9zip.ru - технологии для людей
9zip.ru Радиотехника, электроника и схемы своими руками Блок питания для ноутбука на TOPSwitch TOP225

Рассматриваемое здесь устройство - это импульсный обратноходовый блок питания на микросхеме TOPSwitch. В настоящее время микросхемы этой серии считаются устаревшими. Несмотря на это, их применение в полной мере оправдано там, где требуется простота и эффективность. Из достоинств топ-свитчей можно выделить то, что они выпускаются в трёхвыводном корпусе и выглядят как транзисторы. При всём при этом они содержат мощный силовой транзистор, шим-контроллер, защиту от перегрева и перегрузки (короткого замыкания). Схема с применением TOPSwitch получается простой и понятной, а печатная плата - компактной. К примеру, у данного блока питания её габариты составляют всего 10*4 сантиметров. Эти микросхемы без проблем можно найти на Али.

Схема представляет собой типичный обратноходовый преобразователь из даташита на TOP225. Сами микросхемы серии TOP22x отличаются лишь мощностью:

TOP221 12 W
TOP222 25 W
TOP223 50 W
TOP224 75 W
TOP225 100 W
TOP226 125 W
TOP227 150 W

Схема блока питания на TOPSwitch
нажми для увеличения

Кратко разберём основные узлы схемы. На конденсаторах C1-C3 и дросселе L1 выполнен сетевой фильтр, не пропускающий импульсные помехи. Диодный мост BR1 и электролитический конденсатор C4 выпрямляют переменный ток сети, формируя +310 вольт постоянки. На стабилитроне VD2 и диоде VD1 собран упрощённый снаббер. Его главные достоинства - это простота. Из недостатков, говорят, что из-за резкого переключения полупроводников данная цепочка генерирует помехи, которые можно поймать даже телевизором. Мифический FR207, присутствующий на многих схемах обратноходовых БП в снабберной цепи, нам найти не удалось, т.к. "вживую" он ни разу в этих самых БП не встречался. Вместо него был установлен HER3007, как максимально приближенный по параметрам из всего, что имелось. Здесь нужен диод на тысячу вольт, пару ампер и 200 наносекунд.

Трансформатор выполнен на неизвестном магнитопроводе, первичная обмотка содержит 89 витков провода диаметром 0,3мм, вторичная - 11 витков диаметром 0,8мм, обмотка питания оптрона - также 11 витков, диаметром 0,3мм. Эти данные получены путём расчёта в программе PI Expert 4, "поддерживающей" устаревшие микросхемы серии TOPSwitch. Выходная обмотка рассчитана на 16 вольт и 3-4 ампера.

Диод Шоттки VD3 выпрямляет напряжение на обратном ходе, которое сглаживается конденсаторами и дросселем. Дроссель у обратноходовых преобразователей не обязателен, но в виду его невысокой индуктивности ничего плохого от него не будет. Следует лишь найти такой, чтобы подходил по току, т.е. был намотан достаточно толстым проводом и не входил в насыщение на нужном токе. Мы использовали дроссель от компьютерного блока питания, выполненный на ферритовом штырьке.

Делитель напряжения на резисторах R5 и R4 служит для обратной связи по напряжению. Его задача - формировать в средней точке напряжение 2,5 вольта (при максимальном нужном напряжении, в данном случае - 16 вольт), которое является пороговым для TL431, управляющим светодиодом оптрона PC817.

Чтобы получить другое напряжение на выходе этого блока питания, нужно пересчитать трансформатор и данный делитель. Если один из резисторов заменить цепочкой из последовательно включённого постоянного резистора и потенциометра, то можно регулировать выходное напряжение в разумных пределах.

При намотке трансформатора следует уделить внимание фазировке обмоток. Так как он - обратноходовый, то вторичные обмотки должны быть намотаны в направлении, противоположном первичке. Чтобы не запутаться, удобно началом каждой обмотки считать "плюс" присутствующего на ней напряжения. В данном случае, "плюс" будет на каждом верхнем по схеме выводе каждой их обмоток. В таком случае, первичная обмотка мотается в одном направлении, а вторичные (т.к. напряжение на них снимается на обратном ходе) - в противоположном.

Блок питания на TOP225

Собранный блок питания запустился сразу же, показывая стабильное выходное напряжение даже без нагрузки, на холостом ходу. Будучи нагруженным на мощные резисторы с различными сопротивлениями, от большего к меньшему, и лампочки накаливания, он показал стабильную работу. Говорят, что микросхемы серии TOPSwitch хорошо продуманы и выжечь их достаточно трудно.

В качестве блока питания для ноутбука, с током нагрузки в 3-4 ампера, блок питания работает превосходно.

Печатная плата: top2.lay (Sprint Layout)

Больше схем и печатных плат на TOPSwitch - здесь.

Оригинал схемы и печатной платы:




32 нравится? 8


17.02.2017 © 9zip.ru
Авторские права охраняет Роскомнадзор

Понравилась статья?
Робот Вертер говорит:
поделись с друзьями!

Хочешь почитать ещё про схемы своими руками? Вот что наиболее популярно на этой неделе:
Схемы и печатные платы блоков питания на микросхемах UC3842 и UC3843
Миниатюрный дозиметр на микроконтроллере
Регулируемый блок питания из блока питания компьютера ATX



Есть вопросы, комментарии? Напиши:

Имя
Комментарий
Длина текста:
число с картинки
Правила прочитал(а)
Как вставить картинку в свой комментарий?

Гость30 авг 2023 21:52
Преобразователь же обратноходовый, что само по себе подразумевает магнитопровод с зазором.

Триндец30 авг 2023 12:58
Самое интересное, что никто нигде даже не упомянул, что сердечник должен иметь магнитный зазор, иначе в противном случае - точно БАХ гарантирован и мифы о том, что сжечь ТОР никак не получится. Так что н морочьте людям голову и расскажите о том, какой должен быть зазор, какая магнитная проницаемость сердечника должна быть!

skladan12 дек 2022 8:38
Владимиру. Нормальные снабберы и супрессоры греются! Иначе вопрос: эти устройства служат для снижения выбросов паразитных колебаний обмотки трансформатора. Так куда они девают энергию гашения импульсов? Вот! Понятно в тепловую энергию. Если не греются - значит не работают! Читайте мануалы. По поводу текстолита и гетинакса: используйте как вам нравится, это ваш выбор. Что касается меня, то на ИБП только гетинакс. Как то так

Владимир11 дек 2022 22:54
Гетинакс - это бумага. Текстолит - это стеклоткань. Нормальные снабберы не греются.

skladan11 дек 2022 8:14
Гостю. А дальше текст читать не нужно? По тому и срабатывала, что трансформатор намотан неправильно! Цитировать себя не буду. Еще раз советую сделать проверку так: 1. Уменьшить напряжение выхода уменьшением резистора R4 на 2 в примерно. Если у тебя расчетное напряжение 12 в, то установи 10 в.. Если будет так же срабатывать защита, то нужно изменить параметры трансформатора, увеличить кол. витков первички. Если транс готовый - однозначно он не подойдет для этой микросхемы. Меняй микру. Если будет все нормально и защита не будет срабатывать, то нужно добавить количество витков вторичной обмотки из расчета +2в. Вот и все! В микре защита по току силового ключа, и один элемент схемы влияет на это. Этот элемент - трансформатор(дроссель). А для него всего 1 параметр и это индуктивность. Прочитай статью по ссылке, что я тебе давал. Внимательно! Там, автор, описал много правильного и нужного при наладке. Есть моменты с которыми я не согласен, но они не относятся к твоим проблемам. Не ленись, прочитай.

Гость10 дек 2022 20:46
Ты же сам написал 7 декабря, что у тебя блок питания работает не более часа, а потом срабатывает защита. Вот я и спрашиваю, а с чего ей срабатывать-то через час?

skladan10 дек 2022 10:00
Гостю. Почему моё сообщение не прочитал внимательно?
07.12.22 я описал именно эту проблему.

skladan10 дек 2022 9:51
Гостю. Да нет, все проще!Сам сейчас догадаешься. Если выход неправильно обвязан то так и должно быть. После выпрямительного диода должен стоять электролит в расчете .. ну не как на схеме, а в зависимости от тока нагрузки. Это обязательно. Напряжение выхода должно быть на 2,5 в выше нужного. А лучше с запасом на 3 в. , ну и самое главное это обратная связь и индуктивность первичной обмотки. Если она мала - выходная микросхема резко греется (не радиатор, а кристалл), а ток возрастает при снижении индуктивности обмотки. Да, все смешано и зависимо. Как? Поставь регулировку напряжения выхода, заменив на подстроечный резистор. Если при снижении напряжения работа возобновится, то сам понимаешь нужен запас напряжения на выходе. Если будет икать - увеличь емкость выходного фильтра в 3-4 раза. Скажем для 224 будет неплохо поставить 1000,0 мф сразу за выпрямительным диодом. После дросселя значение емкости не так существенно. Добавь электролит в запуск - вместо 47,0 ставь 100,0 мф. Вот и все настройки. Но это при том, что первичка имеет индуктивность соответствующую данной микросхеме. Если отличается - ну тогда флаг в руки, тренируйся на кошечках! Думаю тут никто не поможет. Вообще вопрос немного некорректно поставлен. Ни описания нагрузки, ни данных о трансе, конденсаторах, радиаторе, и т.п. деталей.

Гость09 дек 2022 11:53
Почему через час срабатывает защита? Если ничего не перегревается, то что тогда происходит? Может конденсатор в питании TOP имеет высокий ESR?

skladan09 дек 2022 3:49
Гостю! Сделал запрос в интернет и вот вам ссылка: http://soundbarrel.ru/pitanie/TOP.html
Думаю прочитав текст вы встретите таблицу сами. Скажем для ТОР224У индуктивность первичной обмотки 1475мкгн. У меня транс вышел 1424мкгн. Работает все идеально во всех режимах. Обычно есть зависимость между током силового ключа и индуктивностью, чем больше ток - тем меньше индуктивность. Скажем для ТОР225У должна быть уже 1100мкгн, транс нужно переделывать , увеличить зазор или уменьшить количество витков первичной обмотки. Ну это рассуждение.

skladan09 дек 2022 3:37
Гостю! В описании серии микросхем TOP2xx от производителя приводится таблица допустимой индуктивности первичной обмотки трансформатора. Там приведена необходимая индуктивность для каждой микросхемы. А так же при расчете и выборе микросхемы в программе "PI Expert" приводится индуктивность первичной обмотки. Что касается гетинакса. Иногда приходится ремонтировать разные импульсные блоки питания, и статистика такая: В блоках на текстолите часто прогорает сам текстолит на месте размещения супрессора и силового диода. Подобное было и в старых телевизорах. С гетинаксовыми платами этот дефект никогда не встречался. Все заводские импульсные блоки питания в аппаратуре изготовлены на гетинаксовых платах. Даже, как вы заметили, картон с пропиткой лучше текстолита. Текстолит используется в мало мощной аппаратуре. Как то так. По поводу вашего замечания о зеркальности платы. Я уже исправился. Да, я по старинке плату рисую руками, за одно делаю трассировку. Да вы используете лут или еще что. Но мне удобно зеркалить и рисовать. Как то так. Таблицу индуктивности ТОР2хх скачайте из интернета, она доступна. У меня она приклеена на верстаке. Брал таблицу в интернете.

Гость08 дек 2022 18:12
О какой таблице речь?

skladan07 дек 2022 20:27
Добрый день всем! Собрал на ТОР224, запустился сразу с нагрузкой 10вт. Увеличил нагрузку до 40вт, работает и даже не греется ни сборка диодов ни сам ТОР. Мотал трансформатор по программе "Старичка" и по фирменной PI Expert 4.0. Остановился на последнем варианте. Повозился с вводом параметров для нового сердечника, но за то транс получился идеальный! В том смысле, сто после подключения все заработало и стабильно. Индуктивность в соответствии с таблицей, зазор 0,42мм первичка 61т. По программе "Старичка" получалось зазор 0,79 65т первичка, индуктивность меньше чем в таблице за треть. Но в обоих случаях работали трансы, правда по программе "Старичка" блок не запускался с нагрузкой в 40вт, но при запуске с 20вт и потом дополнительно еще 20вт работал стабильно, но не более час. Начинала срабатывать защита. Так, что как советуют разработчики так и делайте трансформатор! Это закон!

Гость03 дек 2022 10:45
Гетинакс тоже нельзя, нужно собирать исключительно на картоне :D

skladan02 дек 2022 20:49
Согласен, не досмотрел. Думал плата отзеркалена. В принципе блок питания очень даже хорошо работает. Единственное мне пришлось трансформатор наматывать с большим выходным напряжением чем нужно на 2,5 в. Однако с учетом регулировки на TL431. Да, будет и на нужное напряжение работать, но нагрузка пустит блок в защиту. Защита у ТОРов серьезная. Получил блок на 50W, 12 в и 4 а , радиатор маленький, держит отлично. Не греется. Хочу заметить: нельзя применять текстолит для платы, только гетинакс. Уже имею опыт. И входной фильтр всего 33,0 Мф, это все из программы PI-Expert 4. Рассчитывал программой от "Старичка" и PI-Expert, разница первички на 4 витка. Мотал по PI-Expert. Очень удачно, все работает как и хотел. Советую , день потратил и 40р за ТОР.

Гость29 ноя 2022 13:19
Ты ещё скажи, что у блока питания вход и выход перепутаны :D Плату зеркально вытравил поди?

skladan29 ноя 2022 9:22
Печатная плата содержит массу ошибок: ТОР224 повернут зеркально по горизонтали, ну и 817 оптопара совсем непонятно как.Цепь от трансформатора к управляющему электроду тоже не совсем правильно, и т.д. и т.п!

Саня22 ноя 2018 17:29
Какие ж там тонкости? Весьма дубовая и простая микросхема.

Владимир22 ноя 2018 14:49
Понравилась статья. И не только эта. Недавно увлекся ТОР- ами. Намучился в настройке , пока через все грабли не прошел. Столько тонкостей !Пока освоил ТОР 224, буду осваивать другие версии. Не могу найти русскоязычную программу от PI Exspert

Пользовательские теги: схема топ227 схема на top225yn [ Что это? ]

Дальше в разделе Радиотехника, электроника и схемы своими руками: Быстрое изготовление печатных плат в домашних условиях, Отлаженная методика, позволяющая быстро изготовить печатную плату методом лазерного утюга. Шаг за шагом, рассматриваются все тонкости процесса. Взаимозаменяемость Блоков питания для сервера Supermicro eddp.ru.

Главная 9zip.ru База знаний радиолюбителя Контакты
Девять кучек хлама:

Радиотехника, электроника и схемы своими руками Ремонт домашней электроники Виртуальный музей старых радиодеталей XX века Ламповый звук hi-end и ретро электроника Катушки Теслы Радиодетали и модули с Aliexpress Интернет и сети, компьютеры и программы Категория свободна Инструкции


Дайджест
радиосхем

Новые схемы интернета - в одном месте!

 11.6 IoT устройство на ESP32
 20.5 Приёмник на микросхеме RDA5807FP в корпусе Селги
1 1
 3.5 Фотоаппарат мгновенной печати на ESP32 Cam
1 2

Задай вопрос радиолюбителям!


16.6 Доброго времени суток, у меня лопнул конденсатор ...
3
12.6 Можно ли соединять аккумуляторы 18650 параллельно? ...
3
9.6 Здравствуйте В квартиру заходит кабель каб. ...
2