Neste artigo, consideraremos o processo de autoprodução de uma fonte de alimentação ajustável, mas não com dois graus de redução, mas com um. O autor deste produto caseiro é Roman (canal do YouTube "Open Frime TV").
Quase todas as fontes de alimentação de laboratório são as seguintes:
I.e. Primeiro, é instalada uma fonte de alimentação simples, que diminui a tensão da rede elétrica para um determinado nível, e já após a instalação do conversor dc-dc, que já realiza o ajuste direto da corrente e da tensão. Mas por que não fazer o ajuste diretamente no lado alto? Esta solução reduzirá o tamanho do dispositivo e aumentará significativamente a eficiência. Mas isso não é tão simples. No processo de construção deste produto caseiro, o autor encontrou muitos problemas. E, olhando para o futuro, vale a pena notar que conseguimos superar quase todos os problemas que surgiram; havia apenas um, embora insignificante, mas ainda um problema. No entanto, as primeiras coisas primeiro.
Para este projeto, o autor fez uma placa de circuito impresso usando o método LUT, o que significa que quase qualquer pessoa que queira repetir o projeto por conta própria. Então, agora desde o começo. As idéias em si são bastante simples. Era necessário fazer uma fonte de alimentação de laboratório decente com um número mínimo de peças.
Como resultado, um esquema simples nasceu na cabeça do autor e, à primeira vista, tudo parece funcionar. Para o teste, uma placa de circuito foi desenhada e fabricada. Então, a unidade começou, mas ao tentar reduzir a tensão, um guincho terrível apareceu e os transistores superaqueceram.
Como o autor não entendeu por que isso acontece, ele instalou a sonda do osciloscópio na porta do transistor e viu esta imagem:
O autor passou quase um mês para encontrar a causa desse problema, mas no final encontrou uma solução na Internet. O problema estava na energia armazenada do transformador de isolamento galvânico.Havia várias soluções. Aqui você também pode carregar os enrolamentos do TGR ou fazer outro circuito de controle. A segunda opção foi escolhida. O circuito foi lançado por um membro do fórum de rádio amador sob o apelido Telekot.
E depois de fazer o próximo quadro, tudo começou.
Os pulsos são bonitos, o aquecimento é quase completamente ausente. O pargo no primário lida bem, embora se aqueça um pouco. E, como já mencionado acima, surgiu um problema que não poderíamos superar até o fim. O problema é este: há um rangido em baixa tensão. O problema é que, quando a tensão é ajustada na saída de 0,6 a 2,5 V, os pulsos de controle simplesmente não têm onde diminuir e o microcircuito começa a passar por eles, portanto, a frequência diminui e, como resultado, começamos a ouvir como a unidade funciona.
De fato, não há nada com o que se preocupar, com esse preenchimento, é improvável que o núcleo esteja saturado. Mas vamos tentar resolver esse problema. Então, quais são as opções possíveis? A maneira mais fácil é instalar um resistor na carga, mas como temos uma fonte de alimentação ajustável, a uma tensão de 30V ele pode simplesmente queimar.
A segunda solução é reduzir o número de voltas do acelerador, para que ele acumule menos energia e, portanto, os pulsos aumentem.
O autor optou por insistir na segunda opção, mas essa é a chamada "muleta". Existe outra solução para esse problema e é muito melhor.
Essa solução é chamada de carga dinâmica, permite definir o mesmo consumo de corrente em baixa e alta tensão. Mas o autor decidiu mais uma vez não refazer o quadro, portanto, neste caso, ele usou a segunda solução para o problema.
O diagrama final é assim:
Aqui temos uma sala de serviço no retângulo, você pode fazer qualquer.
O autor decidiu usar a sala de serviço de seu projeto recente, por ser simples e confiável.
Não vamos demorar, vamos seguir para o esquema principal.
Como você pode ver, não há muitos detalhes aqui, mas a funcionalidade de uma fonte de alimentação completa. O princípio de operação é bastante simples. A sala de serviço fornece energia para o tl494, que começa a formar pulsos que entram no TGR.
O TGR, por sua vez, desvincula galvanicamente o lado baixo do alto. Os pulsos do TGR chegam aos portões do transistor na fase antifásica.
Bem, então o esquema padrão de meia ponte.
Como você pode ver, o princípio de operação é bastante simples. O próximo passo é fazer uma placa de circuito impresso.
A placa fornece o controle do resfriador por temperatura, mas você pode refazer a placa e fazer com que o resfriador gire constantemente, além de colocar uma carga dinâmica aqui, é sua escolha.
A taxa é assim:
Agora ele precisa ser soldado. Quando todos os elementos estiverem no lugar, prosseguimos para o trabalho de enrolamento. Vamos começar com os estrangulamentos. O bloqueador de entrada protege a rede contra ruídos emitidos diretamente pela própria fonte de alimentação. Vamos enrolá-lo em um anel de ferrite com uma permeabilidade de 2000, o diâmetro do anel é 22 mm. Enrolamos 2 a 10 voltas com um fio de 0,5 mm.
Afogamento de saída adicional. A princípio, foram enroladas cerca de 15 voltas de um fio milimétrico dobradas em um anel de ferro em pó, mas no final elas tiveram que ser reduzidas para 7, como resultado do que o chiado desapareceu quase completamente.
O próximo passo é fazer um TGR. Para fazer isso, o autor usou essa moldura e um núcleo em forma de E16, mas com o mesmo sucesso pode ser enrolado em um anel.
O núcleo é feito de ferrita com uma permeabilidade de 2000-2200. Fazemos os cálculos necessários usando o programa Starichka.
Conhecemos a tensão de entrada, mas queremos obter 12-15V na saída. Escolhemos um circuito de controle de ponte, já que toda a tensão será aplicada ao enrolamento, e não metade do que no piso da ponte.
Para melhorar o acoplamento magnético, o enrolamento primário deve ser dividido em duas partes.Metade na parte inferior e metade na parte superior do secundário.
Nós imediatamente enrolamos o secundário em 2 fios próximos, para evitar distorção de tensão. Também um dos problemas neste caso é a fase. É necessário distribuir claramente o início e o fim dos enrolamentos de acordo com os pontos no quadro.
Agora resta enrolar o transformador principal. Inicialmente, o cálculo foi feito para uma tensão de 36V, mas o guincho já era de até 5V, então tive que rebobinar o transformador para 30V da tensão de saída, além de uma margem para estabilização.
Não há nada complicado em enrolar um transformador. Também dividimos o primário em duas partes e o secundário entre elas. Ao mesmo tempo, tentamos enrolar a bobina na bobina o máximo possível, evitando sobreposições, aumentando assim o fator de qualidade do transformador. Não se esqueça de isolar os enrolamentos com uma fita especial.
O enrolamento acabou, soldamos os produtos resultantes em uma placa e nossa fonte de alimentação de laboratório caseiro está completamente pronta.
Agora é hora dos testes. Conectamos o multímetro aos terminais da fonte de alimentação e começamos a regular a tensão.
Como você pode ver, não há problemas com isso, está tudo bem. Agora vamos conectar a carga. Uma lâmpada incandescente de 36V com uma potência de 100W atuará como uma carga.
Como você pode ver, a operação em toda a faixa de tensão foi bem-sucedida, a unidade funcionou perfeitamente. Agora tentamos limitar a corrente. Para fazer isso, é necessário girar o segundo potenciômetro e o ajuste de corrente também funciona corretamente. Como mencionado acima, nesta versão do monitoramento térmico da placa está instalada, vamos verificar também sua operação. Para isso, conectamos um cooler à placa e começamos a aquecer nosso termistor com um secador de cabelo.
Como você pode ver, quando uma certa temperatura é atingida, o cooler liga e começa a girar, e a placa esfria. Resumindo, podemos dizer que esta unidade não é ideal e é melhor usá-la como carga ou energia para circuitos despretensiosos, embora, em geral, tenha saído bem. Obrigado pela atenção. Até breve!
Vídeo do autor: