Este artículo ilustrará un procedimiento simple para diseñar una fuente de alimentación simétrica SMPS de conmutación de 50 V no regulada de 350 W. Esta unidad se puede sustituir por la fuente de alimentación del amplificador de audio estándar para reducir los gastos y también el peso. La fuente de alimentación propuesta funciona como medio puente sin regulación.

Escrito y enviado por: Dhrubajyoti Biswas

Mosfets como dispositivos de energía

Mi fuente de alimentación se basa en dos N MOSFET y funciona con un circuito integrado IR2153. El IR2153 está alimentado por una resistencia de potencia de 27K 6W. La ondulación a plena carga se registra por debajo de 2V.

El uso de diodo Zener (15 V) asegura la estabilización de la tensión y la frecuencia de funcionamiento se establece en 50 kHz (aprox.).

En el punto de la entrada, he colocado un termistor para forzar una verificación de la corriente máxima cuando el condensador se está cargando.

Este mismo fenómeno se puede encontrar en la unidad de fuente de alimentación AT / ATX de una computadora. Además, para asegurar una baja inductancia de fuga y una salida de voltaje completo, la primera mitad del primario se enrolla en 20 vueltas seguido por el secundario.

Además, para garantizar la seguridad en el sistema, asegúrese de conectar la salida (toma central 0V) a tierra.

Choques para filtrar RF

Los estranguladores utilizados en el diseño facilitarán la eliminación de la ondulación de salida de RF. El número de vueltas y el núcleo que se encuentra en el suministro de PC no es un factor crítico.

Además, las resistencias de 6k8 en la sección de salida se utilizan para descargar los condensadores después de que se apaga y de esta manera ayuda a evitar el aumento de voltaje sin carga.

La fuente de alimentación conmutada propuesta 2x 50V 350W opera en topología directa de conmutador único. Tiene una frecuencia de funcionamiento de 80-90 kHz y tiene un circuito de control IRF2153 que es muy similar al del US3842. Sin embargo, el ciclo de trabajo es menor y está limitado al 50%.

Rebobinado de un ATX Trafo

El transformador Tr1 se diseñó rebobinando el transformador SMPS ATX y su inductancia primaria es de 6,4 mH (aprox.).

El núcleo del sistema no tiene espacio de aire y la inductancia primaria se divide en dos partes: la primera mitad es el viento y la segunda es el devanado.

Además, también es factible desplegar la mitad inferior primaria original sin rebobinar. Este tipo de fuente de alimentación se adapta perfectamente a las aplicaciones de amplificadores de potencia.

Si es necesario, también se puede proteger contra sobrecargas o cortocircuitos y se puede estabilizar el voltaje de la salida. La retroalimentación del sistema se puede habilitar con la ayuda de un optoacoplador.

Es importante tener en cuenta que con respecto a la potencia de 350 W, se debe tener cuidado de que en el estado conductor la resistencia típica no debe cruzar más de 0.8R. MOSFET también se puede utilizar para reducir el punto de resistencia.

Curiosamente, cuanto menor sea la resistencia, mejor será con el sistema.

La tolerancia de voltaje está en el rango de 900-1000V. En el peor de los casos, se pueden utilizar 800 V. Teniendo en cuenta esto, el mejor MOSFET que encontré fue SPP17N80C3 o IGBT de 900V.

Diagrama de circuito

Detalles de bobinado de bobina:

El transformador SMPS principal que se puede ver integrado con los MOSFET se puede enrollar en un conjunto de núcleo de bobina de ferrita estándar de 90 por 140 mm cuadrados.
El devanado del lado primario consta de 40 vueltas de alambre de cobre súper esmaltado de 0,6 mm.
Recuerda parar después de 20 vueltas, poner una capa aislante con cinta aislante y enrollar el devanado secundario, una vez enrollado el secundario volver a aislarlo y continuar con las 20 vueltas restantes sobre él.
Lo que significa que el devanado secundario se intercala entre las 20 + 20 vueltas primarias.
El grifo central de este 20 + 20 puede conectarse con el cuerpo del SMPS para una mejor estabilización y salidas más limpias en términos de ondas o interferencias de zumbido.
El secundario consta de un centro roscado de 14 x 2 vueltas realizado enrollando alambre de cobre súper esmaltado de 0,6 mm.
Las bobinas del filtro de entrada y salida se pueden enrollar en núcleos torroidales de ferrita. El devanado emparejado debe enrollarse en los mismos núcleos torroidales individuales utilizando alambre de cobre súper esmaltado de 0,6 mm con 25 vueltas en cada brazo de los terminales de suministro relevantes.

Actualizar:

El diseño anterior del circuito SMPS de 350 vatios fue mejorado por uno de los miembros dedicados de este sitio web, el Sr. Ike Mhlanga. El esquema completo del mismo se puede presenciar en la siguiente figura: