Комментарии 36
Работает на полную мощу и без радиаторов?
Раньше делали линейные источники питания.
Было бы интересно про такой почитать.
Раньше вместо машины катались на лошадях, а в полях использовали рабский труд. Это было очень неэффективно из-за маленького КПД. Сейчас такое можно посмотреть или в исторических статьях, или на реконструкторских фестивалях.
Так же и с линейными источниками питания. Они с инженерной точки зрения просто некрасивы: транзистор, сжигающий "лишнюю" мощность на себе и ОУ обратной связи. И огромный радиатор, часто с принудительным охлаждением. Транзистор должен быть огромный, чтобы рассеять тепло. Всё это крайне неэффективно и выглядит топорно. Можно глянуть в исторических статьях на радиокоте/схемнете, но там нет ни изюминки, ни хитрости, и это просто неинтересно. А повторять такие схемы, воюя с охлаждением транзистора, просто потеря времени.
Иногда приходится использовать такие (приходилось работать со слабыми сигналами, на них ощущаются помехи от импульсных источников, к сожалению). Но и микросхемы линейных стабилизаторов LDO до сих пор в ходу в электронике.
Задача источника питания и стабилизатора напряжения очень разная. В стабилизации иных вариантов, кроме линейных, на "последней миле" - после всех фильтров просто не может быть. Но LDO на 25 W уже почти нигде и не встретишь, это атавизм. Чаще всего они обслуживают нагрузку меньше 2 W.
Ну и разве линейный стабилизатор 5V->3V3 в цепи питания устройства от USB можно назвать источником питания?
Линейные источники питания широко применяются в качественном аудио. Питать аналоговый тракт импульсниками - ССЗБ. Ат вот цифру - запросто. Даже не так - цифре важно именно стабильное напряжение, а аналогу - питание без помех. И да, можно сделать практически "чистый" импульсник, но и ценник за него будет неприличный и смысла особо нет, ибо те же усилители А класса - это точно не про КПД и энергоэффективность. Ну а в маломощные выходные каскады цапов\предов линейники сами собой напрашиваюся.
В качественном аудио повсеместно применяются только ИБП с хорошим фильтром, других промышленно изготавливаемых схем, разработанных после 2000 года я просто не видел. Не сочтёте за труд кинуть пруфов?
А те, кто верит что слышит частоту больше 100кГц вызывают у меня лёгкое раздражжение, как плоскоземельщики, торсионщики или антиваксеры. Да и отфильтровать 100кГц до незначительной амплитуды очень легко. Напротив, наводки 100Гц, которые пробиваются через БП у старых систем питания по схеме 220 -> трансформатор -> выпрямитель -> конденсаторы -> линейники сглаживать очень неудобно, и часто их очень хорошо слышно в таких вот поделках.
Есть ощущение, что наступил на чью-то мозоль, но ладно.
Вам какие пруфы нужны? Возьмите любой приличный современный цап и погуглите хотя бы фото начинки. Везде стоят линейники. Хотя да, не спорю, в бюджетном сегменте много где используются импульсники.
Я нигде и ничего про 100кГц и вот это вот все не писал. Не стоит эмоционально реагировать.
Я нигде не писал, что фильтрация не нужна. Фильтры нужны для любого БП, ибо чего только из сети не лезет.
На мой взгляд, я написал известные и объективные вещи. Я могу быть не прав. Ровно как и Вы. Предлагаю дальше не развивать эту тему.
ИБП имеют помехи и шумы в выходном напряжении. У линейных более чистое напряжение. А что до размеров радиаторов и трансформаторов, так его не в кармане носить.
Почему после 2000 стали делать преимущественно импульсники - погоня за дешевизной.
Удивлю вас: ВСЕ БП имеют на выходе шумы и, как вы выразились, помехи.
В каждом конкретном случае подбирается максимальный уровень пульсаций необходимый для конкретного применения.
И в ЛБП, и в ИБП это решается при помощи фильтров и др. техник.
Чуть выше аудиофил слился на предложении показать современный аудиоприьор с линейным источником.
ИБП - современный прибор с отличными массо-габаритными показателями и КПД. И ничуть не уступает ЛБП по уровням пульсаций на выходе.
Прежде чем спорить, пожалуйста поделитесь вашим личным опытом производства ИБП. Мой любительский опыт позволяет даже при тривиальной переделке компьютерного БП в домашний лабораторный получить на выходе пульсации в 10мВ. И это безо всяких дополнительных выходных фильтров.
Чуть выше "аудиофил" сообщает, что таковым не является. И никуда он не "сливался". Я намеренно не продолжил тред и не приводил примеров, ибо любой мой пример будет назван необъективным и Вы или любой другой коментатор обязательно вставите свое "фи". Есть такая черта у некоторых людей.
А еще я никого не оскорблял и никакой эзотерики не писал. Да вы сами пишете плюс-минус то же самое, но другими словами.
И поймите мысль - покупая заводской аудио-девайс с импульсным питанием, Вы играете в рулетку. Не станете же Вы вскрывать каждое устройство, чтобы убедиться, что питание у него чистое? А с линейником плюс-минус такая гарантия есть.
Я тоже никого не оскорблял.
Я указал на то, что это высказывание:
ИБП имеют помехи и шумы в выходном напряжении. У линейных более чистое напряжение.
не соответствует действительности уже много лет. И подтвердил своим опытом.
А ваши высказывания "любой мой пример будет назван необъективным и Вы или любой другой коментатор обязательно вставите свое "фи" - это действительно "Есть такая черта у некоторых людей".
Не станете же Вы вскрывать каждое устройство, чтобы убедиться, что питание у него чистое? А с линейником плюс-минус такая гарантия есть.
Зачем мне вскрывать устройство, если его потребительские характеристики меня удовлетворяют? Если нет - это повод для возврата, не зависимо от типа источника питания.
Вы точно теоретик, раз не встречали шумящих линейников.
Поймите, нет такой потребительской характеристики как "шумы". Они есть всегда. Просто для разных применений есть разный допустимый уровень. Для питания прецизионного ОУ - один, а для питания источника освещения - совершенно другой.
"ЛБП - это дорого и хорошо, а ИБП - это дешево и плохо" - не более чем стереотип. Это основная мысль, которую я пытался донести.
не соответствует действительности уже много лет. И подтвердил своим опытом.
А вот это интересно. Что за обвязку вы использовали, чтобы ИБП не шумел? Мы вот занимаемся прецизионными измерениями углов (около угловой секунды) и метод считывания фазовый. Так вот, мы столкнулись с тем, что шумы от ИПБ приводят к биениям с частотой опроса АЦП, что выглядит как иногда возникающие осцилляции угла (как волновой пакет). От ЛБП такого нет. Поэтому очень интересно, как можно уменьшить пульсации от ИБП. RC-фильтры, увы, недостаточны в нашем случае (либо мы их неправильно применяем).
Вроде бы хорошая работа, но не увидел у вас на схеме ни входного фильтра, ни предохранителя.
а как эта штука защитит от импульсного шума на входе- предположим, что у соседа на общей шине перфоратор искрит- и к синусоиде 50Гц добавляет короткие пики на 750В на каждом полупериоде. И вот Вам бинго- на выходе выпрямителя на холостом ходу вместо +300В будет киловольт, на который не рассчитано ничего, подключенного к этому выходу. В домашних условиях маловероятно, но вдруг? а в производственных- так это просто вопрос времени.
Описаная тут схема полностью соответствует нормативам бытового электропитания, а если ваша сеть не соответствует этим нормам, то править надо не потребительские устройства, верно?
На нормальном производстве "грязные" линии заперты фильтрами, чтобы такие вот чудесные явления не пролезали в обычную сеть. Гораздо опаснее, да и более вероятно отгорание нуля или попадение молнии в проводку. И для этого в вводном щитке предусмотрены системы защиты.
Я абсолютно согласен с нормативами и правилами запирания грязных линий. Но при этом за свою не так чтоб длинную жизнь несколько раз носил в утиль железо, убитое нормативной и сертифицированной электросетью- перфораторы нормативку не читают. А один профессиональный строительный Макита, заклинивший в стене, выносит ногами вперед офисный этаж принтеров, МФУ, телевизоров и холодильников, даже снабженных входными конденсаторными фильтрами. Поэтому с точки зрения документации входной фильтр можно и не ставить, но суровая реальность сурова и реальна, и это желательно учитывать... желательно! хотя и не обязательно.
Конденсаторные фильтры в первую очередь нужны именно для запирания ВЧ токов от самого источника в источнике и предотвращают загрязнение сети.
От выбросов на входе ставят варисторы и именно они поглощают энергию коротких выбросов. И если они стоят и правильно подобраны номиналы защиты, фильтров и есть запас по напряжению в силовых цепях, то заклинившая Макита ничего не выносит.
Этот ИП прошел сертификационные испытания?
Это — выпрямитель со сглаживающим фильтром. А фильтр радиопомех отсутствует. Так же как и предохранитель.
И где там предохранитель?
не увидел у вас на схеме ни входного фильтра
спасибо.... на плавный старт и ВВ smd конденсаторы С1,3 а то что нет плёнки на ~220 и синфазника (хотя бы) - упустил..
В книге у Марти Брауна есть совет токосчитывающий резистор набирать из двух, включенных параллельно, один до выпрямляющих диодов, другой после. Первичку силового трансформатора также советуют половинить, сначала пол первички, в середине вторички и в конце вторую половину вторички, для уменьшения индуктивности рассеяния и потерь в снабберных цепях. Можно наоборот увеличить индуктивность рассеяния, убрать снабберные цепочки и рассчитывать на мягкое переключение полумоста на транзисторах с быстрыми диодами, но такое без настоящих осциллограмм не реализовать.
Спасибо, очень увлекательно. Но пара вопросов и замечаний:
Очень жалко, что не описан процесс расчета трансформатора, обычно это ряд компромиссов и очень интересно почитать о вашем пути расчетов и результате.
Зачем запаралеллены резисторы 10 Ом в затворах силовых транзисторов?
В схеме выпрямителя выход VCC VCC/2, но на входе основного блока +300В и +150В. Я так понимаю это одно и тоже? И еще вопрос по выбору емкостей фильтра, я только флаи разрабатывал, там обычно выбирают 1..2 мкф на 1Вт , а здесь как?
На схеме отсутствует входной фильтр, просто не показан или вы без него реально делаете источники?
А LLC на полумосте не хотите собрать? Транзисторам будет комфортнее работать.
Примечания:
- Проконтролировать допустимое напряжение дросселя L1. Витков там много, а напряжение — немалое.
- Включение и обвязка R40, 41 и 42 — позволяет выделить из БП волшебный дым.
- Предусмотреть шунтирование светодиода оптрона U5 резистором. Изредка попадаются случаи, нехватки рабочего тока для регулятора 431 (400 мкА мин.) из-за высокого коэффициента усиления тока оптрона и малого тока в его выходной цепи.
Автору респект! Всегда очень боялся сетевых преобразователей... Поэтому подходил к их проектированию с особой тщательностью) Всё перепроверял по N+1 раз. И тепловизор пришлось купить, чтобы пальцами и яйцами туда не лазать.
Не удержусь, и подкину идей для версии 2.0:
Интересная схема с симистором для софт-старта. Кроме ваших публикаций нигде такого не видел, приму во внимание. Но его не обязательно изолировать оптроном, если поставить его после выпрямительного моста. См. схему слева. Есть нюанс - симистор будет работать в IV квадранте, и ещё надо подумать, как не потратить на его открывание драгоценные ватты.
Я сам для софт-старта несколько раз использовал схему, похожую на то, что справа. На таком же силовом мосфете, какой стоит в мосту. В обратноходовом преобразователе он открывался от выбросов напряжения на силовом ключе. Тут же можно даже от снабберной цепочки запитать.
Токовый трансформатор - штука большая, и надо руками мотать. А это категорически лень делать) Импульсный ток доступен для измерения в других местах шунтом. Через нижний транзистор моста VT3, и часть тока течёт через нижние ВЧ-конденсаторы, или даже просто через один C3. Видел интересную реализацию - просто измеряют пульсации в средней точке, где у вас цепь 150V.
Ну и, конечно, фильтр от помех в/из сети, предохранитель, варистор - это обязательные вещи. Недавно, например, искал источник помех у себя на рабочем месте. Оказалось, что разработчики моего старенького монитора (марка DNS, был когда-то такой, "маде ин раша" даже на нём написано) положили болт на фильтр. И осцилл, включённый в тот же пилот, что и моник, естественно, мне вместо нормального сигнала показывал импульсные помехи миника. Мдя.
И так. Я тут вышел из отпуска и вижу что за это время вышла моя статья и даже есть комментарии и некоторые адекватные и не токсичные (хотя эта статьи и вышла на российском ресурсе).
Попробую ответить на многое.
Радиатор ну транзисторы иногда нужен, но его наличие и его площадь зависит от многих факторов: какая мощность источника используется, где источник располагается, есть ли в блоке активная конвекция воздуха и т.д.
Про линейный БП могу написать, есть у меня проект одного на 500Вт (очень была хитрая штука с 6 мощными 2N3055 и огромным радиатором, хитрым драйвером для них и огромнейшим трансформатором), но надо уточнить у заказчика имею ли право о нём писать, возможно нет и тогда придётся вспомнить что там ещё когда делал.
Фильтр, хорошее замечание. Предпочитаю ставить внешние, типа таких: https://aliexpress.ru/item/1005005474054592.html?sku_id=12000033224682792&spm=a2g2w.productlist.search_results.10.50444aa68FKxsx
или таких:
https://aliexpress.ru/item/32679718124.html?sku_id=60300762543&spm=a2g2w.productlist.search_results.16.50444aa68FKxsx
По цене очень дёшево. Располагать проще, чем более крупную плату сразу с ним вертеть внутри корпуса. Так как бок универсальный, и может быть на разную мощность и напряжение, то и EMI фильтр грамотнее будет тоже выбирать под конкретное применение.Предохранитель. Хорошее замечание. Я люблю использовать предохранители на блоке, который ставится в специальную колодку. Для его замены не требуется раскрывать блок и менять его на плате.
Процесс расчёта трансформатора не привёл, так как тут бок универсальный и лучше бы его считать под конкретный пример. Лично я пользуюсь софтом от Старичка (супер популярные тулзы у радиолюбителей) и редко руками (чаще для проверки верности расчётов и понимания порядка величин).
Резисторы запараллелил в затворах только для того, что у меня лежит катушка на 10 Ом и мне 10 лет не придётся покупать новые для сборки таких БП. Ни какой мистики, только оптимизация.
В схеме выпрямителя выход VCC VCC/2, но на входе основного блока +300В и +150В. Я так понимаю это одно и тоже? Да это одно и тоже.
Про выбор конденсаторов. Калькулятор от TI даёт примерные пульсации на входном и на выходном конденсаторе ими можно вполне реально пользоваться. Они покажут примерные значения. Я люблю заложить +20-30% от этого. Хорошим стилем будет посмотреть реальные пульсации на приборе.
LLC, ZVS и прочие кайфовые штуки вижу смысл делать на бОльших мощностях и когда уж совсем надо бороться за КПД. Тут меня эта простота устраивает. Если бы на кВт, то да, ZVS рулит - этому меня отлично научил бывший коллега и яндекса (привет Александр;) ).
Проконтролировать допустимое напряжение дросселя L1. Отличный грамотный коммент. Тут действительно важный момент
Включение и обвязка R40, 41 и 42 — позволяет выделить из БП волшебный дым. Это опции, которые делаю исключительно для себя, для удобства отладки и экспериментов. В финале или жестко запаяня smd, или только настроенные подстроечники с капелькой лака на головке.
Предусмотреть шунтирование светодиода оптрона U5 резистором. Моё почтение за замечание, всегда так делаю (в прошлых моих статьях это можно увидеть), а тут забыл. + один пункт в V2.0, если таковая будет.
И тут большое спасибо за вариант включения симистора. Очень полезно и интересно. Имеет место быть. Лично мне бывает удобно иметь +12В дежурки. Часто завожу или какую нибудь индикацию включения, или бывает радиомодуль для дистанционного включения. В общем есть порой задачки, для которых гальваническая развязка не нужна, а +12 бывает полезно.
Измерение тока в нижнем транзисторе на шунте - да, возможно и полезно. Действительно может быть и дешевле в плане компонентов, а может и нет) Это один из путей как кто может, хочет, любит делать)
Ну вот кажется всем ответил. Всем спасибо за конструктивную критику и предложения.
Призываю в русскоязычном сообществе тоже общаться с взаимным уважением. Лично меня не очень радует что сейчас происходит. На зарубежных форумах и чатах намного культурнее и отзывчивее люди. В русскоязычном комьюнити какое-то токсичное общение.
Давайте вести себя достойно, как взрослые люди, а не как люди с комплексами, которые каждым своим комментарием не пытаются помочь другому, но как будто бы кичатся своими знаниями.
Предпочитаю ставить внешние, типа таких
Они без варистора и одиночного(дифференциального) дросселя, это скорее дополнительный узел фильтрации рядом с вводом и заземлением, чем основной. Без них проблематично влезть в нормы ЭМС и не стать жертвой Макиты ). Иногда синфазные дросселя специально делают несимметричными и образуется паразитный дифференциальный дроссель, но обычно он недостаточен.
В русскоязычном комьюнити какое-то токсичное общение.
Приведите пример плз из этого топика, как-то вы не очень культурно обобщили.
а тут забыл. + один пункт в V2.0, если таковая будет.
Не. Сейчас вижу, что достаточно уменьшить резистор на выходе оптрона раз в 10.
Крутая статья! Спасибо, интересно и полезно.
Решение с симистором впервые вижу такое. На полной мощности на нём много рассеивается тепла, ведь падение на нём будет 0,6В?
Разработка универсального сетевого стабилизированного источника питания