Блок питания на uc3843 не держит нагрузку

Обновлено: 03.07.2024

FET нагревается даже без нагрузки, как показано на изображении ниже.

схема имеет Vout = 16 В постоянного тока и Iout = 12 ампер.

как остановить нагрев силового мосфета smps?

Легко

Продвинутый уровень участника 5

Присоединился 15 августа 2015 г. Сообщений 3 625 Помогли 1 233 Репутация 2 466 Очки реакции 1 384 Трофейные очки 113 Местоположение Мельбурн Очки активности 19 575

кодмастер11

Уровень полноправного члена 1

Присоединился 2 сентября 2019 г. Сообщений 97 Помогли 9 Репутация 18 Очки реакции 6 Трофейные очки 8 Очки активности 1027

этот силовой МОП-транзистор сильно нагревается даже без подключенной нагрузки.

коробка блока питания действует как радиатор, здесь не показана.

но чаще всего зарядное устройство или блок питания не нагреваются без нагрузки.

это может быть связано с высокой плотностью потока, приводящей сердечник к насыщению.

Я использую программу power esim для определения количества витков, которое показывает, что Bmax превышает 0,2500 Тл

Легко

Продвинутый уровень участника 5

кодмастер11

Уровень полноправного члена 1

Я изменил частоту генератора uc3843, поставив переменный резистор 10K на вывод Rt/Ct.

по-прежнему не работает, а силовой МОП-транзистор все еще нагревается без нагрузки. думаю проблема не в этом

с частотой. это может быть связано с насыщением, вызванным меньшим количеством первичных витков. потому что у меня тоже

калькулятор для определения количества оборотов обратного хода xfromer, который вычисляет Nprim = 40 T(swg 26)

КлаусСТ

Супер модератор

Присоединился 17 апреля 2014 г. Сообщений 21 420 Помогло 4 559 Репутация 9 130 Очки реакции 4 703 Трофейные очки 1 393 Очки активности 141 445

Вы не упомянули об этом раньше.
Так "что" не работает, как ожидалось? Дайте подробное описание ошибки: чего вы ожидаете, что вместо этого видите/измеряете, как и где вы это измеряли.

Возможно, в вашей схеме есть ошибка, может быть, разводка печатной платы плохая, возможно, вы использовали неподходящие устройства. откуда мы можем знать?
Вы не предоставляете много информации, которую мы можем проверить.

кодмастер11

Уровень полноправного члена 1

без загрузки почему мосфет греется. а при нагрузке мосфет сильно греется. я использую силовой мосфет 20NM60

с этой схемой зарядного устройства обратного хода. это готовая китайская схема зарядного устройства с режимом переключения?

Одна вещь, которую я заметил в этой схеме, это импульс 2 В постоянного тока, генерируемый на выводе затвора MOSFET, который имеет низкий уровень

чтобы мосфет полностью включился. я хочу остановить нагрев MOSFET.

деревья

Гость

2 В слишком мало для нормального включения полевого транзистора.
Какой у вас вин.
Какое значение резистора серии затвора.
Можете ли вы показать снимок напряжения затвора без нагрузки.
Можете ли вы показать прицел с разрешением напряжения источника?

Есть ли основной зажим/демпфер?
Что такое напряжение стока полевого транзистора (укажите, пожалуйста)

кодмастер11

Уровень полноправного члена 1

Сегодня я измерил импульсное напряжение uc3843 в мю-схеме. это 0,7В, а не 2В.
Vcc uc3843 на конденсаторе 47 мкФ составляет 21 В постоянного тока, но импульсное напряжение = 0,7 В

первичный ограничитель/снаббер включает резистор 47K-2W, C = 103pf & и быстровосстанавливающийся диод fr207.
напряжение стока составляет от 190 до 200 В постоянного тока.

но в исправно работающем блоке питания. это напряжение затвора Vgs = 2,5 В постоянного тока

Vcc uc3843 составляло около 16,5 В постоянного тока. & напряжение на стоке полевого транзистора к истоку составляло от 300 до 330 В постоянного тока.

КлаусСТ

Супер модератор

Это заставляет меня предположить, что вы использовали DVM для измерения этих напряжений.

Но значение DVM является средним значением, которое бесполезно.
Измерьте его с помощью области. Вам нужно различать V_GS при включенном и выключенном состоянии.

кодмастер11

Уровень полноправного члена 1

Да, я измерил это с помощью DVM, но, к сожалению, у меня нет области. я не понял, почему Vgs = 0,7 В, когда Vcc = 21 В постоянного тока.

Последовательный резистор затвора при импульсе uc3843 составляет 22R/1 Вт. и Bmax для трансформатора i ветра --> Bmax = 0,1400T.

но в трансформаторе нет воздушного зазора из-за общего количества витков.

КлаусСТ

Супер модератор

Тогда просто скажите, что вы ожидаете.

Как уже было сказано: DVM (в режиме постоянного тока) измеряет «среднее». Очевидно, что выходное напряжение меньше VCC и имеет переменный рабочий цикл.

Супер модератор

Присоединился 22 января 2008 г. Сообщений 49 668 Помогли 14 459 Репутация 29 184 Очки реакции 13 308 Трофейные очки 1 393 Местоположение Бохум, Германия Очки активности 285 519

Это многое объясняет. Использование обратноходового трансформатора без воздушного зазора — безопасный способ насыщения сердечника.

Без осциллографа невозможно отладить работу схемы. Есть определенный шанс, что он работает с самого начала, но для этого требуется надежный схемотехнический проект. Вы испортили его, использовав неправильные параметры трансформатора.

кодмастер11

Уровень полноправного члена 1

на рисунке выше показано, что формирователь xformer имеет воздушный зазор и количество витков, упомянутое выше.
И такая же проблема возникает с самого начала, что мосфет нагревается. я хочу остановить нагрев питания
MOSFET. но как трансформатор может быть разработан для решения этой проблемы? остановить нагрев мосфета.
МОП-транзистор немного не греется, а сильно нагревается, так что никто не может дотронуться до него при подключении нагрузки.
и если схема непрерывно работает в течение минуты, MOSFET & ic закоротит, как и ожидалось. приведенная выше схема
правильно работает с готовым трансформатором. но не с моим собственным трансформатором. проблема с xformer'ом.
схема имеет выход постоянного тока 14,2 В и постоянный ток 3 ампера последовательно. это правильно, но единственные проблемы - это нагрев мосфета.
Vcc uc3843 правильно работающей схемы, как у меня, составляет 16,5 В постоянного тока с DVM и Vgs = 2,5 В постоянного тока. но у меня Vcc = 21 В пост. тока и
Vgs = 0,7 В пост. тока

Легко

Продвинутый уровень участника 5

Flyback Tx должен иметь правильный воздушный зазор, это накопительно-выпускной трансформатор - вся энергия импульса хранится в воздушном зазоре.

кодмастер11

Уровень полноправного члена 1

это воздушный зазор трансформатора, как показано на рисунке?

Легко

Продвинутый уровень участника 5

вы обнаружите такой же зазор и в центральной части сердечника, иногда только в центральной части.

если вы наматываете свой собственный трансформатор для обратного хода, вам нужно знать требуемое значение Lpri, правильное соотношение витков, которое устанавливает напряжение обратного хода на pri, и зазор для поддержания пикового потока

Преобразователи постоянного тока весьма популярны среди любителей электроники и широко используются в промышленности. Существует три основных типа неизолированных преобразователей постоянного тока в постоянный: понижающий, повышающий и повышающе-понижающий. В этой статье/видео я использовал основные компоненты, такие как знаменитый чип UC3843, силовой диод Шоттки и N-канальный полевой МОП-транзистор, для разработки компактного повышающего преобразователя постоянного тока в постоянный. Входное напряжение может составлять всего 9 В, что делает его пригодным для различных приложений, таких как преобразование 12 В в 18 В для питания портативного компьютера от одной 12-вольтовой батареи.

Я использовал библиотеки компонентов Altium Designer 21 и SamacSys для разработки схемы и платы. Печатные платы были изготовлены компанией PCBWay в зеленой паяльной маске. Также я исследовал коэффициент шума схемы с помощью осциллографа Siglent SDS2102X Plus/SDS1104X-E и мультиметра Siglent SDM3045X. Итак, приступим!

Тема (обязательно) Краткое описание Теги (через запятую) Видимость видео в результатах поиска Родительский контент

Технические характеристики

Входное напряжение: 9–16 В

Выходное напряжение: 28 В макс. (можно увеличить, см. текст)

Выходной ток: 4Aмакс.

Выходной шум (без нагрузки): 5 мВ (среднеквадратичное значение)

Выходной шум (нагрузка 2 А): 27 мВ (среднеквадратичное значение)

А. Анализ цепи

На рис. 1 показана принципиальная схема повышающего преобразователя постоянного тока в постоянный. Как видно, сердцем схемы является микросхема UC3843 [1].

Схема повышающего преобразователя постоянного тока UC3843

C1 и C2 используются для уменьшения входных шумов. L1, D1 и Q1 создают сеть повышения конверсии. L1 представляет собой дроссель от 8 до 10 А, 100 мкГн.D1 — диод Шоттки MBR20100CT [2] (два параллельных диода в одном корпусе). Q1 — это N-канальные МОП-транзисторы IRFZ44 [3]. Сопротивление во включенном состоянии (RDS(ON)) Mosfet составляет всего около 28 мОм, и он может выдерживать до 50 А при 25°C. Таким образом, эти характеристики делают эти компоненты подходящими для этого проекта.

IC1 — это контроллер схемы повышающего преобразователя. Согласно техническому описанию UC3943: «UC3842/UC3843/UC3844/UC3845 представляют собой ШИМ-контроллер с фиксированной частотой и токовым режимом. Они специально разработаны для автономных приложений и преобразователей постоянного тока с минимальным количеством внешних компонентов. Эти интегральные схемы оснащены подстроечным генератором для точного управления рабочим циклом, эталоном с температурной компенсацией, усилителем ошибки с высоким коэффициентом усиления, компаратором с измерением тока и сильноточным тотемным выходом для управления мощным полевым МОП-транзистором».

C3, C4, C5, C6 и C7 используются для уменьшения выходного шума. Обычно выходной сигнал повышающего преобразователя более шумный, чем понижающего преобразователя, особенно при использовании дискретных компонентов. Однокристальный повышающе-понижающий контроллер менее шумный, однако выходное напряжение и ток этих контроллеров ограничены.

R1 — это многооборотный потенциометр 10K, который можно настроить для регулировки выходного напряжения. Вы можете увеличить уровень выходного напряжения, уменьшив значение R5. Выходное напряжение определяется по этой формуле:

Vвых = 2,5 (1 + R1/R5)

Как видно, когда R5 равен 1K, максимальное выходное напряжение находится где-то между 27В и 28В. если мы уменьшим значение R5 до 820R или 680R, то максимальное выходное напряжение будет примерно от 32 до 33 В или от 39 до 40 В. Я не рекомендую увеличивать выходное напряжение больше, чем это, потому что уровень напряжения + шума может выйти за допустимые пределы номинальных напряжений конденсаторов (50 В), которые, конечно, на практике могут быть ниже 50 В (из-за производственных допусков). R2 и R3 включены параллельно, что создает предварительную нагрузку, помогающую стабилизировать выходное напряжение.

Б. Компоновка печатной платы

На рис. 2 показана компоновка печатной платы проекта. Это двухслойная печатная плата со смесью компонентов SMD и сквозных отверстий. Вид с верхнего слоя, нижнего слоя, трафаретной печати и паяльной маски (верхний слой) представлен на рис. 2.

Компоновка печатной платы повышающего преобразователя постоянного тока в постоянный

Как я упоминал в аннотации, я использовал программное обеспечение Altium Designer [4] для проектирования схемы и печатной платы. В этом проекте у меня не было схематического обозначения, посадочного места на печатной плате и 3D-модели нескольких компонентов. Поэтому вместо того, чтобы тратить свое время на разработку библиотек компонентов с нуля и увеличивать риск ошибок и несоответствий, я использовал бесплатные библиотеки компонентов SamacSys с рейтингом IPC и импортировал их прямо в проект платы Altium с помощью подключаемого модуля SamacSys Altium [5]. . SamacSys предоставляет подключаемые модули для большинства программ САПР электронного проектирования [6], а не только для Altium Designer. На рис. 3 показано поддерживаемое программное обеспечение САПР для электронного проектирования.

SamacSys Поддерживаемое программное обеспечение CAD для электронного проектирования (плагины)

Выбранные компоненты плагина SamacSys Altium

С. Сборка и тестирование

На рис. 5 показана собранная печатная плата сверху и снизу. Это прототип схемы. В последней доработке я добавил два параллельных резистора в качестве предварительной нагрузки. Некоторые компоненты имеют сквозное отверстие, а некоторые — SMD. У вас не должно возникнуть проблем с пайкой компонентов, однако вы можете заказать плату в собранном виде.

Собранная печатная плата (вид сверху и снизу)

Как правило, в регуляторах напряжения (источниках питания) важны два параметра: регулирование сети и регулирование нагрузки. Линейное регулирование — это способность источника питания поддерживать заданное выходное напряжение при изменении входного линейного напряжения. Он выражается в процентах изменения выходного напряжения по отношению к изменению входного линейного напряжения. Регулирование нагрузки — это способность источника питания поддерживать заданное выходное напряжение при изменении нагрузки. Это не означает, что допуск применяется при внезапных изменениях нагрузки, это означает, что в пределах допустимого диапазона нагрузки регулирование может измениться на эту величину. Пожалуйста, посмотрите видео на YouTube, где я тестирую это. Лучшим инструментом для подготовки этих измерений является нагрузка постоянного тока. На момент написания этой статьи я еще не получил свою нагрузку постоянного тока, которой является Siglent SDL1020X-E [10].В ближайшее время я проанализирую это преобразовательное устройство с нагрузкой постоянного тока, однако сейчас мы хотя бы частично протестируем его и изучим выходные шумы.

На рис. 6 показан выходной шум повышающего преобразователя без нагрузки. Я использовал функцию анализа мощности осциллографа Siglent SDS2102X Plus [11]. Конечно, можно использовать и более дешевый осциллограф Siglent SDS1104X-E [12], однако плюс — это нечто большее. Это устройство для подражания. В осциллограмме можно увидеть несколько длинных всплесков индуктивности, которые вряд ли исходят от выходной линии. Поэтому я оставил Vrms в качестве индикатора.

Выходной шум преобразователя постоянного тока в постоянный при использовании осциллографа Siglent SDS2102X Plus

На рис. 7 показан выходной шум преобразователя постоянного тока в постоянный при нагрузке 2 А. Как и выше, я не думаю, что эти всплески длинных позиций на самом деле происходят из-за предложения. Когда я удаляюсь от зонда, эти всплески значительно исчезают. Я рекомендую вам использовать конденсаторы как можно ближе к вашей нагрузке.

Выходной шум преобразователя постоянного тока в постоянный (нагрузка 2 А)

Д. Список материалов

На рис. 8 показана спецификация схемы. L1 представляет собой катушку индуктивности от 47 мкГн до 100 мкГн, которую вы можете изготовить или купить. Я собирал его сам, поэтому не могу назвать какой-либо конкретный номер детали. Однако убедитесь, что ваша катушка индуктивности может выдерживать токи не менее 8–10 А. Вы можете использовать медный провод диаметром 1 мм и тороидальный ферритовый сердечник. Используемый размер сверла для основания индуктора составляет 1,3 мм.

Привет всем.
Я собрал блок питания на микросхеме uc3843, и мне нужна помощь.
Питание потребляет 220 В переменного тока и понижает его до 14 В постоянного тока (приблизительно).
Мне удалось наладить поставку, но мне все еще нужна
помощь. Схема прилагается в формате LTSpice. Я смоделировал
схему, и все в порядке , но я не уверен, насколько
можно доверять симуляции такого уровня.
Я приложил файл модели для тех, кто хотел бы смоделировать
схему. Надеюсь, это не сделает файл слишком большим, но у меня нет
доступа к каким-либо другим бинарным группам, чтобы отправить его.

Когда я впервые включил схему, выходной сигнал был очень шумным и становился
хуже по мере увеличения нагрузки. Методом проб и ошибок я обнаружил, что если
поставить небольшой (100 пФ) колпачок через R11(3k3) выход стабилизируется и
все выглядит хорошо. На выходе
на частоте переключения есть небольшой высокочастотный шум, но я уверен, что
этого следует ожидать .
Теперь проблема.

Проверив привод на полевом транзисторе, я обнаружил, что петля кажется нестабильной
при определенных нагрузках. Когда я увеличиваю нагрузку с 0 до 2,5 А,
вы можете видеть, что ширина импульса привода затвора увеличивается, как и ожидалось. , но при
определенных нагрузках кажется, что он прыгает повсюду, и прицел не может
сработать. Приблизительно от 300 мА до, скажем, 1,5 А привод затвора не работает, и
после что он, кажется, хорошо оседает.

Как это исправить? Не похоже, что
проблем на выходе , но я все равно хотел бы это исправить.
Я уверен, что это проблема контура/компенсации, но я не уверен,
как это исправить. Я попытался изменить резистор усиления (R5) на 100k
и 147K бесполезно. То же самое с компенсационным колпачком C2 (100p / 200p).
Я также возился с комбинацией резистор/колпачок вокруг TL431,
тоже без особого успеха.
Я не очень разбираюсь в этом типе источника питания, поэтому я
немного не в курсе!!
Это также может быть проблема с компоновкой платы. Я делал плату в спешке
и не уделял ОГРОМНОГО внимания компоновке, но я старался
удерживать области с высоким током подальше от линии управления и т. д. это односторонний.
Это своего рода хобби-проект, так что время
не имеет значения. У меня есть только осциллограф и прибор для работы , поэтому любые решения,
которые связаны с использованием другого дорогостоящего оборудования, будут
не по силам мне. Мои математические расчеты тоже не очень хороши , поэтому любое решение, связанное с
/>может быть много сложной математики, но я все равно опубликую ее,
может заинтересовать кого-то еще.

Будем признательны за любую помощь.
Ура, Роб.

Вот cct , а также модель/символ. (надеюсь, это
все)

Вариант 4
ЛИСТ 1 1916 688
ПРОВОД -720 384 -720 256
ПРОВОД -592 176 -720 176
ПРОВОД -592 208 -592 176
ПРОВОД -528 144 -528 -144
ПРОВОД -528 624 -528 272
ПРОВОД -464 384 -720 384
ПРОВОД -464 384 -464 208
ПРОВОД -288 192 - 320 192
ПРОВОД -288 288 -288 272
ПРОВОД -288 320 -368 320
ПРОВОД -288 624 -528 624
ПРОВОД -288 624 -288 384
ПРОВОД -256 192 -288 192
ПРОВОД -176 288 -176 272
ПРОВОД -160 320 -288 320
ПРОВОД -160 448 -160 400
ПРОВОД -160 464 -160 448
ПРОВОД -160 624 -288 624
ПРОВОД -160 624 -160 528
ПРОВОД -96 192 -176 192
ПРОВОД -96 288 -176 288
ПРОВОД -96 288 -96 256
ПРОВОД -80 448 -160 448
ПРОВОД -80 448 -80 384
ПРОВОД -32 192 -96 192
ПРОВОД -32 256 -96 256
ПРОВОД -32 320 -160 320
ПРОВОД -32 384 -80 384
ПРОВОД -16 320 -32 320
ПРОВОД 0 -144 -528 -144
ПРОВОД 0 -128 0 -144
ПРОВОД 0 -48 0 -64
ПРОВОД 112 624 -160 624
ПРОВОД 112 640 112 624
Вт ИРЭ 128 128 128 32
ПРОВОД 128 448 128 432
ПРОВОД 128 624 112 624
ПРОВОД 128 624 128 448
ПРОВОД 144 -144 0 -144
ПРОВОД 144 - 32 144 -64
ПРОВОД 144 32 128 32
ПРОВОД 144 32 144 -32
ПРОВОД 352 -32 144 -32
ПРОВОД 352 48 352 32
ПРОВОД 352 352 288 352
ПРОВОД 352 400 352 352
ПРОВОД 352 496 352 400
ПРОВОД 352 624 128 624

Вот модели uc384x:

+ BR3D%4 NR3D%1 VAR3D%16 IKR3D%0,135 RE3D%0,343 RB3D%1,37 RC3D%0,137 XTB3D%
12E%5
+ CJE3D%9,67P VJE3D%1,1 MJE3D%0,5 CJC3D %7.34P VJC3D%0.3 MJC3D%0.3 TF3D%10.2=
9n
TR3D%276N)
.ENDS MOC8101
*$
**** МНОГООБМОТОЧНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ****
.SUBCKT XFMR2 1 2 3 4 10 11 ПАРАМЕТРЫ: RATIO13D%1 RATIO23D%1
RP 1 2 1MEG
E1 5 4 ЗНАЧЕНИЕ 3D% < V(1,2 )*RATIO1 >
G1 1 2 ЗНАЧЕНИЕ 3D% < I(VM1)*RATIO1 >
RS1 6 3 1U
VM1 5 6
E2 20 11 ЗНАЧЕНИЕ 3D% < V( 2,1)*RATIO2 >
G2 2 1 ЗНАЧЕНИЕ 3D% < I(VM2)*RATIO2 >
RS2 21 10 1U
VM2 20 21
.ENDS XFMR2
*$
**** ОДНООБМОТОЧНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ****
.SUBCKT XFMR1 1 2 3 4 ПАРАМЕТРЫ: RATIO3D%1
RP 1 2 1MEG
E 5 4 ЗНАЧЕНИЕ 3D% < V(1,2)*RATIO >
G 1 2 ЗНАЧЕНИЕ 3D% < I(VM)*RATIO >
RS 6 3 1U
VM 5 6
. ENDS XFMR1
*$
*********
.model mbr140p d
+ is3D% 4.41547e-06
+ rs3D% 0.103922
/>+ n3D% 1,03751
+ tt3D% 1e-12
+ cjo3D% 1,59 8e-10
+ vj3D% 0,4934
+ m3D% 0,4258
+ eg3D% 0,6
+ xti3D% 3,29768
+ fc3D% 0,5
+ bv3D% 48
+ ibv3D% 0,01
+ kf3D% 0
+ af3D% 1
*******
*$
.МОДЕЛЬ 1n962A d
+RS3D%5.2600 BV3D%10.940
+CJO3D%710.46P TT3D%20N N3D%2
+IS3D%1E-9 IBV3D%11.364M
******
*$
.MODEL dn752a d
+RS3D%6.1685 BV3D%5.4766
+M3D%.33 VJ3D%.75 IS3D%1E-11
+CJO3D% 376.59P TT3D%50N
+N3D%1,27 IBV3D%10MA
******
*$
.SUBCKT TL431 7 6 11
V1 1 6 2,495
R1 6 2 15,6
C1 2 6 .5U
R2 2 3 100
C2 3 4 .08U
R3 4 6 10
G2 6 8 3 6 1,73
D1 5 8 DC
D2 7 8 DC
V4 5 6 2
G1 6 2 1 11 0,11
.МОДЕЛЬ DC D
+IS3D %13.5N RS3D%25M N3D%1.59
+ CJO3D%45P VJ3D%.75 M3D%.302
+ TT3D%50.4N BV3D%34V IBV3D%1MA
.ENDS
*$
********
.subckt mtd1n60e 10 20 30
*
* 10 3D% Слив 20 3D% Гейт 30 3D% Источник
*
**** ******************************************************* *********************=
***
*
*----------- ------------- ВНЕШНИЕ ПАРАЗИТЫ
----------------- -
* ИНДУКТИВНОСТЬ ПАКЕТА
*
LDRAIN 10 11 4.5e-09
LGATE 20 21 7.5e-09
LSOURCE 30 31 7.5e-09
*
* СОПРОТИВЛЕНИЕ
*
RDRAIN1 4 11 RDRAIN 6,853
RDRAIN2 4 5 RDRAIN 0,088
RSOURCE 31 6 RSOURCE 0,1
RDBODY 8 30 RDBODY 0,061
/>*
RGATE 21 2 5
*
*--------------- -----------------------------------------------------------
*
*--------------- ЕМКОСТЬ И ДИОД КОРПУСА
-------- --------
*
DBODY 8 11 DBODY
DGD 3 11 DGD
CGDMAX 2 3 3e-10
RGDMAX 2 3 1e+08 CGS 2 6 2.2e-10
*
*---------------- ----------------------------------------------------------
* *------------------------------------- CORE MOSFET
-------------------------------- ---------------------
*
M1 5 2 6 6 ГЛАВНАЯ
*
*------------------------------------------------------ ----------------------------------
*
.MODEL RDRAIN RES ( +TC1 3D% 0,008186
+TC2 3D% 1,74896e-05)
*
.MODEL RSOURCE RES (
+TC1 3D% -0,001057
+ TC2 3D% 6.14713e-05)
*
.MODEL RDBODY RES (
+TC1 3D% 0.002026
+TC2 3D% 1.49534e-05)
* *
.MODEL MAIN NMOS (
+LEVEL 3D% 3
+VTO 3D% 3.89
+КП 3D% 1.75
+GAMMA 3D% 3 +PHI 3D% 0,6
+LAMBDA 3D% 0.0001
+RD 3D% 0
+RS 3D% 0
+CBD 3D% 0
+CBS 3D% 0
+IS 3D% 1e-14
+ПБ 3Д% 0,8
+КГСО 3Д% 0
+КГДО 3Д% 0
+КГБО 3Д% 0
+РШ 3Д% 0
+КДЖ 3Д % 0
+MJ 3D% 0,5
+CJSW 3D% 0
+MJSW 3D% 0,33
+JS 3D% 1e-14
+TOX 3D% 1e- 07
+NSUB 3D% 1e+15
+NSS 3D% 0
+NFS 3D% 1.1e+12
+TPG 3D% 1
+XJ 3D% 0
+LD 3D% 0
+UO 3D% 600
+UCRIT 3D% 1000
+UEXP 3D% 0
+UTRA 3D% 0
+VMAX 3D% 0
+NEFF 3D% 1
+KF 3D% 0
+AF 3D% 1
+FC 3D% 0,5
+DELTA 3D% 0
+THETA 3D% 0
+ETA 3D% 0
+KAPPA 3D% 0.2)
*
*------------ -------------------------------------------------- ------------
*
.MODEL DGD D (
+IS 3D% 1e-15
+RS 3D% 0
+N 3D% 1000
+TT 3D% 0
+CJO 3D% 1.403e-10
+VJ 3D% 0,1366
+M 3D% 0,6185
+EG 3D% 1,11
+XTI 3D% 3
+KF 3D% 0
+AF 3D% 1
+FC 3D% 0,5
+BV 3D% 1 0000
+IBV 3D% 0,001)
*
*--------------- -----------------------------------------------------------
*
.MODEL DBODY D (
+IS 3D% 1.891e-11
+RS 3D% 0
+N 3D% 1.196
+TT 3D% 5e-07
+CJO 3D% 1,364e-10
+VJ 3D% 0,9158
+M 3D% 0,6082
+EG 3D% 1,11
+XTI 3D% 4,5
/>+КФ 3D% 0
+AF 3D% 1
+FC 3D% 0,5
+BV 3D% 658,9
+IBV 3D% 0,00025)
.КОНЕЦ
*$
******

ПРОВОД 352 624 352 560
ПРОВОД 416 -32 352 -32
ПРОВОД 416 400 352 400
ПРОВОД 448 224 288 224
ПРОВОД 496 48 352 48
ПРОВОД 496 80 496 48
ПРОВОД 512 48 496 48
ПРОВОД 512 48 512 32
ПРОВОД 640 -32 480 -32
ПРОВОД 640 48 512 48
ПРОВОД 688 224 528 224
ПРОВОД 736 -144 144 -144
ПРОВОД 736 -112 736 -144
ПРОВОД 736 144 736 -32
ПРОВОД 736 400 496 400
ПРОВОД 736 400 736 240
ПРОВОД 736 464 736 400
ПРОВОД 736 624 352 624
ПРОВОД 736 624 736 544
ПРОВОД 864 448 864 432
ПРОВОД 864 528 864 512
ПРОВОД 864 544 864 528
ПРОВОД 896 432 864 432
ПРОВОД 912 544 864 544
ПРОВОД 912 544 912 448
ПРОВОД 944 -32 864 -32
ПРОВОД 960 48 864 48
ПРОВОД 960 80 960 48
ПРОВОД 960 432 960 400
ПРОВОД 960 480 960 432
ПРОВОД 960 528 960 480
ПРОВОД 960 624 960 608
ПРОВОД 992 480 960 480
ПРОВОД 1024 448 912 448
ПРОВОД 1024 448 1024 400
ПРОВОД 1024 528 1024 512
ПРОВОД 1024 624 960 624
WI РЭ 1024 656 1024 624
ПРОВОД 1056 -32 1008 -32
ПРОВОД 1056 -16 1056 -32
ПРОВОД 1056 48 960 48
ПРОВОД 1072 528 1024 528
ПРОВОД 1072 624 1024 624
ПРОВОД 1088 -32 1056 -32
ПРОВОД 1088 528 1072 528
ПРОВОД 1184 -32 1168 -32
ПРОВОД 1184 -16 1184 -32
ПРОВОД 1184 48 1056 48
ПРОВОД 1248 -32 1184 -32
ПРОВОД 1248 -32 1248 -112
ПРОВОД 1248 48 1184 48
ПРОВОД 1312 -112 1248 -112
ПРОВОД >ПРОВОД 1312 528 1264 528
ПРОВОД 1312 528 1312 384
ПРОВОД 1344 -112 1312 -112
ПРОВОД 1344 -64 1344 -112
ПРОВОД 1344 16 1344 0
ПРОВОД 1344 48 1248 48
ПРОВОД 1344 48 1344 16
ПРОВОД 1344 592 1264 592
ФЛАГ 112 640 0
ФЛАГ 0 -48 0
ФЛАГ 496 80 0
/>FLAG 960 80 0
FLAG 1344 592 Vfb
FLAG -320 192 Vfb
FLAG 1024 656 0
FLAG 1312 -112 Vout
FLAG -368 320 Vref FLAG 1312 384 Vref
FLAG -288 288 0
FLAG 1056 -32 Vsense
FLAG 1024 320 Vsense
FLAG 960 320 Vout
SYMBOL UC3845B 12 8 288 R0
SYMATTR InstName U1
SYMATTR Value UC3842B
SYMBOL res -176 304 R0
SYMATTR InstName R1
SYMATTR Value 15k
SYMBOL res 512 384 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 0
WINDOW 3 32 56 VTop 0
SYMATTR InstName R4
SYMATTR Value 1k
SYMBOL cap -176 464 R0
SYMATTR InstName C1
Значение SYMATTR 1n
SYMBOL cap -112 192 R0
SYMATTR InstName C2
SYMATTR Value 220p
SYMBOL res -192 176 R0
SYMATTR InstName R5 Значение SYMATTR 47k
SYMBOL res 720 448 R0
SYMATTR InstName R6
SYMATTR Значение 0,22
SYMBOL cap 336 496 R0
SYMATTR InstName C3
SYMATTR Значение 470p
SYMBOL res 544 208 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 0
WINDOW 3 32 56 VTop 0
SYMATTR InstName R7
SYMATTR Value 22
SYMBOL res 128 -160 R0
SYMATTR InstName R8
SYMATTR Value 100k
SYMBOL cap -16 -128 R0
SYMATTR InstName C4
SYMATTR Value 100B5%
SYMATTR SpiceLine Rser3 Д%0.1
SYMBOL ind2 720 -128 R0
SYMATTR InstName L1
Значение SYMATTR 500B5%
Тип SYMATTR ind
SYMBOL ind2 624 64 M180
WINDOW 0 36 80 Левый 0
WINDOW 3 36 40 Левый 0
SYMATTR InstName L2
Значение SYMATTR 15B5%
Тип SYMATTR ind
SYMBOL schottky 480 -48 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 0
WINDOW 3 32 32 VTop 0
SYMATTR InstName D3
SYMATTR Value 1N5819
SYMATTR Описание Диод
SYMATTR Тип диода
SYMBOL cap 336 - 32 R0
SYMATTR InstName C5
Значение SYMATTR 68B5%
SYMATTR SpiceLine Rser3D%0.1
SYMBOL ind2 880 64 R180
WINDOW 0 36 80 Left 0
WINDOW 3 49 40 Left 0
SYMATTR InstName L3
SYMATTR Value 15B5%
SYMATTR Type ind
SYMBOL schottky 944 -16 R270
WINDOW 0 32 32 VTop 0
>WINDOW 3 0 32 VBottom 0
SYMATTR InstName D4
Значение SYMATTR MBR735
SYMATTR Описание Диод
SYMATTR Тип диода
SYMBOL cap 1040 -16 R0
SYMATTR InstNam e C7
Значение SYMATTR 220B5%
SYMATTR SpiceLine V3D%25 Rser3D%0.05 MTBF3D%1000 Lser3D%0 ppPkg3D%1
SYMBOL voltage -720 160 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 24 132 Left 0
SYMATTR SpiceLine Rser3D%1
SYMATTR InstName V1
SYMATTR Value SINE(0 311 50)
SYMBOL ind 1184 -48 R90 WINDOW 0 5 56 VBottom 0
WINDOW 3 32 56 VTop 0
SYMATTR InstName L4
Значение SYMATTR 10B5%
SYMATTR SpiceLine Rser3D%0.01
SYMBOL cap 1168 -16 R0
SYMATTR InstName C6
Значение SYMATTR 470B5%
SYMATTR SpiceLine V3D%25 Rser3D%0.05 MTBF3D%1000 Lser3D%0 ppPkg3D%1
SYMBOL res 1232 -48 R0 SYMATTR InstName R10
SYMATTR Value 14
SYMBOL Optos\4N25 1168 592 R0
SYMATTR InstName U4
SYMBOL mystuff\my\ nmos 688 144 R0
SYMATTR InstName U5
SYMATTR SpiceModel irfbe30
SYMBOL mystuff\tl431 1008 448 R0
SYMATTR InstName U7
SYMBOL res 944 512 R0
SYMATTR InstName R11
SYMATTR Va lue 3.3k
SYMBOL res 1008 304 R0
SYMATTR InstName R13
SYMATTR Value 2.2k
SYMBOL res 944 304 R0
SYMATTR InstName R14
SYMATTR Value 10k
SYMBOL cap 960 416 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 0
WINDOW 3 32 32 VTop 0
SYMATTR InstName C9
SYMATTR Value 220n
SYMBOL res 848 432 R0
SYMATTR InstName R17
SYMATTR Value 1k
SYMBOL res -304 176 R0
SYMATTR InstName R2
SYMATTR Value 1k
SYMBOL res -160 176 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 0
WINDOW 3 32 56 VTop 0
SYMATTR InstName R3
SYMATTR Value 10k
SYMBOL cap -304 320 R0
SYMATTR InstName C8
Значение SYMATTR 100n
SYMBOL current 1344 -64 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR InstName I1
SYMATTR Значение PULSE(0 5 412m 100n)
SYMBOL bridgerec -528 208 R0
SYMATTR InstName X1
TEXT -98 560 Left 0 !.tran 0 500m 0 40u startup
TEXT -48 480 Слева 0 !.include uc384x.lib TEXT 816 -96 Left 0 !k l1 l2 l3 1
TEXT 1416 504 Left 0 ;.ic V(VFb) 3D% 0
TEXT -648 344 Left 0 ;.ic v(n001 ) 3D% 200
ПРЯМОУГОЛЬНИК Обычный 880 96 624 -128

Вот символ uc3842:

Версия 4
SymbolType CELL
RECTANGLE Обычный -160 -160 160 160
WINDOW 0 8 -176 Левый 0
WINDOW 3 8 176 Левый 0
/>Значение SYMATTR UC3845B
Префикс SYMATTR X
SYMATTR Описание High Speed Current Mode Широтно-импульсный модулятор
PIN -160 -32 LEFT 8
PINATTR PinName COMP
PINATTR SpiceOrder 1
PIN -160 -96 LEFT 8
PINATTR PinName FB
PINATTR SpiceOrder 2
PIN 160 64 RIGHT 8
PINATTR PinName Isense
PINATTR SpiceOrder 3
PINATTR PinName Isense
PINATTR SpiceOrder 3
/>PIN -160 96 LEFT 8
PINATTR PinName Rt/Ct
PINATTR SpiceOrder 4
PIN 0 160 BOTTOM 8
PINATTR PinName GND
PINATTR SpiceOrder 5
PIN 160 -64 RIGHT 8
PINATTR PinName Output
PINATTR SpiceOrder 6
PINATTR SpiceOrder 6
PINATTR PinName Vcc
PINATTR SpiceOrder 7
PIN -160 32 LEFT 8
PINATTR PinName Vref
PINATTR SpiceOrder 8

В этой статье Скотт Дорси рассказывает, как ремонтировать блоки питания с режимом переключения. Как он объясняет, «есть много книг и статей о том, как спроектировать импульсный источник питания, но не так много по их ремонту. Поскольку импульсные источники питания сегодня становятся повсеместными в электронных устройствах, становится гораздо более важным понять, как они работают». работают и, что не менее важно, как они терпят неудачу». Эта статья была впервые опубликована в audioXpress в январе 2018 г.

Существует множество книг и статей о том, как спроектировать импульсный источник питания, но мало о том, как их чинить. По мере того, как сегодня импульсные источники питания становятся повсеместными в электронных устройствах, становится все более важным понимать, как они работают и, что не менее важно, как они выходят из строя.

Суть коммутатора заключается в том, что он выпрямляет линию переменного тока в постоянный ток, а затем прерывает постоянный ток с помощью генератора с переменной скважностью на очень высокой частоте, так что можно использовать крошечный понижающий трансформатор. Трансформаторам на высоких частотах не нужны большие сердечники или много обмоток для большой мощности, поэтому их можно сделать крошечными и с небольшими затратами. Рабочий цикл генератора можно регулировать с помощью обратной связи, так что регулирование может выполняться без потери мощности в процессе. Таким образом, вы можете получить хорошее регулирование и хорошую эффективность одновременно.

В этой статье основное внимание будет уделено обратноходовым источникам питания. Преобразователи другой топологии существуют и популярны, когда изоляция линии не требуется, но если вы посмотрите на то, что происходит между входом переменного тока и шиной постоянного тока на элементе электронного оборудования сегодня, это будет основная используемая топология, потому что она обеспечивает хорошее эффективность и изоляция линии.

Рис. 1. Этот образец схемы импульсного источника питания взят из таблицы данных UC2842 и использует обычную микросхему ШИМ-контроллера UC2842. (Оригинальная схема предоставлена Texas Instruments)

Как работают коммутаторы
На рис. 1 показан пример схемы импульсного блока питания (предоставлено компанией Texas Instruments). Это взято из таблицы данных UC2842 и использует общую микросхему контроллера ШИМ UC2842. (Техническое описание можно найти в разделе «Дополнительные материалы» на веб-сайте audioXpress, ссылку см. в «Файлы проекта».) Обратите внимание, что эта конструкция, как обычно, имеет полную изоляцию между первичной и вторичной сторонами схемы. Вы можете провести в уме линию через сердечник трансформатора и оптопару и разбить цепь на две электрически изолированные половины. Это важный момент, и вы увидите это почти во всех источниках питания любого размера, поскольку изоляция от линии электропередач является основной проблемой безопасности.

Питание переменного тока отключается от сети и выпрямляется через мостовой выпрямитель DBRIDGE. Выход заряжает большой фильтрующий конденсатор на первичной стороне CIN, который подает отфильтрованное (но вряд ли без пульсаций) постоянное напряжение на первичную обмотку трансформатора, NP, а также напряжение для запуска микросхемы широтно-импульсной модуляции (ШИМ). через резистор RSTART.

RSTART подает только небольшое количество тока для запуска устройства, поэтому, как только первый импульс проходит через полевой транзистор (FET), ток от третьей обмотки трансформатора используется для питания генератора. . Вот что такое NA и DBIAS. Вы можете не видеть эту третью обмотку, вы можете просто видеть, что вся рабочая мощность потребляется через гасящий резистор большей мощности вместо RSTART. Но использование третьей обмотки значительно повышает эффективность.

Когда ШИМ-генератор работает, он посылает постоянные импульсы с выходного контакта. Это включает большой переключающий полевой транзистор, QSW, который пульсирует ток, проходящий через трансформатор. При этом ток индуцируется во вторичной обмотке трансформатора, выпрямляется и фильтруется DOUT и COUT, а ток течет с выхода.

Поскольку ШИМ-генератор очень быстрый, трансформатор и фильтрующий конденсатор на вторичной стороне могут быть очень маленькими. Хотя этот предел в 2200 мкФ может показаться большим, если генератор работает на частоте 60 кГц, он в тысячу раз эффективнее, чем то же значение на линии 60 Гц.

Рисунок 2. На этой схеме показан типичный небольшой импульсный источник питания, использующий микросхему ШИМ 3845. Обратите внимание, что выход Vaux привязан к входной земле. Оптоизолятор U2 состоит из двух отдельных половинок. U3 обеспечивает эталон, с которым можно сравнить линию 5 В.

Регулировка источника питания
Итак, как работает регулировка? Все остальное на вторичной обмотке приводит к тому, что светодиод в оптоизоляторе загорается, когда выходное напряжение превышает 12 В. UC2842 обеспечивает небольшое количество регулируемых 5 В (созданный с помощью внутреннего линейного регулятора), и это напряжение на VREF используется для питание выходного каскада оптоизолятора. Он подает переменное напряжение на вход VFB, чтобы обеспечить обратную связь с UC2842 о правильности напряжения и немного уменьшить рабочий цикл формы выходного сигнала.

Оптоизолятор не обязательно должен быть очень линейным, чтобы рабочий цикл UC32842 оставался на пределе, а выходное напряжение всегда было идеальным. Вход ISENSE измеряет падение напряжения на RCS, то есть измеряет ток, потребляемый этим переключающим полевым транзистором. UC2842 разработан таким образом, что если оно превышает 1 В, он отключает схему ШИМ. Итак, это схема защиты по току.

Теперь обычно мы видим резистор и конденсатор, RRT и CCT, подключенные к выводу RT/CT и обеспечивающие постоянную времени для ШИМ-генератора. В этом случае мы также усиливаем линейно изменяющийся сигнал ШИМ с помощью транзистора и подаем его на вход ISENSE через CRAMP и IRAMP, чтобы схема была стабильной при очень длительных рабочих циклах. Это называется «компенсацией наклона», и прием, как это сделать, кратко объясняется в техническом описании TI для микросхемы UC2842, но не в технических описаниях других производителей.

А как насчет другого транзистора с CSS и RSS? Это небольшая схема, которая сужает ширину импульса при первом включении устройства и немного замедляет запуск, чтобы меньше ударить по компонентам. Теперь вы увидите другие варианты этой базовой схемы.

Вы увидите, что для обеспечения обратной связи вместо оптоизолятора используется дополнительная обмотка трансформатора. Вы увидите, что микросхема ШИМ питается непосредственно от линии переменного тока, а не от этой обмотки NA. Вы увидите несколько вторичных и ломовых цепей. Но это базовая конструкция, которую вы увидите внутри любого коммутатора, поэтому ваша задача состоит в том, чтобы выяснить, какие именно изменения по сравнению с этой базовой конструкцией существуют в вашей схеме.

Рис. 3. Еще один вариант конструкции небольшого импульсного блока питания. Этот коммутатор использует регулирование на шине 5 В, а шина 12 В регулируется только тем, что она отслеживает шину 5 В. Четвертая обмотка питает микросхему ШИМ.

Как определить, что у вас есть
Плохая новость заключается в том, что большую часть времени у вас не будет никакой документации для коммутатора. Хорошей новостью является то, что в большинстве случаев переключатель будет очень близок к образцу схемы в техническом описании микросхемы ШИМ (см. рис. 2). Не всегда и не для более дорогих источников питания, но в большинстве случаев техническое описание чипа скажет вам 90% того, что происходит с схемой.

Похоже, что в подавляющем большинстве качественных расходных материалов китайского производства используются ШИМ-контроллеры серий C2842/UC2843/UC3842/UC3843. Они производятся дюжиной различных компаний, включая Fairchild Semiconductor, ON Semiconductor, TI и STMicroelectronics, и каждая из этих компаний имеет немного отличающиеся таблицы данных с немного отличающимися примерами схем. Поэтому, если вы не видите схему, с которой столкнулись, в техническом описании, получите еще одно техническое описание от другого производителя, и, скорее всего, вы найдете его (см. рис. 3).

Fairchild KA7552 используется в ряде устройств (см. фото 2). Это был дизайн Samsung, который теперь продавала Fairchild, поскольку они переняли производство и линейку продуктов Samsung. Он отдаленно похож на UC2842, но имеет другую распиновку.

Иногда вы увидите ШИМ-контроллер TL594 от ON Semiconductor. Опять же, для этого есть пара других поставщиков, поэтому вам следует проверить несколько таблиц данных. Одна очень популярная микросхема, которую вы найдете в маломощных устройствах с одним выходом, — это микросхемы серии TOP242 производства Power Integrations. Это интегрированные ШИМ-генераторы на одной подложке с полевым транзистором большой мощности. Добавьте трансформатор, пару выпрямителей и оптоизолятор, и вы получите полный импульсный источник питания в коробке. Конечно, они часто выходят из строя, но их довольно легко диагностировать.

Фото 2. Fairchild KA7552 использовался в нескольких устройствах.

Столкновение с неожиданным
Не каждый источник питания представляет собой один импульсный источник питания в коробке. Иногда вы столкнетесь с системами с несколькими коммутаторами в одном блоке, обеспечивающими несколько регулируемых выходных напряжений. Чаще всего на один трансформатор подается несколько напряжений с одним выходным напряжением, используемым для контура управления, но в некоторых приложениях требуется хорошее регулирование с сильно меняющимися нагрузками.

Иногда есть второй «всегда включенный» источник питания, который обеспечивает резервное напряжение, используемое для работы процессора, управляющего основным питанием. Это очень распространено для таких вещей, как видеомониторы и компьютеры. Часто этот источник находится на небольшой дочерней плате, так как он нуждается в хорошей электрической изоляции от остальной электроники, но не должен производить много энергии.

Если вы повсюду видите много маленьких дискретных транзисторов, можно предположить, что они связаны с системами автоматического отключения, которые отключаются в случае высокого или низкого напряжения или тока в одном или нескольких местах. Устранение неполадок в этих цепях без руководства может стать настоящим кошмаром, поскольку бывает сложно определить, при каком напряжении срабатывают отдельные части.

Время от времени для аудио или других приложений с низким уровнем шума вы увидите линейные последовательные стабилизаторы для небольшого дополнительного сглаживания, расположенные после импульсного источника питания.Поскольку они могут нагреваться, они являются распространенным источником проблем, но их довольно легко диагностировать, поскольку вы можете видеть, как к ним поступает и отходит питание.

Решение проблемы
Если у вас есть документация по блоку питания, половина работы уже сделана за вас. Если нет, то вы знаете базовую блок-схему и можете вручную разработать отдельные части каждого блока. Получение таблицы данных для микросхемы ШИМ многое скажет вам, поскольку большинство схем ШИМ, а иногда и целые поставки, просто скопированы из спецификаций производителей. Часто микросхема ШИМ имеет несколько источников. Например, вы можете приобрести обычный ШИМ-контроллер 2842 как минимум у четырех разных поставщиков. У всех разные таблицы данных, и если вашей схемы нет в одном, она может быть в другом.

Если блок питания включается, но сразу ломается, первое, что нужно сделать, это проверить или заменить все фильтрующие конденсаторы на вторичной стороне трансформатора. Это может быть вызвано и другими причинами, такими как негерметичный выпрямитель во вторичной обмотке или плохой резистор в цепи датчика тока, но они встречаются гораздо реже.

Иногда крышки будут настолько негерметичными, что подача запустится без нагрузки, но не будет работать при любой нагрузке на нее. Вы склонны обвинять нагрузку в слишком большом токе, но это не всегда нагрузка. Если сомневаетесь, поменяйте колпачки, а потом берите диагноз оттуда.

Во многих источниках питания используется «пусковой конденсатор» для подачи тока для запуска. Это не показано в приведенном выше примере, но это довольно распространенная конфигурация. Если блок питания работал, отключался, но потом вообще не включался, замените кикстартерный конденсатор. Если документации нет, то, скорее всего, это электролит от 25 В до 50 В очень малого номинала (1 мкФ или 2 мкФ), расположенный рядом с микросхемой ШИМ.

Высоковольтный конденсатор (иногда два конденсатора) в первичном источнике питания, который напрямую фильтрует линию, редко выходит из строя в США. Однако в Европе, где линейное напряжение в два раза больше и где используются те же многовходовые блоки питания, эти конденсаторы часто оказываются неисправными. Европейские поставщики, чье поведение меняется в зависимости от загрузки, должны быть в первую очередь проверены.

Конденсаторы, расположенные рядом с радиаторами или под ними, очень быстро перегорают и часто выходят из строя. На самом деле, поскольку подавляющее большинство сбоев, с которыми вы столкнетесь, будет связано с конденсаторами, очень удобно иметь тестер эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) для быстрой проверки в цепи. Тем не менее, я часто склонен просто заменить все электролиты сомнительных производителей, даже если они хорошо протестированы, просто потому, что я хочу получить более длительный срок службы от источника питания, чем предполагаемый проектный срок службы.

Если проблема не в конденсаторе, очень частым отказом является силовой транзистор или полевой транзистор (см. QSW на рис. 1). Обычно их можно легко обнаружить по большим отверстиям в плате, где раньше находился полевой транзистор, по тому, что все три контакта полевого транзистора имеют непрерывность между собой, или по явным неисправностям диода или резистора в цепи рядом с полевым транзистором. Если полевой транзистор не «стерт» (это означает, что все три контакта имеют непрерывность и издают звуковой сигнал на тестере непрерывности), возможно, стоит проверить его вне цепи.

Однако, если полевой транзистор "стерт", то все, что управляет затвором этого полевого транзистора, скорее всего, было разрушено в результате сбоя. Часто это микросхема ШИМ, и хорошо иметь обычные микросхемы ШИМ в корзине запасных частей.

Хорошее правило заключается в том, что в случае выхода из строя переключающего транзистора или полевого транзистора следует заменить защитный диод на базе или затворе транзистора. Даже если он хорошо проверяет, это может быть не так. Также необходимо проверить демпфирующий диод DCLAMP. Полевые транзисторы выходят из строя без видимой причины, но чаще они выходят из строя из-за перенапряжения (из-за плохих фиксирующих диодов), перегрузки по току (из-за плохих и протекающих конденсаторов) или высоких температур (из-за плохих разработчиков).

Если эти простые вещи не решают вашу проблему, пора приступить к реальной диагностике. Достаньте мультиметр и начните смотреть на выводы микросхемы ШИМ. Вы видите разумное входное напряжение на VCC? Вы видите опорное напряжение 5 В от VREF? Вы видите меньше вольта на ISENSE или больше? Осциллятор вообще колеблется? Начните проверять, что входы на микросхему ШИМ в порядке, а затем, что выходы на микросхему ШИМ исправны. Если у вас есть сигнал на выходном контакте, но у вас нет выхода, начните смотреть на переключающий полевой транзистор или транзистор, демпфирующий диод вокруг него и так далее. Если осциллятор не колеблется, чего ему не хватает?

Точные значения будут различаться в зависимости от используемой микросхемы ШИМ, но таблица рекомендуемых условий эксплуатации в техническом описании микросхемы ШИМ расскажет вам, какими они должны быть.

Правила конденсаторов
Правило 1. Большинство сбоев импульсных источников питания происходят из-за плохих электролитических конденсаторов. Даже отказы полевых транзисторов часто являются долгосрочными последствиями первоначальной проблемы с конденсатором.

Правило 2. Никто никогда не ошибался, заменяя дешевые бытовые электролитические конденсаторы промышленными конденсаторами более высокого класса 105C. Это может не решить непосредственную проблему, но, вероятно, улучшит долгосрочную надежность поставок. Так что не тратьте много времени, пытаясь решить, неисправен ли конденсатор, просто замените его. Ваше время стоит больше, чем электролит.

Правило 3. Покупайте конденсаторы у законных поставщиков, таких как Digi-Key, Newark/element14, Allied/RS, Mouser и т. д. На рынке есть много контрафактных конденсаторов, которые не поставляются производителем на упаковке.

Правило 4. Электролитические конденсаторы выходят из строя из-за возраста и недостаточного технического запаса, но если другие типы конденсаторов выходят из строя, это происходит по другой причине.

Правило 5. Танталовые конденсаторы на самом деле электролитические. Химический состав немного отличается от химического состава алюминиевых электролитических крышек, но долговременная надежность и проблемы, связанные с температурой, такие же. Обратите внимание, что более распространенные танталы с «сухими пробками» (те типы, пропитанные эпоксидной смолой) имеют тенденцию к короткому замыканию, и это может облегчить их идентификацию в случае выхода из строя. К сожалению, это также означает, что сбой может привести к серьезному сопутствующему ущербу.

Работа
Не бойтесь работать с оборудованием со встроенными источниками питания. Может потребоваться много времени, чтобы разобраться в том, как они работают, и в более распространенных режимах сбоев, но как только вы это сделаете, исправить их обычно не составит труда.

Если вы хотите научиться проектировать импульсные источники питания (а вы должны это сделать, потому что это тоже полезный навык), позвольте мне порекомендовать «Примечание по применению линейной технологии 25: Коммутационные регуляторы для поэтов», написанное 30 лет назад великий Джим Уильямс. В то время коммутационные блоки были причудливой новинкой, с которой дизайнеры только начинали сталкиваться, а доступные ИС были гораздо более ограниченными и грубыми, поэтому описание Уильямса должно было быть подробным. Это прекрасный документ, который доступен во многих местах в Интернете. Б

Файлы проекта
Чтобы загрузить техническое описание Texas Instruments UC2842, посетите страницу audioXpress-Supplementary-Material

Ресурс
Дж. Уильямс, «Примечание по применению линейной технологии 25: переключающие регуляторы для поэтов», сентябрь 1987 г.

Эта статья была впервые опубликована в audioXpress в январе 2018 г.

Об авторе
Скотт Дорси имеет степень инженера-электрика, во время обучения которой он работал в сфере вещания и звукозаписи. После нескольких лет работы в крупной студии он устроился на работу к оборонному подрядчику. Это оставило ему время для записи живых концертов акустической музыки, а также для разработки и создания аудиоустройств для личного использования и по контракту с несколькими производителями и импортерами аудио. Скотт является постоянным автором нескольких аудиожурналов. Он публикует обзоры оборудования и проекты DIY с середины 1980-х годов. Он, вероятно, наиболее известен в широком аудиосообществе своими конструкциями модифицированной электроники в недорогих микрофонах Oktava, AKG и Feilo.

Читайте также:


Замена оперативной памяти Msi

Что означают буквы k и f в процессоре

Как запустить приложение с дискретной видеокартой

Разгон видеокарты Aorus Engine

Можно ли уместить книгу из 432 страниц на один компакт-диск