На выходе 10,9В нагрузка 4А


Странно что осциллограммы почти одинаковые что при 2,3А что при 4 А.
Без вентилятора, радиатор сетевых транзисторов, даже при токе 2,3 А по +12В, ощутимо грелся, субъективно на ощупь градусов 40-45. Поставил за платой вентилятор, греться перестало. Ну да радиаторы там... чисто абы было...

Подключать общий провод осциллографа к минусу на выходе блока уже не стал, так как понятно что в этом случае осциллограммы или были бы такие-же, или ещё хуже.

Видно что при всё этом, питание TL494 почти чистое, линия немного расширяется только при 4 Амперах, при 2,3 даже расширения почти не видно.

Замечу, что дежурка по +5В была нагружена на 50 Ом. (Помимо уже имеющегося на плате 100 Ом)
Без этого, по питанию микросхемы, были пульсации частотой в районе 200 Гц. Что не вяжется не с сетевыми 50/100 Гц, не с основным ШИМ 30/60 кГц. При изменении нагрузки по +5В пульсации по питанию TL494 меняли частоту, из чего можно сделать вывод, что это так пульсировал при малой нагрузке дежурный преобразователь "обратноход". При подключении на выход дежурных +5В, дополнительной нагрузки в 50 Ом, пульсации пропадали.

На эмитерах транзисторов С945 которые после TL494, линия абсолютно ровная пи любом токе нагрузки.

Из чего могу предположить, что выбросы идут "в обратку" с коллекторов на базы, и тогда видны. Так как у TL494 выходы с открытым коллектором, и выбросы мы наблюдаем в тот момент, когда на данном выходе логическая единица, создаваемая резисторами 2,7 кОм с питающего вывода 12 микросхемы, потому эта точка относительно высокоомна в этот момент, и легко может принять выброс через ёмкость коллектор-база транзисторов.

[Телекот]

Не понятно в чём проблема.

Странно что осциллограммы почти одинаковые что при 2,3А что при 4 А.

они и должны быть одинаковые, длительность импульсов в основном зависит от напряжения и мало от тока.

[SE-RE-GA]

Shpionus, Вчера опять долбил) блок. Этот блок собран на новой плате. Взял блок питания, переделанный (была микра SG6105). Снял осциллограммы (к сожалению не могу выложить) на 8,11 ногах, на низкой стороне трансформатора развязки и на выходе с силового трансформатора. Так вот при нагрузке 1а идеальной формы, нагрузку не поднимал. На своем блоке пробовал менять дроссель выходной, трансформатор развязки, конденсаторы выходные- толку ноль. На плате длинные дорожки на 1 ногу микросхемы попробую заменить проводом. может на плате хапает наводки. Не могу понять в чем дело.

[Shpionus]

Для SG6105 выходы это 8, 9.
А вообще я плохо понял что вы хотели этим сообщением сказать.
На плате с SG6105, во всех точках, идеальная форма?
Есть у меня одна плата с SG6105, завтра попробую...

[SE-RE-GA]

Shpionus, был блок питания атх с управляющей микросхемой SG6105, я его переделал под регулируемый с микросхемой tl494.

[SE-RE-GA]

Shpionus, вчера продолжил эксперименты. Менял трансформатор тгр, переделывал с мостовой схемы на полумост и др. Сигнал, каков был такой и есть( Сравнивал с переделанным- толку ноль. Возможно, это все из за разводки платы, не знаю.

[Shpionus]

А вы видели то что я выложил свои осциллограммы? Там же вроде такой-же сигнал как у вас? Это говорит о том что это нормально. И вы боретесь в ветряной мельницей. Я даже там предположил от чего эти помехи.

[SE-RE-GA]

Shpionus, Почему нет этих помех в другом моем переделанном блоке? Схемотехника одна и та же.

[Shpionus]

Не знаю Я, если мне изменяет мой склероз, видел где-то ещё такие-же помехи. Смотрел я не на всех блоках которые мне попадались, но там где смотрел, видел именно такие помехи.
Видимо это не неисправность, а просто недостаток, как и всего Китайского. оно видимо не мешает работе, и Китайцы не морочились с исправлением этого дела.
Цитирую сам себя:

...Видно что при всё этом, питание TL494 почти чистое, линия немного расширяется только при 4 Амперах, при 2,3 даже расширения почти не видно.
................
На эмитерах транзисторов С945 которые после TL494, линия абсолютно ровная пи любом токе нагрузки.

Из чего могу предположить, что выбросы идут "в обратку" с коллекторов на базы, и тогда видны. Так как у TL494 выходы с открытым коллектором, и выбросы мы наблюдаем в тот момент, когда на данном выходе логическая единица, создаваемая резисторами 2,7 кОм с питающего вывода 12 микросхемы, потому эта точка относительно высокоомна в этот момент, и легко может принять выброс через ёмкость коллектор-база транзисторов.

[SE-RE-GA]

Shpionus, Вы не снимали осциллограммы на выходе силового трансформатора? Если есть сможете выложить?

[Shpionus]

Раньше смотрел, но фотографий не делал. Могу позже сделать, в каких режимах вам? На анодах диодной сборки, или на катоде перед дросселем?

[SE-RE-GA]

Я делал осциллограммы при небольшой нагрузке от 0.5а до 2а. В районе 15в Думаю, не очень важно, посмотреть просто форму сигнала. На анодах- выходе трансформатора.

[Shpionus]

Хорошо, возможно через несколько часов доберусь

Добавлено after 4 hours 11 minutes 26 seconds:
Как-то так.
Три группы снимков, по шесть штук.
В каждой группе, вверху три снимка на один анод, внизу три снимка на другой анод.
Сделал по три снимка, так как верхний предел осциллографа 5В/дел. И размах выходил за прдеделы экрана. И я при каждом измерении, сдвигал линию на 4 деления, то вверх, то вниз так чтобы было видно всю кривую.

Стенд:


Без нагрузки:


0,36А:


4А:


На 4х Амперах, уже видно размытие вершин прямоугольника, это фон 100 Гц

Последний раз редактировалось Shpionus Сб янв 18, 2020 03:03:37, всего редактировалось 1 раз.

[SE-RE-GA]

Shpionus, спасибо большое. У вас более четкие импульсы. Попробую снять на своих блоках и выложу.

[Shpionus]

Много текста:

Спойлер

Предисловие.
При переделке компьютерных АТХ блоков питания в "лабораторные", для точной стабилизации выходного тока, обычно используются шунты в минусовом выходном проводе.
Недостаток такого способа в противоречивости параметров шунта. С одной стороны его сопротивление должно быть достаточно низким, чтобы при максимальном токе через него, он не грелся выше допустимого, и имел не слишком большие габариты. С другой стороны, если его сопротивление будет слишком низким, то мы будем ограничены в минимально возможном стабилизируемом токе, так как падение напряжения на шунте, в этом случае, окажется сравнимым с уровнем шумов усилителей ошибки ШИМ контроллеров, или массовых операционных усилителей.
Для универсального "лабораторного" блока питания на базе АТХ, самым оптимальным, на мой взгляд, является сопротивление шунта в 0,05 Ом.
В этом случае, при максимальном токе в 10 Ампер, падение напряжения на шунте, составит 0,5 Вольт, и мощность рассеивания 5 Ватт.
При токе в 0,1 Ампер, падение напряжения составит соответственно 5 мВ. 0,01 Ампер, уже 500 мкВ. У популярного в переделках ШИМ контроллера TL494 (KA7500), на сотнях микровольт, уже наблюдается неточность в стабилизации. В прочем диапазон 10мА - 10А вполне достаточен для универсального блока. Токи ниже 10 мА, стабилизировать в импульсном АТХ блоке, уже нерационально, для этого лучше подходят линейные стабилизаторы.
В прочем, при 10 Амперах, рассеиваемая мощность в 5 Ватт, уже не является пустяковой. Нужно думать о месте расположения этого шунта, и о стабильности его сопротивления во времени (в начале работы, пока он ещё холодный, и через время, когда его температура стабилизируется на неком "горячем" уровне). Тут уже обычные любительские шунты в виде медной дорожки на плате или куска медного провода, будут давать определённые снижения тока по мере прогрева шунта. А если от этого шунта получает сигнал ещё и амперметр, то мы будем им обмануты в плане того что ток он будет показывать неизменный, в то время как на самом деле он будет снижаться. Тут приемлемым может быть только шунт из термостабильного металла, типа манганина.
В том же случае, если мы планируем получить от блока ток более 10 Ампер, противоречие в параметрах шунта, станет ещё сильнее.
Практический пример, вздумалось мне сделать из старого АТХ'а, блок питания для шуруповёрта. Блок был на 300 китайских ватт. Регуляторов я делать в нём не собирался, нужно просто постоянно +12В. Защиту решил оставить штатную. Они обычно рассчитываются на ту мощность которая и указана на корпусе блока. То, что это мощность, которую можно потреблять кратковременно, так называемая пиковая, Китайцы конечно скромно умалчивают. При 12 Вольтах, защита срабатывает при токе 20 с лишним Ампер. Казалось бы, для шуруповрёта хвтатит. Но...
Если включить шуруповёрт через амперметр, то видно, что при холостом ходе и даже при не значительных нагрузках, ему и 10 Ампер хватит, и только если затягивать шурупы в дерево, или сверлить сверлом на 10, до срабатывания "трещётки", ток может зайти и за 20 Ампер.
Словом, от такого блока шуруповёрт вполне приемлемо работает, если не тормозить его до почти полной остановки при полностью нажатой кнопке регуляторе, Иначе блок таки "уходит в защиту". Иногда это наблюдается и при очень резком нажатии на кнопку, когда мотор раскручивается не плавно, за счёт регулятора скорости вращения, а за короткое время получает все 12 Вольт, тоже при этом срабатывает защита.
Однако данный блок был уже сильно удешевленный Китайцами, в частности радиаторы были совсем тонкими. А тут на глаза мне попался другой блок, не знаю, на какую мощность, но явно меньше чем 300 Ватт. Сетевые конденсаторы 2 по 220 мкФ, главный трансформатор совсем мелкий 21х29х24 мм. Выходные диоды FR302 или что-то такое. Но зато радиаторы толстые! Думаю, хорошо бы его применить, и без вентилятора, как раз нагрузка кратковременная, и больший промежуток времени не значительная. Как раз радиаторы не будут успевать перегреваться. Триггерную защиту пришлось спаять отдельно, так как родная была неразрывно связана с монитором выходных напряжений, и при удалении всего лишнего, сохранить защиту не было возможности. Новую настроил на 15 Ампер, при 12 Вольтах. знаю что для пары FR302 это более чем в два раза превышает допустимый для них, но опять же это будет кратковременный ток, постоянно столько потребляться не будет. Спаял, включил... Плавно нажимаю кнопку шуруповёрта, крутится. Нажимаю до упора, работает. Отпускаю. Нажимаю повторно, но резко... Срабатывает защита! Следовательно, при резком нажатии пусковой ток подскочил выше 15 Ампер. Ну для моего шуруповёрта это нормально, да и думаю не только для моего. Та же картина и при попытке остановить патрон шуруповёрта до срабатывания трещётки - срабатывание защиты. Думаю, что делать? Настроить защиту на 20 Ампер? Точно выходные диоды "вылетят"... При пользовании шуруповёртом, я же не буду на амперметр всё время смотреть!? Городить для этого блока, стабилизатор тока? Чтобы при превышении скажем 10 Ампер, снижалось выходное напряжение? Придётся шунт ставить...

Так я придумал альтернативное решение, ограничение тока, без шунта, по сигналу датчика перегрузки первичной обмотки! По тому датчику на среднем отводе управляющего трансформатора, с которого снимается сигнал на триггер защиты. Не думаю что идея сильно уж эксклюзивная, и никто до меня такого не делал, хотя я таки не встречал такого решения.

По сути, идея в том чтобы просто взять сигнал на второй усилитель ошибки, не с шунта на выходе, а с этого датчика защиты по мощности. (Току первичной обмотки).
Но в том то и дело, что этот сигнал, являясь сигналом тока первичной обмотки главного трансформатора, не является сигналом ВЫХОДНОГО тока! Так как если при разных выходных напряжениях, потреблять один и тот же ток, то ток первичной обмотки одинаковым не будет, а будет выше при более высоком выходном напряжении, при том же выходном токе. Прямой пропорциональной зависимости там нет, так как ток первичной обмотки ещё зависит от ВХОДНОГО напряжения, и от КПД всей силовой части в целом. Но, грубо говоря, можно считать, что сигнал тока первичной обмотки трансформатора на защиту, является пропорциональным мощности на выходе блока.
Таким образом, если мы этот сигнал подадим (через делитель и интегратор, разумеется) на второй усилитель ошибки TL494 (KA7500), то такая система будет стабилизировать состояние близкое с постоянной мощности на выходе! Это значит что если у нас на выходе стабилизированные +12В, и мы настроим ток срабатывания системы на 10 Ампер (120 Ватт) то при дальнейшем увеличении нагрузки, выходное напряжение ожидаемо начнёт снижаться, но ток продолжит расти, для сохранения мощности в 120 Ватт. И когда напряжение снизится в два раза, скажем до 6 Вольт, то ток при этом окажется уже не 10 а 20 Ампер! А при коротком замыкании... Нет, ток, конечно, не будет безконечным, так как даже теоретически у блока есть конечный КПД, и на проводах, дросселе, диодной сборке, имеется определённое падение напряжения. Если его принять, скажем, за 1 Вольт, то для мощности 120 Ватт, ток понадобится 120 Ампер! Не знаю, достигнет ли он таких значений на практике, но то, что сетевые транзисторы очень быстро "взорвутся" в этом я не сомневаюсь.
Таким образом, нам нужно чтобы при сигнале с датчика близком к соответствию выходной мощности, наша система стабилизировала на выходе именно ток! Этого можно достичь, если опорное напряжение на второй вход второго усилителя ошибки, снижать вместе со снижением выходного напряжения блока, да в такой пропорциональности, чтобы выходной ток оставался бы неизменным.
Компенсирующий сигнал, должен быть не полностью пропорционален выходному, а так чтобы не было не недокомпенсации, не перекомпенсации, для этого его нужно смешать с неким опорным сигналом, к примеру с опорными +5 Вольт на 14 выводе TL494 (KA7500).
При нулевом напряжении на выходе блока (скажем при коротком замыкании) напряжение компенсации не должно снижаться до нуля, так как сигнал с датчика мощности (тока первичной обмотки) нулевым может быть только при полном прекращении импульсов ШИМ. А при отсутствии нагрузки на выходе блока, у нас имеется минимальная нагрузка в виде выходного резистора на плате, без которого не один импульсный блок вообще работать не будет.
На схеме слева изображён первый вариант, который я "смакетировал", для источника с фиксированным выходным напряжением, а справа немного изменённая схема компенсирующего узла, для возможности регулировки выходного напряжения.
Применение канонической регулировки по опорному потенциалу, тут невозможна, так как до наступления порога ограничения тока, компенсирующее напряжение не должно меняться.

Методика расчёта и настройки схемы примерно следующая:
1) Сначала нужно измерить значение напряжения на конденсаторе интегратора датчика защиты, при максимальном выходном напряжении (в случае наличия такой регулировки в вашем проекте), на холостом ходу блока, это будет Up1, и при максимальном желаемом токе нагрузки, это будет Up2.
2) Далее рассчитать соотношение резисторов делителя для входа второго усилителя ошибки, так чтобы напряжение на входе этого усилителя, при максимальном выходном токе (и напряжении) блока, не превышало 5 Вольт, лучше меньше скажем 4 Вольта. Общее сопротивление делителя не столь критично, нужно лишь чтобы оно с одной стороны не было сильно большим, иначе будет повышенная чувствительность к токам утечки и помехам, и с другой стороны не сильно малым, чтобы не влиять на работу самого триггера защиты, в частности увеличение пульсаций этого сигнала. Оптимально будет 100-200 кОм.
3) Далее самое сложное, рассчитываем\подбираем на практике, номиналы компенсирующей цепи. Напряжение компенсации, при отсутствии напряжения на выходе блока, должно быть не ниже (а немного выше) Up1, иначе второй усилитель ошибки вообще не даст блоку включится. При максимальном же напряжении на выходе блока, компенсирующее напряжение должно быть равно Up2.
На схемах указаны значения номиналов резисторов, ёмкостей интегрирующего и "антивозбудного" конденсаторов, и напряжений для моего экземпляра блока питания. Их можно использовать в качестве ориентировочных, но настраивать всё равно придётся под конкретный экземпляр блока питания.
Данную схему, как сказано выше, удобно использовать, когда высокая точность ограничения\стабилизации тока не требуется, и шунт ставить по ряду причин не целесообразно, в частности при больших максимальных токах, более 10 Ампер, когда шунт будет иметь большие габариты и температуру.

Суммарная схема обоих вариантов показанных выше. Так как левый вариант избыточен, правый универсальный:

Последний раз редактировалось Shpionus Пт фев 14, 2020 12:08:03, всего редактировалось 2 раз(а).

[SE-RE-GA]

Shpionus, здравствуйте! Перелопатил весь блок и вчера все таки нашел проблему. Теперь осциллограммы на всех участках правильной формы, силовые ключи перестали греться при небольшой мощности. Дело оказалось в трансформаторе. Переключил выходные цепи с 12в обмотки на 5 вольтовую и все писки трески пропали. На выходе 22в при 12а (больше не давал). Полностью не понял почему так, так как 12в обмотка целая. Ставил другой трансформатор и там блок вел себя точно так же.

[Shpionus]

Здравствуйте.
А напомните, у вас выходная часть по схеме полноценного моста? И вы снимали напряжение с обоих выводов 12 вольтовой обмотки? То-есть с разомкнутой ООС у вас должно было выдавать под 50 Вольт!? А дроссель у вас был на какую индуктивность? Опять же не помню о чём мы там точно говорили, лень "отлистывать" страницы, но на мост дроссель же должен иметь удвоенное число витков\индуктивность!
Да и резисторы в снабберных цепочках, по идее тоже надо бы увеличить в двое. У вас они какие и сколько и где подключены?

[SE-RE-GA]

Shpionus, Дроссель я вам писал увеличивал не то что в двое, а в трое, снабберы пробовал разные. Единственная догадка, может быть из за того, что я задавливал трансформатор с 50в до 26.

Добавлено after 22 minutes 7 seconds:
Shpionus, Еще такой вопрос- импульсы на вторичке трансформатора дежурки правильные без двоений, при подключении цифрового В-А и куллера начинается свистопляска). На работу блока не влияет, но все же. Не сталкивались, как победить?

[Shpionus]

задавливал трансформатор с 50в до 26.

Это как? С этого момента по подробнее

Импульсы на выходе трансформатора дежурки тоже как-то наблюдал, но не фотографировал. Они почти симметричные, только рабочий положительный импульс со срезом пика по уровню стабилизируемого напряжения. Какие двоения вы имеете в виду, не знаю.
Вольтметр вряд-ли там может на что-то повлиять, а вот вентилятор может, у него импульсное потребление. Минимальная нагрузка 0,25 Ватт, имеется для "дежурки"? По дежурным 5 Вольтам всегда по заводу стоит 100 Ом.

[SE-RE-GA]

Shpionus, задавил, имею ввиду ограничение напряжения делителем. По 5в стоит нагрузочный резистор 100R, а всего нагрузка чуть больше 100вт- куллер, в-а, и, собственно, потребление самой микросхемой.