HELLORADIO.RU — интернет-магазин средств связи
EN FR DE CN JP
QRZ.RU > Каталог схем и документации > Схемы наших читателей > Источники питания > Компьютерный блок питания в качестве источника напряжения для современных импортных трансиверов

Компьютерный блок питания в качестве источника напряжения для современных импортных трансиверов

Компьютерный блок питания в качестве источника напряжения для современных импортных трансиверов

Современные транковые системы, профессиональные радиостанции и импортные радиолюбительские трансиверы с выходной мощностью 100W традиционно требуют источник питания (ИП) напряжением 13.8V и током 22А и выше. Надежность ИП должна быть эквивалентна стоимости оборудования, т.е. весьма высока.

Радиолюбители зачастую в целях экономии средств используют дешевые ИП компенсационного типа или самодельные импульсные, имеющие серьезные недостатки весьма опасные для "здоровья" трансиверов.

Компенсационные ИП, как правило, не имеют серьезной защиты от КЗ и опасного повышения напряжения до 25-30V при пробое транзисторов, не говоря о громадном весе.

Импульсные самодельные ИП или переделанные из дешевых компьютерных блоков питания не имеют достаточных степеней защиты и работают, как правило, в перенапряженном режиме и, следовательно, ненадежны в эксплуатации. Вторым их недостатком является существенный уровень радиопомех в виде белого шума и гармоник частоты ШИМ преобразования.

Нами были испытаны компьютерные ИП (как правило, это ИП для домашних компьютеров) различного типа мощностью 250 и 300 ватт. Результат отрицательный. Их заявленная мощность, как правило, завышена. Используемые биполярные транзисторы типов 2SC3306 2SC4242 и 2SC2625 рассеивают немалую мощность в ключевом режиме. Отсюда нагрев и повышенный уровень радиопомех. (Кстати, во всех известные нам заводских ИП для трансиверов, используются транзисторы этих типов). Зачастую БП излучают помеху по сетевому входу и воспринимаются радиолюбителями как повышенный шум эфира т.к. излучаются линией подводящей энергию и появляются при подключении антенны. Испытание на длительной от 5 до 60 минут нагрузке под постоянным током 22А привело к выходу ИП из строя или взрыву транзисторов.

Развитие компьютерных технологий потребовало высококачественных ИП. Создано уже несколько поколений ШИМ контроллеров. Мощных высоковольтных ключевых полевых транзисторов и сильноточных диодов с барьером Шотки.

Вот технические характеристики ШИМ контроллера KA3511, разработанного в 2001 году:

- Полный PWM контроль и защита цепей
- Минимум внешних элементов
- Точность установки напряжения 2%
- Работа в двухтактном режиме
- Выходной втекающий ток каждого выхода :..200мА
- Регулируемая величина мёртвого времени
- Возможность мягкого запуска
- Встроенная схема подавления сдвоенных импульсов
- Встроенная защита превышения напряжений 3.3V / 5V / 12V
- Встроенная защита понижения напряжений 3.3V / 5V / 12V
- Дополнительный переменный канал защиты (PT), настраивается разработчиком.
- Внешнее включение/выключение (PS-ON)
- Просто организуемая синхронизация
- Генератор сигнала Power good
- 22-контактный двухрядный корпус (DIP)

Новые технологии первыми появляются в изделиях для профессиональных РС, в частности серверах, требующих повышенной надежности и работающих круглогодично без выключения.

Нами был использованы ИП фирмы PowerMan, предназначенный для питания серверов. В них применены ШИМ контроллеры последнего поколения KA3528, транзисторы E13009 и силовые диоды с барьером Шотки фирмы Philips. Все элементы ИП имеют высокую степень надежности и запас по мощности и рассеиваемой энергии. ВЧ трансформаторы в два раза больше по габаритам в отличие от обычных БП той же мощности. Высоковольтные электролитические конденсаторы большей, чем в стандартных ИП, емкостью и температурным диапазоном -40 +105С. Установлен дополнительный дроссель в цепи сетевого питания 220V используемый в двух целях: сглаживания импульсов по питающему напряжению и накопления магнитного поля в целях улучшения фильтрации при больших токах нагрузки. ИП имеет систему "Noise Killer" - отсутствие акустического шума. Вентилятор в обычном режиме вращается со скоростью 300 об/мин. Скорость вращения пропорционально увеличивается при повышении температуры радиатора и тока потребления. На входе 220V установлены последовательно три фильтра. На выходе два высокочастотный, подавляющих помехи на частоте ШИМ преобразования. Заявленный производителем уровень радиопомех -110 db. Обнаружить помехи от БП в диапазоне от 1.0 до 176 mHz трансивером ICOM-746 не удалось. Вес ИП мощностью 350W 2.1 кг, что в два раза выше обычного ИП 300W, но это необходимая дань надежности.

ИП различных мощностей были модифицированы на напряжение 13.8V и ток от 22А до 50А, в зависимости от типа. Модификация проводилась по принципу "не навредить" т.е. с внесением МИНИМАЛЬНЫХ изменений в схеме. Это потребовало достаточно кропотливой работы т.к. различные типы БП имеет большое количество степеней защиты, как от внешних воздействий, так и внутреннего контроля цепей всех уровней.

В результате длительной проверки на надежность в профессиональных системах связи Trunk, в режиме работы КВ и УКВ соревнований и на постоянной нагрузке 22А в течение суток с перерывами на 10 минут каждого часа можно сделать вывод, что ИП надежен и может быть рекомендован для работы с профессиональными радиостанциями и дорогостоящими радиолюбительскими трансиверами.

При длительной эксплуатации БП выяснилось, что автоматические антенные тюнеры трансиверов в динамическом режиме настройки оптимального КСВ кратковременно повышают потребляемый ток до 25-27А. Защита по фиксированному уровню тока 23А отключает БП и создает этим неприемлимую ситуацию, особенно в контестах. По этой причине защита по максимальному постоянно потребляемому току была отключена и заменена на максимальное пиковое значение.

Сравнительные испытания с БП MFJ-4245MV и SEC-1223 фирмы Сайком показали, что эти БП не имеют защиты по току фиксированного значения. Защита отрабатывает по максимальному допустимому импульсному значению.

Модифицированные на 13.8V блоки питания мощностью от 350 до 450 ватт в течение года успешно эксплуатируются в системах транковой и профессиональной связи в круглосуточном режиме без выключения.

Переделка БП различных модификаций на названных выше ШИМ контроллерах в общих чертах заключается в следующих элементах:

  • Исключения схемы выпрямителя на 3.3 Вольта и ликвидации подачи этого напряжения на вход контроллера.

  • Замены сильноточного диода с барьером Шотки на источнике 12 (13.8 Вольт) до 30 - 50 Ампер.

  • Изменении параметров резистивного аттенюатора в цепи регуляторра напряжения для получения 13.8 Вольт.

  • Изменении параметров резистивных аттенюаторов в цепях встроенной защиты превышения и понижения напряжений.

Краткие технические характеристики блока питания 400 ватт:

  • ШИМ-контроллер КА3528, транзисторы Е13009, диод Шотки 40Vx40A DF40SC4S.

  • Ток нагрузки в постоянном режиме 27А, в пиковом до 35А со скважностью не менее 2.

  • Защиты: К.З., повышение напряжения +0.2V, понижение напряжения -0.2V, повышение температуры выше 95С,  критическе значение тока ключевых транзисторов от  при выходе различных элементов схемы.

  • Noise Killer - обороты вентилятора 300 p/s, повышение оборотов от тока и температуры.

  • Три фильтра по сетевому входу, два ВЧ по выходу, уровень радиопомех -110 dB.

  • Эксплуатируется с радиолюбительскими трансиверами IC-746, IC-746PRO, IC-756PRO-2, 706MK-IIG, Kenwood 570 и 870 в контестах и полевых условиях FD.

  • Цвет черный, две клеммы питания, светодиод - индикатор включения, вес 2.1 кг. Габарит 140x150x85 mm.

25.08.2003
Роман Таршиш (RU3UJ) ru3uj (at) mail.ru

 

Другие схемы в этом разделе

Комбинированный лабораторный блок питания 4-12V/1.5A (К140УД6,КП901) Компьютерный источник питания на микросхемах TOP249Y и TNY266P компании Power Integrations.

Партнеры