Home Power Amplifier p.3

Ну что же, пока китайцы после хороших праздников начали делать платы, я в это время собирал информацию и прочитал рекомендации в коментариях из прошлого топика. Решил написать маленькую часть о том, что из этого получилось и что примерно всётаки буду заказывать в качестве блока питания. Это не окончательный вариант, но близок к нему на мой взгляд, но хотелось бы услышать и Ваше мнение :)
Итак…

Схему решил разделить на 2 части:
PWM Controller
Основан на SG3525 таки, т.к. она более удобна в использовании и хороших отзывов в применении у неё не меньше чем у TL494. Ну а почему бы и не попробовать чтото более новое чем стандарт на 494 :)
Схема (наконец таки схемы кликабельны! :D ):

Обратная связь выглядит минималистично около контроллера, но думаю такой вариант вполне работоспособен. Есть вход для управления (что позволило избавиться от реле включения из первого варианта).
В остальном же особенностей нету.
Плата:

Плата 3D:


Здесь выполнена заливка GND на одной из сторон, для минимизации наводок от трансформатора.(кстати довольно рядом стоящего… но об этом чуть дальше.) Разнесены входы обратной связи\Remote\упр.полевиками на разные разьёмы.И сделано 2 посадочных под TL431 — для удобства, смотря что будет в наличии :)
Main board
Собственно силовая часть не сильно изменилась, убрал только реле второе (плавный старт), вместо него+обвязка поставил NTC. Переделал нормально обвязку токового трансформатора (спасибо большое zxczxcs).
В остальном же примерно тоже самое.
Схема:

Плата:

Плата 3D:

Ну по плате сразу видно… мало 3D моделек :D
Разводкой постарался опять же разделить вход от выхода, максимально проложить GND (полигоны на обоих сторонах, переходные разбросанны для минимизации паразитной емкости). Кренка стоящая перед трансформатором и после PWM контроллера будет крепиться к плате (отверстий пока еще нет. буквально сегодня только уместил нормально всё на плату и развёл вроде грамотно) и радиатор будет выполнять роль экрана от помех для PWM контроллера.
Трансформатор будет ставиться ребром, место максимум под 2 кольца 45х28х8.
Надписей пока не делал и это не окончательная разводка ПП. Отверстий на полигоне GND высоковольтной части пока также нету :)

Вобщем… думаю в этот раз вышло сделать более грамотно.
Спасибо за внимание! ;)
  • +3
  • 25 октября 2012, 22:02
  • truppik

Комментарии (73)

RSS свернуть / развернуть
… по указателю на 3-й фотке похоже на DesignSpark PCB?
0
мм, если правильно нашел то Вы про это?
Не, я рисую схемы и развожу платы в Altium Designer. Как то по работе к нему привык и втянуло, теперь же в другом разводить лично для меня неудобно :)
0
… да это оно, я перепутал
0
можете залить либы к Altium Designer?
спасибо.
0
  • avatar
  • VIC
  • 26 октября 2012, 00:49
Извините, но библиотеки личные не для общего пользования.
Вам же поможет возможно вот чего:
3D модели в STEP
Опять же 3D модели, но меньше, зато есть редкие
и тут начинали делать общую БД, хотя мне не очень понравилось как оформили.
Поэтому и делаю свою, на основе того, что доступно (в продаже или присланные семплы.)
0
Приветствую! В этот раз значительно лучше, но есть несколько бросающихся в глаза вещей.
Нагрузочный резитор ТТ лучше после диодов поставить — линейнее будет. А после него пороговый элемент поставить надо бы.
С12/С13 и С6 местами бы поменять — токовые петли поменьше будут.
И totem pole переразвести желательно, в соответствии с аппнотами.
0
Привет. :)
Резистор с ТТ перенесу, а вот пороговый элемент — Вы имеете в виду тиристор маломощный, так? я же думал плавно ограничивать ток, но не выключать полностью БП. Поэтому и отказался от тиристора.
хм, а почему лучше С6 ближе к диодному мосту перенести? потребитель же через Mosfet'ы — трансформатор, и выходит что если его к диодному мосту перенести, то он дальше от потребителя будет…
С12\С13 опять же, если местами поменять, то к С12 +310В будет более длинным проводником идти…
и извиняюсь, но несколько не понял про «totem pole» — это что именно?
0
totem pole — это и есть пара полевиков, образующая полумост в данной схеме.
0
Через С12/С13 текут быстрые большие токи, а через С6 медленные. Необходимо уменьшать площадь петли именно быстрых токов, а это — Q2, первичка, C12 и Q3, первичка, С13. Еще следует учесть петли через паразитные диоды, но сними будет нормально если учтете предыдущее и оставите С10 возле транзисторов.
Что касается OCP. Бросьте идею ограничения тока, нормально работать не будет, да и для умзч не надо это. Я бы просто компаратор поставил туда.
Totem pole — точка соединение транзисторов полумоста
+1
про конденсаторы теперь понял! Спасибо за разьянения!
хм, а про компаратор чуть ниже… :)
0
Подождите, а как это вы собираетесь плавно ограничивать ток, не выключая полностью БП, если подключили выпрямленное напряжение с ТТ на вход Shutdown контроллера? При превышении порога срабатывания этого входа у вас контроллер уйдет в отключку, закроет полевики, ток пропадет, выпрямленное напряжение с ТТ пропадет, контроллер выйдет с отключки, включит плавный запуск… и если нагрузка не была снята, опять превысит допустимый ток, и так по кругу.
На сколько я понял zxczxcs , под пороговым элементом имеется в виду вход компаратора (усилителя, как пожелаете) ошибки. В таком случае действительно возможно плавно ограничить ток за счет снижения выходного напряжения. Но по скольку такой модуль в данной микросхеме один (а, не два, как в откинутой вами TL494), то нужно добавлять или внешний компаратор (либо же тригер, если защита должна быть бистабильная, с ручным отключением) или делать суммирование. В ДШ, на странице 5, вот тот хитрый переключатель с надписью V/I Meter это и подразумевает.
0
И так, чисто ради «проинформировать народ»:
Посмотрите в сторону микросхемы TL598 — это прокачанная версия 494, с более точными усилителями (двумя) и 200 мА totem-pole выходным каскадом. Пару лет назад использовал ее в бакалаврской работе, остались приятные впечатления. Самое оно, когда нужно просто и надежно.

ДШ TL598
0
хм, про TL598 — сильно больших различий нету, раздельные выходы земли появились да двухтактный выход — можно теперь маломощные полевики на выход сразу цеплять, без доп. транзистора внешнего для разряда :) Даже почтиии pin-to-pin совместима вышла)
0
да да. думал, что так работать и будет… получаеться выключаеться кратковременно и потом сбрасываеться выключение… тут главное скорость по идее, чтобы не выпалить сам БП замыканием на выходе (пробоем оконечников УМ).
V/I Meter — а разве это не выбор какого типа будет вход для компенсации\ограничения?
Защита и выходит бистабильная — есть вход Remote, в УМ будет MCU модуль, который так же имеет доступ к состоянию оконечников, еси сработает защита на них то уже он и решает что делать с основным БП.
0
ну смотрите, я бы токовую защиту на шутдауне не делал. Хотя если будет внешний контроль с бистабильной выходом, такой вариант возможен. Но опять таки, я бы так не делал. Если БП правильно рассчитан, то перегрузка по току возможна только при аварийной ситуации в УМ, и выключение должно быть мгновенное и без перезапуска. Плавное ограничение тока в стационарном БП УЗМ считаю минимум моветоном, максимум атавизмом. :)
0
Согласен с тов. zxczxcs . Нудно переразвести часть платы с полевиками. В частности, нужно замкнуть токовые петли сигналов управления по кратчайшему пути, разделить землю на силовую и сигнальную (короткий и ОТДЕЛЬНЫЙ путь замыкания тока управления затвором). При приведенной разводке не оберетесь проблем с шумом на затворах, а это на большим мощностях чревато сквозным открытием транзисторов и фейерверком.
0
  • avatar
  • ARMag
  • 26 октября 2012, 10:24
хе хеее, знаю такие истории, со спецэффектами :)
в первой разводке так и сделал, разделив земли под затворы + силовая (короткий провод к COM выводу IR2110) и сигнальную под TL\входную часть IR, но… опять же благодаря наводке потом допёр, что при сильных токах на силовой земле + падения мелкие на сигнальной могут привысить 10В, чего хватит для открытия выходных MOSFET IR2110 что в итоге по идее даст открытие обоих мощных MOSFET и ОТличный бум с дымом и искрами))
Просто я не могу придумать как тут по другому развести…
0
При вашей разводке платы, не вижу никаких проблем провести отдельную землю от платы ШИМ-контроллера до полевика, отделив её от силового земляного полигона.
0


т.е. сделать разрез в полигоне получаеться (показан зелёным) на который подведены земли от IR2110?
землю от SG3525 и полигон на PWM контроллере оставить на другом выводе (показан фиолетовым).
0
Ну почти. Я бы сделал как-то так:


только красиво сделайте :) а то я это же читерский пеинт :) я показал только идею.
0
т.е. я правильно понял, что на маленькой плате все соединения к GND от микросхемы IR2110 подводм только к этому выводу, а здесь соединяем его по анологии с вашим рисунком. верно?
0
может земляной полигон перенести на bottom, а по top-у кинуть дорожки прямо от истоков до модулятора
0
в своих БП в основном так и делаю (если плата двухсторонняя). В данном случае по картинке не понятно, что там твориться на нижнем слое, он перекрывается топом, потому не знаю, возможен ли такой вариант.
0
Ничего не мешает освободить место, чтобы корректно развести самые критичные места. И еще я не очень уверен в необходимости полигона, просто широкую дорожку бы.
0
просто довольно широкая площадь получаеться ничем не занята — вот и решил, что лучше пусть и экраном поработает и сопротивление поменьше будет у земли.
0

нижняя сторона :)
0
земляной полигон есть и там и там, просто его не видно (к примеру дорожка к затвору верхнего Mosfet — по краям не чёрное, а синее :) )
и пока не сильно разобрался, что критично в соединении средней точки между транзисторами (в текущей разводке), их не одинакковость?
и если от истоков на top, затворы тогда на bottom вместе с R-D цепями, но не плохо ли будет от того, что средняя точка начнёт с питанием\одним из затворов пересекаться по слоям? (пример на пеинте :) )
Зелёный — питание на Bottom, Фиолетовый — выход полумоста. R-D цепи не показал, но их расположение не меняеться же.
0
как вы уже знаете, ir2110 мгновенно гибнет от отрицательного напряжения на выводе Vs относительно COM. На вашей плате исток верхнего ключа соединен с Vs дорожкой по которой течет выходной ток и в момент переключения на этой дорожке возникнет эдс самоиндукции, которая и выпалит вам драйвер. Это нежелательно, как по мне. Соответственно, выход полумоста оставляем на нижнем слое, а на верхнем — кидаем от истока до модулятора.
зы. IR драйвера частенько дохнут по причине слабых внутренних защитных диодов. Не будет лишним предусмотреть на плате модулятора место под диод между COM и Vs
0
опять пока я рисовал, мы меня опередили :)
Дублировать полигоны — не нужно.



по поводу диода между COM и Vs полностью поддерживаю, это правило хорошего тона :)
+1
оу, опередили :) туго до меня доходит… а посмотрев апноут an-978 не наткнулся на это, видимо сильно туго у меня с английским… =__=
0
ага, то есть должно быть так:

силовая напрямую к трансформатору, а Vs к транзистору отдельной дорожкой.
0
Да, похоже на правду. Только к верхнему ключу тоже сделайте дорожкой, а не куском полигона. И будет вам счастье. Возможно :)
0

если правильно понял, то должно получиться примерно так на основной плате.
В схеме PWM контроллера меняем так (вводим pGND):

и на плате примерно так это выглядеть будет:

верно?
0
«Боже, как мне достучатьс до этих детей...» ;) Теперь у вас отгорят входы драйвера :)
Землю модулятора кромсать нельзя. Отрывайте ее от силовой целиком, и это будет малосигнальная земля.
+1
:D
на плате PWM только COM от IR2110 вывести наружу, который и будет подходить к Source полевого транзистора, а Vss оставить на месте как был подключённым к земляному полигону. так ?)
извиняюсь за надоедливость. просто подзапутался помойму…
0
если землю кромсать нельзя — то какой смысл тогда той отдельной дорожки на основной плате от Source к PWM плате, если на PWM плате полигон соеденяеться с выводами GND в 3х местах и 2 вывода подключаються к общему полигону земли…
или наконец таки до меня дошло, что я должен все 3 вывода оторвать от общего полигона и подключить к Source MOSFET'a. но тогда как то странно питание от КРЕНки рядом стоящей подходит получаеться…
0
вот я о чём:

их все 3 отрывать от полигона и пускать дорожкой к истоку полевика?
0
неа, вам необходимо сделать две земли. Одна — силовая, по ней бегуют быстрые и больши токи, на ней сидят транзистисторы полумоста, силовые конденсаторы. Вторая — малосигнальная — это ШИМ, драйвер, и вся обвязка в том числе и питание всего этого. Соединяются эти земли дорожкой от истока к плате модулятора, таким образом на малосигнальную часть силовая через землю не влияет.
+1

вот так.
и соединение этих земель только в истоке транзистора. питание крен\фильтры по питанию крен тоже на этой земле должны быть и получаеться токи будут течь так:
зелёная — силовые.
фиолетовая — сигнальные.
зелёно-фиолетавая черта — примерный разрыв полигона.
0
Крен питает сигнальную часть, там текут сигнальные токи => садить на сигнальную землю.
0
ну да, как я и нарисовал, возможно не сильно понятно. получаеться оторванный островок от общей земли.
Спасибо большое за Ваше терпение и полезные советы! ;)
0
А как в Альтиуме сделать, чтобы 3d субмодуль торжествующе возвышался над основной платой (как у вас на картинке)?
0
Делаеться это просто! Плату, которую Вам надо вставить в качестве 3D модели на другую открываем и нажимаем сохранить как…
а там ближе к концу будет выбор Export to Step
Ну а далее как обычную Step модель добавляем куда надо ;)
и кст, они выходят и не сильно хорошего качества… но для ориентировочного просмотра как оно будет и влезает ли всё на плату хватит за глаза.
0
как просто)) спасибо!
0
Как в альтиуме вращать 3D модели?
0

в настройках помещённой модели, внизу по осям X Y Z есть угол поворота, а также высота расположения.
0
А я опять покритикую расположение оптопары на основной плате и дорожки под трансформатором. И ИМХО оптопару разумнее тоже убрать на дополнительную платку. Алсо TL431 разумнее расположить на основной плате около выхода, на дополнительной оставить только оптопары.
0
  • avatar
  • Vga
  • 26 октября 2012, 14:47
ну если её убрать на мелкую плату, то тогда через всю основную будут тянуться изолированный вход… что не есть хорошо.
TL431 на основной ?? как так… стабилизировать ток то на оптопаре он должен… и с таким шлейфом от оптопары до 431 на него нехило так может наводиться всякая «радость»(напряжение то там маленькое выходит, светодиод всётаки же). а в том случае, как у меня сделанно — тока большого нет по дорогам, есть только высокое напряжение, которое просаживаеться только от выходной нагрузки, а не само по себе на дорожках (как это может быть в случае установки 431 поближе к выходу...). керамика на мелкой плате по входу от нежелательных наводок.
0
ну если её убрать на мелкую плату, то тогда через всю основную будут тянуться изолированный вход… что не есть хорошо.
А не пофигу? У тебя аналогичным макаром тянется ОС к TL-ке.
TL431 на основной ?? как так… стабилизировать ток то на оптопаре он должен…
Он должен стабилизировать напряжение на выходе. Как раз до оптопары длина линий не особо критична — там и ток больше (т.е. ниже сопротивление нагрузки, а значит и чувствительность к помехам), и требования ниже.
0
А не пофигу? У тебя аналогичным макаром тянется ОС к TL-ке.
Изолированное же. назначение разное, TL — это внутреняя связь, а remote — это внешнее управление от МК, который может быть запросто питаться от своего источника. зачем проводить длинную дорожку от выхода (который не соединён с высоковольтной частью) по высоковольтной части Без весомых аргументов.
и кстати, по этому вопросу не привели ни единой критики, просто сказали — вот так вот мол лучше и всё тут :)
Он должен стабилизировать напряжение на выходе.
и
Как раз до оптопары длина линий не особо критична — там и ток больше (т.е. ниже сопротивление нагрузки, а значит и чувствительность к помехам), и требования ниже.
как то несочетаеться… сопротивление ниже, так зачем его наращивать лишней дорожкой… опять же, непонятно.
более того, сколько конструкций и промышленных и просто фоток не смотрел не видел что бы так разделяли обратную связь.
ИМХО сомнительно что это поможет для минимизации помех.
0
Как раз до оптопары длина линий не особо критична — там и ток больше ...

кст, можно вспомнить еще о индуктивности паразитной, что усугубит положение вещей, если 431 поставить за три девять земель от оптопары. в лучшем случае просто стабильноть ухудшиться, а так может еще и нестабильным стать БП. будет генератор некий )
0
По-моему, нормально сделано, по плате тянуться цепи с минимальным импедансом. Просто, как можно ближе друг к другу дорожки расположить.
0
Сопротивление цепи ниже — она устойчивей к наводкам. Да еще и интерфейс там токовый. Влияние дорожек здесь не играет роли — оно компенсируется цепью ОС. А вот сопротивление дорожек от выхода к тл-ке напротив, не компенсируется и сигналом является напряжение.
В том же АТХ БП посмотри — где тл-ка и где оптрон (правда, не так просто найти модель с контроллером в горячей части, у большинства он в холодной части и оптрона просто нет).
0
Ну и про оптопару отключения — у тебя все равно в первичку тянутся линии из вторички, к TL431. Вместе с ними вполне можно протянуть и линию управления, она все равно с ними гальванически будет связана. Сама линия управления до оптопары достаточно помехоустойчива — токовый интерфейс с низкоомноцй нагрузкой. Но это, в принципе, не особо нужно. Что мне не нравится — так это близость холодной части этой оптопары к линиям горячей части. Лучше ее перенести на линию разделения холодной и горячей частей.
0
хм, всё бы не плохо, но если попытаться её перенести вниз, вот что выходит:

она начинает пересекаться со средней точкой (до этого не было пересечений по слоям), начинает пересекаться с выходной частью, надо сдвигать всю выходную часть вверх (для разьёма :) ), а она не сдвиаеться изза ТТ, его надо двигать влево \ поворачивать на 90(а если так, то там с разводкой не айс выходит.)
Вобщем, ИМХО тут это не выйдет. Спасибо Вам за критику! :)
0
А ты перенеси оптопару на плату контроллера, а вход RC, соответвенно, на J4. Тогда под полигоном силовой части спокойно пройдет одна тонкая дорожка на управление (там, где зеленая линия).
0
но это же не решает проблему места на плате, ради одного маленького разьёма надо всё сдвигать вверх и ТТ двигать… кстати, довольно скоро выложу последний вариант разводки. :) и кст, как это одна дорожка? вход то оптопары не завязан с общим проводом выхода БП.
0
Ну две дорожки. Место для втуливания разъема можно найти, если P2 и P3 немного сдвинуть вверх.
0
А какая мощность планируется?
0
Максимум по идее будет 400Вт в пиках, средняя потребляемая мощность планируеться в пределах 150~250Вт. Всётаки для усилителя (+ саба) делается. Внешними возможно еще будут дополнительные банки по питанию, но не уверен что оно понадобиться.
0
А зачем на такую мощность транзисторы в корпусе TO247? И сердечник совсем не оптимальный, можете еще что-нибудь достать? ETD?
0
Я смотрел-смотрел, так и не увидел ни сердечника, ни трансформатора, ничего. Только по посадочному место могу предположить… это что на кольце будет мотаться?
0
Только по посадочному место могу предположить…
в конце этой мини-статейки упомянул, что посадочное под кольцо :) цитата:
Трансформатор будет ставиться ребром, место максимум под 2 кольца 45х28х8.
ну, а 3D модели я еще не умею рисовать… SolidWorks еще пока не для меня. поэтому пользуюсь что есть в инете из step-моделей…
0
с запасом. планирую еще потом на основе этого сделать некий лабораторный БП. Кольца к сожалению только отечественные, Epcos трудно достать и цена накрученная раза в 2 выходит (
Усилитель же собран на 2sc5200\2sa1943 что в принципе не мешает ему отдавать под 150~200W номиналки.
0
Отечественные кольца? Вы попали в Ад. Придется обтачивать их острые грани, затем чем-то изолировать и это скорее всего будет х/б изолента и по совместительству — теплоизолятор. Придется снижать максимальную магнитную индукцию, чтобы уменьшить перегрев сердечника, и мотать более толстым проводом, чтобы снизить его(провода) перегрев. И так далее…
Я бы избавил себя от мучений
0
у меня выбора нету… =__=
0
Странно, платы у китайцев заказываете, а феррит не найдете?
0
я на aliexpress.com/, ebay.com, dx.com просматривал, да не нашёл ничего нормального. а на офф сайте epcos больно уж как то непонятно всё… в плане заказа.
буду очень признателен, если подскажете контору, которая продаёт и может послать по почте кольца epcos.
0
Я тоже не нашел :)
0
вот и я обломался, когда подумал — «а ща на ебее всё найду )» ну а про www.suntekstore.com/ или другие можно не упоминать )
0
Нормально с отечеством работает. Не надо паники. Сам собирал несколько блоков с ними — греются в пределах, уж получше чем китайские БП от компа. Тут правда надо учитывать на какой частоте его гонять будут.
0
с нашими я пробовал собирать БП на IR2153 — работало стабильно, кольца теплые были немного и только. а как в таких БП будет работать — я не знаю, но надеюсь не хуже чем в нестабилизированном :)
кст, на выходных на радиорынке наткнулся на Ш образный сердечник с вставкой для катушки, отеч.производства и всего лишь за 85руб. взял один на пробу, но… как потом почитал феррит 2500нмс из которого сделан сердечник для частот не выше 50кГц… облом. позже выложу фото, если интересно.
0
Усилитель же собран на 2sc5200\2sa1943
Сладкая парочка :)
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.