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

Este artigo irá ilustrar um procedimento simples para conceber uma fonte de alimentação simétrica SMPS de comutação de 50V não regulamentada de 350W. Esta unidade pode ser substituída pela fonte de alimentação padrão do amplificador de áudio para reduzir as 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 mosfets N e operada pelo circuito integrado IR2153. O IR2153 é alimentado por um resistor de potência de 27K 6W. A ondulação em plena carga é registrada abaixo de 2V.

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

No ponto da entrada, coloquei um termistor para forçar uma verificação da 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 fuga e saída de tensão total, a primeira metade do primário é ferida em 20 voltas seguidas pela ferida secundária.

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

Chokes para Filtrar RF

As bobinas usadas no projeto facilitarão a remoção da ondulação de saída de RF. O número de voltas e o núcleo que se encontra 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 após o desligamento e desta forma ajuda a evitar o aumento da tensão em vazio.

A fonte de alimentação comutada proposta 2x 50V 350W opera em topologia direta de switch único. Possui 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 está limitado a 50%.

Rebobinando um Trafo ATX

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

O núcleo do sistema não possui entreferro e a indutância primária é ainda 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, também pode ser protegido contra sobrecarga ou curto-circuito e a tensão de saída pode ser estabilizada. A realimentação do sistema pode ser habilitada com a ajuda do optoacoplador.

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

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

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

Diagrama de circuito

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Detalhes do enrolamento da bobina:

  1. O transformador SMPS principal que pode ser visto integrado aos MOSFETs pode ser enrolado em um conjunto de bobina de ferrite padrão 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, coloque uma camada de isolamento com fita isolante e enrole o enrolamento secundário, uma vez que o secundário esteja enrolado, isole-o novamente e continue com as 20 voltas restantes sobre ele.
  4. O que significa que o enrolamento secundário fica ensanduichado entre as 20 + 20 voltas primárias.
  5. A torneira central deste 20+20 pode ser conectada ao corpo do SMPS para uma estabilização melhorada e saídas mais limpas em termos de ondulação ou interferência de zumbido.
  6. O secundário consiste em um centro de 14 voltas x 2nos com rosca central feita por 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 toroidal de ferrite. O enrolamento emparelhado deve ser enrolado nos mesmos núcleos toroidal individuais usando fio de cobre super esmaltado de 0,6 mm com 25 voltas em cada braço dos terminais de alimentação relevantes.

Atualizar:

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

IMG 624571570415B

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FONTE


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