Достаточно простая схема лабораторного источника питания или зарядного устройства, например, для аккумулятора. Реализуется достаточно просто, что видно уже из схемы. Уникальной особенностью схемы является тот факт, что возможна регулировка не только по напряжению, но и по току, чем не обладают даже многие покупные зарядные устройства.
Схема построена на 4х транзисторах, основную роль играет силовой транзистор V4 (см. схему) в данном случае взят 2N3055, который вполне можно заменить на отечественный аналог КТ803. В общем, именно от этого транзистора в итоге будет зависеть выходная мощность устройства и возможный максимальный ток, поэтому если вам будут необходимы более значительные токи достаточно заменить V4 на более мощный транзистор. Понятно, что силовой транзистор в обязательном порядке устанавливается на теплоотвод.
Еще одной особенность такого зарядного устройства – это его экономичность, все элементы вам обойдутся в 100-200 рублей. При использовании показанного в схеме транзистора 2N3055 или его отечественного аналога КТ803, ток можно разогнать до 6 А. Хотя сам транзистор по своим характеристикам потянет и 15 А, но нагружать до такой степени не советуем. Ограничительный резистор R2 номиналом в 1 Ом берется мощностью не менее 5 Вт, остальным резисторам 0,25 Вт вполне достаточно.
Пока мы рассмотрели только часть схемы, отвечающую за регулировку напряжения и тока. Однако понятно, что устройство надо чем-то запитывать, тем более постоянным напряжением, поэтому необходим источник питания способный выдавать достаточную выходную мощность, с постоянным напряжением до 16 В, и током до 10 А. В принципе для питания от сети 220В, 50 Гц было бы достаточно смотать понижающий трансформатор и поставить на его выходе мост. Однако даже поверхностный подсчет показывает, что трансформатор нужен мощностью до 200 Вт.
Сердечник для него можно достать из старых ламповых телевизоров, но не у всех есть такая возможность, а если покупать, то обойдется он весьма недешево. Плюс использование подобной схемы сильно увеличит габариты самого прибора. Поэтому для уменьшения габаритов трансформатора, будем использовать представленную схему импульсного блока питания увеличивающего частоту до 50 кГц, что в итоге приводит к уменьшению габаритов выходного трансформатора.
Единственное, но трансформатор брали с компьютерного блока питания разработанный на двухполярное напряжение, нам понятно достаточно одной полярности. Номиналы и типы элементов указаны на схеме.
В схеме есть защита от КЗ, при ее срабатывании загорается светодиод, что также очень полезно при работе с источником. При намотке выходного трансформатора первичная обмотка состоит из 37 витков проводом сечением не менее 0,5 мм?, вторичная 6 витков сечением не менее 2,5 мм?, можно смотать тремя жилами проводом 0,8 мм?. Сердечник можно взять с любого компьютерного блока питания. Диоды выпрямительного моста на выходе должны быть высокочастотными, советуем взять КД213.
Для регулировки тока ограничения (срабатывания защиты) достаточно менять номинал резистора R10 чем меньше его значение, тем больше будет ток срабатывания защиты и наоборот. Все задействованные в схеме транзисторы необходимо устанавливать на отдельные теплоотводы или изолировать их друг от друга.
После первого выпрямительного моста, фильтрующие конденсаторы должны быть номиналом от 100 до 470 мкФ с допустимыми значениями напряжения до 400 В.
Доброго дня всем! Вот смотрю схемы в Интернете блоков питания импульсных и... И не понимаю! Толи авторы не читают "Datasheet" на компоненты, толи специально отбивают охоту собирать ИБП??? . Смотрим описание IR2153 : "улучшенная версия IR2153 -2155, перечень улучшений сводится к защите от помех. .. Читаем: рекомендуемая емкость нагрузки 1000 пф, мощность 0,650 вт (кратковременно)! Так это данные на IR2151 !!! И так имеем: IR2153 может управлять ключами с емкостной нагрузкой в 1n=1000пф! Смотрим "datasheet" ключей. IR740 - 1450 пф. В полтора раза превышает рекомендованное. Теперь напряжение. Рекомендовано максимальное напряжение ключей 600 v(в) ! А ключи имеют 400 в. Ну да, это больше 310 в! Однако всем, кто сталкивался с промышленными схемами ИБП, хорошо известно, что ключи ставятся на напряжение не меньше 600 в. Только в Китайских схемах иногда появляются сгоревшие на 500 в. Надеюсь объяснил понятно?! Что касается тока ключа, и сопротивления ключа в открытом состоянии. Это мало влияет на мощность ИБП. Объясню. Для импульсного блока питания ток ограничен прохождением через нагрузку и как правило в импульсе не превышает 2-3 а. В импульсе! Смотрим "datasheet" ключей и видим: при температуре кристалла 100 гр. ток с большим запасом у IR740. Однако в данном случае это для ключа минус! Чем больше ток ключа - тем больше время переключения (см. график там же) и уж конечно меньше крутизна импульса, а значит КПД меньше максимального (75%). Соответственно данный ключ работать будет, но плохо!!! В результате перечисленного: такое сочетание влечет выгорание как ключей так и драйвера! Кто хочет повторить эту схему - обречен на горсть сгоревших деталей! Я не прав? Почитайте комментарии к подобным схемам. Следует вопрос: ты такой умный, так что посоветуешь? Посоветую, всем кто хочет иметь простую сборку ИБП, взять схему из описания и рекомендации Компании "IR" - драйвер IR2153 с ключами на ток 4-5 а и макс. напряжением 600-900 в с емкостью управляющего электрода не более 1000 пф. Пример STP5NK600C и подобные MOSFET триоды. Теперь про сопротивление в открытом состоянии для ключа: действительно чем оно больше - тем сильнее нагрев ключа. Кто то скажет и меньше КПД. В данном случае КПД не 100% и влияние сопротивления очень мало. Так что влияет на КПД? На КПД влияет сама схема ИБП, для КПД до 94% собираем резонансный ИБП. КПД до 75% - с правильными ключами на IR2153 !. вам мало такого КПД? Хм. А как насчет трансформатора импульсного? Он как ограничит КПД? Кто то посчитал уже? Потери при частотах с выше 50 Кгц возрастают в разы, хотя и до 50 Кгц потери не нулевые. Смотрим промышленные схемы: намотка импульсных трансформаторов очень капризное занятие, два, одинаково намотанных, трансформатора имеют различную индуктивность! Что это? А это то и есть! Каждый ИТ имеет всою оптимальную рабочую частоту. А это как Вам? Всё - дальше читайте и смотрите схемы ИБП телевизоров, мощных усилителей, и прочих заводских электроприборов. Успеха Вам!
У каждого автолюбителя есть для АКБ 12 В. Все эти старые зарядки с различным успехом работают и выполняют свои функции, но есть у них общий недостаток - слишком большие габариты и вес. Это не удивительно, ведь один только силовой трансформатор на 200 ватт может весить до 5 кг. Поэтому и задумал собрать импульсное зарядное для автоаккумулятора. На просторах инета, точнее на форуме Kazus нашел схему этого ЗУ.
Схема принципиальная ЗУ - клик для увеличения размера
Собрал, работает прекрасно! Заряжал автомобильный аккумулятор, настроил зарядник на 14.8 в и на ток около 6 А, перезаряда или недозаряда нет, при достижении и напряжения на клемах аккумулятора 14.8 в, ток зарядки падает автоматически. Также заряжал гелиевый свинцовый аккумулятор от бесперебойника ПК - нормально. Замыканий на выходе данный зарядник не боится. А вот от переполюсации надо защиту делать, сам сделал на реле.
Печатная плата, даташиты на некоторые радиоэлементы и другие файлы смотрите на форуме.
В общем всем советую его сделать, так как у этого ЗУ много преимуществ: малые размеры, база радиоэлементов не дефицит, многое можно купить и в том числе готовый импульсный трансформатор. Сам его приобрёл в интернет магазине - прислали быстро и дёшево. Оговорюсь сразу, вместо диода Шоттки VD6 (термостабилизация), поставил просто сопротивление на 100 Ом, зарядное и с ним работает прекрасно! Схему собрал и испытал: Demo .
Неплохая и интересная схема качественного зарядного устройства на основе микросхемы IR2153, самотактируемого полумостового драйвера, которая довольно часто используется в электронных балластах энергосберегающих ламп.
Схема работает от сети переменного напряжения 220 Вольт, ее выходная мощность около 250 ватт, а это около 20 Ампер при 14 Вольтах выходного напряжения, чего вполне достаточно для зарядки автомобильных аккумуляторов.
На входе имеется сетевой фильтр, и защита от бросков напряжения и перегруза блока питания. Термистор защищает ключи во время начального момента включения схемы в сеть 220 Вольт. Затем сетевое напряжение выпрямляется диодным мостом.
Через ограничительное сопротивление 47 кОм напряжение проходит на микросхему генератора. Импульсы определенной частоты следуют на затворы высоковольтных ключей, которые срабатывая пропуская напряжение в сетевую обмотку трансформатора. На вторичной обмотке мы имеем требуемое для заряда аккумуляторов напряжение.
Выходное напряжение ЗУ зависит от количества витков во вторичной обмотке и рабочей частоты генератора. Но частоту не следует поднимать выше 80кГц, оптимально 50-60кГц.
Высоковольтные ключи IRF740 или IRF840. Меняя емкость конденсаторов во входной цепи можно увеличить или уменьшить выходную мощность зарядного устройства, при необходимости можно достичь 600 ваттной мощности. Но нужны конденсаторы 680 мкФ и мощный диодного мост.
Трансформатор можно взять готовый из компьютерного блока питания. А можно и его сделать самому. Первичная обмотка содержит 40 витков провода диаметром 0,8 мм, затем накладываем слой изоляции наматываем вторичную обмотку - где то 3,5-4 витка из довольно толстого провода или использовать многожильный провод.
После выпрямителя в схеме установлен фильтрующий конденсатор, емкость не более 2000 мкФ.
На выходе необходимо поставить импульсные диоды с током не менее 10-30А, обычные сразу сгорят.
Внимание схема ЗУ не имеет защиты от короткого замыкания и сразу выйдет из строя, если такое произойдет.
Еще один вариант схемы зарядного устройства на микросхеме IR2153 |
Диодный мост состоит из любых выпрямительных диодов с током не менее 2А, можно и больше и с обратным напряжением 400 Вольт, можно использовать готовый диодный мост из старого компьютерного блока питания в нем обратное напряжение 600 Вольт при токе 6 А.
Для обеспечения требуемых параметров питания микросхемы необходимо взять сопротивление 45-55 кОм с мощностью 2 ватт, если таких не можете найти, соедините последовательно несколько маломощных резисторов.
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$.
