Импульсные БП - Flyback.org.ru

Vcoder
Магистр

Есть у меня роутер самодельный - простенький компьютер на базе материнской платы с впаянным процессором. Функция роутера - устанавливать соединение с интернетом и пускать в интернет компьютеры из локальной сети, заодно защищая от вторжений извне. Сейчас это выполнено в виде лежащей на столе материнской платы с воткнутыми в неё платами расширения, питается от компьютерного ATX источника.

Давно хочу собрать в корпус, но одна из препятствующих этому проблем - большой размер источника питания. Ибо я хочу источник внутрь устройства установить. Вот и подумываю потихоньку, чего бы такое сделать...

И придумалось мне сегодня: А что если сделать обратноходовик на TOP227, а выходную обмотку сделать одну, но с отводами (см. рис.). А обратную связь от одного из отводов взять. Что думаете насчёт этого? Будет ли в этом варианте стабильность ведомых каналов лучше, чем когда на каждый канал своя отдельная обмотка?

Добавлено: Fri Sep 12, 2008 7:45 pm

flyback_sect.gif (6.01 Кб)
Предполагаемая схема построения источника

_router_begin.jpg (134.71 Кб)
Мой роутер в самом начале (тут ещё не установлена дополнительная сетевая плата)

NotebookKiller

А в дешёвых компутерных БП так и есть.

Добавлено: Fri Sep 12, 2008 7:55 pm

Aristarch

В недешёвых тоже так бывает.
Вот только там ведь должно быть ещё дежурное и отрицательное питание.

Добавлено: Fri Sep 12, 2008 8:15 pm

NotebookKiller

А отрицательное вроде сейчас не особо-то используется. Дежурка много деталей не потребует - там вообще полампера на 5 вольтах хватит.

Кстати, ещё хороший вопрос - по какой из линий обратную связь делать. Что лучше перекашивать...

Добавлено: Fri Sep 12, 2008 8:21 pm

Aristarch

Щас глянул сабж - обратка по линии 3,3 идёт, но как ни делай всё равно на других каналах будет просаживаться или задираться в зависимости от потребления по каждому конкретному каналу. Хотя не сильно - на практике в пределах 5%, что вполне допустимо.

Добавлено: Fri Sep 12, 2008 8:40 pm

KaV

Лучше всего _не перекашивать_ 3,3 и 5В, ибо они часто без преобразования питают логику. 12В ценно лишь для HDD, в данной ситуации (там SSD или 2,5" HDD ?) его стабильность не важна - в преобразователе материнки оно всегда преобразовывается стабилизатором.

Добавлено: Fri Sep 12, 2008 8:47 pm

ZoneRR

Как по мне так можно сделать импульсник на 300 -> 12-15 вольт, а дальше букк-конверторами его перегонять/стабить. Так и от аккума запитать можно(что для роутера немаловажно)

Добавлено: Fri Sep 12, 2008 10:10 pm

Шурик
Злодей

ZoneRR, абсолютно поддерживаю. Сейчас во многих девайсах именно так и делается.
А если как на схеме, то лучше обратку по наименьшей напруге делать.

Добавлено: Sat Sep 13, 2008 1:38 am

Анна

А может не изобретать самодельный источник, а просто взять плату от обычного питальника 250Вт, заменить стоячие радиаторы на Г-образные например, капы фильтра выпрямителя положить на бок? Учитывая всего 50 ватт непрерывной мощи, родной вентилятор можно заменить на что-нить более компактное, или выкинуть совсем, - если ключи/выпрямители перегреваться не будут, конечно.

Offtopic:

Что-то я совсем обленился Smile

Добавлено: Sat Sep 13, 2008 1:54 am

Шурик
Злодей

ИМХО, с бак-бустерами конструкция получится размером с пачку сигарет.
У нас тут сейчас в моде такие мелкие компы, так там сетевой адаптор на 12 вольт и всё, а остальные напруги формируются прямо на материнке.
, за счёт всяческих степ-даунов.

Добавлено: Sat Sep 13, 2008 2:01 am

Vcoder
Магистр

KaV писал(а):
там SSD или 2,5" HDD ?
Ни то, ни другое. Там CF карточка, воткнутая в IDE через переходник.

ZoneRR писал(а):
Как по мне так можно сделать импульсник на 300 -> 12-15 вольт, а дальше букк-конверторами его перегонять/стабить. Так и от аккума запитать можно(что для роутера немаловажно)
Степ-дауны получаются громоздкими и дорогими только потому, что для каждого нужен драйвер верхнего ключа. Ну или на биполярнике схему городить, что не есть вполне хорошо на небольших напряжениях и немаленьких токах.

Запитать так просто от аккумулятора тоже не выйдет, ибо например на УПСовом напряжение может меняться от 13,6 В (полный заряд) до 10,9 В (полный разряд). Что есть слишком большое отклонение для линии +12 В.

Больше того - в запасном питании роутера просто нет смысла. Ибо медиаконвертер, что стоит на чердаке, УПСа не имеет. И при пропадании света инет пропадёт всё равно.

Anton_111 писал(а):
А может не изобретать самодельный источник, а просто взять плату от обычного питальника 250Вт, заменить стоячие радиаторы на Г-образные например, капы фильтра выпрямителя положить на бок?
Во-первых, сдаётся мне, что в моём источнике всё равно неслабо что-то греется. Ну а во-вторых, хочется сделать ещё меньше.

Добавлено: Sat Sep 13, 2008 12:00 pm

KaV

>>там SSD или 2,5" HDD ?
>Ни то, ни другое. Там CF карточка, воткнутая в IDE через переходник.
Ну тот же SSD.
А БП для ПК я бы стал делать с нуля лишь в самом крайнем случае - всегда на барахолке/сервисцентре или же на рынке можно найти АТХ БП от нестандартных корпусов. Габариты попадаются воистину удивительные - до половинки от стандартного размера БП при мощности 200Вт.

>для каждого нужен драйвер верхнего ключа
Ну не отдельным же его ставить? На рынке давно уже есть совершенно неприличное количество микросхем контроллеров DC-DC со встроенным драйвером полумоста (много-много лет такие ставят в DC-DC для питания ядра процессора), а для небольших мощностей - и со встроенными ключами. Так что проблема надуманна Smile

>Запитать так просто от аккумулятора тоже не выйдет...большое отклонение для линии +12 В.
Так пусть 12В тоже получается от преобразователя Smile

Или пусть промежуточное будет 24В.
В ноутбуках очень удобно сделано - 12~30В входное и множество Step-Down на материнке.

Добавлено: Sat Sep 13, 2008 1:02 pm

ZoneRR

Offtopic:

А я както непонимаю как делаются минусовые напруги в таком случае. В буке там же матрица требует минуса (вродебы около -16 вольт.... на моей ЧБ от 386 ноута было именно так))) ). Ну не ставить же трансформаторный пушпул или флайбек?

А да, громоздким оно не будет - счас у меня лежат два модуля питания проца П3 слотового. Управление - на модуль тупо идут ВИДы. Питание либо 5 либо 12(ну ваще может и до 15 - надо даташит конкретней на микру - HIP600* там какаято стоит и ключи смотреть), на плате стоит жиииирный капофильтр. Если его убрать - и сделать двусторонку то.... будет меньше спичечного коробка.
Ключи там в СОИК-8 вообще стоят 3 в одном и 4 в другом плече полумоста(гм. непонятно почему 3 и 4, а не одинаковое кол-во). Микра сама тоже чтото типа широкого соик-16(блин, ну не знаю я номенклатуру корпусов СМДшных). Плата сама 4*8 см, из них 2*3 и 1.5*3 это капосборки. и по всей длине платы 8-мм шириной разьем.

Добавлено: Sat Sep 13, 2008 1:28 pm

KaV

2 ZoneRR

Offtopic:

Минусовые напруги получаются либо каподиодным умножителем "на минус", либо тем же преобразователем на дросселе (степ-даун/ап)

Добавлено: Sat Sep 13, 2008 2:08 pm

Vcoder
Магистр

KaV писал(а):
>для каждого нужен драйвер верхнего ключа
Ну не отдельным же его ставить? На рынке давно уже есть совершенно неприличное количество микросхем контроллеров DC-DC со встроенным драйвером полумоста (много-много лет такие ставят в DC-DC для питания ядра процессора), а для небольших мощностей - и со встроенными ключами. Так что проблема надуманна Smile

Охотно верю, что для Москвы проблема действительно надумана. А у нас - вот, пожалуйста, текст с главной страницы одного из наших радиомагазинов:
Вниманию снабженцев предприятий и разработчиков электронной техники!
По вопросам приобретения измерительной техники, паяльного оборудования, промышленной мебели, а так же электронных компонентов для производства и разработки электроники просим Вас обращаться в отдел производственных поставок БАШЭЛ (соседний с магазином вход). Цены и ассортимент, представленные в магазине, ориентированы на бытовые и ремонтные нужды.
Да, не спорю - заказать можно почти всё, что бывает в природе. Но... В одном магазине минимальная сумма заказа 500 р, в другом 1500, а третий с частными лицами вообще не работает...

Кстати, может приведёшь пример известных тебе таких контроллеров? Я посмотрю в наших магазинах... Может и повезёт...

Добавлено: Sat Sep 13, 2008 7:14 pm

KaV

Я конечно глубоко извиняюсь, но список известных именно мне приводить не буду, ибо считывать маркировку с материнок стыдно Smile

Да и многофазные они там.
Посему дам ссылки на список этих преобразователей : TexasInstruments
Analog Devices
У AD этих преобразователей вообще огромное количество, но на сайте почему-то представленно всего 7 штук.

Добавлено: Sat Sep 13, 2008 7:36 pm

Vcoder
Магистр

KaV, спасибо за ссылки. Сходу ничего из этого у нас не нашёл. Потом посмотрю внимательнее.

Насчёт купить нечто похожее на барахолке - да, вариант, но есть НО. Я хочу надёжный источник. Который не страшно будет оставить включенным, уходя из дома. Китайский я так оставлять боюсь.

Добавлено: Sat Sep 13, 2008 8:08 pm

Шурик
Злодей

Вот, к примеру TI, огромный выбор. http://focus.ti.com/analog/docs/powerhome.tsp?f...r+OT+home_p_power

Добавлено: Sat Sep 13, 2008 8:23 pm

ZoneRR

HIPы незабываем! Как по мне офигенные дрова для ДЦ-ДЦ полумостов. Интерсил вроде компания...

Добавлено: Sat Sep 13, 2008 9:09 pm

KaV

В связи с несвоевременной кончиной заводских DC-DC в полумосте из "кирпичиков" была предпринята попытка создать импульсный блок питания с двумя выходными напряжениями (15+15В) и позволяющим выдать хотя бы по полампера на каждом из каналов. Поскольку идти в магазин за TOP200/TOP222 было крайне лень, да и найти трансформатор под него с более-менее хорошо развязанными вторичными обмотками оказалось трудновато (я таких вообще не нашёл), было решено слепить его "из того, что было". А был у меня когда-то 350Вт АТХ БП с выгоревшим трансформатором. И стояла в нём цепь дежурного питания не на простейшем автогене, а на нормальном обратноходовом преобразователе KA5H0165R в ТО-220-4 производства Fairchild Semiconductor. Тут же было решено скомуниздить оттуда обязку ВВ цепи этой микросхемы, трансформатор и оптрон, добавить выпрямители-фильтры-стабилизаторы и оформить по-человечески. Под рукой лежало ещё два дохлых БП, поэтому вопрос о поиске деталей даже не поднимался.
Входной фильтр сделал полноценным, цепь стабилизации оставил оптронной, с опорным на TL431.
Больше всего я разочаровался в китайских диодах: мост W06M оказался с пробитым диодом, причём тестером этот диод звонился нормально, а диоды FR102 во вторичных выпрямителях при 0,5 А нагрузки издали неприятный запах и развалились пополам. Пришлось первый заменить на четвёрку 1N4005, упаковав их в почти те же габариты и затянув термоусадкой, а вторые - на FR302, которые показали себя достаточно хорошо.
Работать (без нагрузки) схема начинает вольт от 30, при появлении штатной нагрузки (0,5+0,5А) схема оживает при 180 вольтах.
Т.к. стабилизация напряжения сделана одноканальной, то нагрузка каналов должна быть равномерной, либо же канал с цепью стабилизации должен быть нагружен больше. При этом 100%(1А/0А) перекос нагрузки в сторону канала с цепью стабилизации не вызывает существенного роста напряжения на ненагруженном канале (с 15,1В растёт до 16,3В).
Представляю вниманию общественности мини-описание перемотки трансформатора (в картинках), схему, печатку, фото снизу и сверху.
За более подробной документацией направляю на FTP.

Последний раз редактировалось: KaV (Fri Sep 19, 2008 3:40 pm), всего редактировалось 1 раз
Добавлено: Fri Sep 19, 2008 4:55 am

IMG_0474.jpg (60.67 Кб)
Вид сверху

IMG_0470.jpg (86.65 Кб)
Вид снизу

schm.GIF (14.76 Кб)
Схема

pcb.GIF (27.54 Кб)
Печатка

1.pdf (170.92 Кб)
Мини-описание перемотки трансформатора (в картинках)

Titan

KaV: схема хорошая на мне кажется для этих целей сложновато (я понимаю речь идет о раздельном и гальванически изолированном питании каких нибудь драйверов). Тем более что для некоторых (типа меня) KA5H0165R - это экзотика которая тока под заказ.
БП на микрухах семейств TOP-Switch (I, II, III) - это тоже на мой ленивый взгляд тоже сложновато и явно перебор по мощности.
Проще всего БП на микрухах семейств TinySwitch (I, II, III) например TNY268PN. Содержат минимум обвязки. Выходная мощность 5-20 Вт. Продаются в каждом радиомагазине. Для этих целей - самое оно Единственный их минус с незалитым трансом - пищат, но если несколько дополнить схемку то писк существенно уменьшится. Недавно собирал такую схемку - характеристики порадовали.

А вот одноканальная стабилизация напряжения - это не есть хорошо. Для схем чувствительных к напряжению питания - критично.

Прилагаю подробный датшит на TinySwitch II.

Добавлено: Fri Sep 19, 2008 9:26 am

TNY264, TNY266-268 - TinySwitch-II Family.pdf (224.45 Кб)
датшит на TinySwitch II

BSVi

Хм, а ты не поставил тот самый кап на 2.2 наны ) Как с помехами?

Добавлено: Fri Sep 19, 2008 9:36 am

KaV

2 Titan
>для этих целей сложновато
Прошу прощения, в каком конкретно месте сложновато? Конечно, наворочен входной фильтр - "китайский" вариант без дроселей и капов мне не слишком понравился. А так - обвязка ЧИМ-микрухи минимальная, параметрический стабилизатор тоже сложным и дефицитным не назвать - TL431 в каждом втором АТХ по нескольку штук стоят.

>KA5H0165R - это экзотика которая тока под заказ.
ТАк я не призываю её покупать - где вы подходящий под неё трансформатор-то возьмёте? Схему вернее было бы назвать: "двухканальный БП из дежурки АТХ БП" - предполагается, что у радиолюбителя этих БП куры не клюют (часто оно так и есть. Если не так - предупредите знакомых компьютерщиков, чтобы не выбрасывали неисправные БП). KA5H0165R/KA5H0265R/KA5H0365R - достаточно распространённые основы дежурок в БП среднего ценового уровня.

>Проще всего БП на микрухах семейств TinySwitch
Вполне может быть, но мотать для неё с нуля трансформатор - на любителя.

>А вот одноканальная стабилизация напряжения - это не есть хорошо.
Для данного применения - достаточно хорошо. Как я уже говорил, при нагрузке 1А на канал с цепью стабилизации напряжение на ненагруженном канале растёт на 1В. Видимо, непосредственная связь обмоток сказывается. Т.е. для обеспечения нормальной работы на оба канала вешаются драйвера, а на первый (с цепью стабилизации) ещё и вентилятор. Всё, проблемы нет.

2 BSVi
>Хм, а ты не поставил тот самый кап на 2.2 наны ) Как с помехами?
Как же, С4 и С12 Smile

На помехи не жалуюсь Smile

Добавлено: Fri Sep 19, 2008 3:59 pm

Titan

KaV: перечисляю элементы "навороченности", и некоторые, на мой взгляд, недостатки.
1. Наличие у трансформатора обмотки "2", питающей микросхему, у TinySwitch она в на малых мощностях в ненужна в принципе. Соответственно отпадает надобность в резисторе R7 и диоде VD2.
2. Фильтр, ты и сам это заметил, наворочен слишком, ну прям как для 300 ватнного источника питания, еще варистора на входе не хватает))) Хотя ладно, этот вопрос спорный и скорее на любителя.
3. Зачем нужны элементы R8, R9, C15 ? В моем варианте на TNY268PN их нет, а резисторный делитель R11, R12 заменен на один подстроечник. И все отменно стабилизируется, разница между напряжением источника под нагрузкой и без нее - 200 мВ, при выходном напряжении 25 В.
4. Элементы C7, R9, C16 считаю лишними. Хотя для повышения помехоустойчивости С16 можно оставить.

5. Рабочая частота KA5H0165Rxx равна 100 кГц, ключевой элемент - SFET, и фронты судя по датшиту - 4 и 10 нс (что кстати круто). Теперь вопрос что в такой быстрой схеме делают тормознутые FR107 (500 нс) и FR302 (150 нс). Хоть они и относятся к классу фаст, но в таких схемах лучше ставить класса ультрафаст.
6. Транс использовал готовый, но это отдельная история)))

Добавлено: Fri Sep 19, 2008 7:43 pm

KaV

> Зачем нужны элементы R8, R9, C15
R8 - ограничитель тока через светодиод, R9 - питание TL431 и динамическая нагрузка канала, С15 - для повышения помехозащищённости и устойчивости TL431 (см. даташит).
>что в такой быстрой схеме делают тормознутые FR107 (500 нс) и FR302 (150 нс)
FR107 стоял в исходной схеме (я ж говорю, скоммуниздил ВВ часть полностью), FR302 - были под рукой из другого БП. Шоттки были бы лучше, но на нужный ток и напряжеение их не оказалось. Да и требуемая скорость их восстановления определяется всё-таки больше индуктивностью трансформатора.

>Элемент C7...считаю лишними.
C7 облегчает жизнь для электролита - ESR у высоковольтных низкоёмкостных обычно большой.

И, товарищи, если у вас есть собственные разработки по ИБП, публикуйте фото и документацию, не делайте из этого великого секрета.

Добавлено: Fri Sep 19, 2008 8:35 pm