Компактный преобразователь для зарядки конденсаторов.

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 2Следующая ⇒

 Данный преобразователь был разработан для достижения повышенной компактности при достаточной выходной мощности в кратковременном режиме.
 В этом документе мы рассмотрим основные конструкционные особенности и руководство по сборке.

 Рассмотрим внешнее устройство и размеры

 Примерные размеры 40х40х25 мм

Компоновка выполнена таким образом что трансформатор, силовые транзисторы и конденсаторы с диодами расположены с одной стороны платы, микросхема UC3845 в корпусе SMD расположена на другой стороне платы, там же находится и обвязка микросхемы.
Для предотвращения механического повреждения деталей нижняя сторона платы заливается компаундам
например эпоксидной смолой или термоклеем

Схема преобразователя приведена ниже

В отличии от широко известного преобразователя Вальдемара в данной схеме отсутствуют снабберы на первичной и вторичной обмотке, вся энергия потерь выделяется на транзисторах, отсутствие радиатора вынудило применить одновременно 2 транзистора увеличив таким образом поверхность теплоотвода, для защиты от КЗ в схеме предусмотрен контроль тока на резисторе 0.025 ом собранном из 4 резисторов 0.1 ом 2Вт соединённых параллельно. Это позволяет преобразователю данного типа работать более эффективно даже на большие ёмкости, хотя это и чревато перегревом выходных транзисторов, кроме того схема способна выдержать кратковременное короткое замыкание (не более 30 секунд).  
Для выбора рабочего напряжения необходимо выставить значение резистора R2.

Приведём пример у микросхемы UC3845 стандартное напряжение отключения 2.5 В для напряжения на выходе 400 В нам нужен делитель с коэффициентом деления 400/2.5=160
по формуле                           найдём значение R2 в нашем случае при R1 1200 кОм и К 160 это 7.547 кОм

если округлить то будет 7.5 кОм .

На схеме показан вариант на напряжение 450 Вольт.

Схема способна выдавать напряжение в диапазоне от 300 до 500 В путём подбора резистора.

В случае необходимости по этой формуле можно подобрать значения резисторов R1 и R2 если подходящие номиналы отсутствуют.
в случае отсутствия приведённых на схеме деталей ниже будет дан список заменимых деталей

Перечень элементов и возможные аналоги

C1-2200мкФ 16 В в крайнем случае можно заменить любым конденсатором с ёмкостью не меньше 1000 мкФ

И подходящими размерами

C2-10 нФ любой конденсатор не меньше 2.2 нФ и не больше 10 нФ

C3-47 нФ любой конденсатор не меньше 47 нФ и не больше 200 нФ подходящий по размерам

C4-2.2 нФ частотозадающий конденсатор в случае необходимости меняется в паре с резистором R3 по методике описанной в даташите на микросхему UC3845 

C5- 3.2 нФ фильтрующая цепочка R4C5 должна обеспечивать постоянную времени 48*10^-8

меняют парой с R4

C6-10 мкФ 450 возможна замена на конденсатор меньшей ёмкости , но только в случае крайней необходимости

R1-1.2 МОм возможна замена на резистор меньшего сопротивления (не меньше 500 кОм)

R2-7.5 кОм подбирается по формуле значение 7.5 кОм дано при условии что R 1 1.2 МОм а напряжение на выходе ~400В

R3- 9.1 кОм частотозадающий резистор в случае необходимости меняется в паре с конденсатором C4 по методике описанной в даташите на микросхему UC3845 

R4-150 Ом фильтрующая цепочка R4C5 должна обеспечивать постоянную времени 48*10^-8

меняют парой с C5

R5 R6-11 Ом любой резистор в диапазоне от 8 Ом до 16 Ом

R7- 0.025 Ом  для сборки обязательно применение 4 плёночных резисторов 0.1 Ом применение проволочных резисторов НЕДОПУСТИМО

Tr1 Феррит Ч 30 (Б-30) 2000НН феррит Ч-30 весьма распространён и замены не требует

В случае использования

UC3845 широко распространённая микросхема продаётся в большинстве магазинов

VD1 VD2 = HER208 возможная замена UN4007

VT1 VT2  = IRF3205 широко распространённый транзистор замена не требуется (любой подходящий)

Следующий шаг это намотка трансформатора

Рассмотрим таблицу тестов трансформатора

трансформатор флайбэк 704

индуктивность

витки

A

первичная обмотка

0,0000024

2,66666666666667E-007

вторичная обмотка

0,010502

2,6255E-007

К

66,6666666667

феррит

Б30

зазор 5 листов А4 по 0.1 мм

сопротивление

число жил

сечение

заполнение

R1

0,0035

0,125 мм *100

1,22718463030851

3,68155389092554

R2

4,2

0,125 мм *4

0,0490873852123405

9,8174770424681

По ней следует что трансформатор-дроссель имеет 200 витков 4 проводами диаметра 0.125 во вторичной обмотке
и 3 витка 100 проводами диаметра 0.125 в первичной

Намотка выполнена следующим методом
Первая часть состоит из 100 витков с изоляцией через каждые 50 витков (в качестве изоляции использована прозрачная липкая лента подходящей ширины ( ~11-12 мм) после чего идёт слой изоляции и 3 витка первичной обмотки, начало, небольшой участок в середине и конец вторичной обмотки изолирован термоусадочной трубкой 1 мм диаметра. Небольшой участок в середине позволяет избежать соприкосновения вторичной и первичной обмотки и даёт достаточную изоляцию а изоляция выводов по концам позволяют избежать замыкания обмотки трансформатора на корпус феррита. После намотки первичной обмотки она тщательно изолируется (на места выводов желательно положить изоляцию) и мотается остававшиеся 100 витков с изоляцией через каждые 50 витков. Следует упомянуть что вполне достаточно 1 слоя липкой ленты для достаточной изоляции.
Особое внимание следует уделить обозначению началу обмоток. По схеме подключения обратноходовых дросселей-трансформаторов их первичная и вторичная обмотка должны быть включены в разной полярности
так если в первичной обмотке начало идёт на транзисторы то во вторичной на диоды должен быть подключён конец обмотки, что бы не перепутать обмотки должны все быть намотаны в одну сторону с обязательным обозначением начала обмотки, например кусочком цветной изоленты.

 Рассмотрим альтернативу использования нескольких проводов диаметра 0.125

Отлично видно что эквивалентный диаметр 4 проводов 0.125 это 1 провод 0.25
однако применять вместо 100 жил 0.125 1 жилу диаметром 1.25 нельзя так как данный провод не подходит по сечению для частоты 50 кГц

Познавательные статьи:



Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Рынок недвижимости. Сущность недвижимости

Решение задач с использованием генеалогического метода

История происхождения и развития детской игры