» » » Soft-start на MOSFET и выключатель питания для УНЧ и других устройств

 
 
 

Soft-start на MOSFET и выключатель питания для УНЧ и других устройств

Разместил EVA 16 января 2017. Просмотров: 3 689

15 Привет, друзья!
Делал я как-то УНЧ с конденсаторами фильтра БП по 50.000 мкФ в плече. И задумал сделать плавный старт, т.к. предохранитель в 5 Ампер на входе трансформатора периодически сгорал при включении усилителя.
Протестировал разные варианты. Были разные наработки в этом направлении. Остановился на предлагаемой ниже схеме.


« — Семен Семёныч, я ж тебе говорил: без фанатизма!
Усилок на TDA2030. Заказчик в однокомнатной хрущёвке живет.
А ты всё фильтр да фильтр…»
Soft-start  на MOSFET и выключатель питания для  УНЧ и других устройств
ОПИСАННАЯ НИЖЕ КОНСТРУКЦИЯ ИМЕЕТ ГАЛЬВАНИЧЕСКУЮ СВЯЗЬ С СЕТЬЮ 220V!
БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ!


Сначала рассмотрим варианты исполнения силовой части, чтобы был понятен принцип. Затем перейдём к полной схеме устройства. Есть две схемы — с мостом и с двумя MOSFET-ами. Обе имеют преимущества и недостатки.

1. Схема с диодным мостом


Рис. 1

Конденсатор С1 — фильтрующий по питанию. От величины С2 зависит время нарастания напряжения, здесь оно примерно 1 сек.
R2 — резистор для ускорения разрядки времязадающего конденсатора С2.

Замыкаем выключатель S1. Через некоторое время начинает открываться транзистор и напряжение в нагрузке плавно возрастает, бросок тока ограничивается.

Есть небольшой недостаток: на диодах моста постоянно падает некоторое напряжение (примерно 1 Вольт) и мост может разогреваться в зависимости от тока нагрузки. Однако, при мощности до 500 Ватт теплоотвод мосту не нужен.

2. Схема с двумя MOSFET-ами

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.

В этой схеме устранён описанный выше недостаток — нет моста. Падение напряжения на открытых транзисторах чрезвычайно мало, т.к. очень низко сопротивление «Исток-Сток».
Для надёжной работы желательно подобрать транзисторы с близким напряжением отсечки. Обычно у импортных полевиков из одной партии напряжения отсечки достаточно близки, но убедиться не помешает.

Как подобрать транзисторы с близким напряжением отсечки?

Рассмотрим простейшую и достаточную методику.
Соберём тестовый стенд по схеме.

Рис. 3

G1 – источник питания 8-15V, R1 = 10-100 Ком.
Медленно крутим R1, и как появился ток, записываем полученное значение напряжения. Это и будет напряжение отсечки. Подбираем пары транзисторов с близкими параметрами.

Итоговая схема мягкого старта с CMOS-таймером 555

После длительных экспериментов и пары горелых транзисторов был создан окончательный вариант.
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.

Для управления применяется слаботочная кнопка без фиксации. Я использовал обычную тактовую кнопку. При нажатии на кнопку таймер включается и останется включенным, пока кнопка не будет нажата ещё раз.

Кстати, это свойство позволяет применять устройство в качестве проходного выключателя в больших помещениях или длинных галереях, коридорах, на лестничных маршах. Параллельно установливаем несколько кнопок, каждой из которых независимо можно включать и выключать свет. При этом устройство ещё и защищает лампы накаливания, ограничивая бросок тока.
При применении в освещении допустимы не только лампы накаливания, но и всякие энергосберегайки, светодиоды с ИБП и пр. Устройство работает с любыми лампами. Для энергосберегаек и светодиодов я ставлю времязадающий конденсатор меньше раз в десять, ведь им нет необходимости так медленно стартовать, как лампам накаливания.

При времязадающем конденсаторе (лучше керамика, плёнка, но можно и электролит) C5 = 20 мкФ напряжение нелинейно нарастает ок.1,5 сек. V1 нужен для быстрой разрядки времязадающего конденсатора и, соответственно, быстрого отключения нагрузки.

Между общим проводом и 4-м выводом (Reset по низкому уровню) таймера можно подключить оптопару, которой будет управлять какой-нибудь модуль защиты. Тогда по сигналу аварии таймер сбросится и нагрузка (например, УМЗЧ) будет обесточена.

Вместо чипа 555 можно использовать другое управляющее устройство.

Применённые детали

Резисторы я использовал SMD1206, конечно можно ставить выводные 0.25 Вт. Цепочка R8-R9-R11 установлена из соображений допустимого напряжения резисторов и замеять её одним резистором подходящего сопротивления не рекомендуется.
Конденсаторы — керамика или электролиты, на рабочее напряжение 16, а лучше 25 Вольт.
Мосты выпрямительные любые, на необходимый ток и напряжение, например KBU810, KBPC306, BR310 и многие другие.
Стабилитрон на 12 Вольт, любой, например, BZX55C12.
Транзистор T1 IRF840 (8A, 500V, 0.850 Ом) достаточен при нагрузке до 100 Ватт. Если планируется большая нагрузка, то лучше поставить транзистор помощнее. Я ставил транзисторы IXFH40N30 (40 A, 300 V, 0,085 Ом). Хотя они рассчитаны на напряжение 300 В (запас маловат), за 5 лет ни один не сгорел.
Микросхема U1 – обязательно в СМОS-исполнении (не TTL): 7555, ICM7555, LMC555 и т.п.

К сожалению, чертёж ПП утрачен. Но устройство настолько простое, что желающим не составит труда развести печатку под свои детали. Желащие поделится своим чертежом с миром — сигнальте в комментах.

Схема работает у меня около 5 лет, неоднократно повторена в вариациях, и хорошо зарекомендовала себя.

Спасибо за внимание!
Евгений (EVA)
МО, г. Долгопрудный
Профиль EVA
Инженер-электроник, практика в электронике c 1986г.
Предпочитаю аналоговую технику, цифровую не люблю, но работаю с ней, ибо сейчас везде цифра.

Рисую платы только вручную в графических редакторах потому что не всегда использую стандартные компоненты и их стандартную установку.

Предпочитаю рок музыку, а также классическую.
 

Понравилось? Палец вверх!

  • всего лайков: 102

Поделись с друзьями!

Связанные материалы:


Усилитель "Green Lanzar" на N-канальных MOSFET-ах. Симметричный усилитель с

Фото прислал Александр (Allroy), Новороссийск По случаю достался мне «модернизированный» усилитель...

Высоковольтный БП (0-350V, 0.5А max) с вольт-амперметром на PIC16F690

Иногда при регулировочных работах требуется сравнительно высокое напряжение питания устройств...

V7 — Измерение RMS-значений напряжения, тока, активной и полной мощности.

После публикации моей статьи «V6» — измеритель RMS-значений напряжения, тока, активной и полной...

Схемка в блокнот. Реле времени на КМОП микросхемах

Иногда возникает необходимость отключать (или включать) нагрузку по истечении определенного...

Малошумящий двухполярный блок питания для высокочувствительных устройств

Делюсь с читателями простой и в то же время удачной конструкцией двухполярного блока питания,...

Простой Soft-start для усилителя мощности ЗЧ

Это простое приспособление позволяет повысить надежность УМЗЧ и уменьшить помехи в сети в момент...

Балластный регулятор для ветрогенератора (ветряка)

После того, как ветряк построен и работает, рано или поздно встает вопрос об утилизации лишней...

Однотактный усилитель Хьюстона класса А на 2SK1058 MOSFET-е. Усилитель без деталей

© Mark Houston and diyAudioProjects.com - оригинальная статья © Datagor Russian Edition, Igor...

Плавное включение и выключение ламп накаливания

Как известно, лампы накаливания в основном перегорают в момент включения, когда нить накаливания в...

Однофазный привод постоянного тока

В основе разработки электропривода лежит принцип работы следящего привода с одноконтурной системой...

Блок питания с защитой по току для наладки усилителей и пр. радиоконструкций

Нередко при ремонте или создании нового усилителя возникает проблема безопасной проверки его...

Усилитель TL082 + UTC2030 с виртуальной массой

Идея приготовить самодельный усилитель из того, что имеется под рукой родилась неожиданно, когда...
<
  • Гражданин
17 января 2017 00:43

Александр / Alexverb

  • С нами с 15.04.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 45 комментариев
  • 1 публикация
 
  • 0
Взял на заметку. Спасибо за хорошую статью!

<
  • Подписчик
17 января 2017 13:00

Че Гевара Гельдиев / geldiev

  • С нами с 6.04.2015
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 36 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Спасибо за статью!
Подскажите, пожалуйста, радиаторы на ключевых транзисторах нужны?
Если делать плавное включение примерно с 30 секундной задержкой, наверное, уже понадобятся.

<
  • Главный редактор
17 января 2017 13:15

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • С нами с 25.02.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 607 комментариев
  • 256 публикаций
 
  • 0
Цитата: geldiev
с 30 секундной задержкой
Че, для таких задержек нужна просто другая схема.
Эта схема - ограничитель броска тока при запуске, мягкий старт. Нарастания напряжения в 1-2-3 секунды для этого предостаточно. Затем полевик полностью открывается, сопротивление канала ничтожно и радиатор ему обычно не требуются.

Если же затянуть этот процесс, например, увеличив ёмкость С5, то радиатор потребуется, и полновесный, в зависимости от потребляемого нагрузкой тока.

Если вам надо плавно подать анодное на лампы, то есть у нас такие статьи. Свежайшая - от Сергея (Чугунова).

<
  • Подписчик
17 января 2017 13:22

Че Гевара Гельдиев / geldiev

  • С нами с 6.04.2015
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 36 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Игорь, спасибо за ответ!
Я не задержку анодного хотел (поскольку, в этом случае, накальное надо отдельно делать и включать), а плавное включение света в зале - но только чтобы как в театре было. Чтобы после кинопросмотра свет не бил по глазам... Общая мощность нагрузки - галогенки полоточные, примерно 200-300 Вт. Видимо, понадобятся радиаторы.

Управление яркостью через ШИМ модуляцию - не хочется, помехи пойдут на звуковоспроизводящую аппаратуру.

<
  • Гражданин
17 января 2017 16:01

Сергей / Yamazaki

  • С нами с 2.07.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 137 комментариев
  • 3 публикации
 
  • +2
Цитата: geldiev
Общая мощность нагрузки - галогенки полоточные, примерно 200-300 Вт. Видимо, понадобятся радиаторы.

Применять для такой мощности линейное регулирование - имхо, неудачное решение. Греться будет сильно. Нужен симисторный регулятор, например на кр1182пм1, а в режиме полной яркости его можно шунтировать выключателем, чтобы исключить помехи в сеть.
Если хотите чтобы совсем аналогово - ЛАТР! и плавно крутить ручку smile
Если захотите дальше обсуждать вашу конструкцию, лучше создайте ветку на форуме, тут это уже немножко не уместно.

<
  • Гражданин
21 января 2017 17:47

Сергей / stupic

  • С нами с 13.09.2008
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 10 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
галлереях, корридорах

зачем по две буквы?

<
  • Главный редактор
21 января 2017 19:53

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • С нами с 25.02.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 607 комментариев
  • 256 публикаций
 
  • +3
Сергей, спасибо! Это небольшой эксперимент на внимательность чтения. good
Фиксируем ваш рекорд: 1563 просмотра, 78 лайков, и только вы один увидели эти два слова с одинаковой ошибкой (удвоение согласной), стоящие на одной строке через запятую. Теперь можно и поправить.

Сергей, пришлите мне в личку ваш полный адрес, индекс, ФИО. В подарок вы получите популярную книгу по электронике!

P.S. Спасибо всем, кто замечает ошибки и делает наши тексты грамотнее!
Чтобы быстро сообщить об опечатке - выделите предложение с ошибкой и нажмите [CTRL]+[ENTER]. Появится окошко для сообщения, введите ваш правильный вариант написания.

<
  • Гражданин
22 января 2017 19:57

Сергей / stupic

  • С нами с 13.09.2008
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 10 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • +1
Игорь, спасибо! Книгу отправьте лучше кому-нибудь из начинающих радиолюбителей, пусть учатся.

<
  • Бонус
23 января 2017 04:29

Николай / Kolya

  • С нами с 12.08.2016
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 комментарий
  • 0 публикаций
 
  • +1
Евгений, спасибо за статью!

Собрался повторить схему (Рис. 4).
Но, никак не могу понять, как же питается схема управления.
Откуда берется минус питания на 1 ноге чипа 7555 и общем проводе его обвязки?
Видимо где-то в силовой части не дорисовано соединение с общим проводом.

<
  • Гражданин
23 января 2017 18:56

Евгений / EVA

  • С нами с 8.08.2015
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 27 комментариев
  • 4 публикации
 
  • 0
Николай, да всё верно, забыл здесь землю показать, извиняйте.
Схемки скоро поправим.

<
  • Главный редактор
24 января 2017 19:52

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • С нами с 25.02.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 607 комментариев
  • 256 публикаций
 
  • +1
Схемы отрисовал заново. Прошу заинтересованых лиц проверить и просигналить. handshake

<
  • Гражданин
26 января 2017 19:41

Сергей / s237

  • С нами с 25.01.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 35 комментариев
  • 3 публикации
 
  • +1
Если речь о подборе транзисторов, то я подбираю пары транзисторов вот этим приборчиком, описанным в моей статье:
Прибор для проверки мощных IGBT и MOSFET транзисторов (n-канал)
Вполне обеспечивает, прогнозируемо и ожидаемо.

<
  • Подписчик
27 января 2017 00:31

Че Гевара Гельдиев / geldiev

  • С нами с 6.04.2015
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 36 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Цитата: Yamazaki
Нужен симисторный регулятор, например на кр1182пм1, а в режиме полной яркости его можно шунтировать выключателем, чтобы исключить помехи в сеть


Сергей /Yamazaki
спасибо большое! вы исчерпывающе решили мой вопрос. И тема на форуме не понадобится.

<
  • Гражданин
28 января 2017 20:37

Сергей / Serg_hax

  • С нами с 22.02.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 55 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Спасибо, посмотрел и вспомнил, в далекие 80-е использовал диодные мосты для управления двигателями, регулирования натяжения и подмотки в трехмоторном ЛПМ магнитофона. В то время таких транзисторов не было, в диагонали моста применял КТ809. Транзисторы приходилось ставить на радиаторы 300 кв. см., но там они были постоянно под нагрузкой на двигатели от МАГ59.

<
  • Главный редактор
17 февраля 2017 08:37

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • С нами с 25.02.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 607 комментариев
  • 256 публикаций
 
  • +1
Цитата: stupic
Игорь, спасибо! Книгу отправьте лучше кому-нибудь ...

Решено! Книга "Искусство схемотехники. Просто о сложном" датагорца Сергея Гаврилова (experteater) будет отправлена Тимуру (maddiego) в столицу дружбы и тепла - Ташкент.
grinning

Информация
Вы не можете участвовать в комментировании. Вероятные причины:
— Администратор остановил комментирование этой статьи.
— Вы не авторизовались на сайте. Войдите с паролем.
— Вы не зарегистрированы у нас. Зарегистрируйтесь.
— Вы зарегистрированы, но имеете низкий уровень доступа. Получите полный доступ.