Мощный импульсный блок питания на 12 В своими руками
Доброго времени суток дорогие друзья, в этой статье хочу поделиться с вами своим опытом по созданию импульсных источников питания. Речь пойдет о том как собрать своими руками импульсный источник питания на микросхеме IR2153. Микросхема IR2153 представляет собой высоковольтный драйвер затвора, на ней строят много различных схем, блоки питания, зарядные устройства и т. д. Напряжение питания варьируется от 10 до 20 вольт, рабочий ток 5 мА и рабочую температуру до 125 градусов Цельсия. Начинающие радиолюбители побаиваются собрать свой первый импульсный блок питания, очень часто прибегают к трансформаторным блокам. Я в свое время тоже опасался, но все таки собрался и решил попробовать, тем более что деталей было достаточно для его сборки. Теперь поговорим не много о схеме. Это стандартный полумостовой источник питания с IR2153 на борту.
Детали
Диодный мост на входе 1n4007 или готовая диодная сборка рассчитанная на ток не менее 1 А и обратным напряжением 1000 В. Резистор R1 не менее двух ватт можно и 5 Ватт 24 кОм, резистор R2 R3 R4 мощностью 0,25 Ватт. Конденсатор электролитический по высокой стороне 400 вольт 47 мкф. Выходной 35 вольт 470 – 1000 мкФ. Конденсаторы фильтра пленочные рассчитанные на напряжение не менее 250 В 0,1 — 0,33 мкФ. Конденсатор С5 – 1 нФ. Керамический, конденсатор С6 керамический 220 нФ, С7 пленочный 220 нФ 400 В. Транзистор VT1 VT2 N IRF840, трансформатор от старого блока питания компьютера, диодный мост на выходе полноценный из четырех ультрабыстрых диодах HER308 либо другие аналогичные. В архиве можно скачать схему и плату:
arhiv-winrar.zip [100.06 Kb] (cкачиваний: 5509)
Печатная плата изготовлена на куске фольгированного одностороннего стеклотекстолита методом ЛУТ. Для удобства подключения питания и подключения выходного напряжения на плате стоят винтовые клемники.
Схема импульсного блока питания на 12 В
Преимущество этой схемы в том, что эта схема очень популярная в своем роде и ее повторяют многие радиолюбители в качестве своего первого импульсного источника питания и КПД а разы больше не говоря уже и размерах. Схема питается от сетевого напряжения 220 вольт по входу стоит фильтр который состоит из дросселя и двух пленочных конденсаторов рассчитанных на напряжение не менее 250 – 300 Вольт емкостью от 0,1 до 0,33 мкФ их можно взять из компьютерного блока питания.
В моем случае фильтра нет, но поставить желательно. Далее напряжение поступает на диодный мост рассчитанный на обратное напряжение не менее 400 Вольт и током не менее 1 Ампера. Можно и поставить готовую диодную сборку. Дальше по схеме стоит сглаживающий конденсатор с рабочим напряжением 400 В, поскольку амплитудное значение сетевого напряжение составляет в районе 300 В. Емкость данного конденсатора подбирается следующим образом, 1 мкФ на 1 Ватт мощности, так как я не собираюсь выкачивать из этого блока большие токи, то в моем случае стоит конденсатор на 47 мкФ, хотя из такой схемы можно и выкачивать сотни ватт. Питание микросхемы берется с переменки, здесь организован источник питания резистор R1 который обеспечивает гашение тока, желательно ставить помощнее не менее двух ватт так как осуществляется его нагрев, затем напряжение выпрямляется всего одним диодом и поступает на сглаживающий конденсатор а затем на микросхему. 1 вывод микросхемы плюс питания и 4 вывод это минус питания.
Можно и собрать отдельный источник питания для нее и подать согласно полярности 15 В. В нашем случае микросхема работает на частоте 47 – 48 кГц для такой частоты организована RC цепочка состоящая из резистора R2 15 ком и пленочного или керамического конденсатора на 1 нФ. При таком раскладе деталей микросхема будет работать правильно и вырабатывать прямоугольные импульсы на своих выходах которые поступают на затворы мощных полевых ключей через резисторы R3 R4 номиналы их могут отклоняться в пределах от 10 до 40 Ом. Транзисторы необходимо ставить N канальные, в моем случае стоят IRF840 с рабочим напряжением сток исток 500 В и максимальным током стока при температуре 25 градусов 8 А и максимальной рассеиваемой мощностью 125 Ватт. Далее по схеме стоит импульсный трансформатор, после него идет полноценный выпрямитель из четырех диодов марки HER308, обычные диоды тут не подойдут так как они не смогут работать на высоких частотах, поэтому ставим ультрабыстрые диоды и после моста напряжение уже поступает на выходной конденсатор 35 Вольт 1000 мкФ, можно и 470 мкФ особо больших емкостей в импульсных блоках питания не требуется.
Вернемся к трансформатору, его можно найти на платах компьютерных блоков питания, определить тут его не сложно на фото видно самый большой вот он то нам и нужен. Чтобы перемотать такой трансформатор необходимо прослабить клей, которым склеены половинки феррита, для этого берем паяльник или паяльный фен и потихоньку прогреваем трансформатор, можно опустить в кипяток на несколько минут и аккуратно разъединяем половинки сердечника. Сматываем все базовые обмотки, наматывать будем свои. Из расчета того что мне на выходе нужно получить напряжение в районе 12-14 Вольт, первичная обмотка трансформатора содержит 47 витков проводом 0,6 мм в две жилы, делаем изоляцию между намоткой обычным скотчем, вторичная обмотка содержит 4 витка того же провода в 7 жил. ВАЖНО производить намотку в одну сторону, каждый слой изолировать скотчем, отмечая начало и конец обмоток иначе ни чего работать не будет, а если и будет тогда блок не сможет отдать всю мощность.
Проверка блока
Ну а теперь давайте протестируем наш блок питания так как мой вариант полностью исправен то я сразу подключаю в сеть без страховочной лампы. Проверим выходное напряжение как видим оно в районе 12 – 13 В не много гуляет от перепадов напряжения в сети.
В качестве нагрузки автомобильная лампа на 12 В мощностью 50 Ватт ток соответственно протекает 4 А. Если такой блок дополнить регулировкой тока и напряжения, поставить входной электролит большей емкости, то можно смело собирать зарядное устройство для авто и лабораторный блок питания.
Перед запуском блока питания необходимо проверить весь монтаж и включаем в сеть через страховочную лампу накаливания 100 Ватт, если Лампа горит в полный накал значит ищите ошибки при монтаже сопли не смытый флюс либо не исправен какой то компонент и т д. При правильной сборке лампа должна слегка вспыхнуть и погаснуть, это нам говорит, что Конденсатор по входу зарядился и ошибок в монтаже нет. Поэтому перед установкой компонентов на плату их необходимо проверять даже если они новые. Еще один не мало важный момент после запуска напряжение на микросхеме между 1 и 4 выводом должно быть не менее 15 В. Если это не так подбирать нужно номинал резистора R2.
Самодельный импульсный блок питания с регулировкой напряжения и тока.
Такой тип источников питания ещё называют лабораторными, и не зря!Он подойдет не только для питания различных устройств, но и как универсальное зарядное устройство для абсолютно любых аккумуляторов.
Как мне кажется блок питания мега простой и отлично подойдет для начинающего радиолюбителя.Блок питания может быть построен на различные диапазоны напряжения и тока все зависит от конкретных задач.Сегодня мы рассмотрим блок питания на самый популярный диапазон 0-30 вольт/0-10 амер. Выбор такого диапазона также обусловлен применением китайского вольтамперметра с диапазоном по току до 10а.
Условно блок питания можно разделить на 3 части:
1 Внутренний источник питания.
Представляет из себя любой компактный источник напряжение 12 вольт и током не менее 300 мА.Предназначен для питания шим контроллера, вентилятора охлаждения и вольтамперметра.Можно использовать абсолютно любой адаптер на 12 вольт. Рассказывать как собрать такой в этой статье не буду, будем использовать готовый AC-DC преобразователь с китая вот такого типа:
2 Модуль управления.
Представляет из себя микросхему TL494 c небольшим драйвером на 4-х транзисторах:
Благодаря использованию встроенных операционных усилителей обвязка TL494 получается очень простая, такое включение широко распространено у радиолюбителей.Резистором R4 задаём желаемое максимальное напряжение, R2- ток.R11 и R12 для удобства могут быть многооборотные, но я использую обычные.
При использовании ЛУТ плату управления я как правило собираю на отдельной платке:
3 Силовая часть.
Основную часть компонентов можно использовать из старого компьютерного блока питания, главное чтобы он был соответствующей топологии.
Входной фильтр, выпрямитель, конденсаторы из компьютерного блока питания.
Начинающего радиолюбителя может испугать трансформатор управления силовыми ключами, его придётся изготовить самостоятельно.Но не спешите с выводами, уверяю вас сделать его очень просто.
Понадобится ферритовое колечко R16*10*4.5 и три отрезка по 1 метру провода МГТФ 0.07кв.мм. Просто наматываем на кольце 30 витков в 3 провода.
Дроссель L1 мотается на ферритовом кольце из того же компьютерного бп, предварительно сматываем с него все обмотки и наматываем медный провод длинной 1.5-2м сечением 2мм, это позволит уложится в указанные параметры(это для тех у кого нечем промерять индуктивность).
Также в большинстве нормальных компьютерных бп есть второй дроссель на ферритовом стержне, его в большинстве случаев можно оставить как есть в качестве L2.
Силовой трансформатор тоже можно использовать как есть, но тогда выходное напряжение будет около 20 вольт.Для 30 вольт вторичную обмотку придется перемотать.
Когда мне нужно снять большие токи я предпочитаю использовать ферритовые кольца.
Расчет для нашего блока питания 30 вольт 10 ампер.Трансформатор-донор из компьютерного бп оказался 39/20/12:
Все основные компоненты размещаются на пп стандартных размеров под корпус компьютерного блока питания:
Кстати после сборки платы управления и намотки трансформатора GDT их можно проверить даже если у вас нет осциллографа.
При отсутствии ошибок при монтаже и исправных компонентах схема практически не нуждается в настройке.
Для управления вентилятором я как правило использую схему управление по температуре на lm317
или термостаты KCD 9700.Иногда и то и другое сразу.
Лицевая панель нарисована в frontdesigner 3.0 и распечатана на самоклеящейся фотобумаге, затем заламинирована самоклеящаяся пленкой для учебников и книг(есть в любом офис маге).
Вот и корпус будущего бп уже практически готов:
Добавлю ещё версию модуля управления попроще и помощнее, но слегка по дороже
Как сделать простой импульсный блок питания
Представляю самый простой миниатюрный импульсный блок питания, который может быть успешно повторён начинающим радиолюбителем. Он отличается надежностью, работает в широком диапазоне питающих напряжений, имеет компактные размеры.
Блок питания обладает относительно небольшой мощностью, в пределах 2-х ватт, зато он буквально неубиваемый, не боится даже долговремнных коротких замыканий.
Схема проще даже самых простых импульсных источников питания, к которым относятся зарядные устройства для мобильных телефонов.
Блок питания представляет собой маломощный импульсный источник питания автогенераторного типа, собранный всего на одном транзисторе. Автогенератор запитывается от сети через токоограничительный резистор R1 и однополупериодный выпрямитель в виде диода VD1.
Импульсный трансформатор имеет три обмотки, коллекторная или первичная, базовая обмотка и вторичная.
Важным моментом является намотка трансформатора, и на печатной плате и на схеме указаны начала обмоток, так что проблем возникнуть не должно. Расчетов не делал, а количество витков обмоток позаимствованы от трансформатора для зарядки сотовых телефонов, так как схематика почти та же, количество обмоток тоже. Первой мотается первичная обмотка, которая состоит из 200 витков, диаметр провода от 0,08 до 0,1 мм, затем ставиться изоляция и таким же проводом мотается базовая обмотка, которая содержит от 5 до 10 витков. Поверх мотаем выходную обмотку, количество ее витков зависит от того, какое напряжение вам нужно, по моим скромным подсчетам получается около 1 вольта на один виток.
Сердечник для трансформатора можно найти в нерабочих блоках питания от мобильных телефонов, светодиодных драйверов и прочих маломощных источников питания, которые как правило построены именно на базе однотактных схем, в состав которых входит нужный трансформатор.
Один момент — блок однотактный и между половинками сердечника должен быть немагнитный зазор, такой зазор имеется у сердечников с зарядных устройств сотовых телефонов. Зазор относительно небольшой (пол миллиметра хватит сполна). Если не находите трансформаторов с зазором, его можно сделать искусственным образом, подложив между половинками сердечника один слой офисной бумаги.
Готовый трансформатор собирают обратно, половинки сердечника стягиваются скажем скотчем либо намертво склеиваются суперклеем.
Схема не имеет стабилизации выходного напряжения и узлов защиты от коротких замыканий, но как не странно ей не страшны никакие короткие замыкания. При коротких замыканиях естественно повышается ток в первичной цепи, но он ограничивается ранее упомянутым резистором, и все лишнее рассеивается на резисторе в виде тепла, так что блок можно смело замыкать, даже долговременно. Такое решение снижает КПД источника питания в целом, но зато делает его буквально неубиваемым, в отличии от тех же самых зарядок для мобильных телефонов.
Резистор указанного номинала ограничивает входной ток на уровне 14, 5 мА, по закону ома, зная напряжение в сети легко можно рассчитать мощность, которая составляет в районе 3,3 ватт, это мощность на входе, с учетом кпд преобразователя выходная мощность будет процентов на 20-30 меньше этого. Увеличить мощность можно, для этого достаточно снизить сопротивление указанного резистора.
Силовой транзистор — это маломощный высоковольтный биполярный транзистор обратной проводимости, подойдут ключи типа MJE13001, 13003, 13005, более мощные ставить нет смысла, первого варианта вполне хватает.
На выходе схемы установлен выпрямитель на базе импульсного диода, для снижения потерь советую использовать диод шоттки, рассчитанный на ток 1А. Далее фильтрующий конденсатор, светодиодный индикатор включения и пара резисторов.
О недостатках схемы:
- Ограничительный резистор на входе снижает кпд, не на много, но снижает, взамен он гарантирует безопасную работу блока;
- Ограниченная выходная мощности — для того, чтобы на этой основе построить блок питания скажем ватт на 10-20, нужно снизит его сопротивление и увеличит мощност, чтобы нагрев не выходил за рамки, а это неудобно и увеличивает размеры блока питания в целом.
Но с другой стороны, схожие схемы применяются там, где нужна мощность в пределах 3-5 ватт, например в моем случае блок предназначен для питания небольшого кулера, поэтому мощность ограничена в пределах 2-х ватт.
Области применения — их очень много, так, как блок имеет гальваническую развязку от сети, следовательно, он безопасен и его выходное напряжение никак не связано с сетью. Отличный вариант для запитки светодиодов, вентиляторов охлаждения, питания каких-то маломощных схем и многое другое.
Простой импульсный блок питания на 15 Вт
Данный источник может применяться для питания любой нагрузки мощностью до 15. 20 Вт и имеет меньшие габариты, чем аналогичный, но с понижающим трансформатором, работающим на частоте 50 Гц. Источник питания выполняется по схеме однотактного импульсного высокочастотного преобразователя, рис. 1. На транзисторе собран автогенератор, работающий на частоте 20. 40 кГц (зависит от настройки). Частота настраивается емкостью С5. Элементы VD5, VD6 и С6 образуют цепь запуска автогенератора. Во вторичной цепи после мостового выпрямителя стоит обычный линейный стабилизатор на микросхеме, что позволяет иметь на выходе фиксированное напряжение, независимо от изменения на входе сетевого (187. 242 В). В схеме применены конденсаторы: С1, С2 типа К73-16 на 630 В; СЗ — К50-29 на 440 В; С4 — К73-17В на 400 В; С5 — К10-17; С6 — К53-4А на 16 В; С7 и С8 типа К53-18 на 20 В. Резисторы могут быть любыми. Стабилитрон VD6 можно заменить на КС147А. Импульсный трансформатор Т1 выполняется на ферритовом сердечнике М2500НМС-2 или М2000НМ9 типоразмера Ш5х5 (сечение магнитопровода в месте расположения катушки 5х5 мм с зазором в центре). Намотка сделана проводом марки ПЭЛ-2. Обмотка 1-2 содержит 600 витков провода диаметром 0,1 мм; 3-4 — 44 витка диаметром 0,25 мм; 5-6 — 10 витков тем же проводом, что и первичная обмотка. 
Рис. 1. Электрическая схема импульсного блока питания на 15 Вт В случае необходимости вторичных обмоток может быть несколько (на схеме показана только одна), а для работы автогенератора необходимо соблюдать полярность подключения фазы обмотки 5-6 в соответствии со схемой. Настройка преобразователя заключается в получении устойчивого возбуждения автогенератора при изменении входного напряжения от 187 до 242 В. Элементы, требующие подбора, отмечены звездочкой «*». Резистор R2 может иметь номинал 150. 300 кОм, а конденсатор С5 — 6800. 15000 пФ. Для уменьшения габаритов преобразователя в случае меньшей снимаемой во вторичной цепи мощности номиналы электролитических фильтрующих конденсаторов (СЗ, С7 и С8) можно уменьшить. Их величина связана с мощностью нагрузки соотношением: 
Р — мощность в цепи нагрузки, Вт;
Um — амплитудное значение выпрямленного напряжения (для действующего на входе сетевого напряжения 242 В амплитуда составляет 342 В);
Fc — частота сети, для расчета СЗ она берется 50 Гц;
U — максимальный размах пульсации выпрямленного напряжения, допустимый для применяемого типа конденсатора (берется из справочника: так для К50-29 он составляет 10. 14%, [Л16], т. е. 34 В). Конструкция корпуса устройства должна предусматривать установку транзистора и стабилизатора D1 на радиаторы, а также экранирование всей схемы для снижения уровня излучаемых помех.
Список радиоэлементов
Теги:
none 
Опубликована: 2005 г. 
0 
0
Вознаградить Я собрал 0 0
Оценить статью
- Техническая грамотность
Оценить Сбросить
Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.
Комментарии (27) 
| Я собрал ( 0 ) | Подписаться
Для добавления Вашей сборки необходима регистрация
+1 
ЕВГЕНИЙ 14.05.2010 13:27 #
отличная штука, сделал несколько, вместо кт872, поставил пластмассовый с3752 с D1 на один радиатор, имп.транс сделал из дросселя питания телевизоро 3УСЦТ, проще простого
0
ЕВГЕНИЙ 14.05.2010 13:40 #
Да и диодный мостик во вторичке не нужен, достаточно одного КД226
0
дима 13.02.2011 16:57 #
А можно этот блок питания использовать к ноутбуку?Вторичку перемотать не получится? Мне надо 19V 5A
0
Спартак 18.08.2017 07:21 #
Как вариант можно использовать транс с горевшего блока питания от ноутбука (19.2в 4.7А) . Они мараются со средней точкой. Есть обмотка для питания ШИМ микросхемы (если не нужна нужно изолировать).
Если постараться то можно собрать в том же корпусе 🙂
0
Стабистор 18.08.2017 07:30 #
Как вариант можно использовать транс с горевшего блока питания от ноутбука (19.2в 4.7А) . Они мараются со средней точкой. Есть обмотка для питания ШИМ микросхемы 15-18в (если не нужна нужно изолировать).
Если постараться то можно собрать в том же корпусе
+1
Smelter 14.02.2011 21:09 #
Мост на выходе противопоказан, это приводит к перегреву VT1. Один диод нужно ставить
0
e2rd 19.02.2011 17:17 #
C6 полярность правильная?
0
Smelter 25.02.2011 17:55 #
C6 полярность правильная?
Да,полярность С6 правильная — он заряжается в результате самоиндукции обмотки трансформатора 5-6.Полярность тока самоиндукции противоположная.
0
kris6830 20.02.2011 05:04 #
как получить 3А на выходе, если первичку мотать проводом 0,15? сколько витков получится?
0
Слава 23.03.2011 01:48 #
А можно переделать этот блок до 30в?
0
Павел 03.07.2011 01:07 #
На вход рекомендую поставить резистор, ограничивающий ток заряда конденсатора, чтобы мост не сгорел.
Вопрос: на ХХ трансформатора сильно греется транзистор (марка и проницаемость феррита трансформатора не известна) нормально ли это, если нет, то в чем причина? И если можно, выложите осциллограмму выходного напряжения (для проверки).
Заранее благодарен.
0
Inikon 12.07.2011 17:45 #
Сделал на транзисторе КТ838. Трансформатор на феррите от дросселя из телевизора. Стабилизатор заменил на обычный из транзистора и стабилитрона.
Получился полностью бесплатный БП. Питаю им усилок на ТDA2003
0
10on 19.09.2011 20:30 #
А на колечках мелких мотать можно?
0
Стас 19.08.2013 01:56 #
Вместо VD8-VD11 желательно поставить один Шоттки, иначе 15-30% мощи уйдет в тепло.
0
вован 31.10.2013 14:45 #
Хотелось бы узнать как автор рассчитывал трансформатор? Если в программе, то в какой?
0
Uniy radiolubitel 19.06.2014 20:18 #
Собрал на КТ846б, не работает. Лампочка 40 Вт через которую включен ИИП не горит (только моргнет при включении при заряде конденсатора). Пробовал менять фазировку обмоток — не помогает. В чем может быть проблема — может, транзистор не тот?
0
Любитель усилителей 23.06.2015 01:34 #
Попробуй поставить КТ838А (в старом телевизоре можно найти)
0
username 03.08.2015 22:36 #
На КТ846А с резистором R2 150 кОм у меня нормально запускался в диапазоне 140-270В
0
Виталий 02.08.2015 18:02 #
MJE13003 (13003) сойдет вместо КТ872?
0
grayfox 27.08.2015 10:18 #
Пробовал 13003, 13005 и другие из ЭСЛ — при напряжении сети 250 В иногда вылетают при включении блока в сеть. Лучше ставить транзисторы с Uкэ от 800 В.
0
grayfox 04.09.2015 00:07 #
У 13003-13009 всего 400 Вольт максимальное.
0
Molodoy 08.11.2015 22:53 #
Как переделать, чтобы 18 вольт выдавал для светодиода?
0
Александр 30.08.2016 07:32 #
Ребят подскажите сколько вольт на выходе вторичных обмоток, и каким образом мотать на ш образном сердечнике, там может быть три варианта какия понял. Желательно фото
0
alex 30.04.2017 21:45 #
А 50 Вт такая конструкция выдержит на кт872а? Как-то нерационально транзистор 100 Вт, а блок 15 вт.
0
Маша 16.12.2019 08:50 #
Схема не рабочая. При включении все сгорает
0
VIT13 20.09.2022 21:22 #
Схема рабочая, проверено. Это вы спаяли неправильно
0
Андрей 02.09.2021 15:54 #
На схеме обозначено выходное напряжение 15 В, но в списке радиоэлементов указан стабилизатор LM7809 с напряжением 9 В., а должен быть LM7815.
КР142ЕН8 должен быть с буквой В для напряжения на выходе 15 В.
Конструктор регулируемого преобразователя напряжения LM317
1999-2024 Сайт-ПАЯЛЬНИК ‘cxem.net’
При использовании материалов сайта, обязательна
ссылка на сайт ПАЯЛЬНИК и первоисточник
