Încărcător cu impulsuri pentru încărcarea bateriilor - Încărcătoare (pentru mașini) - Surse de alimentare. Încărcător cu impulsuri pentru baterii Circuit de încărcare cu impulsuri pe cipul 2153

Sursă de alimentare comutată pentru IR2151-IR2153

Avantajul oricărei surse de alimentare în comutație este că nu necesită înfășurare sau achiziționarea unui transformator voluminos.Tot ce aveți nevoie este un transformator cu mai multe spire.Acest lucru unitate de putere Fă-o singur Este simplu și necesită puține detalii. Și baza este că alimentare pe cip IR2151

Caracteristica caracteristică a acestei surse de alimentare este simplitatea și repetabilitatea sa. Circuitul conține un număr mic de componente și s-a dovedit de mai bine de doi ani. Un transformator coborâtor standard de la o sursă de alimentare a computerului este utilizat ca transformator de impulsuri.

Există un termistor PTC la intrare– un rezistor semiconductor cu coeficient de temperatură pozitiv, care își crește brusc rezistența la depășirea unei anumite temperaturi caracteristice TRef. Protejează întrerupătoarele de alimentare în momentul pornirii în timp ce condensatorii se încarcă.

Pod de diode la intrare pentru a redresa tensiunea de rețea la un curent de 10A. A fost folosit un ansamblu de diode de tip „vertical”, dar poate fi folosit un ansamblu de diode de tip „taburet”.

Pereche de condensatoare la intrare este luată la o rată de 1 microfarad la 1 W. În cazul nostru, condensatorii vor „trage” o sarcină de 220W.

Rezistența de amortizare în circuitul de putere al driverului este de 2 W. Se acordă preferință rezistențelor domestice de tip MLT-2.

Driver IR2151– pentru controlul porților tranzistoarelor cu efect de câmp care funcționează sub tensiuni de până la 600V. Posibil înlocuire pentru IR2152, IR2153. Dacă numele conține indicele „D”, de exemplu IR2153D, atunci dioda FR107 din cablajul șoferului nu este necesară. Driverul deschide alternativ porțile tranzistoarelor cu efect de câmp cu o frecvență stabilită de elementele de pe picioarele Rt și Ct.

Tranzistoare cu efect de câmp Companiile IR sunt preferate. Selectați o tensiune de cel puțin 400Vși cu rezistență minimă la deschidere. Cu cât rezistența este mai mică, cu atât încălzirea este mai mică și eficiența este mai mare. Vă putem recomanda IRF740, IRF840 etc. O carte de referință despre tranzistoarele cu efect de câmp din IR în limba rusă poate fi descărcată aici. Atenţie! Nu scurtcircuitați flanșele tranzistoarelor cu efect de câmp; Când instalați pe un radiator, utilizați garnituri izolatoare și șaibe bucșe.

Un transformator coborâtor standard de la o sursă de alimentare a computerului. De regulă, pinout-ul corespunde cu cel prezentat în diagramă. În acest circuit funcționează și transformatoarele de casă înfășurate pe tori de ferită. Transformatoarele de casă sunt calculate pentru o frecvență de conversie de 100 kHz și jumătate din tensiunea redresată (310/2 = 155V).

Atunci când alegeți un transformator, ar trebui să alegeți unul ai cărui pini de pe placa originală sunt scurtcircuitați, așa cum se arată în diagramă. Este important. În caz contrar, ar trebui să-l închideți așa cum a fost făcut pe placa de la care scoateți transformatorul.

Diode de ieșire cu un timp de recuperare de cel mult 100 ns. Aceste cerințe sunt îndeplinite de diodele din familia HER (High Efficiency Rectifier). A nu se confunda cu diodele Schottky.

Capacitatea de ieșire este o capacitate tampon.Capacitatea nu trebuie instalată mai mult de 10.000 de microfaradi.

Placă de circuit imprimat

Practica a arătat că această aplicație nu necesită o organizare specială a feedback-ului, filtrelor de alimentare inductivă, snubbere și alte „clopote și fluiere” inerente convertoarelor de impulsuri. Într-un fel sau altul, defectele tipice caracteristice „nutriției proaste” (sunete de fond și străine) nu se simt în sunet.

Tranzistoarele cu efect de câmp nu devin foarte fierbinți în timpul funcționării.

Răcirea pasivă este suficientă pentru ei. Tranzistoarele cu efect de câmp IR sunt foarte rezistente la distrugerea termică și funcționează până la temperaturi de 150 °C. Dar asta nu înseamnă că ar trebui să fie operate într-un mod atât de critic. Pentru astfel de cazuri, va trebui să organizați răcirea activă sau, pur și simplu, să instalați un ventilator.

Ca orice dispozitiv, această sursă de alimentare necesită asamblare atentă și atentă, instalarea corectă a elementelor polare și prudență atunci când se lucrează cu tensiune de rețea. După oprirea acestei surse de alimentare, nu rămâne nicio tensiune periculoasă în circuitele sale. O sursă de alimentare asamblată corespunzător nu necesită configurare sau reglare.

Un circuit bun și interesant pentru un încărcător de înaltă calitate bazat pe microcircuitul IR2153, un driver cu jumătate de punte auto-tactat, care este adesea folosit în balasturile electronice pentru lămpile cu economie de energie.

Circuitul funcționează dintr-o rețea de tensiune alternativă de 220 de volți, puterea sa de ieșire este de aproximativ 250 de wați, adică aproximativ 20 de amperi la 14 volți de tensiune de ieșire, ceea ce este suficient pentru a încărca bateriile auto.

Există un filtru de supratensiune la intrare și protecție împotriva supratensiunii și suprasarcinii sursei de alimentare. Termistorul protejează cheile în momentul inițial al pornirii circuitului la o rețea de 220 de volți. Apoi, tensiunea rețelei este redresată printr-o punte de diode.

Tensiunea trece printr-o rezistență de limitare de 47 kOhm către microcircuitul generatorului. Impulsurile cu o anumită frecvență urmează porților comutatoarelor de înaltă tensiune, care, atunci când sunt declanșate, trec tensiune în înfășurarea rețelei a transformatorului. Pe înfășurarea secundară avem tensiunea necesară încărcării bateriilor.

Tensiunea de ieșire a încărcătorului depinde de numărul de spire din înfășurarea secundară și de frecvența de funcționare a generatorului. Dar frecvența nu trebuie crescută peste 80 kHz, în mod optim 50-60 kHz.

Comutatoare de înaltă tensiune IRF740 sau IRF840. Prin schimbarea capacității condensatoarelor din circuitul de intrare, puteți crește sau micșora puterea de ieșire a încărcătorului; dacă este necesar, puteți ajunge la o putere de 600 de wați. Dar aveți nevoie de condensatori de 680 uF și o punte de diode puternică.

Transformatorul poate fi luat gata făcut de la o sursă de alimentare a computerului. Sau o poți face singur. Înfășurarea primară conține 40 de spire de sârmă cu diametrul de 0,8 mm, apoi aplicăm un strat de izolație și înfășurăm înfășurarea secundară - aproximativ 3,5-4 spire de sârmă destul de groasă sau folosim sârmă toronată.

După redresor, în circuit este instalat un condensator de filtru cu o capacitate de cel mult 2000 μF.

La ieșire este necesar să instalați diode în impulsuri cu un curent de cel puțin 10-30A, cele obișnuite se vor arde imediat.

Atenție, circuitul încărcătorului nu are protecție la scurtcircuit și va eșua imediat dacă se întâmplă acest lucru.

Puntea de diode constă din orice diode redresoare cu un curent de cel puțin 2A sau mai mult și cu o tensiune inversă de 400 volți; puteți utiliza o punte de diode gata făcută de la o sursă de alimentare veche a computerului; are o tensiune inversă de 600 volți la un curent de 6 A.

Pentru a asigura parametrii necesari de putere ai microcircuitului, trebuie să luați o rezistență de 45-55 kOhm cu o putere de 2 wați; dacă nu găsiți astfel, conectați mai multe rezistențe de putere redusă în serie.

O diagramă destul de simplă a unei surse de alimentare sau a unui încărcător de laborator, de exemplu, pentru o baterie. Este implementat destul de simplu, așa cum se poate vedea din diagramă. O caracteristică unică a circuitului este faptul că este posibilă reglarea nu numai a tensiunii, ci și a curentului, pe care chiar și multe încărcătoare comerciale nu au.

Circuitul este construit pe 4 tranzistoare, rolul principal este jucat de tranzistorul de putere V4 (vezi diagrama) în acest caz, se ia 2N3055, care poate fi înlocuit cu ușurință cu analogul domestic al KT803. În general, puterea de ieșire a dispozitivului și curentul maxim posibil vor depinde în cele din urmă de acest tranzistor, așa că dacă aveți nevoie de curenți mai mari, înlocuiți V4 cu un tranzistor mai puternic. Este clar că tranzistorul de putere trebuie instalat pe radiatorul.

O altă caracteristică a unui astfel de încărcător este rentabilitatea; toate elementele vă vor costa 100-200 de ruble. Când utilizați tranzistorul 2N3055 prezentat în diagramă sau analogul său domestic KT803, curentul poate fi accelerat la 6 A. Deși tranzistorul în sine, conform caracteristicilor sale, poate gestiona 15 A, nu recomandăm încărcarea acestuia într-o asemenea măsură. Rezistorul de limitare R2 cu o valoare nominală de 1 Ohm se ia cu o putere de minim 5 W, pentru restul rezistențelor este suficient 0,25 W.

Până acum am luat în considerare doar partea din circuit responsabilă cu reglarea tensiunii și curentului. Cu toate acestea, este clar că dispozitivul trebuie alimentat cu ceva, mai ales cu o tensiune constantă, deci este nevoie de o sursă de alimentare capabilă să furnizeze o putere de ieșire suficientă, cu o tensiune constantă de până la 16 V și un curent de până la 10 V. R. În principiu, pentru alimentarea cu energie dintr-o rețea de 220V, 50 Hz a fost Ar fi suficient să înfășurați un transformator coborâtor și să puneți o punte la ieșire. Cu toate acestea, chiar și un calcul superficial arată că este necesar un transformator cu o putere de până la 200 W.

Miezul pentru acesta poate fi obținut de la televizoarele cu tub vechi, dar nu toată lumea are această oportunitate, iar dacă îl cumpărați, va fi destul de scump. În plus, utilizarea unui astfel de circuit va crește foarte mult dimensiunile dispozitivului în sine. Prin urmare, pentru a reduce dimensiunile transformatorului, vom folosi circuitul prezentat al unei surse de alimentare cu comutație care crește frecvența la 50 kHz, ceea ce duce în cele din urmă la o reducere a dimensiunilor transformatorului de ieșire.

Singurul lucru este că transformatorul a fost luat de la o sursă de alimentare a computerului proiectată pentru tensiune bipolară; înțelegem că o polaritate este suficientă. Evaluările și tipurile de elemente sunt indicate în diagramă.

Circuitul are protecție la scurtcircuit; atunci când este declanșat, LED-ul se aprinde, ceea ce este foarte util și atunci când lucrați cu o sursă. La înfășurarea unui transformator de ieșire, înfășurarea primară este formată din 37 de spire cu un fir cu o secțiune transversală de cel puțin 0,5 mm?, înfășurarea secundară este formată din 6 spire cu o secțiune transversală de cel puțin 2,5 mm?, care poate fi înfăşurat cu trei miezuri cu un fir de 0,8 mm?. Nucleul poate fi preluat de la orice sursă de alimentare a computerului. Diodele punții redresoare de la ieșire trebuie să fie de înaltă frecvență, vă recomandăm să luați KD213.

Pentru a regla curentul de limitare (operațiune de protecție), este suficient să modificați valoarea rezistorului R10; cu cât valoarea acestuia este mai mică, cu atât va fi mai mare curentul de funcționare a protecției și invers. Toate tranzistoarele implicate în circuit trebuie instalate pe radiatoare separate sau izolate unele de altele.

După prima punte de redresor, condensatorii de filtru ar trebui să fie evaluați de la 100 la 470 µF cu valori de tensiune admise de până la 400 V.

Multă vreme am fost interesat de subiectul cum puteți utiliza sursa de alimentare de la un computer pentru a alimenta un amplificator de putere. Dar refacerea unei surse de alimentare este totuși distractivă, mai ales una în impulsuri cu o instalație atât de densă. Chiar dacă sunt obișnuit cu tot felul de artificii, chiar nu am vrut să-mi sperii familia și este periculos pentru mine.

În general, studierea problemei a condus la o soluție destul de simplă care nu necesita detalii speciale și practic nicio configurare. Asamblat, pornit, funcționează. Da, și am vrut să exersez gravarea plăcilor cu circuite imprimate folosind fotorezist, deoarece recent imprimantele laser moderne au devenit lacome de toner, iar tehnologia obișnuită de fier cu laser nu a funcționat bine. Am fost foarte mulțumit de rezultatul lucrului cu fotorezist; pentru experiment, am gravat inscripția pe tablă cu o linie de 0,2 mm grosime. Și a ieșit grozav! Deci, destule preludii, voi descrie circuitul și procesul de asamblare și configurare a sursei de alimentare.

Sursa de alimentare este de fapt foarte simplă, aproape toată este asamblată din piesele rămase după dezasamblarea unui generator de impulsuri nu foarte bun de la un computer - una dintre acele părți care nu sunt „raportate”. Una dintre aceste piese este un transformator de impulsuri, care poate fi folosit fără rebobinare într-o sursă de alimentare de 12 V sau convertit, ceea ce este, de asemenea, foarte simplu, la orice tensiune, pentru care am folosit programul lui Moskatov.

Schema unității de alimentare cu comutare:

Au fost utilizate următoarele componente:

driverul ir2153 este un microcircuit utilizat în convertoarele de impulsuri pentru alimentarea lămpilor fluorescente, analogul său mai modern este ir2153D și ir2155. În cazul utilizării ir2153D, dioda VD2 poate fi omisă, deoarece este deja încorporată în cip. Toate microcircuitele din seria 2153 au deja o diodă zener de 15,6 V încorporată în circuitul de alimentare, așa că nu ar trebui să vă deranjați prea mult cu instalarea unui stabilizator de tensiune separat pentru a alimenta driverul în sine;

VD1 - orice redresor cu o tensiune inversă de cel puțin 400V;

VD2-VD4 - „acțiune rapidă”, cu un timp scurt de recuperare (nu mai mult de 100ns), de exemplu - SF28; De fapt, VD3 și VD4 pot fi excluse, nu le-am instalat;

ca VD4, VD5 - se folosește o diodă dublă de la sursa de alimentare a computerului „S16C40” - aceasta este o diodă Schottky, puteți folosi oricare alta, mai puțin puternică. Această înfășurare este necesară pentru a alimenta driverul ir2153 după pornirea convertorului de impulsuri. Puteți exclude atât diodele, cât și înfășurarea dacă nu intenționați să eliminați o putere mai mare de 150 W;

Diode VD7-VD10 - diode Schottky puternice, pentru o tensiune de cel puțin 100V și un curent de cel puțin 10 A, de exemplu - MBR10100 sau altele;

tranzistoare VT1, VT2 - toate cele puternice cu efect de câmp, ieșirea depinde de puterea lor, dar nu ar trebui să vă lăsați prea duși aici, la fel cum nu ar trebui să eliminați mai mult de 300 W din unitate;

L3 - înfăşurat pe o tijă de ferită şi conţine 4-5 spire de sârmă de 0,7 mm; Acest lanț (L3, C15, R8) poate fi eliminat cu totul, este necesar pentru a facilita ușor funcționarea tranzistoarelor;

Choke L4 este înfășurat pe un inel din vechiul grup de stabilizare a aceleiași surse de alimentare de la computer și conține 20 de spire fiecare, înfășurate cu un fir dublu.

Condensatorii de la intrare pot fi instalați și cu o capacitate mai mică; capacitatea lor poate fi selectată aproximativ în funcție de puterea eliminată a sursei de alimentare, aproximativ 1-2 µF per 1 W de putere. Nu ar trebui să vă lăsați duși de condensatori și să plasați o capacitate mai mare de 10.000 uF la ieșirea sursei de alimentare, deoarece acest lucru poate duce la „artificii” atunci când sunt pornite, deoarece necesită un curent semnificativ pentru încărcare atunci când sunt pornite.

Acum câteva cuvinte despre transformator. Parametrii transformatorului de impulsuri sunt determinați în programul Moskatov și corespund unui miez în formă de W cu următoarele date: S0 = 1,68 cm²; Sc = 1,44 cm2; Lsr.l. = 86cm; Frecvența de conversie - 100 kHz;

Datele de calcul rezultate:

Înfășurare 1- 27 spire 0.90mm; tensiune - 155V; Înfăşurat în 2 straturi cu sârmă formată din 2 miezuri de 0,45 mm fiecare; Primul strat - cel interior conține 14 spire, al doilea strat - cel exterior conține 13 spire;

înfăşurare 2- 2 jumătăți de 3 spire de sârmă de 0,5 mm; aceasta este o „înfășurare cu autoalimentare” cu o tensiune de aproximativ 16V, înfășurată cu un fir, astfel încât direcțiile de înfășurare să fie în direcții diferite, punctul de mijloc este scos și conectat pe placă;

înfăşurare 3- 2 jumătăți de 7 spire, înfășurate tot cu sârmă toronată, mai întâi - o jumătate într-o direcție, apoi prin stratul de izolație - a doua jumătate, în sens invers. Capetele înfășurărilor sunt scoase într-o „împletitură” și conectate la un punct comun de pe placă. Înfășurarea este proiectată pentru o tensiune de aproximativ 40V.

În același mod, puteți calcula un transformator pentru orice tensiune dorită. Am asamblat 2 astfel de surse, una pentru amplificatorul TDA7293, a doua pentru 12V pentru a alimenta tot felul de meșteșuguri, folosită ca una de laborator.

Alimentare pentru amplificator pentru tensiune 2x40V:

Sursa de alimentare comutabila 12V:

Ansamblu sursă de alimentare în carcasă:

Fotografie cu testele unei surse de alimentare în comutație - cea pentru un amplificator care utilizează un echivalent de sarcină a mai multor rezistențe MLT-2 de 10 Ohm, conectate în secvențe diferite. Scopul a fost obținerea de date privind puterea, căderea de tensiune și diferența de tensiune în brațele de +/- 40V. Drept urmare, am primit următorii parametri:

Putere - aproximativ 200W (nu am mai încercat să trag);

tensiune, în funcție de sarcină - 37,9-40,1V pe întreaga gamă de la 0 la 200W

Temperatura la puterea maximă 200W după un test de funcționare timp de o jumătate de oră:

transformator - aproximativ 70 de grade Celsius, radiator cu diode fără suflare activă - aproximativ 90 de grade Celsius. Cu fluxul de aer activ, se apropie rapid de temperatura camerei și practic nu se încălzește. Ca urmare, radiatorul a fost înlocuit, iar în fotografiile următoare sursa de alimentare este deja cu un alt radiator.

La dezvoltarea sursei de alimentare au fost folosite materiale de pe site-urile web vegalab și radiokot; această sursă de alimentare este descrisă în detaliu pe forumul Vega; există și opțiuni pentru unitatea cu protecție la scurtcircuit, ceea ce nu este rău. De exemplu, în timpul unui scurtcircuit accidental, o pistă de pe placă din circuitul secundar s-a ars instantaneu

Atenţie!

Prima sursă de alimentare trebuie pornită printr-o lampă incandescentă cu o putere de cel mult 40W. Când îl porniți pentru prima dată, ar trebui să clipească scurt și să se stingă. Practic nu ar trebui să strălucească! În acest caz, puteți verifica tensiunile de ieșire și puteți încerca să încărcați ușor unitatea (nu mai mult de 20W!). Dacă totul este în ordine, puteți scoate becul și puteți începe testarea.

PS: În timpul asamblarii și ajustării sursei de alimentare, nici un animal nu a fost rănit, deși odată a fost surprins un „focuri de artificii” cu scântei și efecte speciale la explozia întrerupătoarelor de alimentare. După înlocuirea lor, unitatea a început să funcționeze de parcă nimic nu s-ar fi întâmplat;

ZZY: Atenție! Această sursă de alimentare are circuite conectate la rețeaua de înaltă tensiune! Dacă nu înțelegeți ce este și la ce poate duce, este mai bine să renunțați la ideea de a asambla acest bloc. În plus, în circuitul de înaltă tensiune există o tensiune efectivă de aproximativ 320V!

Secțiunea: [Scheme]
Salvați articolul pe: