Компоненты

Семейство программ «старт-проф» для проектирования и расчета прочности и жесткости трубопроводов различного назначения. Soft-start на MOSFET и выключатель питания для УНЧ и других устройств Когда нужен софт старт усилителя

Схема плавного пуска обеспечивает задержку около 2-х секунд, что позволяет плавно зарядить конденсаторы большей емкости без скачков напряжения и моргания лампочки дома. Ток заряда ограничен величиной: I=220/R5+R6+Rt.
где Rt - сопротивление первичной обмотки трансформатора постоянному току, Ом.
Сопротивление резисторов R5, R6 можно принимать от 15 Ом до 33 Ом. Меньше - не эффективно, а больше - увеличивается нагрев резисторов. С номиналами указанными на схеме, максимальный пусковой ток будет ограничен, приблизительно: I=220/44+(3...8)=4.2...4.2А.

Основные вопросы возникающие у новичков при сборке:

1. На какое напряжение ставить электролиты?
Напряжение электролитов указано на печатной плате - это 16 и 25В.

2. На какое напряжение ставить не полярный конденсатор?
Напряжение его так же указано на печатной плате - это 630В (допускается 400В).

3. Какие транзисторы можно применить вместо BD875?
КТ972 с любым буквенным индексом или BDX53.

4. Можно ли применять вместо BD875 не составной транзистор?
Можно, но лучше поискать именно составной транзистор.

5. Какое реле необходимо применять?
Реле должно иметь катушку на 12В с током не более 40мА, а лучше 30мА. Контакты должны быть рассчитаны на ток не менее 5А.

6. Как увеличить время задержки?
Для этого необходимо увеличить емкость конденсатора С3.

7. Можно ли применять реле с другим напряжением катушки, например 24В?
Нельзя, схема работать не будет.

8. Собрал - не работает
Значит это твоя ошибка. Схема собранная на исправных деталях начинает работать сразу и не требует настройки и подбора элементов.

9. На плате есть предохранитель, на какой ток его применять?
Ток предохранителя я рекомендую рассчитывать так: Iп=(Pбп/220)*1.5. Полученное значение округляем в сторону ближайшего номинала предохранителя.

Обсуждение статьи на форуме:

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Мой блокнот
VT1	Биполярный транзистор	BDX53	1	КТ972, BD875	В блокнот
VDS1	Выпрямительный диод	1N4007	4		В блокнот
VD1	Стабилитрон	1N5359B	1	24 В	В блокнот
VD2	Выпрямительный диод	1N4148	1		В блокнот
C1	Конденсатор	470 нФ	1	Не менее 400 В	В блокнот
C2, C3	Электролитический конденсатор	220 мкФ	2	25 В	В блокнот
R1	Резистор	82 кОм	1		В блокнот
R2	Резистор	220 Ом	1	2 Вт	В блокнот
R3	Резистор	62 кОм	1		В блокнот
R4	Резистор	6.8 кОм	1		В блокнот
R5, R6	Резистор

SOFT-Start для усилителя.

Данная схема позволяет делать плавный пуск блока питания усилителя. В течение первых 2...3 секунд первичная обмотка понижающего трансформатора подключена к сети через два последовательно соединенных резистора номиналом 22R мощностью 5W. Этого времени хватает для заряда фильтрующих электролитических конденсаторов БП. Далее эти резисторы шунтируются контактами реле, и трансформатор входит в штатный режим работы. Принципиальная схема Soft-Start приведена ниже:

Данная схема рассматривалась на форуме cxem(net), и именно на нем рассказано, как рассчитать ток ограничения, формула следующая:

I=220/R5+R6+Rt , где:

I – Ток ограничения;
220 – напряжение сети;
R5, R6 – номиналы токоограничивающих резисторов в Омах;
Rt – сопротивление первички трансформатора по постоянному току в Омах.

При снижении номиналов резисторов R5 и R6 менее 15 Ом снижается эффективность работы устройства, при использовании резисторов номиналом более 33 Ом, увеличивается их нагрев, поэтому лучше придерживаться этого диапазона. Пример расчета:

При R5=R6=22R и сопротивлении первички от 3 до 8R пусковой ток будет равен 220 / (22+22+3...8), то есть от 4,68 до 4,23 Ампера.

Время задержки рулится номиналом конденсатора C3, стоящего в цепи базы транзистора VT1, для увеличения времени – поставьте конденсатор большей емкости. В остальном никаких дополнительных настроек производить не требуется.

При рисовании платы в качестве образца была использована печатка Ильи Стельмаха, известного на форуме под ником NemO, ее я немного подкорректировал под свои нужды, лейка выглядит так:

Мощные резисторы впаяны в плату вертикально и соединены между собой верхними концами, таким образом получается последовательное соединение.

Список элементов схемы Soft-Start Amplifier:

Транзисторы:

VT1 – BD875 или BDX53 (составной) – 1 шт. (так же можно применить отечественный транзистор КТ972)

Диоды:

VDS1 – 1N4007 – 4 шт.
VD1 – 1N5358B – Стабилитрон на 24V – 1 шт.
VD2 – 1N4148 – 1 шт.

Резисторы:

R1 – 82k – 1 шт.
R2 – 220R / 2W – 1 шт.
R3 – 62k – 1 шт.
R4 – 6k8 – 1 шт.
R5, R6 – 22R / 5W – 2 шт.

Конденсаторы:

C1 – 470nF / 400...630V – 1 шт.
C2 – 220mF / 25V – 1 шт.
C2 – 220mF / 16V – 1 шт.

Остальное:

K1 – реле на напряжение 12V / 30...40mA, контакты должны быть рассчитаны на ток 5A или больше.
Предохранительная колодка + предохранитель – 1 шт. (номинал предохранителя зависит от того, какой трансформатор вы используете в блоке питания усилителя, для его определения я использовал формулу, взятую на форуме СХЕМ НЕТ: Iп=(Pбп/220)*1.5 . Полученный результат нужно округлить до ближайшего стандартного значения тока плавления)
Разъем 2 Pin 5mm (220 IN, 220 OUT) – 2 шт.

Размер архива для скачивания материалов по схеме Soft-Start – 0,25 Mb.

В статье использованы материалы из статьи Алексея Ефремова . Идея разработки устройства плавного старта БП у меня появилась давно, и на первый взгляд должна была реализоваться достаточно просто. Примерное решение предложил Алексей Ефремов в вышеупомянутой статье. В основу устройства он тоже положил ключ на мощном высоковольтном транзисторе.

Цепь до ключа можно представить графически так:

Ясно, что при замыкании SA1 первичная обмотка силового трансформатора фактически подключается к сети. Зачем вообще там диодный мост? - что бы обеспечить питание постоянным током ключа на транзисторе.

Схема с транзисторным ключом:

Приведенные номиналы делителя несколько смущают… хотя надежда на то, что устройство не задымит и не бабахнет остается, возникают сомнения. И все же я опробовал подобный вариант. Только питание выбрал более безобидное - 26В, конечно, выбирал другие номиналы резисторов, в качестве нагрузки использовал не трансформатор, а лампу накаливания 28В/10Вт. И ключевой транзистор использовал BU508A.

Опыты мои показали, что резисторный делитель успешно понижает напряжение, но токоотдача такого источника очень мала (у перехода БЭ низкое внутреннее сопротивление), напряжение на конденсаторе сильно падает. Беспредельно снижать номинал резистора в верхнем плече я не рискнул, в любом случае - даже если нащупать правильное распределение тока в плечах и переход насытится, это все равно будет только смягченный, но не плавный пуск.

По моему мнению, истинно плавный пуск должен происходить как минимум в 2 этапа; сначала ключевой транзистор слегка открывается - пары секунд уже будет достаточно что бы электролиты фильтра в БП подзарядились слабым током. А на втором этапе уже необходимо обеспечить полное открытие транзистора. Схему пришлось несколько усложнить, кроме деления процесса на 2 этапа (ступени) я решил сделать ключ составным (схема Дарлингтона) и в качестве источника управляющего напряжения я решил использовать отдельный маломощный понижающий трансформатор.

*Номиналы резистора R 3 и подстроечника R 5. Для получения напряжения питания схемы 5,1В суммарное сопротивление R 3+R 5 должно быть 740Ом (при выбранном R 4=240Ом). Например, для обеспечения подстройки с небольшим запасом R 3 можно взять 500-640Ом, R 5 - 300-200Ом соответственно.

Как работает схема, полагаю, нет особой необходимости подробно расписывать. Если кратко - запуск первой ступени осуществляет VT4, запуск второй - VT2, а VT1 обеспечивает задержку включения второй ступени. В случае с “отдохнувщим” устройством (все электролиты полностью разряжены) первая ступень стартует через 4 сек. после включения, и еще через 5 сек. стартует вторая ступень. В случае, если устройство отключили от сети и включили снова; первая ступень стартует через 2 сек, а вторая - через 3…4 сек.

Немного наладки:

Вся наладка сводится к установке напряжения холостого хода на выходе стабилизатора, установить его вращением R5 до 5,1 В. Затем - подключить выход стабилизатора в схему.

Еще можно подобрать на свой вкус номинал резистора R2 - чем ниже номинал, тем больше будет открыт ключ на первом этапе. При номинале указанном в схеме напряжение на нагрузке = 1/5 от максимального.

И можно изменять емкости конденсаторов С2, С3, С4 и С5 если возникнет желание изменить время включения ступеней или задержки включения 2 -ой ступени. Транзистор BU508A необходимо установить не теплоотвод площадью 70…100мм2. Остальные транзисторы желательно снабдить небольшими теплоотводами. Мощность всех резисторов в схеме может быть 0,125Вт (или более).

Диодный мост VD1 - любой обычный на 10А, VD2 - любой обычный на 1А.

Напряжение во вторичной обмотке TR2 - от 8 до 20В.

Интересно? Нужна печатка или практические рекомендации?

Продолжение следует...

*Название темы на форуме должно соответствовать виду: Заголовок статьи [обсуждение статьи]

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 . Заказчик в однокомнатной хрущёвке живет.
А ты всё фильтр да фильтр…»

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.

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.
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!

где Rt – сопротивление первичной обмотки трансформатора постоянному току, Ом.

Сопротивление резисторов R5, R6 можно принимать от 15 Ом до 33 Ом. Меньше – не эффективно, а больше – увеличивается нагрев резисторов. С номиналами указанными на схеме, максимальный пусковой ток будет ограничен, приблизительно: I=220/44+(3…8)=4.2…4.2А.