Трансформаторный линейный блок питания на 13,8V и 20A со стабилизатором на мощных MOSFET транзисторах

Аватара пользователя
AZM.SU
Сообщения: 136
Зарегистрирован: 17 окт 2019, 21:00
Город: Новосибирск
Благодарил (а): 29 раз
Поблагодарили: 34 раза

Трансформаторный линейный блок питания на 13,8V и 20A со стабилизатором на мощных MOSFET транзисторах

Сообщение AZM.SU » 28 окт 2019, 20:05

Yuri писал(а):
28 окт 2019, 17:23
предлагаю на форуме (очень долго)
Давайте на форуме, наверняка, допущенные мной ошибки будут интересны другим радиолюбителям, как и ваши замечания/вопросы.

Yuri
Сообщения: 19
Зарегистрирован: 14 окт 2019, 22:31
Город: Псков
Поблагодарили: 3 раза
Контактная информация:

Трансформаторный линейный блок питания на 13,8V и 20A со стабилизатором на мощных MOSFET транзисторах

Сообщение Yuri » 28 окт 2019, 22:04

Добрый день.
Договорились. Вопросы по тексту:
1. Мощный, стабилизированный – надо указывать выходные параметры БП. Напряжение, ток и коэффициент пульсации БП (из названия, могу предположить 13,8 В и 20 А).
2. «не шумный» - надо этот термин расшифровать (если есть желание).
3. зависимость – «более-менее вменяемый аппарат зарубежного производства, особенно, если работать предполагается на КВ диапазонах», для конструирования БП не несет ни какой информации. Первый абзац можно написать так: "задача, рассчитать трансформаторный БП компенсационного типа с выходными параметрами: 13,8 В, 20 А и коэффициентом пульсации 0".
4. второй абзац – это лирическое отступление.
5. третий абзац, о какой мощности трансформатора (ТР) идет речь?
6. электрическая схема - «цветастая» и не понятная. К1 на 24 В, а напряжение на сглаживающих конденсаторах (С) более 14 В (на сколько), среднее значение напряжения на С зависит от мощности нагрузки. При максимальной нагрузке (20 А) не отпустит реле? Почему предохранитель (40 А) стоит между сглаживающими конденсаторами, а не сразу после ТР? и т.д.
7. « фактически полный ток, который может пропустить через себя сетевой трансформатор, протекал бы через диоды выпрямителя, от чего даже 40-ка амперным диодам могло бы стать плохо, а при очень хороших диодах и трансформаторе, можно было бы получить "бабах" по сетевому напряжению». Какие токи имел ввиду автор, первичной или вторичной обмоток?
8. Электрическая схема не соответствует фотографиям.

Аватара пользователя
AZM.SU
Сообщения: 136
Зарегистрирован: 17 окт 2019, 21:00
Город: Новосибирск
Благодарил (а): 29 раз
Поблагодарили: 34 раза

Трансформаторный линейный блок питания на 13,8V и 20A со стабилизатором на мощных MOSFET транзисторах

Сообщение AZM.SU » 29 окт 2019, 00:38

ВАЖНО: я не даю схемы в виде "я тут всё написал, вам остаётся только сходить за деталями со списком и собрать точно как я показал". Эта схема не исключение.
Все схемы, которые я публикую рассчитаны на то, что желающий повторить схему обладает знаниями для расчета элементов или эмпирическими навыками/опытом их подбора.
Это делается мной не из злого умысла, а исходя из реальности, в которой радиолюбитель исходит из того, что имеет в сарае, гараже, подвале, на антресолях, в ящиках стола, прилавках ближайших магазинов и доступных барахолок.
Те номиналы резисторов и конденсаторов, что я указываю, это номиналы с которыми у меня схема работала стабильно, но по большей части номиналы изменяемы в широких пределах и нет никакого практического смысла искать именно такие детали, какие оказались у меня, часто редкие или уже не доступные в продаже, снятые с производства.
В редких случаях я указываю все данные и с большой точностью, так как в ином случае схема или конструкция не будет работоспособна, обычно я отмечаю это в описании.

1. Параметры указаны в названии темы, т.е. в заголовке "статьи".

2. "Не шумный"- имеется в виду отсутствие генерации помех связанных с коммутацией больших (310в) напряжений импульсами с крутыми фронтами и спадами, что характерно для импульсных блоков питания.
Впрочем, шум по выходу у блока питания тоже низкий, в связи с большой глубиной ООС связанной с большой крутизной ВАХ MOSFET транзисторов использованных в регулирующем элементе.

3., 4. - я не на научной конференции и не пишу для журнала "Радио", по этому не примеряю на себя требования к публикации журнала Радио или регламент выступления на научной конференции.
Задачи рассчитать у меня вообще не стояло, стояла задача собрать из имевшихся в наличии силовых деталей (трансформатор, диоды, реле, конденсаторы, транзисторы). Себе я бы и не ставил задачу рассчитать блок питания с коэффициентом пульсаций 0, так как это абсурд, как и КПД 100% или сопротивление 0 Ом.

5., 6. - пояснено в предисловии, в этом сообщении.
Исходя из данных выходного напряжения и тока блока питания очевидна минимальная мощность трансформатора в данной конструкции.
Например, у меня это два трансформатора (тороида) работающие параллельно, мощность на них не указана, маркировки какие либо отсутствуют, что не помешало мне их использовать, прикинув "на глаз" сечение проводов обмоток, затем нагрузив их и посмотрев просадку напряжения и нагрев.
Достаточной (с некоторым запасом) будет мощность трансформатора 500 ватт и более.

"Почему предохранитель (40 А) стоит между сглаживающими конденсаторами, а не сразу после ТР?"
Чтобы если конденсаторы выйдут из строя (замкнут внутри) не сгорел трансформатор. Всё же конденсатор там не один и у них достаточно мощные выводы для обеспечения хорошего короткого замыкания.
Трансивер или другую электронику, в том числе и самого блока питания предохранитель не спасёт, практика показывает, что плавкие предохранители не обладают достаточным быстройдействием.

Реле на 24 вольта, но я пишу прямо на схеме реальные данные срабатывания и отпускания полученные для пяти реле имевшихся у меня в наличии.
Естественно, может быть применено любое другое реле с подходящим напряжением срабатывания и отпускания.

7. Токи и по вторичной и по первичной обмотке. Разряженный конденсатор по сути представляет собой перемычку, то есть, если ничем не ограничен ток искусственно, то включение трансформатора нагруженного на выпрямитель соединённый с конденсатором всегда вызывает протекание максимального тока в первый момент, а максимум определяется коэффициентом связи обмоток трансформатора, сопротивлением обмоток, внутренним сопротивлением конденсатора (ESR), сопротивлением выводов, дорожек, канала открытых диодов и сетевых проводов. По мере зарядки конденсатора ток снижается, так как падает разность напряжений между пиковым поступающим с выпрямителя и напряжением на обкладках конденсатора.
Для трансформатора с большой связью между обмотками, стремящейся к единице и магнитопроводом не способным войти в насыщение, замыкание во вторичной обмотке будет аналогично замыканию первичной обмотки и ток не будет зависеть от коэффициента трансформации, а только от активных сопротивлений обмоток и проводов. Конечно, в реальности трансформаторы не идеальны, но предполагается, что радиолюбитель повторяющий конструкцию будет стремиться выбрать трансформатор хороший и с запасом по мощности.

8. На фотографиях схема блока именно такая, но имеются дополнения, которые возникли в процессе эксплуатации и не имеют прямого отношения к блоку питания, одна из таких: термореле заменено на терморезистор и усилитель сигнала с него поступающего для включения вентиляторов. Это отдельный блок, который в ряде случаев вообще может быть не нужен, например, если работа на передачу ведётся не в частотной модуляции (100% выходной мощности всегда) и/или не ведутся беседы, когда передача не отпускается по 5-10 минут, например в беседе подробно не рассказывается как я провёл лето и что мне запомнилось в Крыму.

R2AON
Сообщения: 53
Зарегистрирован: 13 окт 2019, 19:30
Откуда: Москва
Позывной: R2AON
Благодарил (а): 9 раз
Поблагодарили: 17 раз

Трансформаторный линейный блок питания на 13,8V и 20A со стабилизатором на мощных MOSFET транзисторах

Сообщение R2AON » 29 окт 2019, 01:36

AZM.SU писал(а):
29 окт 2019, 00:38
500 ватт и более
А куда это так много? У меня ТС360 то стоит - и я считаю это избыточно, хороший ТОР ватт на 250-300 и достаточно. Даже в цифре он не перегреется. ТС360 ели теплый если FT8 начать поливать на 100 Ваттах, а при SSB и подавно холодный.
На счет предохранителей - у меня на 5А по сети стоит и все, зарядку жирной емкости на выходе выпрямителя на пару с термистором переживает без проблем с давних времен)

Аватара пользователя
AZM.SU
Сообщения: 136
Зарегистрирован: 17 окт 2019, 21:00
Город: Новосибирск
Благодарил (а): 29 раз
Поблагодарили: 34 раза

Трансформаторный линейный блок питания на 13,8V и 20A со стабилизатором на мощных MOSFET транзисторах

Сообщение AZM.SU » 29 окт 2019, 02:05

R2AON, как это куда так много. С учётом просадки напряжения сети до 180 вольт, для сохранения на конденсаторе фильтра хоты бы 14,1 вольта и с учётом того, какое напряжение будет при номинальной сети и 20 амперах по выходу, плюс запас 40%. Всё в луших традициях СССР - больше железа, больше запаса.

300 ватт в притык выйдет, при КПД почти 100%, ведь:
13,8 * 20 = 276 ватт.

R2AON
Сообщения: 53
Зарегистрирован: 13 окт 2019, 19:30
Откуда: Москва
Позывной: R2AON
Благодарил (а): 9 раз
Поблагодарили: 17 раз

Трансформаторный линейный блок питания на 13,8V и 20A со стабилизатором на мощных MOSFET транзисторах

Сообщение R2AON » 29 окт 2019, 02:18

AZM.SU, трансформатор в микроволновке видели? Мощность и габариты, для кратковременной работы на полной мощности. Да, он слишком сильно удешевлен и от тока покоя может быть даже сгорит через час, но это просто в качестве наглядного примера. Зачем брать 500 Вт трансформатор, когда он будет 70% времени работать на нагрузку ватт 50 от силы?
В сети просадок до 180 в теории не бывает, +- 10% - 198-242 вольта. А если такая херня происходит - это повод задуматься и купить стабилизатор, а не выдумывать БП которые будут работать во всех ужасных и не очень условиях

tygra
Сообщения: 243
Зарегистрирован: 15 окт 2019, 19:52
Откуда: Казахстан
Позывной: -- -- --
Город: Жезказган
Благодарил (а): 51 раз
Поблагодарили: 45 раз

Трансформаторный линейный блок питания на 13,8V и 20A со стабилизатором на мощных MOSFET транзисторах

Сообщение tygra » 29 окт 2019, 05:19

А кто нибудь может мне обьяснить почему в нормальных трансиверах с БП встроенным идет импульсник и почему то ничему не мешает , а тут зациклились на линейных ?
Такой какой есть , ничего не могу с этим поделать ) .

Аватара пользователя
AZM.SU
Сообщения: 136
Зарегистрирован: 17 окт 2019, 21:00
Город: Новосибирск
Благодарил (а): 29 раз
Поблагодарили: 34 раза

Трансформаторный линейный блок питания на 13,8V и 20A со стабилизатором на мощных MOSFET транзисторах

Сообщение AZM.SU » 29 окт 2019, 09:28

tygra, может быть потому, что исполнить импульсный блок питания который не забивает эфир помехами на КВ задача на порядки (в 10-100 раз) сложнее, чем исполнить линейный блок питания?

Yuri
Сообщения: 19
Зарегистрирован: 14 окт 2019, 22:31
Город: Псков
Поблагодарили: 3 раза
Контактная информация:

Трансформаторный линейный блок питания на 13,8V и 20A со стабилизатором на мощных MOSFET транзисторах

Сообщение Yuri » 29 окт 2019, 14:05

работа над ошибками:
8. электрическая схема не соответствует БП, изображенного на представленных фото.
9. судя по габаритам тороидов (трансформаторов), вы не получите 400 (13,8 * 30) ватт стабилизированного эл. питания. Для обеспечении стабилизированного напряжения 13,8 В, тока в 30 А (из схемы) и минимального коэффициента пульсации потребуется трансформатор примерно 1000 ВА.

R2AON
Сообщения: 53
Зарегистрирован: 13 окт 2019, 19:30
Откуда: Москва
Позывной: R2AON
Благодарил (а): 9 раз
Поблагодарили: 17 раз

Трансформаторный линейный блок питания на 13,8V и 20A со стабилизатором на мощных MOSFET транзисторах

Сообщение R2AON » 29 окт 2019, 14:48

tygra писал(а):
29 окт 2019, 05:19
А кто нибудь может мне обьяснить почему в нормальных трансиверах с БП встроенным идет импульсник и почему то ничему не мешает , а тут зациклились на линейных ?
Его разрабатывают те же люди что и трансивер, а не китайцы в подвале, которые рассчитывают БП для питания светодиодных лент)

Ответить

Вернуться в «Трансформаторные и линейные»