Zdravím obyvatelům našich stránek!
Myslím, že jste často potkali něco jako spínač vinutí pro lineární napájení.
Ale co když vše lze udělat mnohem technologičtěji? Zajímá vás? Nezapomeňte si přečíst až do konce.
Autorem tohoto domácího produktu je Roman (autor kanálu YouTube „Open Frime TV“). Ve svých minulých videích shromažďoval lineární a spínací zdroje energie. A tak přišel s následujícím: co když zkombinujeme tyto dva zdroje napájení do jednoho a získáme dokonalé zařízení s velmi vysokou účinností?
Význam takového obvodu je podobný spínači vinutí. Nějakým způsobem to provedla AKA KASYAN, autor stejnojmenného kanálu na každém oblíbeném videu hostujícím YouTube.
Spočívá ve skutečnosti, že na vstup lineární napájecí jednotky je přiváděno odlišné napětí od kroků transformátoru. Pokud na výstupu potřebujeme napětí 8 V, pak pracujeme v první fázi, při které je povoleno vstup 12 V.
Pokud jsme najednou potřebovali získat na výstupu napětí 15 V, zařízení nás přepne do druhé fáze, která na vstup dodává napětí 24 V.
To vše je v pohodě, účinnost ve srovnání s běžnou vložkou vzrostla, ale stále musíte odvádět hodně tepla. Navíc potřebujete transformátor s ohyby.
A zde vyvstává otázka: Co když zkombinujeme lineární napájení a spínací napájení? Blokové schéma vypadá takto:
Na výstup pulzního bloku visíme lineárně a vytváříme zpětnou vazbu z výstupu lineárního indikátoru.
Hlavním úkolem je zajistit, aby napětí na výstupu spínacího zdroje bylo vždy o několik voltů vyšší než na výstupu lineárního napájení.
A nyní navrhuji zvážit, jak si to autor uvědomil.
Obvod a deska lineárního napájení zůstala prakticky nezměněna. Zpětná vazba bude převzata z výstupu bloku a, jak vidíme, autor odstraněn 7812 kvůli skutečnosti, že na výstup tohoto obvodu může dojít méně než 12V napětí.
Proto odstraníme 7812 a pájíme vodič sem. Bude připojen k pulzní desce, na které je nainstalován stejný 7812.
To jsou všechny změny pro lineární napájení, nyní se podíváme na obvod generátoru impulzů.
Už bude více změn. Nejprve se podívejme, jak je implementována myšlenka sledovacího systému.
A samozřejmě je implementován na operačním zesilovači.
Je zahrnuta v obvodu od sčítače, zde je přidáno 2 napětí: jedna reference, daná zenerovou diodou; další z výstupu lineárního napájení.
Změnou hodnoty zenerovy diody můžete změnit přírůstek napětí.
Z výstupu zesilovače jde napětí do 2. operačního zesilovače, který se stejně jako v běžném obvodu generátoru impulzů snaží vyrovnat napětí na svých vstupech, jedno napětí, které nastavíme, a druhé přímo z výstupu mikroobvodu.
Jak vidíte, význam práce je velmi jednoduchý a při jakémkoli napětí nastaveném na lineárním bloku nepřesáhne výkon rozptylu 10 W. Podle autora je to nádherný výsledek.
Do tohoto obvodu můžete nainstalovat čip lm2596 bez jakýchkoli změn.
Pokud potřebujete více proudu, pak podle této topologie můžete vytvořit obvod na xl4016.
A nyní se přesuneme do další fáze - vytvoření desky s plošnými spoji a implementace v hardwaru.
Můžete říci, že je hloupé rozšířit zařízení takhle, aby se vytvořily 2 desky, které zabírají více místa. Autor si to také myslel a rozhodl se učinit vše velmi kompaktním. Lineární blokovou desku nepřemodeloval, zůstává nezměněn. Impulsní deska však bude vyrobena přesně stejně velká jako deska lineárního napájení pouze obrácená.
A nyní ze 2 desek zde můžete sestavit takový sendvič, který bude nainstalován na jednom radiátoru, aniž by zabíral mnoho místa.
Výkonové prvky jsou uspořádány tak, že nebudou vzájemně ovlivňovat takovou instalaci. Nyní můžete začít vyrábět desku plošných spojů. Myslím, že všichni víte, jak k tomuto procesu dochází.
Jak vidíte, deska je vyleptaná. Teď to pájíme a pokračujeme v testech. Je zde málo prvků. Pájíme všechno.
Poté si autor okamžitě přál vyzvednout desky na radiátoru, ale myslel si, že je lepší ukázat práci v rozloženém stavu - takže bude jasněji viditelný. Jako zkušební radiátor vzal na lineární blok miniaturní radiátor:
A jen talíř na pulzním generátoru, který je těžké zavolat i radiátor.
Autor tedy chce ukázat minimální ohřev okruhu. A pro samotný test potřebujeme 2 multimetry. Jeden z nich je spojen s výstupem impulsu a druhý s výstupem lineárního signálu.
Potom chytíme zátěž (36 V žárovka, 100 W výkon) a uvidíme, co se stane.
Jak vidíte, když je na výstupu z lineárního bloku 0 na pulzním generátoru udržováno napětí asi 2,8V. Nyní otáčíme variabilním rezistorem, zvyšujeme napětí na výstupu lineárního bloku, a jak vidíte, impuls na to reaguje a následně zvyšuje napětí na jeho výstupu.
Ano, zde je patrná určitá nelinearita, protože odpory přidávajícího signálu jsou vybrány špatně, ale autor se domnívá, že to není fatální. Podle jeho názoru by i takový obvod byl mnohem praktičtější než obyčejný přepínač vinutí. Nemyslíte si, že autor se nesnaží říci, že přepínač je špatná věc, existuje prostě zajímavější řešení.
To je vše. Doufám, že se vám tento nápad líbil. Děkuji za pozornost. Uvidíme se brzy!
Video: