Какие диоды для блока питания
Всем ПРИВЕТ .
Вот подумал и составил краткий список диодов, применяемых в блоках питания.
В любимом БП заменить пару диодов ( если позволяет габаритная мощность силового трансформатора) и мощность БП с 250 ватт станет 300. А 300 ватт в 350.
ДИОДЫ t=25 град.
Schottky TO-220 SBL2040CT 10A x 2 =20A 40V Vf=0.6V при 10A
Schottky TO-247 S30D40 15A x 2 =30A 40V Vf=0.55V при 15A
ultrafast TO-220 SF1004G 5A x 2 =10A 200V Vf=0.97V при 5A
ultrafast TO-220 F16C20C 8A x 2 =16A 200V Vf=1.3V при 8A
ultrafast SR504 5A 40V Vf=0.57
Schottky TO-247 40CPQ060 20A x 2 =40A 60V Vf=0.49V при 20A
Schottky TO-247 STPS40L45C 20A x 2 =40A 45V Vf=0.49V
ultrafast TO-247 SBL4040PT 20A x 2 =40A 45V Vf=0.58V при 20A
Schottky TO-220 63CTQ100 30A x 2 =60A 100 Vf=0.69V при 30A
Schottky TO-220 MBR2545CT 15A x 2 =30A 45V Vf=0.65V при 15A
Schottky TO-247 S60D40 30A x 2 =60A 40-60V Vf=0.65V при 30A
Schottky TO-247 30CPQ150 15A x 2 =30A 150V Vf=1V при 15A
Schottky TO-220 MBRP3045N 15A x 2 =30A 45V Vf=0.65V при 15A
Schottky TO-220 S20C60 10A x 2 =20A 30-60V Vf=0.55V при 10A
Schottky TO-247 SBL3040PT 15A x 2 =30A 30-40V Vf=0.55V при 15A
Schottky TO-247 SBL4040PT 20A x 2 =40A 30-40V Vf=0.58V при 20A
UltraFast TO-220 U20C20C 10A x 2 =20A 50-200V Vf=0.97V при 10A
Fast круглые FR101-107 1A \ 30A 50-1000V Vf=1.3V
Fast FR151-157 1.5A \ 50A 50-1000v Vf=1.3V
Fast FR201-207 2A \ 70A 50-1000V Vf=1.3V
Fast PR1001-1005 1A \ 30A 50-600V Vf=1.2V
Fast PR1501-1507G 1.5A \ 50A 50-1000V Vf=1.3V
Михаил.
ЗЫ.
О подборе диодов-------
-------- Иногда позникает трудность, какой диод выбрать или чем заменить диод. Как подобрать диод, по каким параметрам сравнивать диоды.
Вроде, всё просто, надо ставить такой-же или лучьше по параметрам. Параметры диодов указаны для синусоидального тока и при работе в импульсных схемах параметры чуть ниже по току и напряжению. Далее, указан общий ток обеих диодов, а на самом деле пол периода через один диод и другой пол периода через второй диод, 10А - 1диод + 10А - 2диод = равно 10А общего тока в нагрузку, а на диоде написано 20А суммарного тока. Следующий параметр, падение напряжения на открытом диоде, обозначается - Vf , P W = I A умножить на U Vf. Из этой формулы можно узнать следующее, какая мощность выделится на диоде при протикании по нему выбранного тока. При включении 2х диодов параллельно ток протекающий может быть увеличен, а внутреннее сопротивление уменьшается и падение напряжения на открытом диоде тоже уменьшается, рассеиваемая мощность на диоде тоже уменьшается. Диоды меньше греются.
Ребята пишут: spectre Apple писал(а):
3. Параллелить диоды шоттки можно. Если радиатор позволяет - прикручивайте с обратной стороны вторую сборку, если нет под рукой более мощной. Так как прямое падение на переходе диода шотки зависит от тока, и чем больше ток тем больше и падение напряжения причем зависимость там весьма нелинейная, то выпрямляя 30А двумя диодами вместо одного получим меньше тепла в воздух. Посему я бы сказал что не просто можно, а часто даже полезно.
И еще нюанс по поводу параленьных диодов, паралелить можно только одинаковые, а лучше еще и из одной партии, иначе из за неодинаковости параметров может стать только хуже. По этой же причине два шотки по 15А не равны одному на 30А, расчитывать надо на 20 ну 25 ампер от силы, причем лучше таки на 20. Иначе надежность работы такой связки будет оставлять желать много лучшего.
Мощьность блока как правило ограничивает как раз ток выходных диодов и габаритная мощьность транса.
А трансы в младшие модели 300-350w в последнее время часто ставят от более мощьных собратьев, так что поставив шотки расчитанные на бОльший ток, а лучше довесив параленьно к тому что уже есть еще один, вполне можно лишних 50-100w из блока "достать" совершенно безболезненно.
Что касается транзисторов, даже банальные 13007 допускают ток коллектора 8A(16A импульсный), если схема раскачки ровная можно 500w c них можно снимать без напряга. Про всякие 13009, 2SC4140 и т.д. я вобще молчу, последние, например, стоят блоках Sweex 650w и даже не пыхтят при полной нагрузке.
А емкости дело наживное, их довесить или заменить на большие проблеммы вобще не стоит.
хочу добавить к вышесказанному - на дешёвых БП по 12 вольтам китайцы иногда такое Г. ставят, что хоть стой, хоть падай при заявленных на БП 10 Амперах по 12 в. берёш 5-6 (мощными резисторами) и из диодов дым. причём секунд этак через 20-30. меняеш на нормальную сборку Шотке - 10 Ампер спокойно.
p.s. И это на БП под пень-4 с дополнительным разъёмом по 12 в. .
Ну дык это давняя уже история, я помню выколупал из какого-то нонейма вобще пару дискретных диодов FR302 которые по +12v стояли
Сча правда китайцы более-менее испавились, в последнених JNC, например, стоит по +5 сборка на 20A, +3.3 такая-же, +12 сборка 16A 40V. Не образец для подражания конечно но уже сносно.
BTW, в первом посте, IMHO, имеем фактическую ошибку: т.к. каждый из диодов в сборке работает в своем полупериоде, то максимальный ток для сборки S30D40 (к примеру) будет не 2х15А, а 15А или 15Ах1.4 (в смысле, на корень из двух) - тут уж пусть народ, более разбирающийся в ТЦИС, свое веское слово скажет.
- Ситчик веселенький есть.
- Приезжайте, обхохочетесь.
BTW, в первом посте, IMHO, имеем фактическую ошибку: т.к. каждый из диодов в сборке работает в своем полупериоде, то максимальный ток для сборки S30D40 (к примеру) будет не 2х15А, а 15А или 15Ах1.4 (в смысле, на корень из двух) - тут уж пусть народ, более разбирающийся в ТЦИС, свое веское слово скажет.
Выпрямляем не синусоиду, так что на корень из двух множить неправильно.
с одной стороны, даже не 15х1.4 , а 15 /1.4 - если учитывать скважность выпрямляемых импульсов (а то и 15/2 ) - зависит от режима работы БП (не забываем, что у нас напряжением регулирует ШИМ)
с другой стороны - 15х1.5 (а то и 15х2) - если попытаться учесть коэф-т трансформации фильтрующего дросселя (сорри, если с терминами путаю, но где-то так)
(естественно, вышесказанное ИМХО)
Всем привет.
По вопросу о диодах, фирмы указывают сумарный ток обоих диодов, так звучит красивше.
Вот, к примеру, что Я надыбал на просторах Интернета.
Не согласен. Именно потому, что диоды работают по очереди.
Производитель диодов даёт максимальный непрерывный постоянный
ток через сборку, либо максимальный выпрямленный ток. Ток
через каждый диод сборки при поочерёдной их работе равен току
одного диода. Причины отказов выпрямителей надо искать не в
этом. Возможно, плохой теплоотвод, выбросы обратного
напряжения или броски тока при зарядке емкостей (при плохом
дросселе), но никак не превышение предельного тока ---
производители блоков питания насчёт максимального тока лапшу
не вешают. А вот с тем, что запас по току иметь желательно,
согласен --- хуже от этого никому не будет.
По поводу тока через диодную сборку- читаем технический
паспорт (datasheets) на S30D40C фирмы MOSPEC – эти сборки
стоят в каждом втором современном блоке питания в цепях на
токи до 35 ампер. В паспорте записано дословно: Average
Recttifier Forward Current – 15amp, Total Device – 30 Amp. Я
перевожу это как “Средний выпрямленный прямой ток – 15 ампер,
всего на прибор – 30 ампер” и понимаю так, что средний ток
через ОДИН диод 15 ампер, через два диода – 30 ампер. В
выпрямителе каждое мгновение работает только один диод.
Согласен, что если полпериода через диод проходит ток 30А,
полпериода диод заперт, получаем средний ток через диод 15
ампер. Как будто все получается, хотя и не ясно, чем
руководствовался производитель, накладывая ограничения –
выделением тепла или плотностью проходящего тока. Но. Дальше
в техпаспорте сказано, что предельный ПИКОВЫЙ повторяющийся
ток равен 30 амперам при частоте 20кГц. Но ведь это НЕ средний
ток, при среднем токе 30 ампер пиковый в выпрямителе будет
минимум в 5 раз больше! То есть 150 ампер. Ибо конденсатор
выпрямителя заряжается только на пике периода. Да и частота в
преобразователе будет значительно выше. То есть картина
выглядит совершенно однозначно – диоды используются в режимах,
заметно превышающих их паспортные данные, и восславим
производителей диодов, догадавшихся выпускать их со
значительным запасом. А блоки питания при токах, близких к
предельным, работают в критическом режиме. В том числе и
потому не более 20% БП способны обеспечит свои паспортные токи
и мощности, написанные на бумажке на корпусе БП, это проверяли
многие- читайте соответствующие обзоры.
Илья RW3FY
Это надо понимать как рекомендацию производителю ставить в
выпрямитель дроссель, основное назначение которого --- как раз
исключить перегрузку диодов током заряда емкостей. Я не могу
похвастаться тем, что вскрывал сотни разных БП, но в тех, что
вскрывать мне доводилось, я никогда не видел, чтобы ёмкость
подключалась к сборке напрямую --- везде только через довольно
массивный дроссель. А он, как известно, как раз и обеспечивает
равномерность тока зарядки, без пиковых нагрузок на диоды.
Если есть и такие БП, где китайцы на дросселе сэкономили ---
от их использования лучше вообще отказаться. Частота
преобразования --- 30. 60 кГц. Обычно производители элементов
дают характеристики при заведомо низких частотах из-за того,
что так удобнее мерить. Зависимость предельных параметров от
частоты, полагаю, нелинейная. Поэтому надо смотреть, скорее,
не на соотношение 20 кГц и 60 кГц, а на соотношение 60 кГц с
максимальной рабочей частотой сборки.
.
2. - что бы не быть голословным: даташит на 30CTQ060.
Цитата:
Absolute Maximum Ratings Parameters Values Units Conditions
Max. Average Forward (Per Leg) 15 A 50% duty cycle @ TC = 105°C, rectangular wave form Current * See Fig. 5 (Per Device) 30
Max. Peak One Cycle Non-Repetitive 1000 A 5µs Sine or 3µs Rect. pulse
Surge Current (Per Leg) * See Fig. 7 260 10ms Sine or 6ms Rect. pulse
а если мы посмотрим рис.5 (как рекомендует производитель), то увидим, что кроме графика для тока в 15А через диод,
есть график и для постоянного тока, где Imax = 22A.
рис 6. (Forward Power Loss Characteristics (Per Leg))более интересен для нас. На нём видна зависимость среднего тока через диод от скважности. при скважности 0,33 (как, например, в моём БП) средний ток 12-13А.
отсюда и получается, что сборка ХХХ2040х держит примерно 18А.
.
Откуда-то дернул и не помню, кто это написал, извините. найду - укажу, для дела важно.
Теперь о своём, Я указывал данные по источнику, как приведено в даташите на все эти диоды.
Я вставил в свой любимый БП по 2а диода S30D40 в цепь +3.3в и +5в, а по +12в поставил 63CTQ100.
Поставил кондюки 3300.0 во все цепи и зашунтировал керамикой по 10.0 Мкф. Куплю 470.0х400в или
680.0х400в и заменю 470.0х200в, вот тогда будет хорошо на душе. Уменьшил обороты вентиля.
И теперь тишина и прохладный ветерок из БП идёт.
S30D40
В каждый полупериод (импульс) через 1 диод сборки проходит ток нагрузки = 15А ПООЧЕРЕДИ и теперь
всё зависит от температуры сборки, чем лучьше охлаждение, тем больший ток можно снять со сборки.
Или поставить 2е сборки, и тогда ток будет равен 2х15А = 30 Ампер ПООЧЕРЕДИ на нагрузку, и греться
не будут сильно. IMHO.
Михаил.
Всем ПРИВЕТ .
Вот подумал и составил краткий список диодов, применяемых в блоках питания.
В любимом БП заменить пару диодов ( если позволяет габаритная мощность силового трансформатора) и мощность БП с 250 ватт станет 300. А 300 ватт в 350.
ДИОДЫ t=25 град.
Schottky TO-220 SBL2040CT 10A x 2 =20A 40V Vf=0.6V при 10A
Schottky TO-247 S30D40 15A x 2 =30A 40V Vf=0.55V при 15A
ultrafast TO-220 SF1004G 5A x 2 =10A 200V Vf=0.97V при 5A
ultrafast TO-220 F16C20C 8A x 2 =16A 200V Vf=1.3V при 8A
ultrafast SR504 5A 40V Vf=0.57
Schottky TO-247 40CPQ060 20A x 2 =40A 60V Vf=0.49V при 20A
Schottky TO-247 STPS40L45C 20A x 2 =40A 45V Vf=0.49V
ultrafast TO-247 SBL4040PT 20A x 2 =40A 45V Vf=0.58V при 20A
Schottky TO-220 63CTQ100 30A x 2 =60A 100 Vf=0.69V при 30A
Schottky TO-220 MBR2545CT 15A x 2 =30A 45V Vf=0.65V при 15A
Schottky TO-247 S60D40 30A x 2 =60A 40-60V Vf=0.65V при 30A
Schottky TO-247 30CPQ150 15A x 2 =30A 150V Vf=1V при 15A
Schottky TO-220 MBRP3045N 15A x 2 =30A 45V Vf=0.65V при 15A
Schottky TO-220 S20C60 10A x 2 =20A 30-60V Vf=0.55V при 10A
Schottky TO-247 SBL3040PT 15A x 2 =30A 30-40V Vf=0.55V при 15A
Schottky TO-247 SBL4040PT 20A x 2 =40A 30-40V Vf=0.58V при 20A
UltraFast TO-220 U20C20C 10A x 2 =20A 50-200V Vf=0.97V при 10A
Fast круглые FR101-107 1A \ 30A 50-1000V Vf=1.3V
Fast FR151-157 1.5A \ 50A 50-1000v Vf=1.3V
Fast FR201-207 2A \ 70A 50-1000V Vf=1.3V
Fast PR1001-1005 1A \ 30A 50-600V Vf=1.2V
Fast PR1501-1507G 1.5A \ 50A 50-1000V Vf=1.3V
Михаил.
ЗЫ.
О подборе диодов-------
-------- Иногда позникает трудность, какой диод выбрать или чем заменить диод. Как подобрать диод, по каким параметрам сравнивать диоды.
Вроде, всё просто, надо ставить такой-же или лучьше по параметрам. Параметры диодов указаны для синусоидального тока и при работе в импульсных схемах параметры чуть ниже по току и напряжению. Далее, указан общий ток обеих диодов, а на самом деле пол периода через один диод и другой пол периода через второй диод, 10А - 1диод + 10А - 2диод = равно 10А общего тока в нагрузку, а на диоде написано 20А суммарного тока. Следующий параметр, падение напряжения на открытом диоде, обозначается - Vf , P W = I A умножить на U Vf. Из этой формулы можно узнать следующее, какая мощность выделится на диоде при протикании по нему выбранного тока. При включении 2х диодов параллельно ток протекающий может быть увеличен, а внутреннее сопротивление уменьшается и падение напряжения на открытом диоде тоже уменьшается, рассеиваемая мощность на диоде тоже уменьшается. Диоды меньше греются.
Ребята пишут: spectre Apple писал(а):
3. Параллелить диоды шоттки можно. Если радиатор позволяет - прикручивайте с обратной стороны вторую сборку, если нет под рукой более мощной. Так как прямое падение на переходе диода шотки зависит от тока, и чем больше ток тем больше и падение напряжения причем зависимость там весьма нелинейная, то выпрямляя 30А двумя диодами вместо одного получим меньше тепла в воздух. Посему я бы сказал что не просто можно, а часто даже полезно.
И еще нюанс по поводу параленьных диодов, паралелить можно только одинаковые, а лучше еще и из одной партии, иначе из за неодинаковости параметров может стать только хуже. По этой же причине два шотки по 15А не равны одному на 30А, расчитывать надо на 20 ну 25 ампер от силы, причем лучше таки на 20. Иначе надежность работы такой связки будет оставлять желать много лучшего.
В качестве самой просто схемы я покажу вариант с одним диодом и конденсатором. Такая схема используется в обратноходовых блоках питания, которые составляют сейчас подавляющее большинство.
В готовом блоке питания она выглядит так, как показано на этом фото.
Такие блоки питания чаще всего идут в комплекте с недорогой техникой.
Следующим шагом идет двухполупериодный выпрямитель. Эта схема использовал раньше весьма часто, но в последнее время вытеснена другой, которую я покажу позже.
Такая схемотехника чаще всего встречается в мощных блоках питания, особенно она удобна в нерегулируемых блоках на базе драйвера IR2151-2153, о которых я рассказывал в прошлой части.
Как я тогда сказал, она хорошо подходит для построения первичных источников питания, которые не являются стабилизированными, но которые имеют хороший КПД и могут использовать для питания других устройств, например как этот блок питания лабораторного источника питания.
Особое преимущество данной схемы в том, что ее очень легко переделать в двухполярную и использовать для питания усилителей мощности. В таком варианте добавляется всего пара диодов и конденсатор.
Когда мощности обратноходовой схемотехники не хватает, то используют ее прямоходовый вариант. Здесь энергия при одном такте сначала накапливается в дросселе, а потом через нижний диод поступает в нагрузку. Данная схемотехника очень похожа на схему классического StepDown преобразователя.
Заметить что блок питания собран по такой схемотехнике очень просто, на плате будет большой дроссель. В качестве фильтрующих дроссели с таким габаритом используют крайне редко, потому ошибиться сложно.
Но есть альтернативный вариант этой схемы. Он применяется чаще всего в компьютерных блоках питания и ведет свои истоки от первых БП формата АТ.
Здесь присутствует накопительный дроссель, а первичная обмотка силового трансформатора связана с одной из обмоток трансформатора управления. Если изъять дроссель из этой схемы, то блок питания при нагрузке выше определенной выйдет из строя.
То же самое касается и предыдущей схемы.
Отличить блоки питания последних двух типов очень легко, слева БП построенный по аналогии блока питания АТ формата, у него сразу заметен трансформатор около транзисторов, справа однотактный прямоходовый, трансформатора здесь нет.
Дроссели имеют разные размеры, но это следствие разной рабочей частоты и иногда экономии производителя. Меньший дроссель в работе скорее всего будет перегреваться, да и схема можно работать не очень надежно при максимальной мощности.
Чаще всего в качестве выходных диодов импульсных блоков питания используются диоды Шоттки. Они имеют два важных преимущества перед обычными:
1. Падение напряжения на них в 1.5-2 раза меньше
2. Они быстрее, чем обычные диоды, потому имеют меньше потер при переключении.
В блоках питания рассчитанных на высокое выходное напряжение применяют чаще всего обычные диоды, так как прямое падение у высоковольтных обычных и Шоттки примерно одинаково. Но из-за того что Шоттки быстрее, можно получить уменьшенные потери на снаббере, потому я советую применять их и здесь.
Так как после выпрямления на конденсаторе будут присутствовать заметные пульсации, то после него ставят LC фильтр или говоря простым языком - дроссель и конденсатор
Для примера "народный" блок питания где явно виден как дроссель, так и два конденсатора.
Дроссель необязательно будет большим, а вполне может быть совсем миниатюрным. Работать правда он будет хуже, но это лучше чем ничего.
Иногда дроссель вообще не ставят, хотя место под него есть. Это банальная экономия "на спичках", я всегда рекомендую установить на это место дроссель.
Для примера уровень пульсаций без дросселя и с дросселем. Но стоит учитывать, что после установки дросселя пульсации на первом конденсаторе вырастут, так как на него будет приходится "ударный" ток. Обычно именно он выходит из строя первым.
Улучшить ситуацию можно установив параллельно электролитическим конденсаторам керамические. Данная мера можно существенно облегчить режим работы электролитов. Но стоит иметь в виду, что эффективно они работают только при относительно небольших мощностях БП, а точнее при относительно небольших токах. Можно конечно поставить много таких конденсаторов, но это дорого и габаритно.
При доработке конденсаторы можно напаивать прямо на выводы электролитических конденсаторов.
Я применяю конденсаторы с емкостью 0.1-0.47мкФ.
Чтобы еще немного улучшить качество работы, следует внимательнее отнестись к разводке печатной платы. Если страссировать плату по типу того как я показал на схеме, то пульсации могут еще немного уменьшиться, тем более что это бесплатно.
Ну и последний шаг, установка синфазного дросселя на выходе блока питания. Такое применяется чаще всего в фирменных блоках питания, которым требуется проходить сертификацию на уровень помех излучаемых в эфир. В дешевых практически никогда не встречается.
Теперь об выходных конденсаторах.
Если вы пользуетесь дешевыми блоками питания, то скорее всего на выходе увидите либо вообще безымянные модели.
Но все равно, лучше применять именно фирменные конденсаторы, а не суррогаты с их именем. На фото блок питания фирмы Менвелл.
Для облегчения работы конденсаторов есть способ, когда вместо одного двух емких устанавливают много менее емких конденсаторов. В таком варианте нагрузка лучше распределяется и конденсаторы живут дольше.
Схема стабилизации.
Самый простой вариант - стабилизировать напряжение по обратной связи со вспомогательной обмотки трансформатора, правда такое решение и самое плохое в плане стабильности, так как влияет магнитная связь между обмотками и их активное сопротивление, зато дешево.
Следующий вариант сложнее, здесь в качестве порогового элемента применен стабилитрон. В таком варианте выходное напряжение Бп будет равно падению на стабилитроне + напряжению на светодиоде оптрона. Характеристики схемы так себе, но вполне приемлемы для некритичных нагрузок.
Например блок питания с такой стабилизацией. Сверху около оптрона ничего нет.
Снизу расположен стабилитрон и несколько резисторов
Но куда лучшие характеристики показывает схема с регулируемым стабилитроном TL431. Она имеет куда выше качество работы и точность поддержания в том числе лучше держит параметры при изменении температуры.
На плате она обычно выглядит так, как показано на фото.
Расположение выводов в разных вариантах корпуса.
Например в "народном" блоке питания применен SMD вариант корпуса. На фото видны резисторы делителя обратной связи и вспомогательные, например "подтяжки" к питанию чтобы сформировать минимальный рабочий ток для стабилитрона.
Еще пара фото, сверху платы ничего нет, а стабилитрон TL431 находится снизу.
Иногда в цепи обратной связи ставят подстроечный резистор. Но сначала я скажу пару слов о том, как рассчитывается делитель.
Если применяется стандартный делитель из двух резисторов, то его номиналы подбираются таким образом чтобы при требуемом выходном напряжении в точке соединения было 2.5 Вольта, именно на это напряжение и рассчитана TL431, но стоит учитывать, что есть и более низковольтный вариант этой микросхемы, на 1.25 Вольта, хотя встречается он гораздо реже.
Теперь к подстроечному резистору. Для большего удобства на плате может располагаться подстроечный резистор, позволяющий менять выходное напряжение в небольших пределах, чаще всего +/- 10-20%, больший диапазон не рекомендуется, так как Бп может вести себя нестабильно.
Подстроечный резистор всегда должен стоять последовательно с нижним резистором делителя, тогда в случае выхода его из строя вы получите на выходе Бп минимальное напряжение, а не максимальное, как если бы подстроечный резистор стоял сверху.
Кроме того подстроечные резисторы часто имеют низкую надежность, и если вам не нужна эта функция, то лучше заменить его на постоянный, предварительно подобрав его номинал.
Полностью на плате весь этот узел выглядит следующим образом.
Пару слов о выходном нагрузочном резисторе.
Импульсный блок питания плохо работает без нагрузки, потому параллельно выходу обычно ставят нагрузочный резистор, обеспечивающий минимально необходимую нагрузку при которой БП работает стабильно.
Есть и минус у данного решения, резистор обычно греется, причем иногда заметно. Кроме того этот резистор может греть конденсаторы если они стоят рядом, как на этом фото.
Иногда они греются так, что на плате становятся видны следы перегрева. Но кроме того этот нагрев может плохо сказываться на стабильности БП если он подогревает резисторы делителя обратной связи и они при этом применены обычного типа, а не точные/термостабильные.
Резисторы греются, параметры начинают меняться и меняется выходное напряжение БП, потому рекомендуется располагать резисторы делителя так, чтобы они не были подвержены нагреву, а кроме того лучше применять точные резисторы, на которые нагрев влияет существенно меньше.
Иногда производители неправильно выбирают номинал нагрузочного резистора и он начинает греться сильнее чем допустимо. Например в 24 Вольте версии "народного" блока питания как раз была такая ситуация, пришлось поменять его потом на резистор в два раза большего номинала.
Чтобы ваши блоки питания работали надежно, следует внимательно отнесись к подбору компонентов.
Диоды выбираются из расчета двухкратного запаса для двухтактной схемы и трехкратного для однотактной, например БП 5-7 Ампер, значит диод ставим на 15-20.
Напряжение должно быть не менее чем в четыре раза больше чем выходное у блока питания, если БП на 12 Вольт, то диод на 60, если на 24, то на 100.
Все эти параметры есть в даташите на диоды
Также они указаны на самих диодах.
Конденсаторы следует выбирать низкоимпедансные или LowESR, это также обычно отражено в даташите на компонент.
Емкость выбираем из расчета 0.5-1 тысяч мкФ на 1 Ампер выходного тока. Напряжение - для двухтактной схемы 1.5-2 раза выше чем выходное, для обратноходовой однотактной - не менее чем 2х от выходного.
По фирмам смотрим чтобы были известные бренды, но это я писал и в статье про входной фильтр, здесь рекомендации аналогичны.
С выходным дросселем все гораздо проще, номинальный ток дросселя не менее чем максимальный выходной ток блока питания. Лучше применить дроссель на больший ток, тогда его нагрев будет существенно меньше. Индуктивность 4.7-22мкГн, зависит от выходного тока, так как дроссель на большой ток и индуктивность будет весьма большим.
Обычно дроссели выполняются либо в виде "гантельки", либо в "броневом" исполнении, вторые чаще предназначены для поверхностного монтажа.
В общих чертах на этом все, и конечно видеоверсия данной статьи. Как всегда буду рад вопросам и пожеланиям.
Основные типы и параметры современных диодных сборок Шоттки, которые используются в выпрямителях мощных импульсных источников питания.
Во время сборки блоков питания и преобразователей напряжения для автомобильных усилителей часто возникает проблема с выпрямлением тока с трансформатора. Раздобыть мощные импульсные диоды довольно серьезная проблема, поэтому решил напечатать статью, в которой приводится полный перечень и парметры мощных диодов Шоттки. Некоторое время назад лично у меня возникла проблема с выпрямителем преобразователя для авто усилителя. Преобразователь довольно мощный (500-600 ватт), частота выходного напряжения 60кГц, любой распространенный диод, который можно найти в старом хламе, сразу сгорит, как спичка. Единственным доступным вариантом в то время были отечественные КД213А. Диоды достаточно хорошие, держат до 10 Ампер, рабочая частота в пределах 100кГц, но и они под нагрузкой страшно перегревались.
На самом деле мощные диоды можно найти почти у каждого. Компьютерный БП является импульсным блоком питания, который питает целый компьютер. Как правило их делают с мощностью от 200 ватт до 1кВт и более, а поскольку компьютер питается от постоянного тока, значит в блоке питания должен быть выпрямитель. В современных блоках питания для выпрямления напряжения используют мощные диодные сборки Шоттки - именно у них минимальный спад напряжения на переходе и возможность работы в импульсных схемах, где рабочая частота намного выше сетевых 50 Герц. Недавно на халяву принесли несколько блоков питания, откуда и были сняты диоды для этого небольшого обзора. В компьютерных блоках питания можно найти самые разные диодные сборки, единичных диодов тут почти не бывает - в одном корпусе два мощных диода, часто (почти всегда) с общим катодом. Вот некоторые из них:
D83-004 (ESAD83-004) - Мощная сборка из диодов Шоттки, обратное напряжение 40 Вольт, допустимый ток 30А, в импульсном режиме до 250А - пожалуй, один из самых мощных диодов, который можно встретить в компьютерных блоках питания.
STPS3045CW - Сдвоенный диод Шоттки, ток выпрямленный 15A, прямое напряжение 570мВ, обратный ток утечки 200мкА, напряжение обратное постоянное 45 Вольт.
Основные диоды Шоттки, которые встречаются в блоках питания
Шоттки TO-220 SBL2040CT 10A x 2 =20A 40V Vf=0.6V при 10A
Шоттки TO-247 S30D40 15A x 2 =30A 40V Vf=0.55V при 15A
Ультрафаст TO-220 SF1004G 5A x 2 =10A 200V Vf=0.97V при 5A
Ультрафаст TO-220 F16C20C 8A x 2 =16A 200V Vf=1.3V при 8A
Ультрафаст SR504 5A 40V Vf=0.57
Шоттки TO-247 40CPQ060 20A x 2 =40A 60V Vf=0.49V при 20A
Шоттки TO-247 STPS40L45C 20A x 2 =40A 45V Vf=0.49V
Ультрафаст TO-247 SBL4040PT 20A x 2 =40A 45V Vf=0.58V при 20A
Шоттки TO-220 63CTQ100 30A x 2 =60A 100 Vf=0.69V при 30A
Шоттки TO-220 MBR2545CT 15A x 2 =30A 45V Vf=0.65V при 15A
Шоттки TO-247 S60D40 30A x 2 =60A 40-60V Vf=0.65V при 30A
Шоттки TO-247 30CPQ150 15A x 2 =30A 150V Vf=1V при 15A
Шоттки TO-220 MBRP3045N 15A x 2 =30A 45V Vf=0.65V при 15A
Шоттки TO-220 S20C60 10A x 2 =20A 30-60V Vf=0.55V при 10A
Шоттки TO-247 SBL3040PT 15A x 2 =30A 30-40V Vf=0.55V при 15A
Шоттки TO-247 SBL4040PT 20A x 2 =40A 30-40V Vf=0.58V при 20A
Ультрафаст TO-220 U20C20C 10A x 2 =20A 50-200V Vf=0.97V при 10A
Существуют и современные отечественные диодные сборки на большой ток. Вот их маркировка и внутренняя схема:
Также выпускаются высоковольтные диоды Шоттки, которые можно использовать например в БП ламповых усилителей и другой аппаратуры с повышенным питанием. Список приведён ниже:
Хотя более предпочтительным является применение диодов Шоттки в низковольтных мощных выпрямителях с выходными напряжениями в пару десятков вольт, на высоких частотах переключения.
Как выбрать блок питания для светодиодов
Наиболее энергоэффективной технологией искусственного освещения на сегодняшний день является освещение светодиодное. А поскольку светодиоды — изделия капризные, питание им нужно особое. Нельзя просто взять и включить светодиоды в розетку, а если это и выглядит так, то скорее всего преобразователь сетевого напряжения в требуемое низкое постоянное напряжение есть, но он скрыт внутри цокольной части, скажем, светодиодной лампы.
Однако не всегда мы имеем дело со светодиодной лампой, иногда необходимо подключить единичные светодиоды или светодиодную ленту, поэтому выбор блока питания для светодиодов для кого-то может стать вполне актуальной задачей. Давайте же в рамках данной статьи разберемся, что — к чему.
Блок питания для светодиодов или LED-драйвер
Правильно выбранный блок питания для светодиодов — залог качественного и надежного освещения. А поскольку светодиодам необходим постоянный ток, то сетевое напряжение необходимо сначала преобразовать. Этим и занимается блок питания для светодиодов. Блок питания или LED-драйвер обеспечивает светодиодам постоянный ток при номинальном напряжении.
Для самого преобразователя константой может быть 5, 12, 24 или 48 вольт постоянного напряжения, в зависимости от конфигурации вашей светодиодной сборки, либо постоянным может быть непосредственно ток, например 350 или 700 миллиампер, а напряжение будет немного «плавать» в зависимости от текущей температуры светодиодов.
Ток для светодиодных сборок, как правило, составляет от нескольких сот миллиампер до единиц ампер. Для светодиодных лент даже нормируется удельная мощность на метр длины, скажем 4,8 или 16 Вт на метр длины ленты.
Источники постоянного напряжения для светодиодов называют блоками питания для светодиодов. Они выглядят как плата внутри перфорированного корпуса из нержавейки (вверху на рисунке) или как зарядное устройство для портативной техники.
Источники же постоянного тока для светодиодов называют светодиодными драйверами или LED-драйверами. Они похожи на металлизированный или пластиковый (как слева на рисунке) блок питания ноутбука. Но и для тех, и для других источников питания для светодиодов, будь постоянным напряжение или ток, - нормируется максимальная отдаваемая мощность в ваттах. Например 12 В 240 Вт или 350 мА 24 Вт.
Сразу ясно, в каком случае постоянным будет напряжение, а в каком — ток. В первом случае напряжение постоянное, а ток станет зависеть от количества подключенных параллельно светодиодных сборок — максимальный ток для нашего примера 20 А. Во втором случае очевидно, что максимальное напряжение составит 68,5 В, и станет зависеть от того, сколько светодиодных сборок на 350 мА будет соединено последовательно.
Какой источник питания для светодиодов выбрать
Типичных случаев использования светодиодов с блоком питания три:
блок питания изначально встроен в источник света (например светодиодная лампа или прожектор);
светодиодный источник света имеет номинальное напряжение питания, и такие источники будут соединяться по несколько параллельно или будет лишь один (распространенный вариант — светодиодные ленты на 12 вольт);
имеются несколько светодиодных сборок, для которых не желательно превышать номинальный ток, и таких сборок несколько, их необходимо объединить последовательно (напряжение указывается диапазоном, например 11-13 В или 15-18 В).
В первом случае все ясно, нет надобности в приобретении источника питания, достаточно позаботиться об условиях эксплуатации: защитить прожектор от влаги козырьком, например.
Во втором случае подойдет блок питания постоянного напряжения для светодиодов в перфорированном корпусе: количество метров лент умножьте на мощность погонного метра ленты, - это и будет общая их мощность.
Если ленты будут соединяться параллельно, то их номинальное напряжение и берется в расчет при выборе блока питания, а мощность блока питания возьмите на 5-10% больше общей мощности лент. Например: 7,5 метров ленты на 12 вольт с погонной мощностью 7,36 Вт/м — это 55,2 ватт при 12 вольтах, соответственно выбираем блок питания постоянного тока с выходными параметрами 12 В 60 Вт.
В третьем случае прикиньте количество светодиодных сборок, и подберите LED-драйвер на подходящий диапазон напряжений. Например: есть 5 неких светодиодных сборок на номинальный ток 300 мА, напряжение для каждой сборки указано около 15 вольт.
Для последовательного соединения потребуется предельное напряжение 75 вольт, а ток 300 мА. Выбираем LED-драйвер на диапазон от 50 до 80 В, на ток 300 мА. В зависимости от того, будет ли драйвер установлен на улице или в помещении — выбираем тип корпуса устройства с соответствующим классом защиты оболочки IP.
Узнать подробнее об устройстве блоков питания и драйверов для светодиодов можно здесь: Схемотехника блоков питания для светодиодных лент и не только
Читайте также: