РадиоЛоцман - Все об электронике

Тестирование и модернизация импульсного лабораторного источника питания. Часть 2

QW-MS603D

Журнал РАДИОЛОЦМАН, октябрь 2019

Михаил Гурович, США

Часть 1

В первую очередь была проведена замена фильтрующих электролитических конденсаторов, стоящих перед дросселем, на более качественные и большей емкости. Исходно в ЛИП были установлены два электролитических конденсатора по 330 мкФ × 100 В каждый. Интересно, что на печатной плате предусмотрено место для трех таких конденсаторов (см. Рисунок 6), но как говорится, экономика должна быть экономной, и наши китайские товарищи решили, что и двух конденсаторов будет достаточно. Вместо этих двух конденсаторов автор установил три других по 430 мкФ × 100 В каждый.

Затем выводы этих конденсаторов были шунтированы керамическими конденсаторами, которые были расположены в непосредственной близости к выводам электролитических конденсаторов. Результаты этих двух шагов показаны на Рисунке 15.

Новые электролитические конденсаторы и керамические конденсаторы на их выводах.
Рисунок 15. Новые электролитические конденсаторы и
керамические конденсаторы на их выводах.

После этого была сделана замена дросселя фильтра на другой, с большей индуктивностью. При анализе ситуации автор измерил индуктивность установленного производителем дросселя и нашел другой, но с большей индуктивностью. Оригинальный дроссель был выпаян и измерен. Маркировки на нем не было вообще, измеренная индуктивность составила около 100 мкГн. Была найдена замена – высокочастотный дроссель с такими же габаритами и расположением выводов, но с индуктивностью 400 мкГн. На Рисунках 16,17 и 18 показаны старый и новый дроссели и печатная плата с установленным новым дросселем. Обратите внимание, что у нового дросселя три вывода; вывод 3 не подключен к обмотке и служит только для механического крепления. Поэтому автор припаял этот вывод к выводу одного из резисторов рядом с дросселем для обеспечения механической прочности.

Старый (слева) и новый (справа) дроссели.
Рисунок 16. Старый (слева) и новый (справа) дроссели.
 
Печатная плата с установленным новым дросселем.
Рисунок 17. Печатная плата с установленным новым дросселем.
 
При монтаже нового дросселя вывод 3 используется для обеспечения механической прочности.
Рисунок 18. При монтаже нового дросселя вывод 3 используется для
обеспечения механической прочности.

Также была проведена замена фильтрующих электролитических конденсаторов, стоящих после дросселя, на более качественные, большей емкости и на большее напряжение. При изучении печатной платы выяснилось, что после дросселя производителем были установлены два электролитических конденсатора на 330 мкФ и на напряжение 63 В каждый. И это на выходе источника питания с максимальным напряжением 60 В! Ай да китайцы, ай да молодцы! Было принято решение заменить эти два конденсатора на другие электролитические конденсаторы – по 430 мкФ × 100 В каждый. Сначала автор собирался установить три таких конденсатора, но в процессе выяснилось, что для трех новых конденсаторов не хватает места, так как они по диаметру больше старых. Поэтому после дросселя было установлено только два конденсатора. И так же, как и до дросселя, на выводы каждого электролитического конденсатора был установлен шунтирующий керамический конденсатор. Несколько таких керамических конденсаторов было также добавлено между выходными проводниками печатной платы. Новые и старые электролитические конденсаторы, установленные новые электролитические конденсаторы и керамические конденсаторы показаны на Рисунках 19, 20 и 21.

Старые (слева) и новые (справа) электролитические конденсаторы.
Рисунок 19. Старые (слева) и новые (справа) электролитические конденсаторы.
 
Установленные керамические конденсаторы.
Рисунок 20. Установленные керамические конденсаторы.
 
Установленные новые электролитические конденсаторы.
Рисунок 21. Установленные новые электролитические
конденсаторы.

И в конце было выполнено шунтирование керамическими конденсаторами выводов выходных клемм. При детальном рассмотрении выходных клемм стало ясно, что на отдельной печатной плате, к которой крепятся эти клеммы, предусмотрено место для электролитических конденсаторов, видимо, судя по посадочному месту, небольшой емкости, но которые не были установлены. Поэтому на эту плату с обратной стороны на контактные площадки этих неустановленных конденсаторов были добавлены два шунтирующих керамических конденсатора. Вид этой печатной платы до и после модификации показан на Рисунках 22 и 23.

Печатная плата выходных клемм до модификации.
Рисунок 22. Печатная плата выходных клемм до модификации.
 
Печатная плата выходных клемм после модификации.
Рисунок 23. Печатная плата выходных клемм после модификации.

Выполнив все эти шаги, собираем ЛИП. Используем более качественные винты, пропаиваем и изолируем провода выключателя и на входном AC разъеме.

ЛИП в режиме ХХ. Выходное напряжение установлено на минимум.
Рисунок 24. ЛИП в режиме ХХ. Выходное напряжение установлено на минимум.
 
ЛИП в режиме ХХ. Выходное напряжение установлено на максимум.
Рисунок 25. ЛИП в режиме ХХ. Выходное напряжение установлено на максимум.

Собираем все, но пока не устанавливаем крышку. Включаем и проверяем ЛИП после модификации, используя ту же тестовую установку. Результаты тестов после модификации показаны на Рисунках 24, 25, 26 и 27.

ЛИП под нагрузкой. Выходное напряжение установлено на минимум.
Рисунок 26. ЛИП под нагрузкой. Выходное напряжение установлено на минимум.
 
ЛИП под нагрузкой. Выходное напряжение установлено на максимум.
Рисунок 27. ЛИП под нагрузкой. Выходное напряжение установлено на максимум.

Собранный ЛИП после модификации (без верхней крышки) показан на Рисунке 28.

ЛИП без верхней крышки после модификации.
Рисунок 28. ЛИП без верхней крышки после модификации.

Сравнение результатов тестов до и после модификации дано в Таблице 1.

Таблица 1. Сравнительная таблица результатов измерений ЛИП до и после
модификации
Режим Выходное
напряжение
До модификации После модификации
В пик-пик В с.к.з. В пик-пик В с.к.з.
Холостой ход Минимальное 820 мВ 210 мВ 220 мВ 65 мВ
Максимальное 1.27 В 355 мВ 450 мВ 145 мВ
Под нагрузкой Минимальное 820 мВ 210 мВ 205 мВ 58 мВ
Максимальное 1.7 В 545 мВ 660 мВ 145 мВ

Описанным выше способом автором были модифицированы четыре таких ЛИП. Все четыре устройства после модификации демонстрировали намного меньший уровень высокочастотного шума на выходе как в режиме холостого хода, так и под максимальной нагрузкой.

Вывод: если данный ЛИП планируется использовать для питания электронных устройств, делать это без модификации нежелательно из-за высокого уровня высокочастотных помех на выходе источника. Этот высокочастотный шум может быть значительно снижен, если выполнить все описанные выше шаги.

Список использованных в проекте компонентов (обозначения изготовителей):

  • Электролитические конденсаторы: UBY2A431MHL 430 µF 100 V 31 mOhm @ 100 kHz 3000 Hrs @ 135 °C;
  • Керамические конденсаторы: GRM32DC72A475KE01K 4.7 µF ±10% 100 V X7S 1210 (3225 Metric);
  • ВЧ дроссель: PE-51520NL.

На английском языке: Testing and Modernization of Adjustable Lab DC Bench Power Supply (BPS) 0-60 V / 0-5 A. Part 2

Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Фрагменты обсуждения:Полный вариант обсуждения »
  • Этот вопрос гораздо интереснее, нежели просто замена конденсаторов. Помехи там не из за них. Вернее никакими конденсаторами их не устранить.
  • Это китайский вариант компьютерного ИБП начала 2000-х годов. Замена электрлитов и добавление керамики это азы. А вот добавление хотя бы дополнительного дросселя или каскада стабилизации, вот это да. Кстати, эти изделия производятся уже лет так пятнадцать, у меня такой, ещё с трансорматором на входе. Пульсаций, естественно меньше. Совет, ищите более интересные схемы.