Как проверить ШИМ контроллер мультиметром и с применением тестера радиодеталей
Широтно–импульсные преобразователи являются конструктивной частью импульсных блоков питания электронных устройств. Разберем, как проверить ШИМ контроллер с применением мультиметра, на примере материнской платы компьютера.
Проверка на материнской плате
Итак, при включении питания платы, срабатывает защита. В первую очередь, необходимо проверить мультиметром сопротивление плеч стабилизатора.
Для этих целей также может быть использован тестер радиодеталей. Если одно из них показывает короткое замыкание, то есть, измеренное сопротивление составляет меньше 1 Ома, значит, пробит один из ключевых полевых транзисторов.
Выявление пробитого транзистора в случае, если стабилизатор однофазный, не составляет труда – неисправный прибор при проверке мультиметром показывает короткое замыкание. Если схема стабилизатора многофазная, а именно так питается процессор, имеет место параллельное включение транзисторов. В этом случае, определить поврежденный прибор можно двумя путями:
произвести демонтаж транзистора и проверить мультиметром сопротивление между его выводами на предмет пробоя;
- не выпаивая транзисторы, замерить и сравнить сопротивление между затвором и истоком в каждой из фаз преобразователя. Поврежденный участок определяется по более низкому значению сопротивления.
Второй способ работает не во всех случаях. Если пробитый элемент определить не удалось, придется все же выпаять транзистор.
Далее производится замена поврежденного транзистора, а также, установка на место всех выпаянных в процессе диагностики радиоэлементов. После этого можно попытаться запустить плату. Первое включение после ремонта лучше выполнить, сняв процессор и выставив соответствующие перемычки. Если первый запуск был успешным, можно проводить тест с нагрузкой, контролируя температуру мосфетов.
Неисправности ШИМ контроллера могут проявляться так же, как и пробой мосфетов, то есть уходом блока питания в защиту. При этом проверка самих транзисторов на пробой результата не дает. Кроме этого, следствием нарушения функций ШИМ контроллера может быть отсутствие выходного напряжения или его несоответствие номинальной величине. Для проверки ШИМ контроллера следует вначале изучить его даташит. Наличие высокочастотного напряжения в импульсном режиме, при отсутствии осциллографа, можно определить, используя тестер кварцев на микроконтроллере.
Признаки неисправности, их устранение
Перейдем к рассмотрению конкретных признаков неисправностей ШИМ контроллера.
Остановка сразу после запуска
Импульсный модулятор запускается, но сразу останавливается. Возможные причины: разрыв цепи обратной связи; блок питания перегружен по току; неисправны фильтровые конденсаторы на выходе. Поиск проблемы: осмотр платы, поиск видимых внешних повреждений; измерение мультиметром напряжения питания микросхемы, напряжения на ключах (на затворах и на выходе), на выходных емкостях. В режиме омметра мультиметром надо измерить нагрузку стабилизатора, сравнить с типовым значением для аналогичных схем.
Импульсный модулятор не стартует
Возможные причины: наличие запрещающего сигнала на соответствующем входе. Информацию следует искать в даташите соответствующей микросхемы. Неисправность может быть в цепи питания ШИМ контроллера, возможно внутренне повреждение в самой микросхеме. Шаги по определению неисправности: наружный осмотр платы, визуальный поиск механических и электрических повреждений. Для проверки мультиметром делают замер напряжений на ножках микросхемы и проверку их соответствия с данными в даташит, в случае необходимости, надо заменить ШИМ контроллер.
Проблемы с напряжением
Выходное напряжение существенно отличается от номинальной величины. Это может происходить по следующим причинам: разрыв или изменение сопротивления в цепи обратной связи; неисправность внутри контроллера. Поиск неисправности: визуальное обследование схемы; проверка уровней управляющих и выходных напряжений и сверка их значений с даташит. Если входные параметры в норме, а выход не соответствует номинальному значению – замена ШИМ контроллера.
Отключение блока питания защитой
При запуске широтно-импульсного модулятора, блок питания отключается защитой. При проверке ключевых транзисторов короткое замыкание не обнаруживается. Такие симптомы могут свидетельствовать о неисправности ШИМ контроллера или драйвера ключей. В этом случае нужно произвести замер сопротивлений между затвором и истоком ключей в каждой фазе. Заниженное значение сопротивления может указывать на неисправность драйвера. При необходимости делается замена драйверов.
evosnab.ru
Блок питания стиральной машины Индезит, Самсунг, LG, Аристон
Блок питания обеспечивает подачу напряжения в 5 вольт процессору. Его трансформатор расположен за входной колодкой. Для ремонта его достаточно легко достать.
LG и Samsung
С 2009 года машины LG и Samsung начали производиться с участием корпорации Flextronics. В блоках питания стиральных машин LG и Самсунг используется понижающий трансформатор с первичной обмоткой 230 вольт и вторичной – 12 вольт.
Блок управления
Принцип получения 5 вольт у машин Самсунг и LG:
- вторая обмотка снимает 12 вольт AC;
- 12 вольт DC снимаются с выпрямителя, образованного диодным мостом;
- вторичная обмотка заземлена с двух сторон с помощью двух резисторов 33 к;
- в конце диодного моста расположен диод, он не участвует в процессе преобразования напряжения;
- в RC-цепи стоит конденсатор 2,2 мФ, фильтр этой цепи снижает пульсации;
- 12 вольт преобразуются в 5 через стабилизатор L7805;
- завершает цепочку фильтр с электролитическим конденсатором 470 мкФ.
Блок питания
Выходящие 5 вольт обеспечивают работу стиральной машины Самсунг и LG.
Блок питания, к сожалению, требует ремонта или замены чаще, чем того хотелось бы. Его необходимо проверить первым, если стиральная машина Самсунг или LG отказывается включаться. Тестируем:
Параметр | Норма | Неисправная деталь |
Напряжение, выпускаемое второй обмоткой трансформатора. | 12 вольт | Трансформатор |
DC при поступлении в стабилизатор. | 12 вольт | Конденсатор 2,2 мФ или выпрямитель |
DC на выходе из стабилизатора. | 5 вольт | Микросхема стабилизатора L7805 или конденсатор 470 мкФ |
Ariston и Indesit
Используют импульсные блоки питания. Они имеют меньший размер по сравнению с блоками питания LG и Samsung. Несмотря на то, что производятся они, как правило, на базе Flextronics, схема у Ariston и Indesit принципиально отличается.
Импульсный источник питания электронных модулей стиральных машин
У машины Индезит/Аристон в начале цепи такого блока находится варистор. Далее напряжение проходит через конденсаторы, резисторы, выпрямитель. После выпрямления оно нарезается импульсами.
Визуально неисправность будет находиться на плате или внутри микросборки. Это могут быть транзисторы, симисторы или тиристоры. Ремонт может также потребоваться защите от коллизий.
Indesit
Изучение микросхемы TNY 264 PN, главной детали импульсного блока у Индезит/Аристон, потребует значительного времени. Суть ее работы заключается в следующем:
- первая обмотка заземлена через микросхему;
- импульсы генерируются встроенным импульсным источником питания 5,8 вольт;
- вторичные обмотки у трансформатора 12 и 5 вольт DC;
- вывод BP обеспечивает бесперебойное питание встроенному импульсному источнику;
- вывод EN/UV разрешает вход и отслеживает нестабильность;
- S – для заземления внутренних полупроводников;
- HV RTN замыкает напряжение по первой обмотке.
Такая микросхема защищена от перегрузки, самостоятельно подает импульсы трансформатору и тестирует выходы.
Модуль стиральной машины
В случае неисправности имульсного блока питания машины Индезит/Аристон потребуется тщательное изучение всех участков микросхем. Целесообразно найти их описания. Схемы блоков питания стиральных машин, как правило, доступны на сайтах производителей или их сервисной технической поддержки, в нашем случае Ariston и Indesit. Зачастую схемы отдельных моделей можно найти по производителю Flextronics.
Перед демонтажем отдельных деталей стиральной машины полезным будет сделать фото крупным планом, чтобы впоследствии не возникло вопросов, откуда взялись те или иные части, и куда что вставлять.
Блок управления
Внешне блок питания можно определить по подведенному питанию и трансформатору (или двум). Он отсоединяется. При работе с электроникой стиральной машины по возможности используйте антистатические аксессуары и одежду (перчатки, напульсники, сапоги).
1stiralnaya.ru
Импульсный БП 5В, 1,5А на TNY264P.
Импульсный БП 5В, 1,5А на TNY264P.
А не пойти ли мне на работу подумал я в один из будних дней и не пошел, а чтобы не терять время зря, решил продолжить тему обратноходовых преобразователей напряжения, на основе микросхем фирмы Power Integrations (USA) TinySwitch-II www.powerint.com; www.powerint.ru. Попытаюсь подробнее рассмотреть семейство микросхем (в дальнейшем МС, прошу не путать, с маркировкой каких либо радиоэлементов) TinySwitch-II.
За последнее время МС этого семейства достигли огромной популярности, их можно встретить в DVD-плеерах, DSL-модемах, зарядно-питающих устройствах, ждущих блоках питания и т. д. И собственно на радиорынках они уходят с огромной скоростью, в чём я лично убедился, когда мне понадобилась TNY264 в SMD корпусе.
Преимущества МС заключается в предельно простом управлении. Так, для того чтобы стабилизировать напряжение, оказывается вовсе не нужен ШИМ. Поддержание выходного напряжения происходит в режиме вкл/выкл, по выводу EN/UV. Это, конечно, не самая лучшая идея, так во время работы тр-тор такого преобразователя "поёт". Звук, издаваемый тр-ром похож на свист, если блок работает на холостом ходу, и на высокочастотный шум, если нагрузка блока приближается к максимальной. По этой причине после своей первой сборки такого блочка, в последующих конструкциях к намотке и изготовлению тр-тора стал относиться более серьёзно.
А вот собственно схема блока питания, о котором речь пойдёт ниже:
Основные параметры:
Напряжение питания AC: 195...265В;
Максимальная мощность, развиваемая на выходе: 7,5Вт;
Напряжение DC выхода: 5В;
Максимальный ток выхода: 1,5А;
Рабочая частота преобразователя: 132кГц+6%;
КПД источника, не менее: 84%;
Мощность потребляемая от сети на холостом ходу: около 50мВт;
Как видно из схемы, можно выделить основные узлы блока: 1. Выпрямитель сетевого напряжения: TR1, F1, BR1, C1, C2. 2. Фильтр подавления ВЧ-помех: C1, C2, DR1, DR2. Использование двух отдельных дросселей позволяет избавиться от синфазных и дифференциальных составляющих помехи одновременно. 3. MC TNY264 - сердце блока. 4. Снаббер D1, R1, C4. 5. Резистор R2 задающий максимальное значение напряжения сети. 6. Цепь BIAS: R3, R4, C5, D1 в дальнейшем эта цепочка будет рассмотрена более подробно. 7. Цепь выпрямления выходного напряжения: D3, C6, C7, DR3. 8. Цепь стабилизации и гальванической развязки обратной связи: ZD1, R5, R6, U1.
Вообще-то на рисунке блок питания имеет ещё два дополнительных выхода на 3 и 9В. Домотать обмоток на тр-тор можно столько, сколько позволит Ваше терпение, габарит каркаса и количество свободных выводов на каркасе. Конечно учитывая, что суммарная потребляемая мощность со всех, либо одного выхода не должна превышать значение в 7,5Вт для данной конструкции.
Теперь, пожалуй, затронем цепочку BIAS (на схеме выделена красным цветом) - R3, R4, C5, D1. Сразу обрадую Вас, что её можно и вовсе не ставить, как говорилось выше, внутри МС уже предусмотрена схема запуска от высокого входного напряжения. Потребляемая мощность блока на холостом ходу без этой цепочки, равна примерно 250 мВт, а с цепью смещения примерно 50 мВт. Если разобраться, эти две величины ничтожны даже по сравнению с миниатюрными стандартными НЧ трансформаторными блоками. Но разница в 5 раз послужила хорошим доводом лично для меня, чтобы в дальнейшем использовать такое схемное решение.
Элемент |
Номинал |
Примечание |
R1 |
150кОм 1Вт |
5% |
R2 |
4,7МОм 0,25Вт |
5% (2,2мОм + 2,5мОм можно не ставить) |
R3 |
5,6кОм |
5% |
R4 |
4,7 |
5% |
R5 |
270 |
5% (подбор) |
R6 |
100 |
5% (подбор) |
C1, C2 |
4,7мкФx400B |
Низкоимпендансный |
C3, C5 |
0,1мкФх50В |
Керамика |
C4 |
3300х1кВ |
Керамика |
C6, C7 |
470мкФх10В |
Низкоимпендансный |
Z1 |
300В 2А |
|
TR1 |
33Ом |
NTC |
U1 |
PC817 |
|
D1 |
1N4937, UF4005 |
1А 600В |
D2 |
1N4148 |
|
D3 |
IR0416L |
5A шоттки |
DA1 |
TNY246P |
|
F1 |
0,5А 250В |
|
DR1, DR2 |
47мкГн 0,3А |
Можно не ставить |
DR3 |
3,3мкГн 3А |
Можно не ставить |
ZD1 |
1N5229, BZX79C4V3 |
4,3B 20мА; 5мА |
BR1 |
RB157 |
Любой другой - >0,5А >400В |
Хочу сделать пару заметок относительно элементов. Во-первых, выбирая один или другой тип стабилитрона, следует учесть, что, токи, при которых они выполняют условия стабилизации. Определяются резисторами R5, R6. В данном случае они годятся для последнего указанного стабилитрона. Диод шоттки указан слишком большой мощности - что нашёл, то и поставил. По поводу подрегулировки выходного напряжения отправлю Вас, на ранее описанный мной блок питания на МС TOP247Y.
Намотку трансформатора производи на каркасе, предназначенном для магнитопровода E16/8/5 (EF16) 2500-й проницаемости. W1 - 158 витков провода 0,13мм ПЕЛ, ПЕВ, ПЕВ-2. W2 - 15 вит. аналогичного провода. W3 - 6 вит. провода аналогичных марок, 2-мя сложенными вместе, диаметром 0,25мм. Между обмотками прокладываем по слою лакоткани. Для уменьшения шумности трансформатора, каждый намотанный слой провода можно 2 - 3 раза покрыть цапонлаком. После такого покрытия, следует каждый слой в течении 10 минут хорошенько просушить.
В магнитопровод трансформатора следует ввести зазор длиной 0,156 мм (расчетная величина). Поэтому, недолго думая, проклеивая тр-тор, в крайние стыки сердечника подкладываем обмоточный провод, который использовали при намотке обмотки W1. Перед проклейкой стыков, на центральный наносим по капле клея, чтобы заделать внутренний зазор. Вообще, использование в качестве клея цапонлака, позволяет в случае неудачи, очень легко разобрать тр-тор, просто подержав его в каком-нибудь растворителе. Для общего развития, смотрим рисунок:
Ну а теперь поговорим о том, что ещё можно изменить в схемном решении. Схемы я брал из даташитов или другой литературы с описанием МС-ем TinySwitch-II, и они перетерпели незначительные изменения. В первую очередь, переделаем цепь стабилизации и гальванической развязки, таким образом, что получим стабилизатор тока и напряжения одновременно.
Первая схема, пожалуй, самая простая, здесь в обычном режиме, когда ток на выходе сравнительно мал, происходит ограничение выходного напряжения благодаря цепочке ZD - R2 - R3. Как только лимит тока достигнет значения, при котором на R1 выделится достаточно напряжения (1В) чтобы запитать диод оптопары, преобразователь начнёт переходить в режим ограничения выходного тока. Таким образом, выход можно и вовсе закоротить и схема блока не будет работать в режиме авторестарта, как это происходило бы в 7,5Вт-ном блоке. Вторая схема более сложная, здесь более чётко разделены, цепь стабилизации напряжения и цепь токоограничения. Преимущество схемы в том, что напряжение, выделенное на R7 усиливается транзистором. Кроме того на R7 требуется меньше напряжение чтобы открыть транзистор (0,6В), а значит и требуемая мощность резистора почти в 2 раза меньше, чем в схеме а). Лично мной была опробована схема в б) варианте. Такие решения можно использовать при постройке зарядных устройств для аккумуляторов.
На все вопросы постараюсь ответить на форуме.
Дерзайте, удачи в паянии!!!
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
www.radiokot.ru
TNY264GN POWER INTEGRATIONS - PMIC TNY264G | TME
Страна AlbaniaAlgeriaAmerican Minor Outlying IslandsAmerican SamoaAmerican Virgin IslandsAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua and BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBlueBoliviaBonaire, Saint Eustatius and SabaBosnia and HerzegovinaBotswanaBouvet IslandsBrazilBritish Indian Ocean TerritoryBritish Virgin IslandsBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurmaBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral African RepublicChadChileChinaChristmas IslndCoconut IslandsColombiaComorosCook IslandsCosta RicaCroatiaCuraçaoCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEast TimorEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEstoniaEthiopiaFalkland IslandsFaroe IslandsFijiFinlandFranceFrench GuyanaFrench PolynesiaFrench S.TerritGabonGambiaGeorgiaGermanyGhanaGibraltarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuyanaHaitiHeard and McDonald IslandsHondurasHungaryIcelandIndiaIndonesiaIraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakhstanKenyaKiribatiKosovoKuwaitKyrgyzstanLaosLatviaLesothoLiberiaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauretaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesiaMoldovaMonacoMongoliaMontserratMoroccoMozambiqueNamibiaNauruNepalNetherlandsNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandsNorth Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPalestinePanamaPapua New GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairn IslandsPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint HelenaSaint Kitts and NevisSaint MartinSamoaSan MarinoSao Tome and PrincipeSaudi ArabiaSenegalSeychellesSierra LeoneSingaporeSint Maarten (Dutch part)SlovakiaSloveniaSolomon IslandsSouth AfricaSouth Georgia and the Southern Sandwich IslandsSouth KoreaSpainSri LankaSt. LuciaSt. Pierre and MiquelonSt. Vincent and the GrenadinesSurinameSvalbardSwazilandSwedenSwitzerlandTaiwanTajikistanTanzaniaThailandTogoTokelau IslandsTongaTrinidad and TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks and Caicos IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Arab EmiratesUnited KingdomUruguayUSAUzbekistanVanuatuVatican CityVenezuelaVietnamWallis and Futuna IslandsWest SaharaZambiaГонконг, КитайСербияЧерногория
Язык РусскийEnglish
www.tme.eu
Импульсный БП 5В, 1,5А на TNY264P. CAVR.ru
За последнее время МС этого семейства достигли огромной популярности, их можно встретить в DVD-плеерах, DSL-модемах, зарядно-питающих устройствах, ждущих блоках питания и т. д. И собственно на радиорынках они уходят с огромной скоростью, в чём я лично убедился, когда мне понадобилась TNY264 в SMD корпусе.
Преимущества МС заключается в предельно простом управлении. Так, для того чтобы стабилизировать напряжение, оказывается вовсе не нужен ШИМ. Поддержание выходного напряжения происходит в режиме вкл/выкл, по выводу EN/UV. Это, конечно, не самая лучшая идея, так во время работы тр-тор такого преобразователя "поёт". Звук, издаваемый тр-ром похож на свист, если блок работает на холостом ходу, и на высокочастотный шум, если нагрузка блока приближается к максимальной. По этой причине после своей первой сборки такого блочка, в последующих конструкциях к намотке и изготовлению тр-тора стал относиться более серьёзно.
А вот собственно схема блока питания, о котором речь пойдёт ниже:
Основные параметры:
Напряжение питания AC: 195...265В;
Максимальная мощность, развиваемая на выходе: 7,5Вт;
Напряжение DC выхода: 5В;
Максимальный ток выхода: 1,5А;
Рабочая частота преобразователя: 132кГц+6%;
КПД источника, не менее: 84%;
Мощность потребляемая от сети на холостом ходу: около 50мВт;
Как видно из схемы, можно выделить основные узлы блока: 1. Выпрямитель сетевого напряжения: TR1, F1, BR1, C1, C2. 2. Фильтр подавления ВЧ-помех: C1, C2, DR1, DR2. Использование двух отдельных дросселей позволяет избавиться от синфазных и дифференциальных составляющих помехи одновременно. 3. MC TNY264 - сердце блока. 4. Снаббер D1, R1, C4. 5. Резистор R2 задающий максимальное значение напряжения сети. 6. Цепь BIAS: R3, R4, C5, D1 в дальнейшем эта цепочка будет рассмотрена более подробно. 7. Цепь выпрямления выходного напряжения: D3, C6, C7, DR3. 8. Цепь стабилизации и гальванической развязки обратной связи: ZD1, R5, R6, U1.
Вообще-то на рисунке блок питания имеет ещё два дополнительных выхода на 3 и 9В. Домотать обмоток на тр-тор можно столько, сколько позволит Ваше терпение, габарит каркаса и количество свободных выводов на каркасе. Конечно учитывая, что суммарная потребляемая мощность со всех, либо одного выхода не должна превышать значение в 7,5Вт для данной конструкции.
Теперь, пожалуй, затронем цепочку BIAS (на схеме выделена красным цветом) - R3, R4, C5, D1. Сразу обрадую Вас, что её можно и вовсе не ставить, как говорилось выше, внутри МС уже предусмотрена схема запуска от высокого входного напряжения. Потребляемая мощность блока на холостом ходу без этой цепочки, равна примерно 250 мВт, а с цепью смещения примерно 50 мВт. Если разобраться, эти две величины ничтожны даже по сравнению с миниатюрными стандартными НЧ трансформаторными блоками. Но разница в 5 раз послужила хорошим доводом лично для меня, чтобы в дальнейшем использовать такое схемное решение.
Элемент | Номинал | Примечание |
R1 | 150кОм 1Вт | 5% |
R2 | 4,7МОм 0,25Вт | 5% (2,2мОм + 2,5мОм можно не ставить) |
R3 | 5,6кОм | 5% |
R4 | 4,7 | 5% |
R5 | 270 | 5% (подбор) |
R6 | 100 | 5% (подбор) |
C1, C2 | 4,7мкФx400B | Низкоимпендансный |
C3, C5 | 0,1мкФх50В | Керамика |
C4 | 3300х1кВ | Керамика |
C6, C7 | 470мкФх10В | Низкоимпендансный |
Z1 | 300В 2А | |
TR1 | 33Ом | NTC |
U1 | PC817 | |
D1 | 1N4937, UF4005 | 1А 600В |
D2 | 1N4148 | |
D3 | IR0416L | 5A шоттки |
DA1 | TNY246P | |
F1 | 0,5А 250В | |
DR1, DR2 | 47мкГн 0,3А | Можно не ставить |
DR3 | 3,3мкГн 3А | Можно не ставить |
ZD1 | 1N5229, BZX79C4V3 | 4,3B 20мА; 5мА |
BR1 | RB157 | Любой другой - >0,5А >400В |
Хочу сделать пару заметок относительно элементов. Во-первых, выбирая один или другой тип стабилитрона, следует учесть, что, токи, при которых они выполняют условия стабилизации. Определяются резисторами R5, R6. В данном случае они годятся для последнего указанного стабилитрона. Диод шоттки указан слишком большой мощности - что нашёл, то и поставил. По поводу подрегулировки выходного напряжения отправлю Вас, на ранее описанный мной блок питания на МС TOP247Y.
Намотку трансформатора производи на каркасе, предназначенном для магнитопровода E16/8/5 (EF16) 2500-й проницаемости. W1 - 158 витков провода 0,13мм ПЕЛ, ПЕВ, ПЕВ-2. W2 - 15 вит. аналогичного провода. W3 - 6 вит. провода аналогичных марок, 2-мя сложенными вместе, диаметром 0,25мм. Между обмотками прокладываем по слою лакоткани. Для уменьшения шумности трансформатора, каждый намотанный слой провода можно 2 - 3 раза покрыть цапонлаком. После такого покрытия, следует каждый слой в течении 10 минут хорошенько просушить.
В магнитопровод трансформатора следует ввести зазор длиной 0,156 мм (расчетная величина). Поэтому, недолго думая, проклеивая тр-тор, в крайние стыки сердечника подкладываем обмоточный провод, который использовали при намотке обмотки W1. Перед проклейкой стыков, на центральный наносим по капле клея, чтобы заделать внутренний зазор. Вообще, использование в качестве клея цапонлака, позволяет в случае неудачи, очень легко разобрать тр-тор, просто подержав его в каком-нибудь растворителе. Для общего развития, смотрим рисунок:
Ну а теперь поговорим о том, что ещё можно изменить в схемном решении. Схемы я брал из даташитов или другой литературы с описанием МС-ем TinySwitch-II, и они перетерпели незначительные изменения. В первую очередь, переделаем цепь стабилизации и гальванической развязки, таким образом, что получим стабилизатор тока и напряжения одновременно.
Первая схема, пожалуй, самая простая, здесь в обычном режиме, когда ток на выходе сравнительно мал, происходит ограничение выходного напряжения благодаря цепочке ZD - R2 - R3. Как только лимит тока достигнет значения, при котором на R1 выделится достаточно напряжения (1В) чтобы запитать диод оптопары, преобразователь начнёт переходить в режим ограничения выходного тока. Таким образом, выход можно и вовсе закоротить и схема блока не будет работать в режиме авторестарта, как это происходило бы в 7,5Вт-ном блоке. Вторая схема более сложная, здесь более чётко разделены, цепь стабилизации напряжения и цепь токоограничения. Преимущество схемы в том, что напряжение, выделенное на R7 усиливается транзистором. Кроме того на R7 требуется меньше напряжение чтобы открыть транзистор (0,6В), а значит и требуемая мощность резистора почти в 2 раза меньше, чем в схеме а). Лично мной была опробована схема в б) варианте. Такие решения можно использовать при постройке зарядных устройств для аккумуляторов.
www.cavr.ru
Power Integrations, Inc TNY264GN Даташит, TNY264GN PDF, даташитов
Другие PDF | недоступен. | |
TNY264GN Datasheet PDF : |
|
Ссылка на страницу (HTML): 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 |
English 한국어 简体中文 日本語 español
ru.datasheetbank.com
Импульсный источник питания 12W на микросхеме TNY278P (TinySwitch-III).
Введение:
Данный документ описывает источник питания с универсальным входом, 12V, 1А, построенный по обратноходовой топологии на базе микросхемы TNY278P (семейство TinySwitch-III, Power Integrations). Документ содержит полную спецификацию на источник питания, его схему, перечень элементов, параметры и конструкцию трансформатора, а также замеры, произведенные во время работы опытного образца.
Внешний вид платы:
Рис.1 Внешний вид печатного узла (сверху).
Рис. 2 Внешний вид печатного узла (снизу).
Спецификация на источник питания:
Параметр |
Обозначение |
Мин. |
Норма |
Макс. |
Ед. Изм. |
Вход: Напряжение Частота Потребление на Х/Х (без дополнительной обмотки). Потребление на Х/Х (с дополнительной обмоткой). |
Vin fline
|
85 47
|
50/60
|
265 64 0.15 0.05 |
VAC Hz W W |
Выход Выходное напряжение Выходная пульсация Выходной ток. Полная выходная мощность Продолжительная выходная мощность |
Vout Vripple Iout
Pout |
11
1
12 |
12
|
13 100
|
V mV A
W |
КПД При полной нагрузке Среднее требуемое КПД при нагрузке 25%, 50%, 75% и 100% от Pout |
n ncec |
75 71.3 |
% % |
||
Уровень ЭМИ Безопасность |
Удовлетворяет требованиям: CISPR22B/EN55022B, IEC950, UL1950 класс 2. |
||||
Рабочий температурный диапазон | Tamb |
0 |
_ |
50 |
C |
Схема источника питания:
Рис. 3 Схема источника питания.
Описание работы схемы:
1) Входной выпрямитель и фильтр.
Переменное напряжение со входа выпрямляется диодами D1-D4. Конденсаторы С1 и С2 фильтруют выпрямленное напряжеие. Дроссель L1 вместе с конденсаторами С1 и С2 формируют П-образный фильтр для подавления дифференциальной помехи со входа.
2) Работа микросхемы TNY278P.
Микросхема TNY278P (U1) включает в себя генератор, контроллер, цепи запуска и защиты, а также мощный MOSFET транзистор.
Один контакт первичной обмотки силового трансформатора T1 подключен к положительному контакту конденсатора С2, когда как другой контакт этой обмотки подключен на пин DRAIN микросхемы U1. При начале рабочего цикла - контроллер отпирает MOSFET транзистор, через обмотку начинает расти ток, запасая энергию в сердечнике трансформатора. Когда ток достигает порогового значения, контроллер запирает MOSFET. Благодаря фазировке обмоток и полярности выпрямительного диода, запасенная в сердечнике энергия через выходной диод переходит в выходной конденсатор. При выключении MOSFET транзистора индукция рассеяния трансформатора провоцирует бросок тока через транзистор. Амплитуда этого броска лимитируется цепью RCD, состоящей из D5, C4 и R2. Резистор R2 ограничивает обратный ток через D5 в момент отпирания MOSFET транзистора.Это позволяет использовать в качестве диода D5 дешевый низкоскоростной диод.
Использую релейный метод управления (вкл/выкл) - U1 пропускае рабочие циклы для управления выходным напряжением на основе сигнала обратной связи на пин EN/UV. Перед тем, как запустить очередной рабочий цикл - микросхема проверяет сигнал на пине EN/UV и принимает решение будет сделан рабочий цикл или нет. Если ток через пин EN/UV меньше 115 uA, следующий рабочий цикл начинается и заказнчивается, когда ток через MOSFET достигает порога ограничения тока. Порог ограничения тока устанавливает контроллер, взависимости от мощности, потребляемой нагрузкой. При снижении потребления тока нагрузкой, соответственно падает порог ограничения.Это гарантирует то, что в любом случае при любой нагрузке рабочая частота будет находиться выше звукового диапазона. Кроме этого, если трансформатор при изготовлении пропитывается лаком, то звуковой шум практически исчезает.
3) Выходное выпрямление и фильтрация.
Диод D7 выпрямляет выход трансформатора T1. Пульсации выходного напряжения сведены к минимуму благодаря использованию Low ESR конденсатора С10. Высокочастотные шумы подавляются фильтром L2 C11.
4) Цепь обратной связи.
Уровень выходного напяжения определяется напряжением на диоде Зенера VR3, R6 и светодиодом оптопары U2. Величина резистора R4 рассчитывается исходя из условий тока через VR3 на уровне 0,5 mA. Резистор R6 ограничивает максимальный ток во время изменения нагрузки. Номиналы R4 и R6 могут быть незначительно изменены для точной подстройки порога выходного напряжения. Когда выходное напряжение превышает выходной порог, светодиод U2 начинает светить, При этом на первичной стороне, фототранзистор U2 открывается и замыкает ток EN/UV на землю. Как говорилось ранее, перед каждым циклом микросхема проверяет уровень тока EN/UV. Если он больше 115 uA - соответственно следующий рабочий цикл пропускается. При таком варьировании рабочих циклов величина выходного наряжения поддерживается на требуемом уровне с хорошей точностью. Если требуется большая точность в установке выходного напряжения, вместо VR1 можно использовать микросхему TL431.
5) Помехоподавление.
Входной Пи фильтр - С1, L1 и C2 снижает уровень дифференциальной помехи. Специальная технология намотки трансформатора (E-Shield) используется, чтобы подавить синфазную помеху. Резистор R2 и конденсатор С4 подавляют высокочастотный "звон" в момент, когда силовой транзистор запирается. Если рассмотреть все вышеописанное и прибавить к этому функцию помехоподавления frequency jitter, то мы получим великолепный характеристики ЭМИ.
6) Выбор уровня ограничения тока.
Применив микросхему семейства TinySwitch-III, мы имеем возможность устанавливать необходимый нам уровень тока через силовой транзистор микросхемы U1. Это делается варьированием номинала конденсатора на пине BP/M (для более полной информации необходимо ознакомиться с документом Datasheet на конкретную микросхему).
- При установке конденсатора номиналом 0.1uF - выбирается стандартный уровень ограничения тока микросхемы. Применяется для обычных мощностей в закрытом адаптере.
- При установке конденсатора номиналом 1uF - уровень ограничения тока понижается, что в свою очередь понижает потери и повышает КПД.
- При установке конденсатора номиналом 10uF - уровень ограничения тока повышается, что увеличивает мощностные характеристики микросхемы (Рекомендуется для применения при открытом корпусном исполнении, либо в закрытом, но если нагрузка источника краткосрочна).
Пример печатной платы источника питания:
Рис.4 Пример PCB печатной платы.
Перечень элементов.
Номер |
Кол-во |
Обозначение |
Номинал |
Описание |
part number |
Производитель |
1 |
1 |
C1 |
6.8 uF |
6.8 µF, 400 V, Electrolytic, (10 x 16) | EKXG401ELL6R8MJ16S |
United |
2 |
1 |
C2 |
22 uF |
22 µF, 400 V, Electrolytic, Low ESR, 901 m., (16 x 20) |
EKMX401ELL220ML20S |
United |
3 |
1 |
C4 |
10 nF |
10 nF, 1 kV, Disc Ceramic | 5HKMS10 |
Vishay |
4 |
1 |
C5 |
2.2 nF |
2.2 nF, Ceramic, Y1 | 440LD22 |
Vishay |
5 |
1 |
C7 |
100 nF |
100 nF, 50 V, Ceramic, X7R | B37987F5104K000 / ECUS1h204KBB |
Epcos/ |
6 |
2 |
C6,C8* |
1 uF |
1 µF, 50 V, Electrolytic, Gen. Purpose, (5 x 11) |
EKMG500ELL1R0ME11D |
United |
7 |
1 |
C9* |
10 uF |
10 µF, 50 V, Electrolytic, Gen. Purpose, (5 x 11) |
EKMG500ELL100ME11D |
United |
8 |
1 |
C10 |
1000 uF |
1000 µF, 25 V, Electrolytic, Very Low ESR, 21 m., (12.5 x 20) |
EKZE250ELL102MK20S |
United |
9 |
1 |
C11 |
100 uF |
100 µF, 25 V, Electrolytic, Very Low ESR, 130 m., (6.3 x 11) |
EKZE250ELL101MF11D |
United |
10 |
4 |
D1 D2 D3 D4 |
1N4007 |
1000 V, 1 A, Rectifier, DO-41 | 1N4007 |
Vishay |
11 |
1 |
D5 |
1N4007GP |
1000 V, 1 A, Rectifier, Glass Passivated, 2 us, DO-41 |
1N4007GP |
Vishay |
12 |
1 |
D6 |
UF4003 |
200 V, 1 A, Ultrafast Recovery, 50 ns, DO-41 |
UF4003 |
Vishay |
13 |
1 |
D7 |
BYV28-200 |
200 V, 3.5 A, Ultrafast Recovery, 25 ns, SOD64 |
BYV28-200 |
Vishay |
14 |
1 |
F1 |
3.15 A |
3.15 A, 250V,Fast, TR5 | 3701315041 |
Wickman |
15 |
2 |
J1 J4 |
- |
Test Point, Black, Thru-hole mount | 5011 |
Keystone |
16 |
1 |
J2 |
- |
Test Point, White, Thru-hole mount | 5012 |
Keystone |
17 |
1 |
J3 |
- |
Test Point, Red, Thru-hole mount | 5010 |
Keystone |
18 |
1 |
JP1 |
- |
Wire Jumper, Insulated, 24 AWG | KSW24W-0100 |
OK Indust. |
19 |
1 |
L1 |
1 mH |
1mH, 350 mA | HTB2-102-281 |
CUI |
20 |
1 |
L2 |
Ferrite Bead |
3.5 mm x 7.6 mm, 75 . at 25 MHz, 22 AWG hole, Ferrite Bead |
2743004112 |
Fair-Rite |
21 |
1 |
R1 |
1 KOhm |
1 k., 5%, 1/4 W, Carbon Film | CFR-25JB-1K0 |
Yageo |
22 |
1 |
R2 |
100 Ohm |
100 ., 5%, 1/4 W, Carbon Film | CFR-25JB-100R |
Yageo |
23 |
1 |
R3 |
47 Ohm |
47 ., 5%, 1/8 W, Carbon Film | CFR-12JB-47R |
Yageo |
24 |
1 |
R4 |
2 KOhm |
2 k., 5%, 1/8 W, Carbon Film | CFR-12JB-2K0 |
Yageo |
25 |
1 |
R5* |
3.6 MOhm |
3.6 M., 5%, 1/2 W, Carbon Film | CFR-50JB-3M6 |
Yageo |
26 |
1 |
R6 |
390 Ohm |
390 ., 5%, 1/8 W, Carbon Film | CFR-12JB-390R |
Yageo |
27 |
1 |
R7 |
20 Ohm |
20 ., 5%, 1/4 W, Carbon Film | CFR-25JB-20R |
Yageo |
28 |
1 |
R8* |
21 KOhm |
21 k., 1%, 1/4 W, Metal Film | MFR-25FBF-21K0 |
Yageo |
29 |
1 |
RV1 |
275 VAC |
275 V, 45 J, 10 mm, Radial | V275LA10 |
Littlefuse |
30 |
1 |
T1 |
EE25 Core |
Bobbin, EE25, Vertical, 10 pins Complete Assembly |
YW-360-02B |
Yih-Hwa |
31 |
1 |
U1 |
TNY278P |
TinySwitch-III, TNY278P, DIP-8C | TNY278P |
Power |
32 |
1 |
U2 |
PC817A |
Optocoupler, 35 V, CTR 80-160%, 4-DIP |
ISP817A, PC817X1 |
Isocom, |
33 |
1 |
VR1 |
P6KE150A |
150 V, 5 W, 5%, TVS, DO204AC (DO-15) |
P6KE150A |
Vishay |
34 |
1 |
VR2 |
1N5255B |
28 V, 500 mW, 5%, DO-35 | 1N5255B |
Microsemi |
35 |
1 |
VR3 |
BZX79-B11 |
11 V, 500 mW, 2%, DO-35 | BZX79-B11 |
Vishay |
Трансформатор.
1) Схема электрическая.
Рис.5 Электрическая схема трансформатора.
2) Электрическая спецификация.
Электрическая прочность | 1 с., 60Hz, с пинов 1-5 на пины 6-10. | 3000 VAC |
Индуктивность первичной обмотки | Пины 1-3, все обмотки разомкнуты, на 100 KHz, 0.4VRMS. | 1050uH, +/- 10% |
Резонансная частота | Пины 1-3, все обмотки разомкнуты. | 500 KHz (Мин.) |
Индукция рассеяния первичной обмотки | Пины 1-3, пины 6-8 закорочены, на 100 KHz, 0.4VRMS. | 50 uH (Макс.) |
3) Схема построения трансформатора.
Рис. 6 Схема построения трансформатора.
Диаграммы работы источника питания.
1) КПД
Рис.7 Зависимость КПД от выходного тока, комнатная температура, 60 Hz.
Для справки - с 1 июля 2006 года в США все выпускаемые и продаваемые источники питания должны соответствовать стандартам, установленным организацией СЕС (California Energy Comission) - Калифорнийской комиссией по энергетике, которая определяет тенденции развития энергетики США.
По требованиям СЕС - Среднее КПД источника питания по 4м замерам (25%,50%,75%,100% от максимальной мощности) должен быть равен или выше 71.3%.
По проделанным замерам ИП на микросхеме TNY278P:
Процент от полной нагрузки |
КПД (%) |
|
115 VAC |
230 VAC |
|
25 |
75 |
74.5 |
50 |
78.5 |
78.8 |
75 |
78.8 |
78.5 |
100 |
78 |
79.1 |
Среднее значение КПД | 77,6 |
77,7 |
Требования СЕС | 71,3 |
Как мы можем видеть, КПД источника питания на базе микросхемs TNY278P (Power Integrations) - полностью удовлетворяет требованиям СЕС и следовательно имеет право на производство и продажу на рынке США.
2) Потребление источника питания на холостом ходу (Резистор R8 - не установлен).
Рис. 8 Зависимость потребляемой мощности на холостом ходу от входного напряжения, комнатная температура, 60Hz.
3) Потребление источника питания на холостом ходу (Резистор R8 - установлен).
Рис.9 Зависимость потребляемой мощности на холостом ходу от входного напряжения, комнатная температура, 60Hz.
4) Зависимость выходной мощности от входной мощности в 1,2,3 Вт.
Рис.10 Зависимость выходной мощности от входного напряжения (при Pin=1,2,3W).
5) Нестабильность выходного напряжения.
Рис. 11 Нестабильность выходного напряжения, комнатная температура.
6) Тепловые характеристики.
Температура замерялась с помощью Т-образных термопар. Термопары были подсоединены на пин SOURCE миросхемы U1 и на катод выходного выпрямительного диода. Кроме этого другие 2 термопары были приклеены к корпусу выходного конденсатора и на поверхность обмоток трансформатора T1.
Источник питания был помещен в короб для предотвращения движения воздуха. Короб был помещен в термошкаф. Температура внутри шкафа установлена в 50С. Замеры были проведены после 1 часа работы источника питания.
Температура (С). |
||
Элемент | 85 VAC |
265 VAC |
Окружающая среда | 50 |
50 |
TNY278P (U1) | 96,1 |
92,8 |
Трансформатор (T1) | 77,8 |
80 |
Выходной выпрямитель (D7) | 101 |
100 |
Выходной конденсатор (С10) | 68,2 |
66,8 |
Рис.12 Тепловая карта работы ИИП.
Автор документа - Департамент по применению Power Integrations.
Более подробную информацию вы можете узнать, прочитав оригинал.
Перевел и подготовил - Бандура Геннадий (Bandura (at) macrogroup.ru).
Менеджер по направлению Power Integrations
Компания Макро Групп (Эксклюзивный дистрибьютор Power Integrations на территории России и СНГ).
www.macrogroup.com
www.qrz.ru