Минаючи стандартні застарілі ШІМ модулятори, почнемо, мабуть, з більш просунутих схем БЖ, використовують в основі роботи перемикання силового ключа при нульовому струмі дроселя, або по-заграничному - off-line switch. Такі схеми відрізняються від звичайних дуже високим ККД, низьким рівнем шумів, а при виборі відповідної елементної бази - простотою конструкції і легкістю установки.
На малюнку 1 представлена схема блоку живлення потужністю 70Вт для живлення стереофонічного підсилювача в межах 2х20Вт. Силовий перетворювач побудований на мікросхемі KA2S0880, яка включає в себе всі необхідні компоненти для побудови первинної частини блоку харчування. Слід зазначити, що корпорація Fairchild, розробивши цю мікросхему, добре постаралася - мікросхема дуже стійка в роботі і володіє всіма необхідними захистами. Зібраний на базі цієї мікросхеми блок живлення має реальнодействующую захист від перевантаження і короткого замикання, захист навантаження при аварійному виході напруги за межі допустимих, можливість введення сплячого режиму. Явний мінус цієї схеми - блок не включається при повному навантаженні. Спочатку потрібно увімкнути його окремо, потім навантажити.
Характеристики:
Напруга живлення: 200...240В Вихідна напруга: Без навантаження . . . . . . . . . . . . . . . . . ±16,5 В При повному навантаженні. . . . . . . . . . . . . . ±15...±15,5 В Вихідна потужність максимальна довготривала, вона ж, ограничиваемая мікросхемою . . . . . . . 70Вт Робоча частота. . . . . . . . . . . . . . . . . 20кГц ККД пристрою . . . . . . . . . . . . . . . . . 90...93%
(натисніть для збільшення)
Блок живлення розроблений для симетричної навантаження, у якій споживані струми по плюса і мінуса рівні - підсилювачі НЧ. Нерівномірне навантаження викликає перенапруження на одному з плечей і блок може піти на захист. При підборі деталей не забудемо про вимоги до їх параметрів і конструкції пристрою. Випрямні діоди повинні бути з зворотним напругою не менше 200 Вольт, конденсатори С11 і С12 навмисне обрані на напругу 50 Вольт, тобто великогабаритні - справа у тому, що вони будуть нагріватися, на частотах близько 20-30 кГц у них мінімальний імпеданс, на якому відбувається ефективне придушення викидів напруги, і, як наслідок - їх нагрівання. Звертайте увагу на зовнішній вигляд компонентів, особливо мікросхеми і випрямних діодів - обідраний, непоказний, некрасивий корпус говорить або про неякісний виготовленні деталі, або про "лівому" виробництві. Не використовуйте конденсатори серії К73-17, вони часто виходять з ладу. Мікросхему можуть випускати або фірма Fairchild, або Samsung (SEC)
Схеми, в яких є трансформатори, дуже критичні до фазіровке їх обмоток. При фазіровке обмоток потрібно зробити так, щоб початку і кінці обмоток підключалися до своїх точках схеми. Якщо фазування буде невірною, то обмотки будуть працювати в протифазі, що порушить роботу схеми і може пошкодити компоненти. Початку обмоток на схемі позначаються крапкою в одного з виведення обмоток. Це як у динаміків - висновки позначаються плюсами. Нам з вами краще всього мотати обмотки як на малюнку 2 - або як варіант 1, або як варіант 2, але не змішуючи ці варіанти .
Так нам легше буде розібратися, який висновок буде початком, а який кінцем. Приклад фазування обмоток - на рисунку 3, точками показані початку обмоток.
Трансформатор намотаний на сердечнику з Ш12Х12 фериту М2000, з зазором в магнітопроводі 0,2 мм. Первинна обмотка 36витков, поділена на дві рівні частини. Одна частина намотується в перший шар, друга - в останній. Між ними розташовуються вторинні обмотки: вихідна - 7+7витков в два дроти кожна, обмотка живлення мікросхеми - 7 витків. Всі обмотки намотані проводом діаметром 0,6 мм Зазор робимо з допомогою паперу, наклеюємо її на торці фериту, складаємо всі разом з котушкою і проклеюємо магнітопровід суперклеєм.
Блок, зібраний без помилок в монтажі, починає працювати відразу і без глюків. Тим не менш, щоб убезпечити себе від можливих помилок, проведемо перше включення пристрою покроково.
Замість запобіжника включимо звичайну лампу 220В 100Вт. Вона запобіжить можливу поломку мікросхеми. Отпаяем стабілітрони у тиристорів. До виходу блоку живлення між "+" і "-" підключимо навантаження - ніхромовий спіраль 30-40 Ом потужністю не менше 100 Вт. Її ми будемо використовувати тільки для перевірки блоку живлення. Такі спіралі продаються в магазинах для ремонту електрообігрівачів, або спіралька окремо, або в скляній трубці. Нам потрібна тільки частина спіральки. Потрібне опір відміряємо тестером і підключимо до виходу блоку живлення. Не забуваємо про те, що спіраль підключається між "+" і "-" джерела, а заміри напруги ми будемо вести від загального проводу (GND). Підключимо тестер до "+" виходу блоку живлення і включимо блок в розетку. Через секунду на вихід повинно встановитися напруга +16,5 вольт. Чекаємо секунд 5, вимикаємо блок і дивимося нагрів деталей. Якщо є підозріло нагревшиеся елементи - не залишаємо без уваги!!! Не забувайте, що тільки що зібрали МЕРЕЖЕВИЙ блок живлення, який має "прихованої", але потужної руйнівною силою :) Якщо вихідна напруга більше, ніж 16вольт, наприклад, 20, 30вольт - значить, не працює ланцюг зворотного зв'язку. Це може бути або із-за помилок в схемі, або з-за несправності деталей. Потрібно буде перевірити. Якщо напруга менше 16вольт і за 5секунд сильно нагрілася мікросхема, значить, у нас неправильно сфазированы вторинні обмотки по відношенню до первинної.
Може вийти так, що при включенні блоку в мережа на виході нічого немає :( В такому випадку перевіримо напругу на мережному конденсаторі - близько 300вольт, напруга на третій лапці мікросхеми щодо первинного загального проводу (висновок 2). Воно повинно стрибати в межах 12-15вольт - це мікросхема намагається запуститися, але щось їй заважає. Перевіримо ланцюг її підживлення - допоміжну обмотку і її випрямляч, фазування обмотки. Якщо все правильно - можливо, мікросхема пішла на захист з-за короткого замикання в навантаженні, несправності випрямляючих діодів, перевантаження. Вимкнемо блок і почекаємо розряду мережевого конденсатора нижче 30вольт і спробуємо включити знову з підключеної спіралькою не 30-40 Ом, а 50-60. Можливо так, що діоди D 4 і D 5 не можуть працювати на високих частотах, тобто не підходять для цієї схеми. В такому випадку трансформатор свистить, надривається, бідний :( Якщо і так не вийшло, то давайте згадувати, скільки витків ми намотали і як :). Якщо напруга на третьому виводі мікросхеми йде далеко за межі 20вольт, наприклад, 30, 40вольт, то у нас занадто багато намотано витків на допоміжної обмотки або ця обмотка знову ж неправильно сфазирована по відношенню до первинці.
Наступний етап - перевірка роботи блоку без навантаження. Це перевірка ланцюга зворотного зв'язку на стабілізацію. Вона здійснюється оптопарою. Необхідна вихідна напруга виставляється стабілітронів D 6, правда, воно буде вище на півтора вольта, ніж стабілітрон :) Якщо на спиральке ми змірюємо рівне необхідну напругу, тобто 15-16вольт, то відключимо навантаження. Напруга не повинна змінитися, ну вольт-півтора нам не заважає. Будемо готові негайно відключити блок з розетки, якщо без навантаження напруга різко зросте, інакше можна вбити випрямні діоди, конденсатори і оптопару.
Далі - перевіряємо захист навантаження при перевищенні вихідної напруги. Захист спрацьовує в аварійному режимі, без спроби повторного запуску блоку. Захист є як на плюсовому плечі, так і на мінусове, причому працюють вони незалежно, а загальний ефект :) Принцип роботи - влаштовується коротке замикання на виході, з-за якого мікросхема йде в захист. Тиристори володіють непоганим швидкодією, і при аварії всього за кілька мілісекунд з навантаження знімається харчування. Якщо раптом в майбутньому, спрацює ця ланцюг, то потрібно перевіряти блок живлення з самого початку за цією ж методикою. Для перевірки примусово піднімемо вихідна напруга на кілька вольт. Для цього послідовно з стабілітронів включимо ще один на кілька вольт - 4,7 чи 5,1 чи 6,2 Ст. Закоротим його перемичкою і включимо блок. Змірюємо вихідна напруга - в нормі. Размыкаем перемичку, трансформатор повинен "тикнуть", а блок - відключитися. Чекаємо розряду мережевого конденсатора, знову ставимо перемичку і включаємо. Вихідні напруги повинні бути в нормі.
Якщо всі тести блок відпрацював без глюків, то вішаємо йому навантаження 15Ом і залишаємо на півгодини. Після цього пристрій визнається придатним до служби вітчизні. :)
Монтаж друкованої плати
Друкована плата розробляється окремо під конкретну конструкцію каркаса трансформатора і його розташування висновків.
При розробці друкованої плати необхідно врахувати наступні моменти:
Пов'язані між собою деталі не розносите далеко один від одного. За доріжках течуть імпульсні струми, що створюють перешкоди в навколишній простір, і чим довше буде доріжка, тим більше від неї наведень. Між доріжками мережної частини витримуйте достатню відстань. Якщо між низкою йдуть доріжками напруга 200-300 вольт, відстань між ними повинна бути не менше 4-5мм. Також відстань між доріжками і деталями мережевої та вторинної частини. Єдиний компонент, з яким нам нічого не зробити - оптопара. У неї відстань між лапками близько сантиметра, всі інші відстані між мережевої та вторинної частиною повинні бути не менше 1см. На вторинній стороні доріжка від оптопари повинна підключатися як можна ближче до диоду D 4. Щоб доріжка витримувала великі струми, її часто заливають припоєм. Але робити так не можна з кожною доріжкою. Якщо є можливість, нехай вона буде ширше, чим товще, інакше між товстими доріжками буде паразитна зв'язок, яка може дати шуми на виході і зробити ще багато капостей. Конденсатори С15, C 16 повинні підключатися ближче до діоди, а не до електролітів С11, C 12. ДУЖЕ ВАЖЛИВО!!!! Дивимося малюнок 4. 
Доріжка йде від діода D1 до керамічного конденсатору С1, від нього - до електроліту С2, від нього - до котушки L1 - так правильно.
Малюнок 5 - так неправильно.
Доріжка, на якій висить кілька елементів, повинна ОБХОДИТИ кожен з них, а не йти повз. В імпульсній техніці часто дуже важливі міліметри відстаней. Для прикладу: малюнок 6.
Якщо точку підключення керамічного конденсатора С1 відвести на 5мм далі від діода D1, стабілізація погіршиться полвольта, ККД впаде на 1%.
А ось фотографії зібраного досвідченого зразка:
Публікація: www.radiokot.ru, www.cxem.net