|
توی چند مدت اخیر توی خیلی از پروژه ها از منبع سوئیچینگ
استفاده میکردم اما آخرین پروژه نیاز به یک منبع با جریان
بالاتر از حالتهای معمول دیگه داشت.جریانی در حدود 6-7 آمپر با
ولتاژ 5 ولت و یک خروجی کمکی با ولتاژ حدود 12 الی 15 ولت .
این طرح تابلو نمایشگر بانک بود . وقتی تابلوهای روان درست طرح
میشن و تمام LED ها دارای شدت نور
مناسب هستند جریان مصرفی کل مدار به شدت بالا میره مثلا توی
این تابلو که شامل دو بلوک LED به
اندازه های 12*40 و 8*40 هست در مجموع 800
LED بکار رفته که با فرض جریان مصرفی هر
LED برابر 10 میلی آمپر جریان کل در صورتی که تمام
LED ها روشن باشن برابر 8 آمپر
خواهد بود که این بجز جریان مصرفی بخش سگمنتهای نمایشگر تاریخ
و ساعت و جریان مصرفی بخشهای جانبی سیستم هست! میشه گفت در کل
چیزی حدود 9 آمپر مصرف حداکثر سیستم میشه و حتی با فرض اینکه در
هر لحظه نصف LED ها روشن باشن جریان
مدار چیزی حدود 4 الی 5 آمپر خواهد بود.
توی این
جریانها کار مشکل میشه. تمامی طول سیمها طول خطوط روی بورد
تمامی توانهای تلفاتی روی قطعات و مسائل حساس دمائی باید به
دقت محاسبه بشن. مثلا به راحتی این جریان روی یک تکه سیم با
قطر مثلا 0.5 میلیمتر حدود 1 ولت افت ولتاژ ایجاد میکنه و باعث
کاهش نور یا بهم ریختن کار یا حتی ذوب شدن سیم میشه. همچنین
توی این موارد بایستی توی انتخاب نیمه هادیها و محاسبات مربوط
به خنک سازی دقت کامل بشه تا راندمان مدار در حد قابل قبول
باقی بمونه و قطعات آسیب نبینه (یه مثال کوچیک : فرض کنید این
جریان 5 آمپری از یک دیود عبور کنه. اگه ولتاژ روی دیود چیزی
حدود 1 ولت فرض بشه توان تلفاتی روی فقط همین یک دیود 5 وات
میشه و باعث میشه دمای این دیود به حدی برسه که به راحتی قلع
رو ذوب کنه! و البته چیزی از دیود هم باقی نخواهد موند برای
اطلاعات بیشتر در مورد مسائل دمائی به مقاله من در این مورد
مراجعه کنید .اینجاست)
در نهایت از
تشریحات و مقدمات که بگذرم مدتی بود که پروژه ای روی سایت
نگذاشته بودم و با توجه به اینکه طرح قبلی که از منبع سوئیچینگ
روی سایت بود یک طرح خیلی ساده و کاملا آموزشی بود و در کنارش
توی برخی فرومها هم دیده بودم که خیلیها برای این موارد از
پاور کامپیوتر استفاده کرده بودند تا یک چیز خاص مثل این تصمیم
گرفتم تشریح کاملی از نحوه ساخت این منبع رو اینجا بنویسم .
همونطور هم که گفتم این طرح روی پروژه
تابلو نمایشگر بانک من
داره استفاده میشه .
 به هر شکل
توضیحات مربوط به منابع سوییچینگ مفصل هست و در صورت نیاز
میتونید به کتابها و منابعی که توی اینترنت موجود هستند مراجعه
کنید و یا توی فروم سایت مطرح کنید.
اما این طرح
بر اساس توپولوژی فلای بک ساخته شده این مدل از منابع معمولا
برای توانهای حداکثر تا 150 وات میتونن طرح و استفاده بشن و
برای توانهای بالاتر توپولوژیهای دیگه ای استفاده میشه. ولتاژ
ورودی مدار برای ولتاژ برق شهری 220 ولت طرح شده . در خود طرح چیز خاصی برای توضیح
نمیبینم جز ساخت ترانس که در آخر توضیح میدم و چند مورد کوچک
دیگه:
آی سی بکار
رفته یه آی سی معروف در زمینه کنترل منابع سوئیچینگ به روش
کنترل جریانی هست که توی بازار ایران هم به راحتی موجود هست .
برای درایو ترانس هم از یک ماسفت قدرت به شماره
K2545 استفاده شده
که بسیار توصیه میکنم از همین شماره استفاده کنید چون مقاومت
کمی توی زمان روشن شدن داره (RDSon)
و نسبت به نمونه های دیگه ای که احتمالا فروشنده معرفی
کنه (معمولا BUZ90-91 معرفی میکنن)
دارای مرغوبیت خیلی بهتری هست .
توی فیدبک خروجی هم از TL431 و یک
اپتوکوپلر P521 استفاده شده که به
جای این کوپلر میتونید از مدلهای دیگه ای هم که در دسترس هست
استفاده کنید که البته بسیار بهتره از مدلهایی استفاده کنید که
فاقد پایه بیس هستند تا نیاز به زمین کردن بیس و حذف نویز
نباشه . من خودم مثلا با 4N27 هم که
بیس داره تست کردم و مشکلی خاصی نبود در کل یک کوپلر که توی
فرکانس کاری مدار و ولتاژ حدود 30 ولت کار کنه میتونه استفاده
بشه که البته بسیار بهتره که نمونه های سریعتر که دارای زمان
صعود و نزول کمی هستند انتخاب بشه.
یکسوسازهای
خروجی هم بسیار مهم هستند . همه دیودها رو از دیود فوق سریع
BYV27 استفاده کردم که توی بازار
موجود هست و زمان بازگشت خیلی کمی داره (حدود 30 نانو ثانیه) و
این باعث میشه خیلی کم داغ بشه ( توضیح اینکه علاوه بر جریان
عبوری از دیودها وجود زمان بازگشت زیاد هم باعث داغ شدن شدید
اونها میشه). اما برای خروجی اصلی که جریان
زیادی داره نیاز به یک دیود خاص هست چیزی مثل همین
MBR1545 که یک دیود شاتکی هست .
خوبی شاتکیها در این بخش داشتن زمان تاخیر خیلی کم در حدود 10
نانو ثانیه (توضیح اینکه شاتکی به دلیل نحوه ساخت ذاتا دارای زمان
بازگشت خاصی نیست و این مقدار توی کاتالوگ هم ذکر نمیشه اما
دارای جریان نشتی و ظرفیت خازنی بیشتر هم هست) و
تحمل جریان خروجی مدار و همچنین داشتن افت ملتاژ مستقیم
خیلی کم در حدود 0.6 ولت هست که خیلی کمتر از دیودهای معمول در
این جریان هستند (سایر دیودها در این جریان افتی حتی بیشتر از 1.5
ولت دارند) . دیود MBR1545
یا مشابهاتش میتونه در این طرح استفاده بشه مثلا نمونه های
PBYR1545 که شامل دو دیود
با کاتد مشترک هست و شما در این طرح از یکیش استفاده میکنید.
البته این دیود بایستی حتما روی یک هیت سینک با حداقل ابعاد 4
در 7 سانتی متر نصب بشه .
بحث اصلی در
ساخت این طرح و کلا سیستمهای سوئیچینگ بحث ترانس اون هست که
واقعا نیاز به دقت و کمی تجربه داره (اگه ندارید همین الان
میتونید شروع کنید). با اینکه فرصت زیادی برای کار روی تایپ و
عکسها ندارم ولی سعی کردم عکسهای مناسبی تهیه کنم.
ساخت ترانس
رو مرحله به مرحله پیش برید و خواهش میکنم دقت کنید تا به جواب
برسید. قبل از شروع به ساخت ترانس چند مورد رو بگم
-
جهت چرخش
سیمها عامل اصلی هست . دقیقا از روی عکسها متوجه جهت پیچیش
باشید وگرنه ترکیدن ترانزیستور و دیود یا دود شدن
ترانس چیزی خواهد بود که بهش میرسید.
-
به همین
ترتیب که در ادامه مینویسم و با کمک عکسها پیش برید و در
هر مرحله که یکی از سیم پیچها رو کامل میکنید روش دو لایه
چسب نواری مخصوص ترانس سوئیچینگ بزنید (البته لنت برق هم
جواب میده).
-
توی
اتصال سر سیمها به پایه های قرقره ترانس دقت کنید خصوصا
سیمهای بخش آمپر بالا باید کامل و قوی متصل بشن.
-
در هنگام
لحیم سر سیمها اونهارو حداقل یک دور اطراف پایه قرقره
بچرخونید و مراقب باشید که قرقره زود میشکنه .
-
سیمها رو
مرتب و در کنار هم و محکم بپیچید تا در نهایت کمبود فضا
پیدا نکنید و ترانس صدا نده.
-
توی یکی عکسها اگه نگاه کنید
قسمتهایی از بورد قلع اندود شده . حتما این قسمتها رو
با یک لایه ضخیم از قلع تقویت کنید
اما شرح ترانس :
من توی این طرح از یک هسته EI28*20
استفاده کردم البته میدونم باید کمی هسته بزرگتر انتخاب میشد
ولی با توجه به اینکه جریان در این طرح همیشه و یکنواخت روی 8
آمپر نیست همین مقدار هم به خوبی کافی بود و هسته تلفات زیادی
نداره.
1-
پایه های قرقره رو شماره
گذاری کردم به این ترتیب
2-
سیم پیچ اولیه که توی شماتیک با L1
مشخص شده شامل 50 دور سیم لاکدار شماره 0.30 هست که جهت پیچش و
پایه های اون در عکس مشخص شده
3-
سیم پیچی بعدی مربوط به تغدیه خود آی سی هست که توی شماتیک با
L2 مشخص شده و شامل 40 دور سیم
لاکدار نمره 0.15 هست جهت و شماره پایه ها در عکس مشخص شده
4-
اما سیم پیچی بخش جریان
بالا که L3 هست شامل 10 دور سیم
لاکدار نمره 1.2 هست که جهت و شماره پایه ها در عکس مشخص شده و
فقط همونطور که گفتم با توجه به قطر زیاد این سیم اونرو محکم و
مرتب بپیچید تا کمبود فضا پیدا نکنید و سر سیمهاش رو هم محکم و
درست به پایه های قرقره لحیم کنید .
5 - آخرین
سیم پیچ هم شامل 16 دور سیم لاکدار نمره 0.60 هست
که جهت و شماره پایه ها در عکس
مشخص شده.
6-
آخرین مرحله هم بسیار مهم هست . توی این مرحله
فضای هوایی (Air Gap) مورد نیاز
برای این طرح رو ایجاد میکنید . توی این طرح فضای هوایی مورد
نیاز برابر 0.6 میلی متر محاسبه شده که میتونید اونرو با چند
لایه کاغد پرشمال که روی هم تا میزنید بسازید من اینجا از 6
لایه کاغد پرشمال 0.1 میلیمتری استفاده کردم . نکته بعدی که
در این بخش مهم هست صدای ترانس هست که تغریبا اکثر صدا از همین
قسمت ایجاد میشه . قبل از گذاشتن 6 لایه کاغذ روی بخش
E شکل هسته روی هر سه قسمت از پایه
های هسته شارلاک بزنید و کاغد 0.6 رو که ساختید روش
بزارید و باز کمی شارلاک رو کاغذ ها بزنید و حالا بخش
I شکل از هسته رو روی کاغذ و شارلاک بگذارید
و دور هسته رو با چسب مخصوص ترانس یا لنت برق با فشار محکم
کنید . فشار به این دلیل که فضا کاملا گرفته بشه و شل نباشه .
مدتی ترانس رو توی هوای آزاد بگذارید تا شارلاک خشک بشه و سپس
ترانس آماده نصب روی بورد اصلی خواهد بود.
در نهایت برای اطمینان از
همه موارد بهتره قبل از اینکه سیستم رو مستقیم به برق بزنید در
ابتدا برق شهر رو از یک لامپ مثلا 20 وات (مثلا لامپ
شمعی) عبور بدید (سری کنید) تا اگه مشکلی بود خیلی صدمه وارد
نکنه (البته در این حالت خروجی نمیتونه جریان زیادی بده چون
ولتاژ ورودی کم خواهد شد).
بعد از اطمینان از کارکرد
مدار میتونید اونرو با یک بار اهمی پر قدرت و کم اهم زیر بار
تست کنید من خودم از چند لایه سیم نیکل کروم مربوط المنت سشوار
یا اتو یک بار اهمی 1.1 اهم ساختم . دیود
خروجی رو حتما روی هیت سینک نصب کنید (دمای این دیود در حداکثر
بار و با هیت سینک 4*7 چیزی حدود 90 درجه سانتیگراد شد که با
محاسبات انجام شده سازگار بود). خیلی بهتره ترانزیستور ماسفت رو
هم روی یک هیت سینک کوچک نصب کنید .
در انتها بابت واتر مارک روی عکسها : توی برخی از فرومها و ...
دیدم که پروژه های این سایت رو تبدیل به
PDF کردند و متاسفانه اسمی از منبع هم نبردند .
ساخت این طرح هم
کاملا بسته به نظر خودتونه من هیچ ضمانتی براش ندارم گرچه درست
هست و برای هدفی که طراحی شده کار میکنه و تست شده. وجود ولتاژ
بالای برق شهری و المانهای با جریان بالا در این سیستمها کار
با اونهارو کمی مشکل میکنه و در صورت اشتباه در ساختش امکان
ترکیدن یا آتش گرفتن یا موارد خطرناک دیگر واقعا محتمل هست.اگه
دانشی در این مورد ندارید یا دقت کافی ندارید یا ... لطفا از
خیر ساخت این طرح بگذرید. اگه توضیحی
هم نیاز هست فقط توی فروم بپرسید.
|