Проекты

---

Ферромагнитные сердечники, применяемые в разных ИБП PC- АТ не имеют больших различий. Как правило, они предназначены для работы до частот 25-40кГц. и выходной мощности 200-240Вт.

Трансформаторы, установленные на платах ИБП, обычно встречаются небольших размеров. По поводу габаритов, не скажу, бо’льшие сердечники позволяют получить бо’льшую мощность или это только старые разработки.

Для меня предпочтительны трансформаторы, имеющие бо’льшие сердечники, поскольку на их каркасах имеется немного места для дополнительных обмоток. Маленькие трансформаторы для модификации имеют ограниченное применение.





Рис. 1: Трансформаторы от PC-ИБП

Выпрямители напряжения сети и фильтр

Эта часть ИБП является наиболее несложной.

С целью ограничения тока при включении ИБП в сеть, после тококомпенсирующего дросселя Dr1 включено NTC– сопротивление (NTC-Thermistor- Negative Temperature Coefficient -сопротивление с отрицательным коэффициентом сопротивления прим. DF3NP).

Его сопротивление при 25°C равно 5 Ом, после нагрева его током, протекающим через него сопротивление становится менее 1 Ом. (Не следует пытаться охлаждать NTC помещая его на пути воздушного потока от вентилятора, NTC при работе должен быть горячим! - DF3NP)

Выпрямитель сетевого напряжения расчитан на 4 А и не нуждается в принудительном охлаждении.

Критерием для выбора ёмкости С3 и С4 является допустимая величина пульсаций Ubr. Для Ubr = 25В достаточно ёмкости 470мкФ, что справедливо при максимальной мощности в нагрузке при снижении напряжения сети на 15%.
В качестве ключевого преобразователя напряжения применены применены мощные полевые транзисторы. Power-FETs потому, что они имеют малое время включения и выключения, также потому, что схема управления ими очень упрощается. В случае достаточности времени переключения до 100 мсек, для управления Power-FETs достаточно одного маленького трансформатора и двух резисторов в цепи затворов.

К сожалению, на вторичной стороне нет возможности для получения напряжения смещения на затворах, поэтому с Tr4 нужно снять обмотки 1 виток и 2х8 витков и на их место бифилярно намотать 2х16 витков. При соотношении витков 16:26 и при управляющем сигнале от микросхемы IC1 20В получается напряжение смещения около10В. При таких напряжениях внутреннее сопротивление открытого транзистора составляет около 0,75 Ом, и в открытом состоянии на транзисторе расеивается очень маленькая мощность. При частоте переключения 50кГц. и времени переключения, оговорённого выше, потери находятся в требуемых пределах. Драйвер в PWM IC1 вырабатывает достаточный ток для открытия FETs. Повышение частоты с 33 кГц в РС- ИБП до 50 кГц.в модифицированном ИБП позволяет снимать с трансформатора бо’льшую мощность. Поскольку сердечники трансформаторов могут быть использованы только в определённых частотных областях, не следует применять для этого первый попавшийся трансформатор. Исследования показали, что трансформаторы без перегрева позволяют увеличить мощность в 1,5 раза.

Рис. 2: Фильтр, выпрямитель и ключевой преобразователь напряжения с импульсным трансформатором

Управление



После подачи напряжения сети, во вторичной обмотке Tr1 трансформируется вспомогательное напряжение, необходимое для запуска PWM IC1 типа SG3525.

IC1 имеет внутренний стабильный источник опорного напряжения +5,1 В. Внутренний операционный усилитель IC1 сравнивает Uвых с Uоп этого источника и управляет ШИМом IC , с 2-х выходов которого импульсы подаются на Tr4. Длительность импульсов обратно- пропорциональна соотношению напряжений. Так при увеличении нагрузки в цепи +13,8В импульсы будут шире, при уменьшении уже.

Частота переключения составляет 50кГц. и устанавливается деталями, подключаемыми к 5 и 6 выводам (R11, C14). R14 служит для установки «мёртвого времени», времени когда оба транзистора не могут быть одновременно открыты. Теоретически при «мёртвом времени» от 1 µcек и периода от 20 µcек FETs могут более 95 % времени проводить ток и передавать энергию на выход.

C13 служит для плавного запуска ИБП. Управляющие импульсы сразу после включения будут узкими, по мере его заряда будут расширяться.

Вывод «с» Tr4 не переключается. При 26 витков (a - b) (возможно на рис.7 в данных на витки ошибка - DF3NP) и 16 витков вторичной обмотки получается необходимый коэффициент трансформации равный 0,6.

---