Сегодня мы вместе с Романом, автором YouTube канала «Open Frime TV», будем собирать вот такой миниатюрный блок питания на микросхеме VIPER 22A.
В первую очередь поговорим о том, для чего нужен такой блок питания. В основном автор планирует использовать его как дежурное питание в более мощных блоках для того, чтобы исключить из схемы самозапит и микростарт.
Да, мы немного проиграем в размерах платы, но зато наладка всего устройства будет намного проще. Также этот блок можно использовать как зарядник или же как блок питания для каких-нибудь слаботочных потребителей. Выходная мощность может достигать 15Вт. Вторая же причина сборки - это желание разобраться в обратно ходовых преобразователях, и начать автор решил именно с такого блока. Из плюсов у него то, что силовая и управляющая часть схемы находятся в одной микросхеме и нам остается только намотать трансформатор и развести плату, что очень удобно для начинающего.
Давайте приступать к сборке. Сначала рассмотрим схему устройства:
Как видим, рассчитана она на 12В и ток в 0,5А.
Но что, если нам нужны другие выходные характеристики? Для этого разработчики написали специальную программу, в которой можно задать требуемое выходное напряжение и ток, а она уже сама подбирает номиналы.
Вот к примеру, можем задать напряжение в 5В и ток в 1А, как для зарядного устройства. На выходе получаем вот такие номиналы:
В принципе, тут все хорошо, кроме вот этих кондёров:
Они зависят от того, как вы намотаете трансформатор. В данном случае пришлось их подбирать, так как при стандартных номиналах был слышен небольшой писк, что очень раздражало. Также видим, что программа выдала нам необходимые номиналы делителя для tl431.
Они рассчитываются таким образом, что при номинальном выходном напряжении в точке делителя было 2,5В.
Когда получили все номиналы, приступаем к разводке печатной платы.
Как видим, она получилась миниатюрной и тут присутствуют всего 2 smd элемента.
Первый - это резистор для светодиода, который нужно подобрать в зависимости от напряжения, а второй - это конденсатор возле tl431, при трассировке автор про него попросту забыл, а когда вспомнил было уже поздно, так что придется купить smd конденсатор или же переразвести плату. Еще вы могли обратить внимание на полигон возле микросхемы.
Это так называемый импровизированный радиатор, так как микросхема отводит тепло только с помощью своих выводов. Теперь самая сложная часть схемы - это трансформатор, точнее это дроссель, но привычней его называть трансформатором.
Расчет можно произвести в заводской программе:
Но, как видим, там все запутано и плюс диаметры проводов в другой системе измерений. В общем автор рекомендует воспользоваться программой Старичка, так как она намного удобнее.
В ней выбираем сердечник, тут можно использовать довольно популярный сердечник из дежурного блока питания ATX - e16.
Автор же использовал сердечник е20, так как только такие были на рынке.
Если будете юзать другой сердечник, просто на печатной плате измените расстояние между ножками, вот и все.
Итак, дальше указываем параметры обмоток, а также диаметр провода, который имеется в наличии, и программа нам выдает параметры намотки.
Обмотку самозапита автор выбрал на 15В, хотя из даташита видно, что напряжение можно поднимать вплоть до 50В.
Также немаловажную роль играет зазор в сердечнике. Как было сказано выше, это не трансформатор, а дроссель, и если не сделать зазор, то получится большая индуктивность, которая не будет успевать отдавать энергию в нагрузку и дроссель уйдет в насыщение, что плохо.
Когда разобрались с расчетами, переходим к намотке. Сейчас вы увидите, как мотал свой трансформатор автор данного проекта. Первым делом берем наш каркас, закрепляем начала первичной обмотки и начинаем мотать.
Все обмотки мотаются в одну сторону, допустим вправо, таким образом мы не напутаем с фазировкой. Начало и конец обмотки обозначены на печатной плате. Стараемся мотать виток к витку. После заполнения слоя необходимо произвести изоляцию. Для этого нам понадобится термоскотч.
Изолируем поверхность и продолжаем мотать в том же направлении и таким образом делаем столько слоев, чтоб поместилась первичка. Изоляцию нужно использовать в каждом слое для повышения безопасности. Стоит сразу сказать, что технология намотки неправильная, но для таких мощностей пойдет, а уже в более мощной версии, автор обещает показать правильную намотку. Заключается она в том, чтобы разделить первичку на 2 части, одна часть будет в самом низу, а вторая – вверху. Таким образом будет лучше потокосцепление.
Когда намотали первичку, начинаем мотать обмотку самозапита, все также вправо, соблюдая фазировку, тут нет ничего сложного.
В конце еще один слой изоляции и теперь приступаем к намотке вторички. Ее выводы располагаются на другой части каркаса, направление обмотки сохраняется.
Когда закончили и со вторичкой, сделали изоляцию вот такой желтой лентой для красоты.
Дальше необходимо посадить половинки сердечника на каркас. Если намотали все верно, то они должны свободно садится.
Теперь то, из-за чего автор так не любит обратноход - это зазор. В принципе, работать будет даже если сделать зазор на глаз, но мы же хотим качественный блок, поэтому начинаем подбирать зазор. В данном случае отлично подошла желтая лента, ее автор взял в 2 слоя.
И теперь проверяем индуктивность с помощью прибора.
Как видим, она совпадает с расчетной, а это значит, что намотали хорошо и выбран правильный зазор. На этом сборка завершена и традиционно у нас тесты. Подключаем блок к сети и проверяем напряжение на выходе.
12 вольт - все отлично. Теперь подцепим небольшую лампочку накаливания, рассчитанную на напряжение 12В.
Как видим, опять все отлично. Можем в нагрузку даже подцепить светодиодную ленту, результат тот же.
В общем можно смело советовать данный блок для повторения. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Видео: