Dieser Artikel beschreibt ein einfaches Verfahren zum Entwickeln einer ungeregelten symmetrischen 50-V-SMPS-Schaltstromversorgung mit 350 W. Dieses Gerät kann durch das Standard-Audioverstärker-Netzteil ersetzt werden, um Kosten und Gewicht zu reduzieren. Das vorgeschlagene Netzteil funktioniert als Halbbrücke ohne Regelung.

Geschrieben und eingereicht von: Dhrubajyoti Biswas

Mosfets als Stromversorgungsgeräte

Mein Netzteil basiert auf zwei N-MOSFETs und wird von einer integrierten IR2153-Schaltung betrieben. Der IR2153 wird von einem Leistungswiderstand von 27K 6W gespeist. Die Welligkeit bei Volllast wird unter 2 V aufgezeichnet.

Die Verwendung einer Zenerdiode (15 V) sorgt für eine Spannungsstabilisierung und die Betriebsfrequenz ist auf ca. 50 kHz eingestellt.

Am Eingangspunkt habe ich einen Thermistor platziert, um eine Überprüfung des Spitzenstroms zu erzwingen, wenn der Kondensator aufgeladen wird.

Das gleiche Phänomen tritt im AT / ATX-Netzteil eines Computers auf. Um eine niedrige Streuinduktivität und einen vollen Spannungsausgang sicherzustellen, wird außerdem die erste Hälfte der Primärwicklung in 20 Windungen gefolgt von der Sekundärwicklung gewickelt.

Stellen Sie außerdem zur Gewährleistung der Sicherheit im System sicher, dass der Ausgang (Mittelabgriff 0 V) mit der Erde verbunden ist.

Drosseln zum Filtern von HF

Die bei der Konstruktion verwendeten Drosseln erleichtern das Entfernen der HF-Ausgangswelligkeit. Die Anzahl der Windungen und der Kern, der sich in der PC-Versorgung befindet, sind kein kritischer Faktor.

Zusätzlich werden die 6k8-Widerstände am Ausgangsabschnitt verwendet, um Kondensatoren nach dem Ausschalten zu entladen, und auf diese Weise wird verhindert, dass die Spannung im Leerlauf ansteigt.

Das vorgeschlagene geschaltete Netzteil 2x 50V 350W arbeitet in einer Vorwärts-Topologie mit einem Schalter. Es hat eine Betriebsfrequenz von 80-90 kHz und eine IRF2153-Steuerschaltung, die der von US3842 sehr ähnlich ist. Das Tastverhältnis ist jedoch geringer und auf 50% begrenzt.

Zurückspulen eines ATX Trafo

Der Tr1-Transformator wurde durch Zurückspulen des SMPS ATX-Transformators entwickelt und seine Primärinduktivität beträgt ca. 6,4 mH.

Der Kern des Systems hat keinen Luftspalt und die Primärinduktivität ist weiter in zwei Teile unterteilt: Die erste Hälfte ist der Wind und die zweite ist die Wicklung.

Darüber hinaus ist es auch möglich, die ursprüngliche primäre untere Hälfte ohne Zurückspulen einzusetzen. Diese Art der Stromversorgung eignet sich hervorragend für Leistungsverstärkeranwendungen.

Bei Bedarf kann es auch gegen Überlastung oder Kurzschluss geschützt werden und die Spannung des Ausgangs kann stabilisiert werden. Die Rückmeldung des Systems kann mit Hilfe eines Optokopplers aktiviert werden.

Es ist wichtig zu beachten, dass in Bezug auf die Leistung von 350 W darauf geachtet werden sollte, dass im leitenden Zustand der typische Widerstand nicht mehr als 0,8 R überschreitet. MOSFET kann auch verwendet werden, um den Widerstandspunkt zu senken.

Interessanterweise ist der Widerstand des Systems umso besser, je kleiner er ist.

Die Spannungstoleranz liegt im Bereich von 900-1000V. Im schlimmsten Fall können 800V verwendet werden. In Anbetracht dessen war der beste MOSFET, den ich gefunden habe, SPP17N80C3 oder 900 V IGBTs.

Schaltplan

Details zur Spulenwicklung:

Der Haupt-SMPS-Transformator, der in die MOSFETs integriert ist, kann auf eine Standard-Ferritspulenkernbaugruppe mit einer Größe von 90 x 140 mm² gewickelt werden.
Die primäre Seitenwicklung besteht aus 40 Windungen aus 0,6 mm super emailliertem Kupferdraht.
Denken Sie daran, nach 20 Windungen anzuhalten, eine Isolierschicht mit einem Isolierband aufzutragen und die Sekundärwicklung aufzuwickeln. Sobald die Sekundärwicklung aufgewickelt ist, isolieren Sie sie erneut und fahren Sie mit den verbleibenden 20 Windungen fort.
Dies bedeutet, dass die Sekundärwicklung zwischen den primären 20 + 20 Windungen eingeklemmt wird.
Der Mittelhahn dieses 20 + 20 kann mit dem Gehäuse des SMPS verbunden werden, um eine verbesserte Stabilisierung und sauberere Leistungen in Bezug auf Welligkeiten oder Brummstörungen zu erzielen.
Die Sekundärwicklung besteht aus 14 x 2 nos Windungen mit Mittelgewindebohrung, die durch Aufwickeln von 0,6 mm super emailliertem Kupferdraht hergestellt werden.
Die Eingangs- und Ausgangsfilterspulen können auf Ferrit-Torroidkerne gewickelt sein. Die gepaarte Wicklung muss mit 0,6 mm super emailliertem Kupferdraht mit 25 Windungen an jedem Arm der entsprechenden Versorgungsklemmen auf dieselben einzelnen Torroidkerne gewickelt werden.

Aktualisieren:

Die oben beschriebene 350-Watt-SMPS-Schaltung wurde von einem der engagierten Mitglieder dieser Website, Herrn Ike Mhlanga, weiter verbessert. Das vollständige Schema desselben ist in der folgenden Abbildung zu sehen: