Импульсный блок питания на IR2151-IR2153

Плюс любого импульсного блока питания состоит в том что не требуется намотки или покупки громоздкого трансформатора.А требуется всего лишь трансформатор с несколькими витками.Данный блок питания сделать самому несложно и требует немного деталей. И основа,это то что блок питания на микросхеме IR2151

Характерной чертой этого блока питания является его простота и повторяемость. Схема содержит малое количество компонентов и хорошо себя зарекомендовала на протяжении более двух лет. В качестве импульсного трансформатора используется типовой понижающий трансформатор из компьютерного блока питания.

На входе стоит PTC термистор – полупроводниковый резистор с положительным температурным коэффициентом, который резко увеличивает свое сопротивление, когда превышена некоторая характеристическая температура TRef. Защищает силовые ключи в момент включения на время зарядки конденсаторов.

Диодный мост на входе для выпрямления сетевого напряжения на ток 10А. Использована диодная сборка типа "вертикалка", но можно использовать диодную сборку типа "табуретка".

Пара конденсаторов на входе берется из расчета 1 мкф на 1 Вт. В нашем случае конденсаторы "вытянут" нагрузку в 220Вт.

Гасящее сопротивление в цепи питания драйвера мощностью 2 Вт. Предпочтение отдано отечественным резисторам типа МЛТ-2.

Драйвер IR2151 – для управления затворами полевых транзисторов, работающих под напряжением до 600В. Возможная замена на IR2152, IR2153. Если в названии есть индекс "D", например IR2153D, то диод FR107 в обвязке драйвера не нужен. Драйвер поочередно открывает затворы полевых транзисторов с частотой, задаваемой элементами на ножках Rt и Ct.

Полевые транзисторы используются предпочтительно фирмы IR . Выбирают на напряжение не менее 400В и с минимальным сопротивлением в открытом состоянии. Чем меньше сопротивление, тем меньше нагрев и выше КПД. Можно рекомендовать IRF740, IRF840 и пр. Справочник по полевым транзисторам фирмы IR на русском языке можно скачать здесь. Внимание! Фланцы полевых транзисторов не закорачивать; при монтаже на радиатор использовать изоляционные прокладки и шайбы-втулки.

Трансформатор типовой понижающий из блока питания компьютера. Как правило, цоколевка соответствует приведенной на схеме. В этой схеме работают и самодельные трансформаторы, намотанные на ферритовых торах. Расчет самодельных трансформаторов ведется на частоту преобразования 100 кГц и половину выпрямленного напряжения (310/2 = 155В).

При выборе трансформатора следует брать такой, у которого на родной плате закорочены вывода так, как это показано на схеме. Это важно. Иначе вам следует закротить как это сделано на плате, из которой вы демонтируете трансформатор.

Диоды на выходе с временем восстановления не более 100 нс. Этим требованиям отвечают диоды из семейства HER (High Efficiency Rectifier – высоко-эффективные выпрямительные). Не путать с диодами Шоттки.

Емкость на выходе – буферная емкость. Не следует устанавливать емкость более 10000 мкф .

Печатная плата

Практика показала, что в данном приложении не требуется специальной организации обратной связи, индуктивных фильтров по питанию, снабберов и прочих "наворотов", присущих импульсным преобразователям. Так или иначе, в звуке на слух не ощущается типичных дефектов, свойственных "плохому питанию" (фон и посторонние звуки).

В работе полевые транзисторы не сильно нагреваются.

Для них достаточно пассивного охлаждения. Полевые транзисторы фирмы IR очень устойчивы к тепловому разрушению и работают вплоть до температуры 150?С. Но это не означает, что их следует эксплуатировать в таком критическом режиме. Для таких случаев потребуется организация активного охлаждения, а по-простому, установить вентилятор.

Как и любое устройство, этот блок питания требует внимательной и аккуратной сборки, правильной установки полярных элементов и осторожности при работе с сетевым напряжением. После ВЫключения данного блока питания в его цепях не остается опасного напряжения. Правильно собранный блок питания не нуждается в настройке и налаживании.

Очень мощное зарядное устройство на автомобиль до 50 Ампер. Мы уже не один раз заводили речь о различных зарядных устройствах для аккумуляторов. Этот раз будет не исключение, рассмотрим очень мощное зарядное устройство, которое в итоге может выдавать мощность до 600 Вт с возможностью разгона до 1500 Вт.

Понятно, что при таких высоких мощностях не обойтись без импульсного источника питания, иначе габариты такого устройства у нас будут неподъемной массы и размеров. Схема достаточно проста, представлена на рисунке ниже.

Принцип работы в общем-то не отличается от других импульсных источников питания, которые мы рассматривали ранее. Структура работы построена следующим образом, изначальное сетевое напряжения фильтруется, убираются не желательные пульсации, затем выпрямляется и подается на ключи, которые и формируют импульсы высокой частоты соответствующие схеме управления ими. Далее импульсный трансформатор понижает напряжения до необходимого значения и выпрямляется обычным мостовым выпрямителем. В общем и целом все просто.

В данном случае роль схемы управления ключами играет задающий генератор на базе микросхемы IR2153. Обвес микросхемы представлен на схеме.

В качестве ключей использовались транзисторы IRF740 можно использовать и другие, сразу отметим что именно транзисторами задается итоговая мощность зарядника. При использовании IRF740 гарантирована мощность примерно в 850 Вт.

На входе помимо фильтра также установлен термистор для ограничения пускового тока. Термистор должен быть не более 5 Ом и рассчитан на ток до 5 А. Есть в схеме и небольшая тонкость, т.к. на входе напряжения сетевое 50 Гц требования к диодам, кроме стандартных: обратного напряжения (в 600 В) и тока (6-10 А) нет никаких, можно брать практически любые с заданными параметрами.

Второй же мост установленный на выходе имеет одну особенность, связанную с тем, что с трансформатора подается напряжение высокой частоты, поэтому помимо обратного напряжения не менее 25 В и обратного тока до 30 А, в обязательном порядке необходимо брать ультрабыстрые диоды. Кстати в качестве первого моста не обязательно использовать 4 диода, можно взять готовую диодную сборку с компьютерного блока питания.

Будет гораздо удобней в монтаже. Электролитические конденсаторы, установленные после первого моста, должны быть рассчитаны на напряжение не менее 250 В и емкостью 470 мкФ их кстати тоже можно взять из компьютерного блока питания. С трансформатором также все просто, можно взять его из того же самого компьютерного блока питания, который даже перематывать нет необходимости.

Силовые ключи естественно необходимо установить на теплоотвод, т.к. общих точек у транзисторов нет устанавливаем их либо на разные радиаторы, либо изолируем их слюдяными прокладками.

Для облегчения ремонтных работ желательно установить микросхему в специальный корпус для ее легкого снятия и замены, это значительно облегчит ремонт и настройку. Для проверки устройства после монтажа, включите его в холостом режиме, т.е. без нагрузки. Силовые ключи в этом случае должны не греться вообще. Мощность 25 Омных резисторов на затворах полевиков достаточно взять 0,5 Вт.

Резистор, установленный по питанию микросхемы IR2153, может быть взять в диапазоне от 47 кОм до 60 кОм с ваттнойстью не менее 5 Вт, является токоограничительным для защиты по току микросхемы. Выходные конденсаторы должны быть подобраны напряжением не менее 25 В и емкостью 1000 мкФ.

Сразу хочу обратить ваше внимание, что в схеме отсутствует защита от КЗ, переполюсовки, отсутствует индикация работы и т.д. Все эти недоработки можно легко исправить, тем более они были описаны на нашем ресурсе не один раз.

И ещё хочу отметить один момент, если вам нужно отремонтировать автомобиль или заправить кондиционер, то нет проблем. Есть отличная компания, которая занимается этим на профессиональном уровне и в то же время делает всё как для себя.

Схема такого импульсного блока питания в интернете встречается довольно часто, но в некоторых из них допущены ошибки, я же в свою очередь чуть доработал схему. Задающая часть (генератор импульсов) собран на ШИМ-контроллере IR2153. Схема из себя представляет типичный полумостовой инвертор с мощностью 250 ватт.

Импульсное ЗУ для зарядки аккумуляторов схема
Мощность инвертора можно повысить до 400 ватт, если заменить электролитические конденсаторы на 470 мкФ 200 Вольт.

Силовые ключи с нагрузкой до 30 -50 ватт остаются холодными, но их нужно установить на теплоотводы, возможно будет нужда в воздушном охлаждении.

Использован готовый трансформатор от компьютерного блока питания (подойдет буквально любой). Они имеют шину 12 Вольт до 10 Ампер (зависит от мощности блока, в котором они использовались, в некоторых случаях обмотка на 20 Ампер). 10 Ампер тока вполне хватит для зарядки мощных кислотных аккумуляторов с емкостью до 200А/ч.

Диодный выпрямитель — в моем случае была использована мощная диодная сборка шоттки на 30 Ампер. Диод всего один.

ВНИМАНИЕ!
Не коротить вторичную обмотку трансформатора, это приведет к резкому повышению тока в первичной цепи, к перегреву транзисторов, в следствии чего они могут выйти из строя.

Дроссель — тоже был снят от импульсного БП, его при желании можно исключить из схемы, он тут применен в сетевом фильтре.

Предохранитель тоже не обязательно ставить. Термистор — любой (я взял от нерабочего компьютерного блока питания). Термистор сохраняет силовые транзисторы во время бросков напряжения. Половина компонентов этого блока питания можно выпаять из нерабочих компьютерных БП, в том числе и электролитические конденсаторы.

Полевые транзисторы — я ставил мощные силовые ключи серии IRF740 с напряжением 400 Вольт при токе до 10 Ампер, но можно использовать любые другие аналогичные ключи с рабочим напряжением не менее 400 Вольт с током не менее 5 Ампер.

К блоку питанию не желательно добавить дополнительные измерительные приборы, поскольку ток тут не совсем постоянный, стрелочный или электронный Вольтметр могут работать неправильно.
Готовое зарядное устройство достаточно компактное и легкое, работает полностью бесшумно и не греется при холостом ходу, обеспечивает достаточно большой выходной ток. Затраты на компоненты минимальны, но на рынке такие ЗУ стоят 50-90$.

Как минимум один раз в жизни каждый автомобилист сталкивается с проблемой неработающего аккумулятора. Чтобы предотвратить такую неисправность, необходимо правильно обслуживать батарею и вовремя ее заряжать, используя зарядное устройство. Что представляет собой импульсное ЗУ для автомобильного аккумулятора, каков его принцип функционирования и как соорудить прибор своими руками — читайте далее.

[ Скрыть ]

Характеристика прибора

Устройства, предназначенные для АКБ, делятся на несколько типов — трансформаторные и импульсные. Трансформаторные ЗУ для аккумулятора авто обладают большим весом и размерами, при этом их коэффициент полезного действия значительно ниже, чем у других устройств. В результате спрос на такие зарядки постепенно снизился. На сегодняшний день импульсное зарядное устройство является наиболее популярным типом.

Устройство и принцип работы

Любое импульсное зарядное устройство для автомобильного АКБ представляет собой прибор, предназначенный для восстановления заряда.

Конструктивно импульсное ЗУ состоит из таких элементов:

• трансформатора (импульсного);
• устройства выпрямителя;
• прибора стабилизатора;
• элементов индикации;
• основного блока, предназначенного для контроля процедуры заряда.

Необходимо отметить, что все элементы, из которых состоит импульсное зарядное устройство, по своей конструкции имеют небольшие размеры, если сравнивать с трансформаторными ЗУ. В принципе, соорудить такой прибор для зарядки автомобильного АКБ своими руками не так сложно — для этого потребуется только плата, которая будет управлять транзистором. В результате того, что конструкция данного типа приборов довольно простая, а компоненты для изготовления легко доступны, импульсные ЗУ популярны среди наших автолюбителей.

Что касается принципа работы, то сама процедура заряда может осуществляться одним из нескольких методов:

• путем напряжения при постоянном токе;
• напряжением неизменных параметров;
• комбинированным методом.

В принципе, способ напряжения неизменных значений является самым правильным с теоретической точки зрения. Все потому, что импульсные ЗУ для автомобильных АКБ могут производить контроль в автоматическом режиме за параметрами силы тока только в том случае, если напряжение будет постоянным. Если вы хотите добиться того, чтобы уровень зарядки был наиболее максимальным, надо учитывать и параметр разряда.

Что касается способа напряжения при постоянном токе, то этот вариант не самый оптимальный. Все потому, что при оперативной зарядке аккумулятора, получаемой в результате воздействия постоянного тока, пластины прибора могут попросту осыпаться. А восстановить их будет уже невозможно.

Комбинированный вариант зарядки АКБ является одним из наиболее щадящих. При применении данного способа сначала проходит постоянный ток, а в самом конце процедуры он начинает изменяться на переменный. Далее, этот параметр постепенно снижается до нуля, таким образом стабилизируя уровень напряжения. По словам специалистов, такая схема работа позволяет предотвратить или снизить к минимуму вероятность закипания аккумулятора авто. Кроме того, при таком подходе снижается и вероятность выделения газов.

Аспекты подбора оборудования

Если вы хотите добиться того, чтобы батарея авто работала должным образом, необходимо заранее подумать о том, чтобы купить необходимое ЗУ для зарядки.

Есть определенные нюансы этого вопроса, которые желательно учитывать:

1. В первую очередь, многих потребителей интересует вопрос — сможет ли ЗУ, работая по своей схеме, восстановить полностью разряженную АКБ авто. Здесь нужно учитывать, что далеко не все зарядные устройства, продающиеся в автомагазинах, могут справиться с такой задачей. Поэтому при покупке данный момент необходимо уточнять у продавцов.
2. Второй, немаловажный аспект — это уровень максимального параметра тока, который выдает зарядное устройство в ходе функционирования. Кроме того, нужно учитывать и напряжение, до которого будет заряжаться аккумулятор авто. К примеру, если вы остановите свой выбор на импульсном ЗУ, то учтите, что в нем должна быть опция отключения или функция поддержки, включающаяся автоматически при полном заряде (автор видео — ChipiDip).

При эксплуатации ЗУ своими руками нужно учитывать несколько моментов. В первую очередь, это последовательность действий. Для начала рекомендуется демонтировать крышку устройства и открутить пробки. Если необходимо добавить электролит в систему, для этого используйте дистиллированную воду, сделать это нужно до того, как будет осуществлена процедура заряда.

Учтите несколько параметров:

1. Уровень напряжения. Максимальный показатель в данном случае должен составлять не более 14.4 вольт.
2. Сила тока. Этот параметр регулируется, для этого учитывайте уровень разрядки батареи. К примеру, если батарея авто разряжена на 25%, то при активации ЗУ параметр силы тока может возрасти.
3. Время заряда аккумулятора авто. В том случае, если на ЗУ нет никаких индикаторов, то понять, когда аккумулятор авто заряжен, можно по показателю величины тока. В частности, если этот параметр в течение трех часов не будет изменяться, то это будет свидетельствовать о том, что батарея заряжена.

Никогда не заряжайте прибор более 24 часов, это приведет к тому, что электролит просто закипит, а внутри схемы произойдет замыкание.

Инструкция по изготовлению импульсного ЗУ своими руками

Чтобы соорудить ЗУ для аккумулятора авто своими руками, применяется схема IR2153. Данная схема отличается от схемы производства обычного ЗУ тем, что вместо двух конденсаторов, подсоединенных к средней точки, используется только один электролит. Следует отметить, что данная схема изготовления своими руками позволяет сделать ЗУ для аккумулятора авто, рассчитанное на небольшую мощность. Но и эту проблему можно решить, используя более мощные элементы.

В схеме, приведенной выше, применяются ключи типа 8N50, оборудованные изолированным корпусом. Что касается диодных мостов, то лучше использовать те, которые устанавливаются в компьютерные блоки питания. Если такого элементы схемы у вас нет, то можно попробовать собрать диодные мост из четырех выпрямительных диодов (автор видео о создании ЗУ для АКБ авто — Blaze Electronics).

Теперь перейдем к цепи питания устройства схемы. Для обустройства данного компонента своими руками применяется резистор для гашения тока, используйте устройство на 18 кОм. После резистора на схеме идет обычный выпрямительный компонент, установленный на одном диоде, при этом само питание будет в любом случае поступать на плату. Непосредственно на питании стоит электролит, которые параллельно подключен к конденсатору (этот элемент может быть либо пленочным, либо керамическим). Применение конденсатора необходимо для того, чтобы обеспечить наиболее оптимальное сглаживание импульсов и помех.

Что касается трансформатора, то его также можно демонтировать из блока питания ПК. Следует отметить, что такой трансформатор отлично подходит для создания зарядного устройства аккумулятора, поскольку он позволяет обеспечить хороший ток на выходе. Кроме того, трансформатор такого типа может обеспечить одновременно несколько параметров выходных напряжений. Сами диоды должны быть только импульсными, поскольку стандартные элементы не смогут функционировать в результате слишком высокой частоты.

Фильтр можно не добавлять в схему, но вместо него желательно установить несколько емкостей и сам дроссель. Чтобы снизить уровень бросков на входе до фильтрующего элемента, желательно добавить в схему термистор на 5 Ом. Этот элемент также можно вытащить своими руками из блока питания ПК. Важным моментом будет установка электролитического конденсатора. Его необходим подобрать, опираясь на специальное отношение 1 Ватт — 1 мкФ, уровень напряжения должен составлять 400 вольт.

В целом такая схема по своей конструкции является достаточно простой. На практике, если подойти к этому вопросу правильно, то соорудить будет не так сложно, даже если у вас нет опыта. А учитывая то, что у вас под рукой будет материал со всеми необходимыми схемами и обозначениями, справиться с такой задачей будет проще простого. Разумеется, если вы не можете отличить трансформатор от резистора, то лучше просто пойти в магазин и купить нужное зарядное устройство.

Видео «Изготовление импульсного зарядного устройства своими руками»

Все нюансы, которые необходимо учесть, а также подробная пошаговая инструкция по изготовления импульсного ЗУ для автомобильного АКБ, приведена ниже (автор видео — Паяльник TV).