Главная » Электроника для авто
Призовой фонд
на июль 2017 г.
1. Осциллограф DSO138
Паяльник
2. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
3. 200 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Мощное импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Такой блок питания был создан после того, как сгорел мой лабораторный БП, который прослужил всего пару месяцев. Было решено из подручных средств собрать мощный сетевой ИБП, который при желании можно было использовать в качестве зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов. 

За основу была взята схема полумостового инвертора на драйвере IR2153. По идее, такой инвертор можно собрать из подручного хлама, почти все основные компоненты можно снять из компьютерного блока питания. 

На входе питания собран простой сетевой фильтр, пленочные конденсаторы 0,1мкФ подобраны с рабочим напряжением 400 Вольт до и после дросселя, сам дроссель выпаян из платы компьютерного блока питания. На кольце намотаны две независимые обмотки проводом 0,9мм, количество витков каждой обмотки - 10. 

Термистор на входе питания защищает полевые ключи от бросков напряжения во время включения схемы. 
Диодный мост - можно взять готовый или же собрать из 4-х выпрямительных диодов с обратным напряжением не менее 400 вольт и током 1,5-3 А, в моем случае использован готовый диодный мост на 600 Вольт 4А. 

От емкости электролитов зависит основная мощность, электролиты легко можно найти в любом компьютерном блоке питания. Мощность инвертора с таким раскладом компонентов составляет порядка 200ватт.

Трансформатор тоже был взят готовый, от того же компового блока питания. Поскольку ИБП должен работать в качестве лабораторного БП, то диапазон выходных напряжений должен быть широким. Трансформатор от компьютерного БП позволяет получить 24 Вольт без переделок, чего вполне достаточно для штатных радиолюбительских дел. Увеличить выходное напряжение можно двумя способами - повышением рабочей частоты генератора или же перемоткой  импульсного трансформатора. 

Ограничительный резистор 47К брать с мощностью 2 ватт, он обеспечивает питание микросхемы, номинал резистора может отклоняться на 10% в ту или иную сторону. 
В качестве диодного выпрямителя использована мощная сборка Шоттки, которая в себе содержит два мощных диода по 30А.

После выпрямителя напряжение сглаживается конденсатором 50Вольт 1000мкФ, чего вполне достаточно, но при желании можно увеличить емкость. 

Полевые ключи обязательно должны быть высоковольтными, можно использовать ключи типа IRF740/IRF840 и другие. 
Хочу также заметить, что мощность такого блока питания можно поднять до 400 ватт, при этом заменяя только электролиты, крайне не советую повышать мощность более 500 ватт. 

Схема ИИП

Какой же блок питания без защиты от КЗ? Изначально думал реализовать защиту в первичной цепи схемы, но это будет уже трудно настраиваемая схема, поскольку у многих возникают проблемы связанные именно с защитой, а поскольку изначально мне захотелось собрать устройство, которое бы могли повторить радиолюбители не имеющие нужного опыта работы с ИИП, то решил отказаться от идеи, этим не портить и не усложнять основную схему. 

Сама защита реализована на отдельной плате, состоит из двух транзисторов. Номиналом шунта можно грубо настроить ток срабатывания защиты, номиналом переменника, можно более точно настроить на нужный ток срабатывания.

 

Схема защиты

При КЗ и перегрузке блока питания, загорится индикатор и питание отключается, блок выходит из защиты моментально, при отсутствии кз или перегруза на выходе. 

Полевой транзистор практически любой, с током 20-100A, можно использовать ключи типа irfz44, irfz40, irfz24, irfz46, irfz48, irf3205 и другие. 
Регулятор мощности - одна из важнейших частей блока питания. За основу взял схему ШИМ регулятора, поскольку такое управление имеет очень много плюсов.

ШИМ - регулятор построен на таймере 555 и мощном ключе IRFZ44, напряжение плавно можно регулировать от ,,, до максимального выходного напряжения с трансформатора. 

Данный блок справляется с любыми задачами, которые могут возникнуть в радиолюбительской практике - легкий, мощный и компактный, вольт/амперметр будет цифровым, заказан отдельно на интернет магазине, будет установлен на блок в ближайшее время. 

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
Схема ИИП
T1, T2 MOSFET-транзистор
IRF840
2 Поиск в FivelВ блокнот
DIL1 Драйвер питания и MOSFET
IR2153D
1 Поиск в FivelВ блокнот
VD1 Выпрямительный диод
UF5408
1 Поиск в FivelВ блокнот
VDS1 Выпрямительный диод
1N5408
4 Поиск в FivelВ блокнот
Диод Шоттки
MBR3045PT
1 Поиск в FivelВ блокнот
R1 Резистор
0.33 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
R2, R3 Резистор
330 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R4 Резистор
50 кОм
1 45-68k 2 WПоиск в FivelВ блокнот
R5, R6 Резистор
47 Ом
2 Поиск в FivelВ блокнот
R7 Резистор
15 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R8 Резистор
100 Ом
1 R8- 2W, R10 - 0,25WПоиск в FivelВ блокнот
C1, C2, C7 конденсатор100 нФ3 Поиск в FivelВ блокнот
C3, C4 Конденсатор220мкФ x 200В2 Поиск в FivelВ блокнот
C6 Конденсатор1 нФ1 Поиск в FivelВ блокнот
C8 Конденсатор220мкФ x 50В1 Поиск в FivelВ блокнот
C10 Конденсатор1мкФ x 400В1 Поиск в FivelВ блокнот
C11 Конденсатор1000мкФ x 50В1 Поиск в FivelВ блокнот
C12 Конденсатор220 пФ1 1кВПоиск в FivelВ блокнот
F1 Предохранитель1.5А1 Поиск в FivelВ блокнот
ШИМ - регулятор
DIL2 Программируемый таймер и осциллятор
NE555
1 Поиск в FivelВ блокнот
T3 MOSFET-транзистор
IRFZ44
1 Поиск в FivelВ блокнот
VD2, VD3 Выпрямительный диод
1N4148
2 Поиск в FivelВ блокнот
VD5 Выпрямительный диод
1N5408
1 Поиск в FivelВ блокнот
R9 Переменный резистор
47 кОм
1 47-470 кОмПоиск в FivelВ блокнот
R10 Резистор
100 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
R11 Резистор
1 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
C14 Конденсатор100 нФ1 Поиск в FivelВ блокнот
C15 Конденсатор1 нФ1 Поиск в FivelВ блокнот
C17 Конденсатор220мкФ х 50В1 Поиск в FivelВ блокнот
Схема защиты
T4 MOSFET-транзистор
IRFZ44
1 Поиск в FivelВ блокнот
VT1 Биполярный транзистор
KTC9014
1 Поиск в FivelВ блокнот
VD4 Выпрямительный диод
1N4148
1 Поиск в FivelВ блокнот
HL1 Светодиод3.5мм1 КрасныйПоиск в FivelВ блокнот
R12 Резистор
4.7 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R13 Резистор
0.01Ом 5Вт
1 Поиск в FivelВ блокнот
R14 Резистор
1 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R15 Резистор
15 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
C14 Конденсатор100 нФ1 Поиск в FivelВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: Изменена: 08.03.2014 0 2
Я собрал 0 4
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 3 Проголосовало: 4 чел.

Комментарии (49) | Я собрал (0) | Подписаться

0
kalbi4i #
Так где на схеме точка А и точка В?
Ответить
0

[Автор]
aka kasyan #
Я думал, что будут подобные вопросы, поэтому специально расписал на схемах "ТОЧКА А" и "ТОЧКА В" внимательно смотрите на схемы.
Ответить
0
viadimir161 #
До скольки вольт можно "безболезненно" использовать ШИМ-регулятор?
Ответить
0

[Автор]
aka kasyan #
Вплоть до максимального допустимого напряжения через переход транзистора - 40-50 Вольт смело можно подавать
Ответить
0
vladimir161 #
Скажите. А таймер ne555 не пострадает?
Ответить
0
vladimir161 #
Уже разобрался: надо ne555 запитать через мс 7812. В схеме регулятора 1 ногу ne555 надо посадить на минус!
Ответить
0

[Автор]
aka kasyan #
Да, минус на 1 вывод, стабилизатор в моем случае не понадобился, после схемы защиты наблюдается спад начального напряжения, ну если на выходе напряжение больше, чем напряжение питание таймера (18Вольт), то стабилизатор нужен, иначе таймер можно спалить - допустил ошибочку в письме, сказав, что верхний диапазон равен максимальному напряжению через транзистор - спасибо за замечание. Стабилизатор не совсем обязательно взять на 12 Вольт, можно от 8 до 15 и даже до 18 Вольт.
Ответить
0

[Автор]
aka kasyan #
С чего это? Обычная схема ШИМ-регулятора мощности, проблем не возникнет.
Ответить
0
dkg10 #
Непонятно почему устройство называется зарядным для автомобильного аккумулятора? Насколько мне известно для таких ЗУ желательно реализовывать оптимальный ток заряда, а также отключение зарядки при достижении напряжения на клеммах аккумулятора, например, свыше 14В. Про трансформатор автор вообще ничего не говорит, рекомендуя взять его, наверное, "из подручного хлама" компьютерных блоков питания... Насколько мне известно в компьютерных блоках получают напряжение не более 12 В, а для зарядного устройства, очевидно, требуется как минимум 16-18В, так что необходима домотка витков.
Ответить
0

[Автор]
aka kasyan #
На счет трансформатора вы не правы друг мой. Рабочая частота схемы позволяет на выходе транса получить до 18-20 Вольт, можно до 30, это только ТУПО увеличивая частоту работы генератора. Домотка витков не требуется, а номинальное напряжение для зарядки АКБ 14-14.5 Вольт, что наш блок обеспечивает без проблем.
Ответить
0
dkg10 #
Ну, ну, а чем обеспечивается заряд именно до напряжения 14В, ведь выше - это уже во вред аккумулятору? Да ещё и ток заряда должен как-то устанавливаться и поддерживаться в процессе зарядки. Например, более "полезным и щадящим" режимом для таких аккумуляторов является длительный заряд малым током.
Ответить
0

[Автор]
aka kasyan #
Вот именно для этого тут регулятор мощности имеется, чтобы увеличивать и уменьшать напряжение заряда, при этом , если зарядить напряжением (речь именно про это устройство) 13Вольт, то ток заряда будет в районе 2-х Ампер, если поднять до 14 , то уже 4А и так далее. Если вы выставили напряжение 14 Вольт , то больше 14 Вольт аккум заряжаться не может - ведь в статье есть схема регулятора и защиты, а если вдруг поднимите напряжение заряда выше нужного, то у вас ток заряда будет больше допустимого и схема защиты поймет это как перегруз и сработает защита.
Ответить
0
dkg10 #
Хорошее зарядное устройство должно работать автоматически и не требовать "подкручивания" потенциометра в процессе зарядки, которая может длиться несколько часов. Многие ещё делают так, чтобы по окончании зарядки оно само отключилось, дабы избежать негативного воздействия повышенного напряжения на химические процессы в аккумуляторе. В вашей схеме даже прибора элементарного нет, чтобы наблюдать за процессом зарядки. Резистор R13 ток зарядки никак не ограничивает, поскольку его номинал выбран 0,01 Ом, что, очевидно, предназначено только для защиты от КЗ по выходу. Что касается трансформатора, то он рассчитывается, как правило, на определенную фиксированную частоту и рекомендация увеличивать эту частоту для увеличения выходного напряжения считаю некорректным.
Ответить
0

[Автор]
aka kasyan #
Прошу не забывать, что это не только зарядное устройство, а также мощный ИИП для радиолюбительских нужд.
На счет трансформатора - поверьте, без проблем работает, при частоте генератора от 30 до 60кГц - даже с таким широким уклоном. Согласен - приборов показывающий цикл заряда и автоотключение при заряде нет, тут только надежная схема ШИМ регулировки и системы КЗ и перегрузок, иными словами - можно доработать БП под свои нужды, силовая часть, который можно использовать и в качестве БП и в качестве ЗУ
Ответить
0
w2i4t2a7 #
..два мощных диода по 30А
MBR3045 это 2 диода по 15А.

Согласен с Dkg10, ЗУ должно автоматически выполнять заряд по алгоритму, стандартному для АКБ:
1) До 12в малым током
2) До 14.4 (при 25 гр!!!) током 0,1С
3) Держать 14.4, пока ток не упадет до 0,01С
4) Снижаем до 13.5 (при 25 гр.!!!) и так оставляем..
Ответить
0
Andy4440 #
Ваши 4 пункта справедливы только для постоянного тока!
Здесь зарядка импульсами с регулируемой скважностью.
Теоретически аккумулятор можно заряжать короткими импульсами напряжением даже 400в.
При этом избегаем сульфатирования.
Аккумулятор особенно кислотный не возьмет больше тока чем ему нужно! Подайте на него14.4 в и посмотрите как будет падать ток до 0 в процессе зарядки.
Иначе бы все машины бы перезаряжали аккумуляторы !
Ответить
0
Bat #
А где простите переменник в плате защиты для регулировки тока срабатывания?
Да... и если применять IR2153 с буквой "D", то диод VD1 не нужен.
Ответить
0
vaza33 #
А где переменный резистор в плате защиты для регулировки тока срабатывания?
Ответить
0
Сашка #
А разве не должен запираться Т1? 6-ая нога IR2153 должна быть подключена между двумя мосфетами. Вот!
Ответить
0
юрген #
Там в схеме токовой защиты R13 номиналом 0.01 Ом... Чет очень мало, может ошибка на один разряд?
Ответить
0
Ser #
Так где же в СХЕМЕ точка А и точка В? (http://cxem.net/avto/electronics/images/4-149-9.png)
Ответить
0
SAM-Alex #
Для непонятливых, полная схема реализована автором из 3х блоков: ИБП - Модуль защиты - Регулятор мощности. Подключаются они в таком последовательном порядке. На схемах все точки подключения указаны.
Ответить
0
vados #
Точка А и точка Б это выход ИБП + и -
Ответить
0
Vim #
На плате два потенциометра, а где второй на схеме?
Прикрепленный файл: фото 1.JPG
Ответить
0
bog #
На печатной плате иип на выходе трансформатора вторичка через диодную сборку выходит на плюс, а на минус ничего не подключено, дорожка минуса подключена к воздуху получается. И тыкните носом где на схеме блока питания нарисованы точка А и точка Б? Я с лупой облазил всю схему, но так и не нашел.
Ответить
0
vados #
Автор молодец только люди спрашивают за второй регулятор и мне интересно как и где подключён?
Ответить
0
fanzil #
Собрал по схеме. Работает, только очень сильно греется транзистор на ШИМ регуляторе. (напряжение на выходе 18.5 вольт, около 7 ампер), может какой-нибудь другой регулятор нужен? Например на тиристоре.
Ответить
0
Profi11 #
А почему регулировку мощности тока не сделали на первом ШИМ? Путем регулировки частоты.
Ответить
0
Олег #
В схеме защиты очевидная ошибка. VT1 эмиттер на земле, база на земле, транзистор закрыт. При КЗ эмиттер на +, база на земле - транзистор по прежнему закрыт т.к. он n-p-n, R13 - в клочья.
Ответить
0
Валерий #
Очень хочется услышать комментарий на замечание Олега.
Ответить
0
Viktor82 #
С 6 ноги микросхемы недорисовано соединение сосредней точкой между транзисторами на схеме питальника.
Ответить
0
Игорь #
Народ... хоть убейте, но не могу на схеме найти точки А и Б, может у меня картинка с браком что невидно, сориентируйте описанием где они...
Ответить
0
лузер #
Кажется так
Прикрепленный файл: Снимок0011.JPG
Ответить
0
Fantom_70 #
Спасибо, уже допер, также прикинул..
Ответить
0
Сергей #
Ребята, не нарушится ли работа ШИМ - регулятора при запитки таймера 555 через стабилитрон?
Прикрепленный файл: 000.jpg
Ответить
0
Fantom_70 #
С предохранителем решил вопрос, вылетели транзисторы.. Другая проблема, на выходе БП 1.5-1.2в, а на вых. трансформатора 72-80в. В чем проблема?
Ответить
0
Fantom_70 #
Решил... Посадил косу на землю стало стабильно 25,5в..
Ответить
0
Fantom_70 #
Всем привет! Народ, подскажите решения как начинающиму радиолюбителю. Собрал зарядное есть вопросы не все работает как надо...
1. Сама зарядка выдает 27,3в просадка 0,4в. Как сделать ток 14,5-14,8в желательно с использованием переменника?
2. Зашита от переполюсовки, КЗ и перегруза срабатывает сразу при подключении любой нагрузки (лампочки, эл. моторчика и т.д.). Как устранить, исправить проблему.
3. Посмотрите схему и печатку ШИМ регулятора, там вроде расхождение.На схеме сток (D) транзистора идет на первую ногу шима,а на печатке перемычка стоит на истоке (S) Какой вариант правильный? Зарание спасибо за ответ.
Ответить
0
knaklse #
Защита полностью не рабочая
Нужно перекидывать R15 на исток транзистора. Тогда при текущих номиналах ограничение составит более 70 А. Правда никак не придумаю как регулировать ограничение по току в этой схеме
Ответить
-1
knaklse #
На схеме ШИМ регулятора забыл дроссель на 440 микро фарад
Ответить
0
Дмитрий #
1. Сборка Шоттки MBR3045 на 45В и не проходит по обратному напряжению, сгорит сразу или вскоре.
2. Это ж надо додуматься, подавать на АКБ импульсы под 30В! IRFZ44 и C11 долго не проживут.
3. Верхнее напряжение на АКБ ничем не ограничено.
4. Охлаждение силовых элементов, находящихся в экстремальных режимах совершенно не освещено.
5. АКБ не лампа накаливания, чтобы могла вынести такую форму питающего напряжения. У нормальной АКБ внутреннее сопротивление - миллиомы, при включении полевика амплитуда тока будет огромной. Защита ваша должна сразу же сработать, иначе всё сгорит.
6. Способ "регулирования" непонятно чего, предложенный автором совершенно неверный - нечего комментировать.
7. "Увеличить выходное напряжение можно...повышением рабочей частоты генератора...". Ну и ну! Выходное напряжение не зависит от частоты!
8. "Термистор на входе питания защищает полевые ключи от бросков напряжения во время включения схемы". Все неверно...Термистор защищает входную цепь до электролитических конденсаторов от пусковых сверхтоков.
9. Монтаж на хрупкой гетинаксовой макетке тяжёлых компонентов по напряжением - риск попасть под это напряжение при разбиении платы.
10. R1 0.33 Ом безполезен и просто занимает место. Слишком низко его сопротивление.
11. ИМС 555 сразу же выйдет из строя, будучи запитанной от 27В.
12. "...мощность такого блока питания можно поднять до 400 ватт, при этом заменяя только электролиты..." лучше даже не пробуйте.
Сколько желающих попалить штаны, судя по активности...не ведитесь на простоту, не ждите быстрого результата, схемотехника таких ошибок не прощает, а изучайте матчасть.
Ответить
0
Игорь #
Дмитрий, схема уже один раз сгорела, мне надо было 14-14.5в, а зарядка выдает 27в без нагрузки, писал и Ака в личку как уменьшить не ответил, здесь на форуме тоже, сгорели транзисторы и шим, по совету на другом форуме решил поиграть резистором, бахнуло опять. Защита вообще полный пипец, схема отличается от печатной платы, при подключении малейшей нагрузки уходит в защиту, правды так и не добился... Плюнул, проклял Ака т.к это уже четвертый его проект с зарядными для аккумуляторов и не один не работает, на видио красиво а на форуме у всех какие то проблемы. До этого пытался сделать зарядку из БП ПК, выкинул только деньги на все проекты.. Вообщем плюнул, заказал себе зарядку в интернет магазине с доставкой за 34$ Металлический корпус;
- Трансформаторы полностью сделаны из меди;
- Защита от неправильного подсоединения;
- Защита от короткого замыкания;
- Индикаторы процесса зарядки;
- Система «умной зарядки» - предотвращает избыточный заряд аккумуляторной батареи;
- Предохранитель от перегрева;
- В комплекте зарядный кабель 1,4м, кабель со штекером 1,7м.
Я пришел к выводу что все эти схемы обходятся конечном счете дороже чем купить готовое изделие, скупой платит дважды...
Прикрепленный файл: c84940b2a1ae17b70dfcb3c4035edb87.jpg
Ответить
0
Сергей #
Когда получишь ЗУ за 34$ -не поленись загляни внутрь, никакой меди, никаких защит, тем более "умной зарядки" там не увидишь! Проверено! Лучше чем сам - никто не сделает... А по поводу проекта - работает, правда с небольшими переделками!
Ответить
0
Zhuk1709 #
Добрый вечер можно подробнее узнать про переделкі?
Ответить
0
Никита #
Подскажите.. Я все собрал, через лампу запустил, она плавно потухла(как и должно быть), но на выходе транса нет абсолютно никакого напряжения
Ответить
0
navau #
Для регулировки тока срабатывания защиты эммитер VT2 подключить к минусу не напрямую, а через резистор (200 Ом-1,5 Ком)
Прикладываю свою (проверенную) печатку блока питания + ШИМ регулятор напряжения + защита (всё на одной плате).
Кстати, шунтирующий резистор R13 0,01 Ом * 5 Вт в блоке защиты на своей печатке я вообще заменил перемычкой (его функцию выполняет дорожка и перемычка на печатке). Для регулировки тока срабатывания защиты эммитер VT2 подключить к минусу не напрямую, а через резистор (200 Ом-1,5 Ком).
Если будете собирать на моей печатке, то обязательно усиливайте силовые дорожки (к дорожкам припаивается медный провод Ф=0,5 мм2). Внимательно проверьте отсутствие КЗ между дорожками!
Импульсный трансформатор от очень старого компьютерного БП перематывал сам (цоколёвка вторичной обмотки на моей печатке отличается от штатного транса БП ПК), "коса" посажена на минус (общий провод).
ОЧЕНЬ ВАЖНО !!! На моей печатке НЕ ЗАБУДЬТЕ ПОСТАВИТЬ ПЕРЕМЫЧКУ от 6 ноги IR2153 к s T1 & d T2 (перемычка нарисована "жирным" красным цветом).
Прикрепленный файл: ИБП зарядник IR2153.lay6
Ответить
0
Александр #
Здравствуйте navau. Хочу собрать это ЗУ на вашей плате. Скажите точка GND IN это общий куда косу впаивать я правильно понял? А GND OUT это минус на аккумулятор так?
Прикрепленный файл: 2017-02-27_1.jpg
Ответить
0
Григорий #
А можно вот так,обойти жирную перемычку и где 0,5ком,это тоже перемычка?
Прикрепленный файл: 55787_ИБП зарядник IR2153.lay6
Ответить
0
Григорий #
Александр, Собирайте смело по плате. Всё работает, я собрал запахало с первого включения. Единственное придётся с защитой повозится. Второй минус на плате вы правильно подумали, это средняя точка.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется сила тока?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Модуль радиореле на 4 канала
Модуль радиореле на 4 канала
Набор для сборки - LED лампа 200 Вт усилитель класса D на IRS2092
вверх