Aujourd'hui, nous faisons un pas de plus électronique, à savoir, nous allons assembler un redresseur synchrone. L'appareil n'est pas nouveau, mais pas encore très populaire.
L'auteur de ce produit fait maison est Roman (auteur de la chaîne YouTube "Open Frime TV").
Comme vous le savez, dans toute alimentation, la sortie est une diode de redressement. Récemment, les diodes Schottky sont largement utilisées, car elles ont une chute de tension plus faible et, par conséquent, elles chauffent moins. Mais il y a toujours du chauffage, et à des puissances élevées, il est impressionnant.
Si vous mettez une diode ultrarapide, la situation est encore pire, car la chute de tension est plus importante, et à partir de là, l'un des problèmes les plus importants se pose - ce sont les radiateurs.
Dans le bon sens, vous ne pouvez pas régler le côté haut et le côté bas sur un radiateur, car une panne peut se produire et une haute tension sera émise. Vous devez donc séparer le côté chaud et le côté froid sur différents radiateurs. Mais tout le monde n'a pas la bonne quantité de radiateurs pour tout refroidir. Et à des capacités élevées, on ne peut pas se passer d'un refroidissement forcé.
Les gens intelligents ont commencé à réfléchir à ce problème et ont trouvé une solution simple: utiliser des transistors à effet de champ au lieu de diodes.
Leur résistance en canal ouvert est très faible et, par conséquent, le courant qui les traverse produira moins de chaleur. À première vue, tout est simple, mais non. Pour un fonctionnement correct, les transistors doivent être correctement contrôlés. Ici, des gens intelligents ont également travaillé et créé des microcircuits pour contrôler les transistors dans un redresseur synchrone.
Il suffit de monter le circuit et de comprendre comment il fonctionne. Le programme lui-même est devant vous:
Comme vous pouvez le voir, il n'y a rien du tout ici. La puce du redresseur est uniquement dans le package smd.
Il en résulte que le schéma de contrôle ne prendra pas beaucoup de place et que l'efficacité augmentera considérablement. Essayons donc de comprendre comment cela fonctionne. La première chose qui attire votre attention est que le point central sera un plus et les points latéraux seront un moins.
C'est parce que les transistors s'activent dans la direction opposée.
Le redresseur fonctionne de cette manière: par exemple, lors de la première impulsion, nous avons de tels signes sur les enroulements.
Cette puce surveille et ouvre le transistor inférieur.
Le courant à ce moment circule le long de ce circuit:
Ceci est suivi d'une seconde impulsion.
Maintenant, le transistor supérieur s'ouvre et fait passer le courant vers la charge.
Les ingénieurs en électronique expérimentés se souviendront immédiatement de la diode interne dans le transistor, mais si vous regardez à nouveau les signes de tension, il devient clair pourquoi le transistor est activé dans la direction opposée.
Alors qu'un transistor est ouvert, le second est supporté par une haute tension et la diode ne peut a priori pas passer de courant.
Mais chaque action a des conséquences, dans notre cas cela se traduit par le fait que deux amplitudes de tension sont appliquées au transistor. Comme vous le comprenez, c'est mauvais. Nous en apprenons plus à ce sujet dans le calcul réel.
Maintenant, comme pour les autres éléments du circuit. Une diode zener est nécessaire pour limiter l'alimentation du microcircuit, car elle ne doit pas dépasser 20V.
Le condensateur lisse la tension d'alimentation de la puce.
La résistance allant au sol peut être sélectionnée dans la plage de 25 à 150 kOhm, elle affecte la vitesse d'ouverture du transistor. L'auteur a choisi une résistance de 30 kOhm, ce qui est suffisant.
De plus, la résistance de grille affecte la vitesse d'ouverture, sa valeur nominale peut aller de 10 à 30 Ohms, vous pouvez augmenter la limite davantage, cela dépend de vous.
Pour tester l'opérabilité de ce circuit, j'ai dû dessiner une chevalière. Il s'agit d'une carte redresseur purement synchrone. Vous pouvez télécharger le circuit et la chevalière ICI.
Il peut être intégré dans n'importe quelle alimentation demi-pont et oublier la surchauffe de la partie de sortie. Comme vous pouvez le voir, la chevalière s'est avérée compacte. La largeur des pistes de puissance est petite, mais comme mentionné précédemment, c'est la disposition.
Une fois la carte gravée, soudez-la. Des difficultés ne peuvent survenir qu'avec le microcircuit, mais si vous essayez, alors tout ira bien. En conséquence, nous obtenons un si bel appareil:
Parlons maintenant plus en détail du calcul. Comme il s'agit d'une version d'essai de l'auteur, et qu'il n'est pas équipé d'une pièce maîtresse, nous utiliserons un transformateur externe d'un ancien projet pour le démarrer. La partie principale ici est IR2153. La sortie devrait recevoir environ 24V.
Les calculs de ce bloc devant vous:
Nous sommes intéressés par un paramètre comme la valeur d'amplitude de la tension secondaire, nous avons 28V. Et maintenant, nous multiplions cette valeur par 2, pourquoi, comme mentionné ci-dessus. Et sur la tension reçue, nous devons choisir un transistor. Nous entrons dans le catalogue des transistors du marché de la radio et commençons à regarder ce qui est disponible.
Et voici les inconvénients d'un redresseur synchrone, ils apparaissent dans le rapport du prix, de la tension du transistor et de la résistance de canal ouvert.
Comme vous pouvez le voir, plus la tension est élevée, plus la résistance est élevée, et si la résistance est faible, alors le prix de ce transistor est assez élevé. Mais alors tout le monde décidera s'il a besoin d'un tel redresseur ou non.
Afin de choisir de manière optimale un transistor, nous devons comprendre combien d'énergie il dissipera. La loi de grand-mère Ohm nous y aidera.
Sélectionnez le transistor en double amplitude. Au rapport prix / résistance de la chaîne, le choix s'est porté sur 75nf75.
Après avoir calculé pour un courant de 10A, nous obtenons une puissance de sortie de 1,1W. Comparez maintenant le redresseur synchrone avec une diode schottky. Avec le même 10A, nous obtenons 4W. Le résultat est évident.
En général, la signification d'un tel redresseur est la suivante, à basse tension, elle est plusieurs fois meilleure qu'une diode, mais avec une augmentation de la tension, l'image devient déjà moins belle.
Le prix des composants est élevé et l'efficacité est supérieure de quelques pour cent. Voyons comment fonctionne l'appareil. Nous connectons le circuit secondaire avec des fils directement à la carte et surveillons la tension de sortie, elle est d'environ 24V, ce qui correspond à la valeur calculée précédemment.
Cela signifie que la carte fonctionne normalement. Il n'est pas conseillé d'effectuer un test de chauffage car le conducteur est faible. Maintenant, nous vérifions uniquement les performances.
Maintenant, pour démontrer le travail, nous pouvons placer la sonde de l'oscilloscope sur la grille du transistor et voir comment elle s'ouvre.
Comme vous pouvez le voir, l'élan est un peu dépassé. Cela signifie que les pertes de commutation seront ajoutées au chauffage, mais elles ne sont pas si importantes.
Oui, et pourtant, lors de la construction de ce redresseur, vous pouvez facilement monter sur le râteau. Ils apparaissent sous la forme de transistors non originaux, dans lesquels la résistance de canal ouvert est beaucoup plus indiquée dans la fiche technique. C'est maintenant un sujet très pertinent.
Eh bien, c'est le moment de finir. Merci de votre attention. A très bientôt!