Задача:

требуется блок питания для автомобильного усилка сабвуфера.

вход:
- 12 вольт (точнее 14В - напряжение бортовой сети при запущенном двигателе)

выходы:
- 24 вольта * 6 ампер - питание H-моста усилка (идея, может, дикая, но хочу попробовать);
- 36 вольт * 0.1 ампер - для затворов MOSFETов моста, чтобы исключить драйвера.
- 5 вольт * 0.1 ампер - питание контроллера (ATmega16)

Итого по входу получается ток порядка 15-18 ампер, учитывая КПД.

В распоряжении имеется горсть IRFZ46N. И главное требование к элементной базе - как можно дешевле.

Почитав соседние ветки, я вроде понял что мне нужен push-pull, т.к. он лучше работает на низком напряжении и больших токах. Опыта в построении блоков питания нету.

Подскажите с базовой схемой, т.е. от чего плясать? Какой ШИМ-контроллер взять?

Думаю самое дешёвое и простое решение, это купить готовый преобразователь 12В->24В, и не греть репу.

Ну а схем явно должно быть две: силовой двухтактник, и управляющий однотактник. Для последнего есть кучи разных спец-микросхем.

Вот здесь есть схема пуш-пулла, чтобы "оттолкнуться": Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Есть 4 варианта решения задачи.
1. Купить готовый преобразователь. Если нужен один - это самый быстрый и дешевый путь.
2. Найти готовую схему и повторить. Половину граблей можно избежать, если понимать подводные камни.
3. Разработать все с нуля, пользуясь слухами и идеями (см. выше). Предлагаемый выше вариант чреват морокой с трансформаторами, с запуском, с защитами, со стабильностью. и пр. Этот вариант целесообразен при последующем серийном производстве для любительского рынка, т.к. можно разработать относительно дешевый по комплектующим и монтажу вариант. Чтобы наваривать на таком варианте нужно сделать лучше/дешевле, чем есть уже на рынке. Такой вариант хорош также в качестве игры в дезайн.
4. Для быстрой реализации и малой серии целесообразно найти вариант Boost-конвертера (см. например, http://www.linear.com/pc/categoryProducts.do, или подобное у TI, National, и пр. Этот путь более дорогой, но надежный с точки зрения производства.

Основная задача - 24 вольта * 6 ампер, остальные выходы - маломощные. Отобрать 3% от основной мощности нагрузки можно в любой топологии дополнительными обмотками. Следовательно, начинать надо с основной задачи. Если надо быстро - на сайте www.national.com есть онлайновый калькулятор - задаете параметры источника питания, а он сам считает, схемку рисует и детальки подбирает.

Купил на базаре кольцо для транса 8х28х45 мм. На кольце стоит маркировка "M3000HM-69203". Что означает эта маркировка? Сказали что максимальная мощность будет где-то ватт 500 (мне надо 300). Не обманули?

Для расчета транса нужна максимальная индукция магнитопровода - как её узнать?

Мне когда-то было нужно получить 4 А при 28В для питания усилителя, вход был 12В. Была использована старая добрая TL494 и транзистор IRFZ44N, между ними "драйвер" на PNP и NPN транзисторах BC807\BC817. Катушка- около 30 мкгн, намотана проводом диаметром 1.5 на куске ферритового стержня от приемника диаметром 10мм и длиной милиметров 50, клоичество витков-около 30, точно не помню. Индуктивность была измерена. Частота 50 кгц, диод на выходе 10TQ45. КПД получился 93 процента при полной нагрузке.
36 в я бы не рекомендомал использовать для управления затворами, при достаточно крутых фронтах сразу после того как напряжение на затворе выросло, а транзистор еще не открылся, будет превышено допустимое напряжение на затворе, возможен пробой. Посмотрите драйверы, например фирмы IXYS, или IRF - ассортимент большой.

Вы про 69203? не заморачивайтесь, скорее всего у самого производителя знает только пара человек, что эта цыфирь значит. Достаточно что 3000НМ.

Вы сами не обманитесь, а то 24В*6А, что вы огласили выше, это 144Вт (по методу умножения), а не 300.

И для аудио очень важна гальваническая развязка вход-выход. А всякие бустеры, типа как TheMad предлагает, это не дают. И всякие онлайн калькуляторы завалят вас предложениями в основном именно такого рода, если особо не оговаривать. Так что именно пуш-пул, это пожалуй самое простое, причём нерегулируемый.

Зачем там развязка по земле? Мой преобразователь вообще-то для ВЧ усилителя на сборке использовался... но для звука такое решение тоже подойдет, ибо минимальная частота помехи есть 50 кгц - даже если она пролезет, никто ее не услышит. А пролезть ее столько чтобы как-то изменить характеристики усилителя в рабочем диапазоне при прослушивании в автомобиле просто не может при нормальной сборке всего этого человеком который хотя бы раз делал импульсник и имеет осциллограф.

Есть у них и такие - и пуш, и пул, и с развязкой.

TheMad, а дело там вообще не в ВЧ помехе, а в доп. очень лишнем контуре по общему проводу. Может и пронесёт, но очень вероятна ж.

я о просто нормальной сборке без ваших оговорок.

Чего-то я не пойму с микросхемой TL494. В даташите типовой схемы нет, а сам я, похоже, чего-то недопонял? Наваял такую схемку:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Собрал её без трансформатора - не хотелось феерверк устроить. Ожидал увидеть ШИМ на затворах полевиков со скважностью 45%, но ничего не произошло. Нету ни ШИМа, ни пилы на выходе СТ....

Что я делаю не так?

Как нет? Вот, посмотрите. Только там ошибочка есть маленькая, не пропустите.

Сделайте обычный генератор Ройера, дешево, просто, надежно и минимальные помехи, отлично работает на емкостную нагрузку, минимум деталек.

На такую мощность не стоит - потерь будет многовато. Разве что, как задающий.

Если хотите увидеть импульсы на выходе, проверьте , что вывод 3 "в нуле". На выводе 5 не зависимо от состояния выходов должна быть "пила". На выводе 4 изменяйте смещение от +5в до 0. При этом скважность импульсов на выходе должна изменяться. Для эффективного управления затворами нужен более низкоомный источник(драйвер) - если включение еще можно себе представить, то пассивное запирание через 10к будет длится "вечность" - полевики "спекутся". На выходе выпрямителя нужен дроссель.

Блин, ребята, позор на мой лысый череп! Ошибка была тупейшая - при монтаже перепутал местами Rt и Ct. Они же рядышком, оба SMDшные, размер одинаковый...

Всё работает - пила есть, ШИМ есть. Кстати, спасибо за даташит от ON Semiconductors, в моём от Техаса схем не было.

Пила пошла.


Да действительно, посмотрел спад импульса - в районе 5 микросекунд. Даже не думал, что так долго будет... Как можно уменьшить это значение, не применяя драйвер? Подскажите пожалуйста, а то и так уже в бюджет не укладываюсь, а тут еще драйвер....

Ток планируется в районе 7-8 ампер. На такой ток дроссель я не нашел, 4.5 максимум. Насколько я понимаю, тут лучше чтобы добротность была поменьше, верно? Как намотать его, подскажите.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Ставьте 2 одинаковых параллельно.

1 секундочку, правка....

Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нужно также учесть полярность ООС.

Имелось в виду вот так:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Будет открываться через 10 кОм?

Дроссель покупать не могу - жена убьёт. Может всё-таки намотать?

Будет. Также медленно. Жизнь дороже....
Для заряда/разряда затворной емкости, очевидно, следует использовать только активные компоненты. Уровень внутренних сопротивлений современных драйверов в средине питания - единицы ом. Импульсные токи - единицы ампер. Все для того, чтобы уменьшить время перехода активной зоны выходного ключа.

Вторая схема получилась еще хуже, чем первая. Если в первой на затворах был почти меандр, только чуть-чуть зализанный по спаду, то во второй получается просто пила, мосфеты даже не отпираются толком.

Драйвер IRF4426 стоит 6 гривен.... Ох, ребята, оторвут мне яйца. И так уже больше 100 гривен на этот усилок ушло...

Помогите с дросселем хотя бы. Провод есть, за сердечник 50 копеек не жалко, подскажите как и что мотать!

Вот драйвер замечательный (в PDF приложеном). Оптрон только выкинуть надо будет.
Что касается дросселя. Если в вашем городе есть контора, занимающаяся ремонтом или продажей компов, то вам повезло. Идёте в контору и за бутылку пива берёте у них любой горелый блок питания от компа. И становитесь счастливым обладателем замечательного сердечника для выходного дросселя.

Схема сейчас вот такая:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Вопрос первый:
На D4-C4-R4 и D5-C5-R5 собраны снабберы для верхнего и нижнего плеча соответственно. Они почему-то сильно нагреваются. Что я сделал не так?

Вопрос второй:
В разных вариантах схем бывает соединены земли первички и вторички, а бывает нет. Нужно ли мне соединить их? Источник питания - бортовая сеть, т.е. много помех, в том числе и в звуковом диапазоне. Если не соединять земли, будет ли работать обратная связь, или надо развязывать её по оптике?

Диодики надо, для начала, пошустрее.

Конечно, не будет. Как это, по одному проводу? Ничего страшного в соединении земель не случится, нужно только все присоединения к "массе" делать в одной точке.

Посмотрел ток через первичку (точнее, через верхнее плечо первички) - пришел в ужас. Фотика под рукой нет, поэтому даю эскиз. Между полупериодами там есть всплески от самоиндукции, я их не рисовал, и так понятно.Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Почему график тока идёт горизонтально? Это что, сердечник в насыщение уходит? Как это может быть на холостом ходу?

И почему ток присутствует в обе половины периода (причем во второй половине - в обратном направлении)? Это разве должно так быть?

Как меряем ток?

Ну осликом, а как еще? Щупом становлюсь на один конец обмотки, массу - на другой, получаем график падения напряжения на обмотке. Или что имелось в виду?

ОК, померял по-другому. Взял падение напряжения на ключе, т.к. его сопротивление постоянно. Форма сигнала получилась та же самая, только 0 "переместисля" вниз, т.е. обратно ток через ключ не течет (естественно), что однако не обясняет мой вопрос.

Что там не так, ток ведь должен пилообразную форму иметь!??!!!???

Похоже, что ты видишь постоянный ток, текущий через твои снабберы (которые сильно греются). На этом фоне пила собственного тока трансформатора видимо малозаметна. Если тебя этот ток на ХХ не устраивает, то надо переделывать снабберы.

Насмешил. Надо включить последовательно с обмоткой резистор (безиндукционный) небольшого сопротивления, скажем, 0,1 - 0,5 Ом и смотреть падение напряжения (то бишь форму тока) на нём. Можно ещё воспользоваться трансформатором тока, но это немного сложнее.
Фокус в том, что "падение напряжения на обмотке" и форма тока через неё - вещи абсолютно разные.

Согласен, полное сопротивление катушки не есть константа, поэтому я и померял ток на ключе, а не на обмотке. Сопротивление ключа можно считать постоянным, поэтому ток пропорционален падению напряжения на нем.

В общем, у меня такое впечатление, что у меня по управляющим цепям гуляет нехилая наводка от силовых, т.к. осциллограммы совсем кривые и везде всплески. Буду переделывать плату. Насколько сильно чувствительна сама TL494 к излучению транса? Какое минимальное расстояние между ними надо выдерживать?

Печатная плата в аттачменте. Если не трудно, посмотрите и укажите что нужно обязательно переделать, а что можно и так оставить. Сейчас меня не устраивает размещение TL494 и две управляющие линии, которые проходят под силовой землёй (там пара сантиметров всего лишь, но чем черт не шутит...), буду менять. Что еще?

Cомеваюсь, что по напряжению на ключе удалось правильно определить ток через него.
А какая частота? И, собствено, потребляемый ток на х.х. и рабочий?
При разводке стоит уделить особое внимание симметричности (особенно земляных цепей) и минимизации контуров, по которым протекают большие токи. Кроме того, важно, чтобы "земляной" провод драйвера был как можно ближе к истокам ключей и по нему не тёк основной ток. В целом ключики желательно сблизить.
TL494 ЭМС наводок не боится. Разумных, конечно.

В общем, сделал другие снабберы, переделал плату, завтра запаяю и посмотрим.

Всё получилось. На выходе стабильное напряжение, можно накрутить от 0 до 80 вольт (мне надо 60), ничего не греется, транс не свистит. Но это на холостом ходу. Как "прогнать" блок питания, узнать что он может? Кто какие методики применяет?

поставить кусок нихромовой проволоки соответствующего требуемой мощности сопротивлением

кстати делал подобное, только ток был 4А, а напряжение 30В, бустерная схема, UC3843+irfz44+MBR745+конд/резисторы, минимум деталей, в качестве дросселя использовал кольцо желтое от компьютерного БП. на ваш ток видел схемку в инете на сайте, полностью линк не нашел, сайт: http://www.sprut.de/index.htm

Ой, а у Вас там не плате в качестве выходного моста уж не обычный ли сетевой мостик стоит типа KBU?

Мост MIC RS1007 (кто он есть - не знаю, просто сказал на рынке нужен мост под такие параметры, и мне его дали). А что?

В выходном мосте нужны или шоттки или быстрые диоды ! ( обратное напряжение диода и ток импульсный посчитать).

Какие диоды или какой мост (желательно конечно мост) мне применить?

Как должна выглядеть осциллограмма на мосте, если диоды слишком медленные? Т.е. должны быть какие-то характерные признаки. Потому что про этот мост ничего неизвестно, кроме напряжения и тока. Как мне по осциллограмме понять годится он или нет?

Мост этот для 50Hz а у Вас частота десятки килогерц.Про осц-ммы ничего сказать не могу.
Диоды типа MUR820 8TQ80(100) 10tq150 . Схему посмотреть бы в Power 4-5-6 для начала.

Мост поставить наврятли удастся, так как диоды будут сильно греться, надо ставить отдельные диоды на радиаторах, например чтото начинающееся на: MBR, HER, HFA и др.

Опередили

Нашел поиском диод MBR20200CT (ток 2*10А, напруга 200В). Стоит он нехило (8 гривен), а нужно их два.

Меня смущает то, что это диод Шоттки: во-первых при пробое выходит из строя, т.е. обычные диоды могут "простить" косяки, будут греться, в конце концов ты это заметишь, но они не сгорят. Рисковать 16-ю гривнами меня очень напрягает....

Во-вторых, Шоттки обычно гораздо дороже простых диодов.

Может кто-то сказать мне: "да что ты паришься с этими MBR20200, возьми как все люди XXXX-XXX - дешево и эффективно!"??? Ребята, я конечно хочу научиться и всё такое, но в данный момент мне нужно чтобы меня просто ткнули "делай вот так"! На путь проб и ошибок денег уже нету!

Какой диод (сборку) взять? Ток 8 ампер, напряжение в импульсе 140 вольт. Буду очень признателен!


ООО! Посмотрел MUR820 - то что надо! Стоит 2 гривны, ultra-fast, 8А 200V - это же гораздо лучше!

mov, спасибо огромное!

Вопрос снимается.

Я бы сделал вторичную обмотку со средней точкой и поставил выпрямителем что-нибудь a la 10CTQ150 - греть два диода дешевле, чем четыре.

Вас никто не заставлял выбирать именно MBR, те же HFA стоят гораздо дешевле например HFA08TB60, стоит 15 руб.

во первых не Шоттки будут греться вдвое сильнее, во второых присоединияюсь к предыдущему посту: в данном случае лучше транс с отводом от середины, вдврое меньше диодов...

Транс уже намотан, поздно! Придётся ставить четыре диода.

Подскажите знатоки . Есть ли какие либо особенности использования данного преобразователя , если в качестве нагрузки используесться двигатель постоянного тока? Т.е. нагрузка имеет индуктивный характер. Ток потребляемый двигателем 5А.

Есть способ обойтись двумя. Это из Design Notes и семинаров Unitrode, очень рекомендую.
Искать на www.ti.com
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

картинка из этого pdf:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

меня тоже интересует этот вопрос