Авто-адаптер для ноутбука

Много было статей на эту тему, вот и я решил попробовать…
У меня, как всегда, все не так, как у людей. Решил я сделать адаптер с гальванической развязкой. Причин тому несколько: не создаются земляные петли, можно без опаски подключать диагностическое оборудование для машины, ну и просто безопаснее как-то кажется.
Технологию выбрал самую, на мой взгляд, простую — обратноходовый преобразователь, или, в народе, флайбэк.

После долгого изучения разного рода статей, нарисовалась вот такая схема на самой распространенной UC384X.
Автоадаптер для ноутбука схема
Признаться честно, принцип работы некоторых частей схемы, в частности, «горячей» стороны оптопары, мне до сих пор непонятен. В некоторых статьях она просто прижимает к земле выход компаратора, в других так, как я сделал, но видимо, работает и так и так.
Вчера развел платку под корпус и, после небольшой возни с номиналами, сегодня блок питания запущен под нагрузкой, пока на мощный резистор.
Автоадаптер для ноутбука
Плата снизу:
Автоадаптер для ноутбука плата
Трансформатор намотан на кольце от дросселя групповой стабилизации от компьютерного блока питания, индуктивность первички 15мкГн, вторички 34мкГн (приблизительно, потому что мой прибор нормально меряет примерно от 50 мкГн).
В результате испытаний и подбора номиналов, в частности, токового шунта ))) и делителя напряжения для TL431, блок показал такие результаты: выходное напряжение 19.1 В, выходной ток (испытан до) 3.5 А, при входном напряжении 11.8 В (аккумулятор от UPS, уже разрядился в процессе эксперимента), ток входной 6.7 А. КПД получился около 83%. При этом под нагрузкой появляется высокочастотный свист.
А теперь, внимание, вопрос! )))
Как поднять КПД? Интуиция подсказывает, что дело в трансформаторе, но расчет по Макашову показывает 1.5 мкГн первичка и 5.6 мкГн вторичка при импульсном токе первички 33.5 А. 8-0
Как свист устранить? Тут мысли уже кончились, хотя, по хорошему, надо применить UC3845, но пока в наших краях ее купить не удалось.
Какие есть решения проще и эффективнее?
Спасибо за участие, я ценю ваше мнение)).
Файлы в топике: BPdlyaBuka.zip

Комментарии (74)

RSS свернуть / развернуть
Как свист устранить?
залить
0
Еще можно повысить частоту скважности, тогда не будет слышно свиста.Надо уменьшить C4.Я так делал.
0
Как поднять КПД?
сделать полумост с синхронным выпрямителем
83% неплохой кпд для такого рода преобразователей
0
а как будет выглядеть синхронный полумост с гальванической развязкой?
0
под рукой нет схем, но мощные дорогие бп имеют как раз такую структуру
0
Полумост — не лучший выбор для низковольтных питальников. Из двухтактных для них традиционен пуш-пулл. Но в источниках с тру-трансформатором обычно приходится вводить дополнительный силовой дроссель для стабилизации выходного напряжения.
0
0
Гм, не совсем понимаю, как оно стабилизирует. Чопперного дросселя на выходе нет…
0
Так криво схему нарисовать — постараться надо. Ее почти невозможно читать.
+2
  • avatar
  • Vga
  • 03 марта 2013, 18:31
Подправил
0
Так намного лучше.
Включение оптопары вполне логичное, хотя нужды в усилителе ошибки и сравнении с опорным напряжением на горячей стороне нет. В варианте с подключением на COMP можно просто отключить встроенный усилитель ошибки и не заморачиваться на его компенсацию. Немного странная компенсация на TL431, обычно просто 0.1мкФ между управляющим и катодом.
Неплохо бы еще приложить трассировку. Так, например, неплохо бы оптимизировать контур импульсных токов в первичке. Да и клампер я бы все же поставил, P1.5KE36 катодом на сток, анодом на землю. Во вторичке тоже желательно контур оптимизировать. И я бы отказался от земляных полигонов, или, по крайней мере, отделил от них силовые линии. Конденсаторы, насколько я вижу, стоят неправильно. Хотя врядли все это должно заметно влиять на КПД, в основном на стабильность и излучаемые помехи, но кто знает…
0
Да, насчет платы понял.
Да и клампер я бы все же поставил, P1.5KE36 катодом на сток, анодом на землю
Вот это не понял. А что это даст?
0
Обрезку выбросов от индуктивности рассеяния. Она неизбежно есть и их в любом случае куда-то надо стравливать. Хотя, пожалуй, у тора она минимальна.
0
Транзисторы )))))) Холодные? )))))
0
Да нет, без радиатора полевик за минуту греется до 50 при максимальном токе, с небольшим радиатором нормально. Радиатор на подходе еще ))). Диод тоже чуть греется, но гораздо меньше.
0
Позвольте пару критических комментариев по конструкции.

1. Может быть я не увидел, но мне показалось, что у Вас сердечник кольца — цельный, а не расколотый. Схема работает с однополярным током через обмотки (то есть тек не знакопеременный, то есть течет только в одном направлении). Ток, протекающий в одном направлении, намагничивает сердечник. Из-за намагничивание снижается мю ().… В конечном итоге это все приводит к снижению кпд.

В свое время мы раскалывали ферритовые кольца, а потом склеивали их. Тонкая прослойка их немагнитного материала (клея, эпоксидки, бумаги) противодействовала постоянному намагничиванию. Как сейчас делают — не в курсе. Раньше, если транс греется на хх, то это было плохо. Это считалось ошибкой в расчетах, неумением и т.д. Сейчас, горячие трансформаторы — это норма. Я уже мало, что понимаю в этом мире…

2. Удельное сопротивление припоя — вообще никакое! Заливать им толстые дорожки, по которым побегут большие токи — толка не очень много. Будет намного лучше, если сверху таких дорожек напаивать медный провод.

Мои извинения!
0
блин, каждому, да в уши!
но не поймут, к сожалению.
(под впечатлением от разбора китайчкого питальника...)
0
Стоит заметить, что FSP и Inwin тоже лудят силовые дороги. А они толк в питальниках знают.
0
допустимый перегрев при принудительном обдуве. но ведь жевак несколько о другом говорит.
0
Гм, не совсем понял, в чем разница.
0
примерно как TDP нынешних процов в сотню ватт и «межка» в закрытом корпусе.
0
Все равно не вижу связи между этим и лужением ног. Или ты про нагрев трансформаторов?
0
лужением ног
Тьфу ты, дорог.
0
и про трансформатор тоже.
0
А какая разница по сути? Обдув лишь позволяет повысить соотношение потери/объем транса.
0
вопрос в том, в каких условиях допустимо использование конструкции.
0
Вроде как обсуждаемый вопрос не про конструкцию, а про лужение дорожек.
0
ты ведь сам привел в качестве иллюстрации комповые питальники фокскон и инвин. вот отсюда и конструктив зацепился.
кстате. я видел полностью пассивный питальник от FSP. поверь, небо и земля с комповыми.
0
1) Там же сказано, сердечник от ДГС. Это порошковый сердечник.
Что до нагревающихся трансформаторов, то норма это потому, что позволяет сократить их размеры — при том же тепловыделении в трансе малогабаритный нагреется сильнее.
0
Не думаю что хорошая идея применять сердечник от дросселей в качестве сердечника для трансформатора.
0
Преобразователь по топологии флайбэк, в нем нет трансформатора. Это двухобмоточный дроссель.
0
Работает он как трансформатор
0
Нет.
0
дай ему линк на семенова. пусть просвещается. ;)
0
Если ты снимаешь мощность со вторички то это трансформатор.
0
Нет. В трансформаторе энергия не запасается, а передается. Здесь же она сперва запасается, потом отдается. Стоит заметить, что флайбэк — единственный из изолированных преобразователей, в котором вместо трансформатора многообмоточный дроссель. В однотактном прямоходе уже трансформатор, как и во всех двухтактниках.
0
Ключевое фраза, потом отдается :)
0
Именно. Трансформатором же оно является только в том случае, если токи одновременно текут в первичной и вторичной обмотках.
Впрочем, терминология здесь расходится. Иногда эту штуку называют накопительным трансформатором. Суть не меняется — это не обычный трансформатор и по работе он куда ближе к дросселю. А сам флайбэк по сути ничем не отличается от Step-Up, единственная разница — энергия в дросселе запасается и сливается не через одну и ту же обмотку, а через разные.
0
:)
Очень интересно. :)
Однако, если есть коэффициент трансформации — это трансформатор. Особенно меня прикалывает то, что зная о том что терминология разнится, ты без апелляционно утверждаешь что это дроссель — :). С таким же успехом можно называть сие мотовильцем, и там и тут тоже что-то там намотано :)

И я бы не стал применять подобные кольца, особенно на таких частотах и таких токах. Им место в цепях фильтрации. Впрочем в проф. технике так и делается…
0
И я бы не стал применять подобные кольца

почему?
0
И я бы не стал применять подобные кольца, особенно на таких частотах и таких токах.
Я видел и в промышленной аппаратуре. Достаточно надёжно работают.
0
Не встречал…
0
Коэффициент трансформации к флайбэкам тоже относится весьма опосредованно — в принципе, флайбэк будет работать при любом коэффициенте трансформации, но обычно оотношение витков в обмотках дросселя оптимизируется с точки зрения минимизации напряжений на закрытом ключе и на выпрямительном диоде.
зная о том что терминология разнится, ты без апелляционно утверждаешь что это дроссель
Это дроссель и есть. Причем я обычно уточняю, что двухобмоточный. Суть дросселя, как элемента, накапливающего энергию в магнитном поле и затем отдающего ее это не меняет. Трансформатор же энергию не накапливает — он сразу передавает ее во вторичку.
Им место в цепях фильтрации.
Это не фильтрующее кольцо. ДГС по сути своей — дроссель степ-дауна. Насчет частоты — пожалуй, колечко рассчитано на 40-80кГц. Насчет тока — там, откуда оно взято, оно работало на токе в десятки ампер.
0
обычно оотношение витков в обмотках дросселя оптимизируется с точки зрения минимизации напряжений на закрытом ключе и на выпрямительном диоде
Обычно" — это в сетевых. А так были случаи, когда я оптимизировал по количеству витков во вторичке. Флайбэк, где «трансформатор» с коэффициентом трансформации 10 повышает 5В в 200В (непосредственно, без умножителей и подобных дополнительных элементов) — не редкость.
0
чОрт, в интернете все еще кто-то не прав :)

ок, пусть оно будет у тебя двухобмоточным дросселем :) Не протекание одновременно тока в обеих обмотках не аргумент, т.к. этого добиваются внешними элементами ;)

Насчет тока — там, откуда оно взято, оно работало на токе в десятки ампер.
Насколько припоминаю там оно включено немного не так…
0
чОрт, в интернете все еще кто-то не прав :)
Да, и это ты :)
Не протекание одновременно тока в обеих обмотках не аргумент, т.к. этого добиваются внешними элементами ;)
Аргумент, так как именно оно определяет режим работы детали. Хотя в принципе, на выбор типа сердечника вопрос «дроссель или трансформатор?» не влияет, здесь играет роль только то, что он работает с постоянным подмагничиванием. В однотактный прямоход, где действительно трансформатор, используются такие же сердечники, т.к. он тоже работает в режиме однополярных токов. То, что это не трансформатор влияет в основном на расчет и на то, что при прочих равных в флайбэке применяется более крупногабаритный сердечник.
Насколько припоминаю там оно включено немного не так…
И как же оно там включено?
0
Чтобы минимизировать подмагничивание надо бы посчитать зазор соотвтетвующий току подмагничивания. Хотя для РЛ можно ниче не считать… и мотать на таких кольцах… В принципе у ТС и так, что-то там сгорело.
0
Сгорело только потому, что полез экспериментировать. Но все же расчет грамотный сделать было бы неплохо…
0
С расчетом тут небольшая засада в том, что обычно техника расчета в статье оптимизирована для сетевых источников. Для задач вроде твоей оптимизация проводится по другим критериям, соответственно и результаты будут другие. Нужно или искать методику для именно такой задачи, или понимать как оно работает и по каким критериям оптимизировать, после чего считать по базовым формулам (т.е. по сути вырабатывать методику самому).
0
Это кольцо с распределенным зазором, никаких дополнительных не нужно.
У ТС транзистор емкостью своего затвора перегрузил и выжег ШИМ-контроллер. Транс тут ни при чем (да, я по привычке эту детальку обычно называю трансформатором, хотя формально это не трансформатор).
0
Это кольцо с распределенным зазором, никаких дополнительных не нужно.
Если было все так радужно, уже бы наступил коммунизм и все бы мотали на таких кольцах… :)
0
И что же там не так радужно, не будешь ли добр просветить? Ну, если не считать того, что мотать на колечках неудобно, поэтому их вообще не особо любят и ставят только там, где надо именно кольцо (у него минимальны габариты, индуктивность рассеяния и излучаемые помехи).
0
Подобрал по параметрам IRF3707 (30В, 42А, 9.5мОм, 19нКл) против 55В, 98А, 8мОм, 97нКл)
0
* у IRF3205
0
Напряжение низковато, лучше взять побольше. Хотя, в принципе, и при таком напряжении оно должно работать с трансформатором 1:1, только клампер надо, что-то вроде 1.5КЕ24.
0
А, не, как раз с 1:1 оно пробьется.
0
И если мне не изменяет память, стоит это кольцо как раз в цепях фильтрации ;)
0
Полагаю, тебе стоит тщательнее изучить вопросы построения импульсных источников. Они отнюдь не столь очевидно устроены. Нет, ДГС — это не фильтр. Это ключевая деталь стабилизатора напряжения. Фильтры стоят после него, намотаны на стержнях. Один из основных плюсов флэйбэков — они позволяют стабилизировать напряжение сами по себе, без использования дополнительного дросселя во вторичной цепи, т.к. в них дроссель вместо трансформатора.
0
Произошел маленький бабах )
Выяснил следующее: полевик открывается слишком медленно, на затворе пологий подъем, надо подобрать другой с меньшей емкостью затвора и с таким же или меньшим Rds. Ну или драйвер ставить...))) И немного улучшает работу демпфирующая цепь диод->резистор+конденсатор параллельно первичке (писк уменьшается), только номиналы надо посчитать.
0
А вот в этом и трассировка может быть виновата. Плохо разведена земля. Вообще, параметры выходного каскада UC384x не так уж плохи — ток до 1А.
0
да нет, я резистор в затворе замкнул, форма улучшилась, но, пока мерял, микросхема перегрелась и бахнула ))
0
а может и еще что, я там много соплей понавешал
0
Неудачно разведенную землю это не отменяет, однако. Какая частота преобразования, кстати?
0
150 кГц
0
А надо ли так много? Тем более, что ни кольцо, ни, ЕМНИП, транзистор для таких частот не предназначены. Я бы понизил частоту до минимальной, при которой кольцо способно отдать требуемую мощность.
0
Завтра буду продолжать (если микросхему куплю)) А транзистор попробую подобрать другой.
0
Я бы попробовал повысить КПД уменьшив коэффициент трансформации. Еще можно поднять прямой ток, и сделать отсечку по обратному току на уровне 30-50%, но я не знаю как на этой микросхеме это реализовать.
И самое простое — если хорошенько зарядишь свой аккумулятор, хотябы до 14 вольт, то КПД значительно вырастет )))
0
А кто уже решил проблему с onewire определением? У меня DELL и если ему воткнуть блок не родной — он кричит как резаный и не заряжается… Я нашел информацию о том что это DS2501 (фото) только ненашел эмулятор. Меня бы устроило устройство которое умеет считать и запомнить этот одноразовый код. Я думаю многим бы пригодилось :)
0
  • avatar
  • wowa
  • 04 марта 2013, 12:17
А просто сделать копию прошивки в другую DS2501 не получается?
0
we.easyelectronics.ru/AVR/sniffer-emulyator-i2c-i-1-wire.html
Тут, кстати, устройство, притворяющееся 1-wire термометром. Если есть желание, перепишите, чтобы оно притворялось DS2501.
0
Нашел я эмулятор на ПИК. К сожалению у меня нет ПИК и не будет :) Может кому поможет. это. Я буду искать дальше.
0
Да вот ищю :) Пока нашел только эмулятор таблеток да термометров :) Переписывать — я никогда не ковырялся с onewire. Так что понятия не имею как оно работает. Я вот нашел инфо что там оно как то связана прошивка и напряжение блока. Типа что прошивка делается на каждый блок вовремя изготовления… Пробовали поменять местами две памяти — незавелось… Немного отличалось напряжение… Вот парни ковыряют где оно записано…
0
А снабер где?
0
Посчитал ненужным при таком напряжении, но сейчас пересматриваю все еще раз, может в версии 2 сделаю…
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.