Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Разбор схемотехники простого БП ATX
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Сайт и форум > В помощь начинающему
sigmaN
Всем привет.
На этот раз мой вопрос возможно будет нудноватым, но надеюсь на понимание.

Общую блок-схему и принцип работы импульсного БП я, конечно же, понимаю. Даже работал в сервисе и неоднократно ремонтировал их...Но там то чё, по большому счёту поменял пробитое, заменил отвалившееся, да оно и заработало.
А мне то хочется разобрать всё это дело по косточкам. Будучи "ымбеддером"-самоучкой, да ещё и с программистским уклоном, я больше привык к микроконтроллерам и мосфетам )))
Взглянув на схему я понял, что ничего не понял sad.gif

Если найдутся терпеливые люди и смоут внести ясность, вопросы могут появиться еще, но пока начнем с первых двух
1. непонятки с дежуркой. вообще. Ясно только то, что U4 является источником опорного напряжения и участвует в обратной связи для стабилизации этого дела.
Ясно также, что переменка(при чем полупериоды) выпрямляются D32 и через какое-то космическое сопротивление в 1М всё это дело идет дальше... Как происходит раскачка перички трансформатора Т3, как чё работает... ничего не понятно. Что за нижняя обмотка обмотка(та к которой анод D6 подключен) у Т3? Зачем она так хитро включена в обратную связь?
2. непонятка с ключами Q8, Q9. Из даташита на KA7500B следует, что базы ключей по очереди будут присаживаться к земле открытым коллектором KA7500B. Наверх подтяжек негде нет. Я хоть убей не понимаю в чем пркол, т.к. по идее чтобы открыть NPN транзистор, надо бы на базе относительно эмиттера создать положительное напряжение...

В общем понятно, что я просто не распознаю типовые транзисторные конструкции кроме ключа и какого-нибудь простого усилительного каскада из букваря...
В этом и прошу помочь. Может литературу какую попутно посоветуйте для просвещения.

Заранее спасибо отозвавшимся!
kovigor
Цитата(sigmaN @ Mar 22 2014, 19:22) *
Может литературу какую попутно посоветуйте для просвещения.

Куличкова посмотрите, "Импульсные блоки питания для IBM PC":
http://radioportal-pro.ru/_ld/0/15_caf3ebe8f7eaeee.djvu
Herz
1. Схема у Вас какая-то "не очень"... прохоже, просто с ошибками. Питание "дежурки" осуществляется от входного сетевого и там, видимо, диод D32 должен стоять выше первой сверху горизонтальной линии, а его катод должен быть подключен к верхнему концу первичной обмотки Т3, иначе ей не от чего питаться.
2. то же по поводу резисторов "подтяжки" в базах транзисторов Q8, Q9. На других схемах они есть и типично их сопротивление составляет 1 - 3.3кОм.
Что касается обмотки обмотки трансформатора "дежурки", к которой подключен анод D6, то она действительно предназначена для обратной связи. Только веток две: по постоянному напряжению (через оптрон) и по переменному (через С6) - для обеспечения автогенерации.
sigmaN
Даа, схемка дейстительно не очень....
Ну слава Богу хоть дураком себя чувствую немного меньше. А то смотрю и не понимаю прям как так то?!
По плате прошелся, диод Д32 нарисован вроде правильно, но в точку на верхнем по схеме выводе R77(и С7) заведено напряжение с диодного моста, так что с питанием катушки проясняется немного. По обратной связи тоже, т.к. начал читать книгу предложенную kovigor, за что ему отдельное спасибо.

Думаю не стоит продолжать рзбирать схему с ошибками sad.gif
Буду разбираться потихоньку с теорией пока...
В следующий раз постараюсь найти схему поточнее и более реальный пример.

Спасибо!
Harvester
Цитата(sigmaN @ Mar 22 2014, 19:22) *
Может литературу какую попутно посоветуйте для просвещения.

Еще посоветую: А. В. Головков, В. Б, Любицкий. Блоки питания для системных модулей типа IBM PC-XT/AT
http://www.toroid.ru/book/golovkovAV.zip
sigmaN
Спасибо!
Первую книгу уже прочел, очень полезной оказалась! Всё расписывается очень подробно! Как раз то что я хотел!
Превращение БП в зарядное устройство идет полным ходом. Причем я заранее не хотел копировать чужие решения(которых много в нете) , а именно сам разобрался, нашел на плате что куда, составил план по переелке и уже начал работы. Посмотрим что из этого получится ) Пока ничего не спалил, а это уже хорошо!

В общем расклад такой:
Возьмем для примера более толковую схему(большая картинка)

Хотя у моего БП чуть другая, но суть та-же.
С вывода 7 трансформатора Т2 идет выпрямляюще-интегрирующая цепочка D20,R31,C24. Ну там дальше делитель на R35,R34.. и вместо стабилитрона ZD4 это дело подаётся на вывод 16 TL494.
Это неинвертирующий вход усилителя ошибки 2. На инвертирующий вход подано некое опорное напряжение, полученное от встроенного источника через делитель.
Защиту от провала напряжения я отключил, тестирую стабилизацию тока. В принципе оно работает, но со звуковыми эффектами в виде писка.
Шаманил с ёмкостью конденсатора С24, добавлял ёмкость с инвертирующего входа(15) на feedback(3) для организации небольшой обратной связи по переменке. Короче на определенном режиме сверчка задушить можно, но не в широком диапазоне регулирования. А хотелось бы широкий диапазон всё-таки.

И тут я задумался о том, что информацию о нагрузке то я беру по среднему ремени открытия ключей Q7 Q8, в то время как уходящий в нагрузку ток может скакать туда-сюда и на времени открытия это отразится уже с задержкой ибо ёмкости, индуктивности, в общем постоянная времени регулирования или как там это правильно назвать. Соответственно возникает колебательный процесс из-за этой задержки...
Получается информация о среднем времени открытия ключей, которую я использую, больше подходит для аварийного отключения по КЗ или перегрузке, чем для стабилизации тока.

Без шунта не обойтись получается?
seneka
Цитата(sigmaN @ Mar 24 2014, 01:33) *
В общем расклад такой:
Возьмем для примера более толковую схему(большая картинка)
...
Без шунта не обойтись получается?


Предлагаю Вам пойти более длинной дорогой, которая в итоге решит навсегда Ваши проблемы с БП. Найдите софт, который в комплексе моделирует поведение БП, включая магнитную составляющую. Хотя скорее всего подойдут и более простые модели.
Навскидку Микрокап и Pspice уже имеют модели трансформаторов. Но есть более заточенный софт, который отрабатывает все, вплоть до геометрии сердечников.
Не могу сказать как он называется, но думаю специалисты, которые этим пользуются каждый день, подскажут.
В БП нет ничего сверхъестественного, а специалисты "знающие" как правило содержат в голове очень упрощенную версию схемного симулятора. Может составите модель блока и попробуете с ней "поиграться", вместе с книжками очень быстро поймете какие именно процессы происходят...
Herz
Цитата(sigmaN @ Mar 23 2014, 23:33) *
Превращение БП в зарядное устройство идет полным ходом.

Защиту от провала напряжения я отключил, тестирую стабилизацию тока. В принципе оно работает, но со звуковыми эффектами в виде писка.
Шаманил с ёмкостью конденсатора С24, добавлял ёмкость с инвертирующего входа(15) на feedback(3) для организации небольшой обратной связи по переменке. Короче на определенном режиме сверчка задушить можно, но не в широком диапазоне регулирования. А хотелось бы широкий диапазон всё-таки.

Компьютерный БП, особенно двухтактный, плохо подходит для переделки в регулируемую версию. Грубо говоря, в нём уже всё минимизировано и оптимизировано для использования именно в своей роли. Запасов для работы в иных режимах просто не предусмотрено. Можно, конечно, использовать комплектующие из БП АТХ для построения своего источника с нужными характеристиками. Но для этого:
а) всё придётся рассчитать самому, что равносильно полноценной разработке,
б) хорошо знать параметры моточных и "вписать" их в своё изделие, что лишь усложняет задачу.
Так что, проще, по факту, разработать всё самому, не опираясь на готовое решение и не сковывая себя ограничениями топологии. Это если действительно есть желание разобраться и получить опыт в источникостроении, а не повторить чью-то кривую поделку.
Ну, а для изучения и первых опытов - годится, конечно.
Цитата
Без шунта не обойтись получается?

Если хотим стабилизировать ток - разумеется.
sigmaN
Да я еще только начал въезжать чё как работает... куда мне своё разрабатывать то!

Цитата
Если хотим стабилизировать ток - разумеется.

вот приятно же, что я сам пришел к этому. значит что-то понял наверно ))
alexvu
Цитата(Herz @ Mar 24 2014, 08:46) *
Компьютерный БП, особенно двухтактный, плохо подходит для переделки в регулируемую версию. Грубо говоря, в нём уже всё
минимизировано и оптимизировано для использования именно в своей роли. Запасов для работы в иных режимах просто не предусмотрено.

Я когда-то переделывал блок АТ 150 Вт (АТХ тогда не было) в регулируемый 1.5...15 В (до 12В он выдавал больше 10А, на 12...15В я ток не проверял),
пришлось вставить туда небольшой трансформатор для питания цепей управления. Транс я не перематывал.
В АТХ такой вспомогательный БП уже есть. Думаю, что в пределах своего "паспортного" _тока_ по 12В (или чуть побольше)
он сможет выдать и без перемотки, при выходных напряжениях до 12 В, а может быть и до 18 В.
Чттобы получить полную мощность или другое напряжение, потребуется перемотать вторичку транса и, возможно, заменить
выпрямительные диоды, дроссель, электролиты вых. цепи.
Отдельной задачей может стать отключение цепи защиты при отклонениях вых. напряжений.
А КА7500 - это, насколько я понял, полный аналог TL494, на которую есть хороший подробный даташит.
sigmaN
Даташит вкурил, на плате защиты нашел, пока по напряжению просто отключена защита, но она будет переделана. Защиту от КЗ хотел задействовать в режиме ограничения тока, но как видно из моих предыдущих постов - не получилось.
Транс заменил на более мощный с 400Вт БП фирменного. А вообще не смотря на наклейку 300W тут стоял маленький трансик EI-28, который и 150Вт то не вытянет наверно. И диоды на 3А, которые кстати и пробило.В итоге и выходные диоды, дроссель, кондеры - всё заменено. Высоковольтные ключи пока не трогал, но если чё и их тоже поменяю на более мощные.

Вот выпаял шунт из старого мультиметра, щас буду дальше мучить систему ))

Я так полагаю дроссель групповой стабилизации не нужен, если групповая стабилизация не нужна?
Может заменить его на единичный дроссель по-мощнее?
А то он слабенький, тоненький и на 12А греется зараза...
alexvu
Шунт из мультиметра может быть не рассчитан на длительный режим при большом токе.
Дроссель можно перемотать пучком проводов на том же сердечнике, но с сохраннием числа витков (для 12 В).
sigmaN
Т.е. дросселек на палочке, выпаянный с другого БП не покатит вместо того кольцевого? Индуктивность не та, мало будет?

Что если замутить внешний усилитель ошибки для стабилизации тока и на 3 ногу TL494 его через диод подключить? Делают так? Из даташита вроде следует, что так можно делать.....
garlands
Хватит страдать, все уже сделано и разжевано.
sigmaN
да таких ссылок полно, это понятно. но я изобретаю свой велосипед сам. Для максимального академического эффекта
Herz
Цитата(sigmaN @ Mar 25 2014, 17:36) *
Что если замутить внешний усилитель ошибки для стабилизации тока и на 3 ногу TL494 его через диод подключить? Делают так? Из даташита вроде следует, что так можно делать.....

Можно, конечно. Только нужно ли? Возиться с корректирующими цепями всё равно придётся. Основная проблема - сохранение устойчивости преобразователя во всём диапазоне регулировки и, особенно, при переходах со стабилизации напряжения на стабилизацию тока и обратно. Обеспечить оба режима будет непросто.
sigmaN
Помозговал я и решил стабилизацию тока повесить на вывод 4, контролирующий Dead Time. Таким образом усилитель ошибки 1, который занимается стабилизацией напряжения, всегда будет оставаться "при делах".

Цитата
Основная проблема - сохранение устойчивости преобразователя во всём диапазоне регулировки и, особенно, при переходах со стабилизации напряжения на стабилизацию тока и обратно
Это проблема общая(не зависящая от исполнения) или касается только варианта с задействованным 3 выводом?
Herz
Цитата(sigmaN @ Mar 26 2014, 09:46) *
Это проблема общая(не зависящая от исполнения) или касается только варианта с задействованным 3 выводом?

Это общая проблема, всегда состоящая из частностей. Устойчивость определяется количеством звеньев, вносящих запаздывание в петлю регулирования, у каждого звена - своя фчх и т.д.
sigmaN
Наверно в таких случаях делают гистерезис? Т.е. стабилизация тока начинается чуть раньше, заканчивается чуть позже...
По настройке обратной связи пока прочел только это http://bsvi.ru/kompensaciya-obratnoj-svyaz...cheskij-podxod/
Может еще какую полезную литературку подкините?

Add: Вот курю щас еще http://bsvi.ru/kompensaciya-obratnoj-svyaz...taniya-chast-1/
Add2: Хм, как внезапно и неожиданно я с головой залез в весьма интересную тему регулирования и обратных связей ))
sigmaN
Начитался много чего, половины не понял, но многое и прояснилось...
В итоге с практической точки зрения наиболее полезным материалом стала именно статья Компенсация обратной связи: практический подход
У меня вопрос: хватит ли для наблюдения реакции и переходных процессов осциллографа с полосой до 6мгц?
В двухканальном же режиме она и вовсе спускается до 3 sad.gif
Разрядность АЦП 12бит
http://www.mlab.org.ua/mtpro/mtpro-specifications.html
Мне кажется должно хватить..

В общем буду делать отдельные усилители ошибок по току и напряжению, подключать их к 3ноге и компенсировать, моедлировать...мучить БП как только можно)
seneka
Цитата(sigmaN @ Mar 25 2014, 21:16) *
да таких ссылок полно, это понятно. но я изобретаю свой велосипед сам. Для максимального академического эффекта


Если говорить о максимальном академическом эффекте, почему тогда не взять мощный силовой трансоформатор и замутить по настоящему малощумящий мощный двух или пяти канальный блок питания, с двойным преобразованием и промежуточной частотой несколько мегагерц, цифровым управлением, защитами по напряжению и по току и также с управлением по цифре. Не уверен в описанной конструкции, кроме входного обычного трансформатора. Но уж что что, а БП АТХ стоит очень далеко от темы лабораторный блок питания, и ценнен только одним, низкой ценой...

А так получите максимум академического эффекта и качественный блок питания.
sigmaN
Изначально задача разработки лабораторного БП не стояла. Была задача зарядного устройства на базе БП ATX, дальше я начал вникать в его работу, появились вопросы..
Предложенный вами вариант, безусловно, даст на много больше академического эффекта, но у меня на это уйдет непомерно много времени... Так что будем действовать поэтапно, от простого к сложному...
Могу сказать что уже сейчас академический эффект есть! Схему БП я разобрал по косточкам, работу ШИМ контроллера 494(а значит и многих других управляемых напряжением) тоже понял, пришел вот к обратной связи...И в частности к проблемам комбинирования этих связей, когда их несколько, а ШИМ контроллер один. Вот с этим и буду экспериментировать. В одной из прочитанных ПДФок эта проблема рассматривалась и кое-что тоже прояснилось и я вот решил попробовать на практике.

Ну что, подитожим то не многое, в чем удалось разобраться:
1. Отрицательная обратная связь должна быть отрицательной на частотах где усиление максимально и на частоте, где усиление = 1 - это Crossover frequency(Fc). Кстати как это на русском то будет?
2. Отрицательность этой связи по сути то обеспечивается фазовым сдвигом в 180*(который обеспечивается инвертирующим входом усилителя ошибки), следовательно на цепь ОС у нас есть запас в еще 180*, после чего связь уже будет положительная. Но должен оставаться запас, поэтому не стоит подбираться слишком близко к 180*
3. На частотах ниже Fc возможны(хотя и не желательны) отступления от правила(фазовый сдвиг может быть 180 и больше), на этой частоте будет звон, но из него система чаще всего выберется, но могут быть и проблемы в определенных переходных режимах.
4. Все схемы "вокруг" усилителя ошибки предназначены для того, чтобы этот фазовый сдвиг как раз и держать в заданных пределах. Это и называется схемой компенсации обратной связи.

По поводу стабилизации тока и напряжения и перехода из одного режима в другой, как я понял, решается этот вопрос путем настройки этих двух обратных связей таким образом, чтобы наклоны кривых были разными, причем кривая по току имеет больший наклон, а значит коэффициент усиления ошибки по току спадает быстрее и ошибка по напряжению как-бы имеет приоритет и довольно быстро перехватывает управление на себя... Ну а когда срабатывает защита по току, сигнал ошибки по напряжению имеет противоположный знак и благодаря диодам(логике ИЛИ между усилителями ошибок) управление берет на себя ОС по току, а ошибка по напряжению просто не может повлиять на процесс.

Если в чем-то ошибаюсь - поправьте. Писал специально по памяти.

Это что касается минимальной теории и понимания того, ради чего всё это затевается(раньше я толком этого не понимал).
Что же касается практики, естественно, есть вопросы.
Очень хорошо, что есть всякие симуляторы(скачал LTSpice) в которых можно помоделироать всё это дело! Но надо же иметь какие-то исходные данные...
И самый первый вопрос заключается хотя-бы в том, как увидеть эту самую Crossover frequency для конкретной схемы конкретного БП? Когда у нас усиление станет 1?
Входит сюда наерно не только схема вокруг усилителя ошибки, а и все индуктивности, ёмкости на выходе т.к. они тоже вносят задержку...
Продолжаю теперь копать в практическую сторону..
Herz
Ну, что ж, с первыми результатами! Видно прогресс в изучении. Crossover frequency - "частота среза", "нуль дискриминатора" по-русски. Увидеть её прямо - непросто, для определения и нужно моделировать.
Насчёт сочетания наклонов - в принципе правильно, но при переходе от стабилизации напряжения к стабилизации тока меняется приоритет, и надо сохранять его во всём диапазоне регулировки. Помня, что нагрузка может быть не только активной - то бишь сигнал ОС по току не всегда синфазен сигналу ОС по напряжению.
Успехов!
sigmaN
Собрал усилитель ошибки на LM358.
Номиналы С4 и R10 взял с платы БП(заводские). R13 тоже взят с оглядкой на заводскую схему. Обратная связь при этом звенит и никуда не годится...
БП шипит и при напряжениях больше 12В вообще срывается в штопор, обратную связь колбасит от 0 до +многоsad.gif
Когда использую внутренний усилитель TL494 - всё ок. Заводская реакция на "дельта-импульс" красивая
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Встроенные усилители конечно же нейтрализую путем подачи +5VRef на инвертирующий вход. Штатную компенсацию обратной связи с платы снимаю чтоб не мешала.
Блокировочные кондеры на питании ОУ стоят ,всё по феншую. Переменные резисторы задающие напряжение питаю от встроенной опоры TL494.
Может я в разводке платы накосячил? Делал конечно так, "по быстренькому" )
И ещё на проводах это дело лежит возле платы БП...проводки сантиметра по 4.. Но не думаю что так всё строго. Не сотни мегагерц же. Или я ошибаюсь?
Вообще на сколько эти дела чувствительны к разводке? Так то по плате БП особо и не скажешь что сильно заморачивались разработчики.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

В схеме ошибка, питание U2 также +13В(правил на +13V и не углядел). Берется с питания TL494.
sigmaN
Странное дело... менял номиналы С4 и R10 в широких пределах(на порядок). Ситуация с жесткими рывками после 12В не исправилась. Уходит шум на низких напряжениях(до 5В) но дальше дело не идет. Видимо имеется косяк в разводке.. хотя я не понимаю в чем дело. И даже провода которые идут к плате в принципе не очень то должны быть восприимчивы к помехам...даже не знаю что и думать.
Делитель напряжения R1 R2 тоже cделал более высокоомным R1=180K R2=39K. Ничего короче не помогает sad.gif Печаль беда sad.gif

Нашел! Это этот усилитель шунта всю малину портил. Щас буду разбираться почему. Сейчас с заводскими номиналами всё рабтает так-же как на картинке выше!

В целом работает удовлетворительно, но при включении лампочки 100вт есть кратковременный возбуд.
А такая пилообразная форма сигнала(под нагрузкой которая) это нормально или это последствия не скомпенсированной ос?
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Проверил заводскую ОС в таких-же условиях. Так она еще хуже по ходу
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Сделал вывод, что резко подключать лампочку 100Вт при ёмкости выходного кондера 1000мкф - это слишком.
Но вот по поводу работы ОС уже в нагрузке я так пониамю мне удалось лучше чем заводу?

Всё, разобрался.
Лампочка 100Вт с холостого хода.
На самом деле лампочка это жесть, потому что по мере разогрева нити она меняет своё сопротивление.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Коммутация резистора. Нагрузка 1Вт.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Думаю можно так оставлять.
Пилу под нагрузкой убрать я так понял не реально.
sigmaN
А почему одна и та-же компенсация подходит для стабилизации напряжения и звенит при стабилизации тока?

Ток измеряется шунтом, усиливается INA197 и точно так-же как и в случае с каналом напряжения поступает на усилитель ошибки.
В общем схема абсолютно такая-же, но звенит.
Не могу понять почему?

Куски схемы приведу если надо, но думаю вроде суть и так понятна...
halfdoom
Цитата(sigmaN @ Dec 29 2014, 05:04) *
А почему одна и та-же компенсация подходит для стабилизации напряжения и звенит при стабилизации тока?


Потому, что выходной ток зависит еще и и от напряжения нагрузки, а не только от коэффициента заполнения. Существуют различные методы решения данной проблемы, самый простой, это сужение полосы ОС по току, что для зарядника вполне приемлемо.
sigmaN
Увеличил ёмкость С3 с 0.1uF до 1uF и всё работает ))
Наверно реакция будет медленная, но действительно вполне пойдет для моих целей.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.