Circuito SMPS 2 x 50V 350W para amplificadores de potência de áudio

Este artigo ilustrará um procedimento simples para desenvolver uma fonte de alimentação simétrica SMPS de comutação de 50 V não regulamentada de 350 W. Esta unidade pode ser substituída pela fonte de alimentação do amplificador de áudio padrão para reduzir despesas e também o peso. A fonte de alimentação proposta funciona como uma meia ponte sem regulação.

Escrito e enviado por: Dhrubajyoti Biswas

Mosfets como dispositivos de energia

Minha fonte de alimentação depende de dois N MOSFET e funciona com circuito integrado IR2153. O IR2153 é alimentado por um resistor de potência de 27K 6W. A ondulação em carga total é registrada abaixo de 2V.

O uso do diodo Zener (15V) garante a estabilização da tensão e a freqüência de operação é ajustada para 50 kHz (aprox.).

No ponto de entrada, coloquei um termistor para forçar uma verificação na corrente de pico quando o capacitor está sendo carregado.

Este mesmo fenômeno pode ser encontrado na fonte de alimentação AT / ATX de um computador. Além disso, para garantir baixa indutância de vazamento e saída de tensão total, a primeira metade do primário é ferida em 20 voltas, seguida pela ferida secundária.

Também para garantir a segurança do sistema, certifique-se de conectar a saída (derivação central 0 V) ​​ao terra.

Bloqueadores para filtragem de RF

Os chokes usados ​​no projeto irão facilitar a remoção da ondulação de saída de RF. O número de voltas e o núcleo encontrado na alimentação do PC não é um fator crítico.

Além disso, os resistores de 6k8 na seção de saída são usados ​​para descarregar os capacitores depois de desligados e, dessa forma, ajuda a evitar o aumento da tensão durante a ausência de carga.

A fonte de alimentação comutada proposta 2x 50V 350W opera em topologia direta de chave única. Ele tem uma frequência de operação de 80-90 kHz e possui circuito de controle IRF2153 que é muito semelhante ao do US3842. No entanto, o ciclo de trabalho é menor e limitado a 50%.

Rebobinando um ATX Trafo

O transformador Tr1 foi desenvolvido rebobinando o transformador SMPS ATX e sua indutância primária é de 6,4 mH (aprox.).

O núcleo do sistema não tem entreferro e a indutância primária é dividida em duas partes: a primeira metade é o vento e a segunda é o enrolamento.

Além disso, também é possível implantar a metade inferior primária original sem rebobinar. Este tipo de fonte de alimentação é adequado para aplicações de amplificadores de potência.

Se necessário, ele também pode ser protegido contra sobrecarga ou curto-circuito e a tensão de saída pode ser estabilizada. O Feedback do sistema pode ser habilitado com a ajuda do optoacoplador.

É importante notar que em relação à potência de 350W, deve-se tomar cuidado para que no estado condutivo a resistência típica não ultrapasse mais de 0,8R. O MOSFET também pode ser usado para diminuir o ponto de resistência.

Curiosamente, quanto menor a resistência, melhor com o sistema.

A tolerância de tensão está na faixa de 900-1000V. No pior cenário, 800 V podem ser usados. Considerando isso, o melhor MOSFET que encontrei foi SPP17N80C3 ou IGBTs de 900V.

Diagrama de circuito

Detalhes do enrolamento da bobina:

1. O transformador SMPS principal que pode ser visto integrado com os MOSFETs pode ser enrolado em um conjunto de núcleo de bobina de ferrite de 90 por 140 mm quadrados.
2. O enrolamento lateral primário consiste em 40 voltas de fio de cobre super esmaltado de 0,6 mm.
3. Lembre-se de parar após 20 voltas, colocar uma camada isolante com fita isolante e enrolar o enrolamento secundário, assim que o secundário estiver enrolado, isole-o novamente e continue com as 20 voltas restantes sobre ele.
4. Significa que o enrolamento secundário fica imprensado entre as 20 + 20 voltas primárias.
5. A torneira central deste 20 + 20 pode ser conectada ao corpo do SMPS para uma melhor estabilização e saídas mais limpas em termos de ondulações ou interferência de zumbido.
6. O secundário consiste em um centro rosqueado de 14 x 2nos voltas feitas pelo enrolamento de fio de cobre super esmaltado de 0,6 mm.
7. As bobinas de filtro de entrada e saída podem ser enroladas em núcleos torroidais de ferrite. O enrolamento emparelhado deve ser enrolado nos mesmos núcleos toroidais individuais usando fio de cobre superesmaltado de 0,6 mm com 25 voltas em cada braço dos terminais de alimentação relevantes.

Atualizar:

O projeto acima do circuito SMPS de 350 watts foi aprimorado por um dos membros dedicados deste site, Sr. Ike Mhlanga. O esquema completo do mesmo pode ser testemunhado na figura a seguir: