Доработка блока питания

   В своей статье про автоотключение я дал схему и описал процесс организации включения и отключения питания принтера с помощью электромагнитного реле. Давно я это планировал, а когда воплотил, радовался и наслаждался. Но вскоре счастье моё было несколько омрачено. Однажды я обнаружил, что автоотключение на сработало (печать закончилась, сопло остыло, но принтер не выключился). 

   Моё подозрение пало на залипшие контакты реле. Начал анализировать. Реле коммутирует блок питания, причём импульсный. У меня используется блок питания 12В 20А. Пришлось углубиться в устройство импульсных источников питания. В этом мне помог блог нашего коллеги ака kirich. Если упрощённо по нашей проблеме, то на входе импульсного источника питания (ИИП) имеются высоковольтные сглаживающие конденсаторы С5, С6. Для их разряда установлены резисторы R2, R3. Схему я позаимствовал у kirich, надеюсь, он не будет против ликбеза с участием его схем. Номиналы элементов приблизительные, моим не соответствуют.

   То есть, чем выше температура термистора, тем меньше его сопротивление. В моём ИИП был установлен термистор NTC 5D-11. имеющий сопротивление в холодном состоянии 5 Ом. В нагретом состоянии сопротивление 0,139 Ом и постоянную времени остывания 45 секунд.

   Именно постоянная времени остывания критична для режима работы 3D принтера с управлением питанием от платы управления, простите за тавтологию. Дело в том, что контакты реле включения ИИП принтера замкнуты до тех пор, пока на выводе PS_ON установлен высокий уровень (у меня реализовано так, но возможна инверсия, что меняет дело, но не сильно). Так вот, при нажатии кнопки "Сброс" или "KILL_ALL" на модуле дисплея, а так же при подключении любой программы управления принтером по последовательному интерфейсу происходит сброс высокого уровня на выводе PS_ON. Как следствие, отключение реле с размыканием его контактов и последующим включением в обратной последовательности. А вы ведь помните, что постоянная времени остывания термистора, ограничивающего бросок зарядного тока в моём случае составляет 45 секунд. То есть, при таких кратковременных отключениях стороны 220 вольт ИИП термистор не успевает остыть, и имеет сопротивление порядка 0,15 Ом. Получается, что в таком случае реле коммутирует ток порядка 15-20 А. Контакты моего реле на такие токи не рассчитаны. Вот и причина подгорания и залипания контактов. Кроме того, такие броски тока не проходят бесследно и для высоковольтной части ИИП. Ускоренно стареют высоковольтные конденсаторы и изоляция синфазного входного дросселя. Может перегореть предохранитель. Да и диоды выпрямительного моста могут выйти из строя.

   Теперь осталось решить задачу в ограничении пускового тока при горячем старте. На самом деле эта задача решается довольно просто, достаточно установить вместо термистора обычный резистор. А чтобы не получить бестолковую грелку внутри ИИП замыкать его (резистор) накоротко после выхода ИИП на рабочий режим. Для замыкания резистора используют электромагнитное реле, симистор или пару тиристоров. Я использовал реле. У моего ИИП номинальный рабочий ток не превышает 1,5 А, поэтому и реле особо мощное не требуется, лишь бы могло быть использовано для напряжения 230 вольт. Кроме того, в момент замыкания контактов через резистор будет течь ток гораздо ниже номинального. Это обусловлено тем, что энергоёмкие потребители, такие как нагреватель хотэнда и стола ещё не включены.

   На упрощённой схеме изображены высоковольтная часть в верхней части и низковольтная часть - внизу.

 Реле выпаял из автосигнализации Старлайн. Оно со сдвоенными контактами, но это совершенно не принципиально. Обмотка на 16 В.

   На следующей схеме я изобразил способ подключения ограничительного резистора и реле. 

   Схема работает следующим образом. На вход ИИП подаётся напряжение 220 В через резистор 27 Ом. Начинают заряжаться входные конденсаторы. Когда напряжение на них достигает определённого уровня запускается ШИМ-контроллер и на выходе ИИП появляется напряжение 12 В. Оно там появляется не сразу, а по мере заряда выходных конденсаторов. И когда выходное напряжение увеличится настолько, что сработает реле, его контакты замыкаются шунтируя резистор. После отключения питающего напряжения реле размыкает контакты не сразу, а после полного разряда конденсаторов. Конечно, правильнее бы было включать реле используя компаратор, но коммутируемый ток мал, и я посчитал, что это будет излишнее усложнение.

   Была у меня мысль оставить термистор и подключить резистор последовательно с ним. В случае залипания контактов реле термистор ограничивал бы броски тока при включении. Но посчитал, что реле коммутирует токи порядка считанных миллиамперов, а его контакты рассчитаны на 20 А более, поэтому залипание маловероятно. В этой схеме более вероятен отказ во включении реле, а это чревато перегревом резистора с последующим выходом его из строя и разрывом входной цепи ИИП. Что тоже достаточно безопасно.

   Кроме этой модернизации провёл обслуживание ИИП, убрал пыль, отмыл флюс и выпаял переключатель 110/220 В для исключения ошибочного переключения в положение 110 В и фейерверка. 

   Несколько фотографий процесса. Тут пыль уже отчищена.

   До отмывки китайского флюса.

   Выпаял термистор.

   Выпаян переключатель 110/220 и подготовлены проводники для монтажа реле и резистора.

   Монтаж произведён. Монтаж навесной. Вся конструкция держится на двух монолитных жилах 1,5 мм2

   Чуть другой ракурс.

   Произвёл несколько включений/отключений ИИП. Потрогал резистор. На ощупь чуть тёплый. 

   Отог: схема работает, есть автоотключение и нет бросков тока при включении.

   Спасибо за внимание!