Żarzenie lamp serii P z przetwornicy

[AZ12]

Witam

Można by pokusić się nad wykorzystaniem i przerobieniem gotowego zasilacza impulsowego wyposażonego w układ KA5M0365R np: od kina domowego z odtwarzaczem DVD. Myślę że może być to lepsze rozwiązanie niż budowa od zera.

zas_kdvs.jpg

[traxman]

Kiedyś nadawał się do tego też zasilacz impulsowy z kolorowego telewizora kineskopowego, w zasadzie miał wszystkie gotowe napięcia lub ewentualnie przeróbka prostownika HT na powielacz. Większość tych zasilaczy niestety już uległa utylizacji.

[Olkus]

Można by pokusić się nad wykorzystaniem i przerobieniem gotowego zasilacza impulsowego wyposażonego w układ KA5M0365R np: od kina domowego z odtwarzaczem DVD. Myślę że może być to lepsze rozwiązanie niż budowa od zera.

Można zrobić i tak. Sam mam jakieś moduły zasilaczy z np. dekoderów DVB-T.
Problem z tym, że pokazany przez Kolegę zasilacz jest spory, chcąc go gdzieś użyć zajmie dużo miejsca w obudowie, PCB ma dość sporo wolnego miejsca przez co jest duża. Zapewne konstrukcja kina była taka, że nie był to problem ale w konstrukcji DIY raczej kiepsko widzę użycie.
Sam składałem już parę różnych zasilaczy - w tym symetrycznych dla wzmacniaczy tranzystorowych.

Kiedyś nadawał się do tego też zasilacz impulsowy z kolorowego telewizora kineskopowego, w zasadzie miał wszystkie gotowe napięcia lub ewentualnie przeróbka prostownika HT na powielacz. Większość tych zasilaczy niestety już uległa utylizacji.

Mam taki zasilacz, wycięty z jednej dużej płyty od TV kineskopowego Samsunga z końca lat 90-tych. Jak dobrze pamiętam daje ok. 155V, 12V i chyba 5V. Coś już można z tego wymyślić. Niestety też jest dość spory przez co jego wykorzystanie może być problematyczne.
Fajne, bo osobne moduły zasilaczy impulsowych bywały w radzieckich TV, a widziałem też w innych, Jugosłowiańskich i jeszcze jakichś. Bywały też z wyższymi napięciami. Taki byłoby łatwiej wykorzystać, ale nie miałem szczęścia osobiście natrafić na taki poza zdjęciami w internecie.

Pozdrawiam,
A.

[CHOPIN66]

Więc tak - zmieniłem układ przetwornicy na UC3843 + N-MOS , poprawiłem okolicę TL431 . Przebudowałem cały stabilizator napięcia anodowego na wykorzystanie tranzystora N-MOS. Dodałem ochronę UC3843 przed przepięciem w sieci . Diodę prostowniczą w żarzeniu dałem w obudowie TO220 + mały radiator . Do stabilizacji napięcia żarzenia użyłem LM350 + ogranicznik prądu - dzięki użyciu LM350 możemy ustawić zarówno napięcie 6,3V jak i napięcia dla lamp serii P .
Całość udało się zmieści na płytce 10x15cm . Tak więc wymiary kompaktowe . Po stronie pierwotnej odstęp masa - ścieżka wynosi 3,2mm . Po stronie wtórnej odstęp masa-ścieżka wnosi 1,6mm . Przerwa separująca stronę pierwotną od wtórnej wynosi co najmniej 1cm .
Myślałem o opóźnieniu napięcia anodowego i zabezpieczeniu przeciw zwarciowym ale wymagało by to znacznie większego laminatu.
Listę elementów umieszczę później .

Przetwornica do zalilania lamp P i E Warstwa opisowa.png

Przetwornica do zalilania lamp P i E - SPÓD.png

[atom1477]

A co to za cuda?

Cuda.gif

Cuda2.gif

Jeżeli płytka ma być jednowarstwowa, to masa jest tam kiepsko poprowadzona (dla dwustronnej zresztą też pasowało by poprawić położenie elementów).
Przykładowo droga masy od C2 do rezystora R11 i źródła tranzystora T6 jest bardzo długa i cienka.

[Marek7HBV]

Może udałoby się połączyć program do rysowania schematów z AI?

[Romekd]

Czołem.


Mogę się domyślać, że rezystor R6 i dioda Zenera jest tym dodatkowym "zabezpieczeniem" przetwornicy przed wzrostem napięcia w sieci elektrycznej, choć jest to pomysł fatalny. Po pierwsze rezystora R6 nie można włączyć w tym miejscu, gdyż zasilanie układu scalonego musi być zrealizowane bezpośrednio z kondensatora C8, ze względu na konieczność zachowania niskiej oporności źródła zasilania układu, gdyż układ musi wytwarzać impuls dla bramki tranzystora, a ładowanie pojemności bramka-źródło mosfeta wymaga sporego prądu (w impulsie). Przy takim rozwiązaniu jak na przedstawionym nam schemacie może zabraknąć prądu do podtrzymania właściwego napięcia zasilania UC3843. Drugim problemem jest to, że właściwie nie wiadomo co ma robić ta dioda Zenera - włączać tranzystor przy zbyt dużym napięciu w sieci by ten eksplodował...? Zaznaczony na czerwono obwód z diodą kondensatorem i rezystorem ma dodatkowo zabezpieczać tranzystor przed przepięciami i widywałem wielokrotnie takie dodatkowe "ogniwa" (z reguły kondensator ceramiczny w tym obwodzie ma małą pojemność, wynoszącą od kilkuset pikofaradów do jednego nanofarada, ale w przedstawionym układzie jest tylko "piątym kołem u wozu"...



Na kolejnym fragmencie układu widzimy stabilizator napięcia anodowego, zresztą mojego pomysłu. Na schemacie zaznaczona jest dioda (jeśli Zenera, to włączona odwrotnie), która w założeniu jest elementem stabilizującym napięcie bazy tranzystora T2 względem plusa zasilania. Tranzystor ten pełni rolę źródła prądowego. Nie może to być jednak pojedyncza dioda krzemowa ani germanowa, gdyż spadek na niej musi być wyższy od napięcia złącza baza-emiter tranzystora, więc mogą to być np. dwie krzemowe diody w połączeniu szeregowym, jedna podwójna lub potrójna dioda w jednej obudowie lub lepiej czerwona diodą świecąca o temperaturowym współczynniku napięcia zbliżonym do tego w złączu baza-emiter tranzystora T2.

Pozdrawiam
Romek

[Olkus]

Brak warystora na wejściu. Dodaj np. S14K275. Do C1 równolegle powinien być rezystor. Dodał bym drugi kondensator za dławikiem EMI. Nie widzę rezystorów wstępnego obciążenia przetwornicy...
Trochę mało miejsca na radiator klucza i footprint C2 też coś malutki.
Ścieżki od C19 do kostki idą przez pół PCB, przeniósłbym kostkę.

Pozdrawiam,
A.

[Olkus]

Brak warystora na wejściu. Dodaj np. S14K275. Do C1 równolegle powinien być rezystor. Dodał bym drugi kondensator za dławikiem EMI. Nie widzę rezystorów wstępnego obciążenia przetwornicy...
Trochę mało miejsca na radiator klucza i footprint C2 też coś malutki.
Ścieżki od C19 do kostki idą przez pół PCB, przeniósłbym kostkę.

W dopowiedzeniu:
Nie widzę kondensatorów klasy Y między L a N. Nie łączysz pierwotnej z wtórną także takim kondensatorem?

Pozdrawiam,
A.

[atom1477]

Jeszcze U4 jest za daleko od T6.
Zarówno droga sygnału sterującego bramką tranzystora, jak i sygnału pomiaru prądu, maja bardzo długą i pokręconą drogę pomiędzy U4 i T6 (nie chodzi tylko o rezystory R8 i R5+R9, ale głównie o drogę powrotną masy,).

[CHOPIN66]

Czołem.

Mogę się domyślać, że rezystor R6 i dioda Zenera jest tym dodatkowym "zabezpieczeniem" przetwornicy przed wzrostem napięcia w sieci elektrycznej, choć jest to pomysł fatalny. Po pierwsze rezystora R6 nie można włączyć w tym miejscu, gdyż zasilanie układu scalonego musi być zrealizowane bezpośrednio z kondensatora C8, ze względu na konieczność zachowania niskiej oporności źródła zasilania układu, gdyż układ musi wytwarzać impuls dla bramki tranzystora, a ładowanie pojemności bramka-źródło mosfeta wymaga sporego prądu (w impulsie). Przy takim rozwiązaniu jak na przedstawionym nam schemacie może zabraknąć prądu do podtrzymania właściwego napięcia zasilania UC3843. Drugim problemem jest to, że właściwie nie wiadomo co ma robić ta dioda Zenera - włączać tranzystor przy zbyt dużym napięciu w sieci by ten eksplodował...?


Pozdrawiam
Romek

W miejsce R6 idzie po prostu zwora lub rezystor 0R - miąłem tam kolizję ścieżek . Dioda zenera jet włączona tak jak w datascheat TI - co ciekawe w starszych wersjach datascheat pojawia się tylko dioda włączona między masę a pin 6 albo wcale jej nie ma.

Zrzut ekranu (310).png

W miejsce R6 idzie po prostu zwora lub rezystor 0R - miąłem tam kolizję ścieżek . Dioda zenera jet włączona tak jak w datascheat TI - co ciekawe w starszych wersjach datascheat pojawia się tylko dioda włączona między masę a pin 6 albo wcale jej nie ma.

Zaznaczony na czerwono obwód z diodą kondensatorem i rezystorem ma dodatkowo zabezpieczać tranzystor przed przepięciami i widywałem wielokrotnie takie dodatkowe "ogniwa" (z reguły kondensator ceramiczny w tym obwodzie ma małą pojemność, wynoszącą od kilkuset pikofaradów do jednego nanofarada, ale w przedstawionym układzie jest tylko "piątym kołem u wozu"...

Jest to gasik bocznikujący typu sunbber . Działający w nanosekundowych okresach przełączania co eliminuje tzw. dzwonienie przetwornicy- zapobiega wzbudzaniu się przetwornicy w momencie kiedy kontroler PWM włączy-wyłączy MOSFET . Przed przepięciami tranzystor zabezpiecza gasik RCD typu Clamp włączony równolegle do uzwojenia transformatora .

Brak warystora na wejściu. Dodaj np. S14K275. Do C1 równolegle powinien być rezystor. Dodał bym drugi kondensator za dławikiem EMI. Nie widzę rezystorów wstępnego obciążenia przetwornicy...
Trochę mało miejsca na radiator klucza i footprint C2 też coś malutki.
Ścieżki od C19 do kostki idą przez pół PCB, przeniósłbym kostkę.

Pozdrawiam,
A.

Dodałem rezystor , kondensator oraz warystory . Przeniosłem kostkę bliżej C19. Zmieniłem radiator klucza na taki sam jak ma LM350 .

Brak warystora na wejściu. Dodaj np. S14K275. Do C1 równolegle powinien być rezystor. Dodał bym drugi kondensator za dławikiem EMI. Nie widzę rezystorów wstępnego obciążenia przetwornicy...
Trochę mało miejsca na radiator klucza i footprint C2 też coś malutki.
Ścieżki od C19 do kostki idą przez pół PCB, przeniósłbym kostkę.

W dopowiedzeniu:
Nie widzę kondensatorów klasy Y między L a N. Nie łączysz pierwotnej z wtórną także takim kondensatorem?

Pozdrawiam,
A.

C1 jest klasy Y .Jakoś wciśnąłem jednak ceramiczny na 3kV

Jeszcze U4 jest za daleko od T6.
Zarówno droga sygnału sterującego bramką tranzystora, jak i sygnału pomiaru prądu, maja bardzo długą i pokręconą drogę pomiędzy U4 i T6 (nie chodzi tylko o rezystory R8 i R5+R9, ale głównie o drogę powrotną masy,).

Trudno było na małej płytce 99x149 mm poprowadzić to inaczej Jednocześnie chodziło o to aby droga wysokiego napięcia była jak najkrótsza od prostownika do klucza . Był to pewien kompromis pomiędzy rekomendacją TI a użyciem tylko elementów przewlekanych w tym użycia rezystorów 2-3W i kondensatorów o rastrze 10-15mm . Przy jednoczesnym zachowaniu odstępu - ścieżka masa na min. 3,2mm

[Romekd]

Czołem.

(...)
W miejsce R6 idzie po prostu zwora lub rezystor 0R - miąłem tam kolizję ścieżek . Dioda zenera jet włączona tak jak w datascheat TI - co ciekawe w starszych wersjach datascheat pojawia się tylko dioda włączona między masę a pin 6 albo wcale jej nie ma.
(...)

Widzisz, problem polega na tym, że źle zinterpretowałeś typy elementów, o których piszesz. Proszę spójrz dokładnie na schemat i moje oznaczenia kolorowymi "kółkami" - czerwone oznaczają diody Schottky'ego, a niebieskim oznaczyłem właściwą diodę Zenera. Powiększ sobie schemat. Zauważasz różnice w symbolu?

UC3842.png

Diody Schottky'ego to diody prostownicze o niższym spadku napięcia przewodzenia i szybsze (typu metal-półprzewodnik lub można użyć określenia "diody z gorącymi nośnikami"). Na przedstawionej aplikacji układu UC3842 są takie trzy, w tym dwie zabezpieczające wyjście układu, a jedna do prostowania jednego z napięć wyjściowych (tu akurat jest tylko jedno, a że napięcie wyjściowe to tylko 12 V, można było zastosować diodę Schottky'ego, na której występują mniejsze straty napięcia i mocy niż na zwykłej diodzie impulsowej). Te zabezpieczające chronią wyjście układu (pin nr 6) na wypadek pojawienia się jakichś impulsów ujemnych (dolna) lub napięcia wyższego od zasilającego układ (górna).

Pozdrawiam
Romek

[CHOPIN66]

Czołem.

(...)
W miejsce R6 idzie po prostu zwora lub rezystor 0R - miąłem tam kolizję ścieżek . Dioda zenera jet włączona tak jak w datascheat TI - co ciekawe w starszych wersjach datascheat pojawia się tylko dioda włączona między masę a pin 6 albo wcale jej nie ma.
(...)

Widzisz, problem polega na tym, że źle zinterpretowałeś typy elementów, o których piszesz. Proszę spójrz dokładnie na schemat i moje oznaczenia kolorowymi "kółkami" - czerwone oznaczają diody Schottky'ego, a niebieskim oznaczyłem właściwą diodę Zenera. Powiększ sobie schemat. Zauważasz różnice w symbolu?

UC3842.png

Diody Schottky'ego to diody prostownicze o niższym spadku napięcia przewodzenia i szybsze (typu metal-półprzewodnik lub można użyć określenia "diody z gorącymi nośnikami"). Na przedstawionej aplikacji układu UC3842 są takie trzy, w tym dwie zabezpieczające wyjście układu, a jedna do prostowania jednego z napięć wyjściowych (tu akurat jest tylko jedno, a że napięcie wyjściowe to tylko 12 V, można było zastosować diodę Schottky'ego, na której występują mniejsze straty napięcia i mocy niż na zwykłej diodzie impulsowej). Te zabezpieczające chronią wyjście układu (pin nr 6) na wypadek pojawienia się jakichś impulsów ujemnych (dolna) lub napięcia wyższego od zasilającego układ (górna).

Pozdrawiam
Romek

Eh mogłem mieć chwilowy mętlik w głowie - wczoraj i dzisiaj kłóciłem się właśnie o te diody z AI idącą w zaparte , że muszą to być diody zenera po wyżej 16V bo Schottky'ego nie zadziałają - nie zdążą się przepalić w razie przepięcia. Pierwotnie planowałem użycie BAT42

[Olkus]

CHOPIN66 wystarczy jeden warystor. Zaraz za bezpiecznikiem sieciowym.
C1 ma być klasy X (X1, X2), tak samo ten drugi kondensator za dławikiem EMI. To ma być kondensator foliowy, na 275 VAC lub więcej. Nie wiem jakie parametry ma ten dławik, ale 2 x 100nF to powinno być z zapasem.
O kondensatorach klasy Y mówiłem, że między L i N. Może wyraziłem się nieco nieprecyzyjnie, ale sądziłem że wiadomo o co chodzi. One mają jedną końcówką łączyć się z fazą, a drugą z PE (drugi kondensator analogicznie ale nie do fazy a do neutralnego). To nie mogą być żadne tam ceramiki na 1 czy 3kV, to muszą być kondensatory Y. Niemal każdy zasilacz takie ma, włączone w taki sposób.
Rezystory, poza tym w gasiku, startowym i pomiarowym, które faktycznie warto dać rzędu 2W, to wystarczą 0,25W, można dać 0,6W bo są takie same rozmiarem.

Pozdrawiam,
A.

[Romekd]

(...) Jest to gasik bocznikujący typu sunbber . Działający w nanosekundowych okresach przełączania co eliminuje tzw. dzwonienie przetwornicy- zapobiega wzbudzaniu się przetwornicy w momencie kiedy kontroler PWM włączy-wyłączy MOSFET . Przed przepięciami tranzystor zabezpiecza gasik RCD typu Clamp włączony równolegle do uzwojenia transformatora . (...)

Przepraszam, ale dalej muszę się czepiać... Nie jest to sunbber tylko snubber. Jeżeli już koniecznie musimy stosować nazwy angielskie dla różnych obwodów, to starajmy się to robić dokładnie.

Eh mogłem mieć chwilowy mętlik w głowie - wczoraj i dzisiaj kłóciłem się właśnie o te diody z AI idącą w zaparte , że muszą to być diody zenera po wyżej 16V bo Schottky'ego nie zadziałają - nie zdążą się przepalić w razie przepięcia. Pierwotnie planowałem użycie BAT42

Jednak oznaczenia obu typów diod różnią się nieco, więc warto przyglądać się dokładniej układom z not katalogowych. Najczęściej stosowano w tym miejscu małe diody Schottky'ego, do jednego ampera i o niskim dopuszczalnym napięciu pracy, np. 20 V. Na jednej z aplikacji widziałem diodę o mniej znanej nazwie, co wymagało od zainteresowanego większego przyłożenia się do przeczesywania zasobów Internetu. Poniżej ta właśnie aplikacja z danych katalogowych firmy Texas Instruments.

UC384x_TI.png

W układzie widzimy dwa układy pochłaniające przepięcia, oznaczone przeze mnie jako 1 i 2. Górny (1) załącza się gdy napięcie na drenie tranzystora kluczującego przekroczy wartość napięcia występującą na kondensatorze elektrolitycznym filtru napięcie wyprostowanego z sieci 230 V. Ten jest istotniejszy i występuje w większości tego typu przetwornic (moc tracona na rezystorze zależy w dużym stopniu od indukcyjności rozproszenia uzwojenia pierwotnego w transformatorze impulsowym i poziomu obciążenie wyjścia przetwornicy /rośnie w miarę zwiększania prądu wyjściowego z zasilacza/). Zadaniem drugiego jest spowolnienie narastania napięcia na drenie już od bardzo niskiego napięcia, czyli od momentu wyłączenia się tranzystora w każdym cyklu pracy. Rolą tego dolnego (2) jest również redukcja szerokości pasma zakłóceń, emitowanych przez przetwornicę i ten obwód widuję zdecydowanie rzadziej (w odróżnieniu od tego pierwszego nie jest niezbędny, a poza tym często zamiast niego montuje się tylko ceramiczny kondensator między drenem i źródłem tranzystora (pojemność tego kondensatora przeważnie zawiera się w zakresie od 100 pV do 680 pF.
Na schemacie widać też jedną diodę zabezpieczającą wyjście układu dla mogących się tam pojawiać ujemnych impulsów lub dla dodatnich, jeśli pojawią się takie w tym miejscu. Dioda ma dopuszczalny prąd przewodzenia równy 1 A i napięcie dopuszczalne 20 V. Napięcie diody jest wybrane tak niskie, bo takie diody wykazują mniejszy spadek napięcia dla diody włączonej, a poza tym, z czego niektórzy nie zdają sobie sprawy, taka dioda od napięcia nieco wyższego od dopuszczalnego zaczyna wykazywać lawinowe przebicie, zachowując się jak dioda Zenera o napięciu stabilizacji w okolicach 30 V. Czasami gdy naprawiałem takie przetwornice i np. przyczyną uszkodzenia był ceramiczny kondensator (włączony między drenem i źródłem tranzystora), który dostał zwarcia, okazywało się, że padł również sam tranzystor, rezystor włączony między wyjście układu i bramkę tranzystora, bezpiecznik w zasilaniu przetwornicy i właśnie ta dioda, a sam układ UC384x okazywał się sprawny. Poniżej parametry zalecanej przez TI diody Schottky'ego do tego układu.

USD1120.png

Pozdrawiam
Romek