Главная » Питание
Призовой фонд
на февраль 2018 г.
1. 1000 руб
PCBWay
2. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник
3. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Импульсный источник питания для УМЗЧ на IR2161 [2017]

Представляю вашему вниманию импульсный источник питания на микросхеме IR2161. Эта микросхема является контроллером балластов галогенных ламп, но благодаря своим свойствам отлично подходит для создания на ее основе импульсных блоков питания. Микросхема имеет встроенную защиту от перегрузки и короткого замыкания, эффективный софт-старт, защиту от перегрева и адаптивное мертвое время. 

Стандартная схема включения IR2161 из даташита показана ниже:

А здесь показана схема самого блока питания, главного героя этой статьи:

Схема позволяет на ее основе собрать импульсный источник питания для УМЗЧ или других целей, мощностью до 500Вт. 

Пойдем по порядку. На входе блока питания у нас стоит термистор и предохранитель. Термистор я использовал из компьютерного блока питания. Предохранитель в моем случае на 3,15А. Далее следует фильтр сетевого напряжения, который построен на C1, L1, C2. Дроссель L1 так же мною взят из компьютерного блока питания. Сетевое напряжение выпрямляется диодным мостом RS607 (6А, 700В) или диодным мостом построенном на четырех дискретных диодах 1N5408 (3А, 1000В). Вместо диодного моста RS607 можно применить другой диодный мост с током 4-8А. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются высоковольтным электролитом С8 (330мкФ 400В). Емкость конденсатора C8 зависит от необходимой выходной мощности блока питания, его емкость должна быть не менее 1мкФ на 1Вт выходной мощности, лучше если на 1Вт выходной мощности будет приходится 1,5 - 2мкФ емкости. С5 необходим для борьбы с высокочастотными помехами в цепи первичного питания. Контроллер IR2161 запитывается через цепь VD1, R2, R3. Резисторы R2 и R3 рассеивают примерно 2Вт тепла и в процессе работы нагреваются до 70-80 градусов, это нормально, волноваться по этому поводу не стоит. С3 предназначен для сглаживания пульсаций напряжения питания контроллера. Конденсатор С4 задает время работы софт-старта, производитель рекомендует в его качестве использовать конденсатор емкостью 100нФ. Диод VD2 должен быть быстродействующим и в его качестве выбираем диод HER108. Относительно номинала конденсатора C6 производитель не дает никаких рекомендаций, но я рекомендую выбирать его номинал равный 100-220нФ. Затворные резисторы R4 и R5 выбираются исходя из того какие применяются ключи, для IRF740 оптимальный номинал этих резисторов 22 Ом. Номиналы цепи R6 и C7 рекомендованы производителем и я решил прислушаться к данной рекомендации. Резистор R7 задает ток срабатывания защита от перегрузки и короткого замыкания, как выбирать его номинал будет описано далее. Насчет номинала конденсаторов C9 и C11 производитель так же не дает никаких рекомендация, я же выбрал их номинал равный 470нФ. Цепь C10 и R8 предназначена для гашения выбросов напряжения на первичной обмотке трансформатора. Конденсатор C12 предназначен для уменьшения всех видов помех генерируемых импульсным блоком питания. Т1 - основной импульсный трансформатор, о нем поговорим более подробно далее. VDS2 диодный мост цепей вторичного питания, необходимо применять только быстрые диоды, либо диоды Шоттки. Диоды выбираются исходя их выходного напряжения и тока, об этом более подробно поговорим далее. Индуктивности L1 и L2 я взял из компьютерного блока питания, представляют они из себя катушки по 3-5 витков провода, намотанных на ферритовом стержне. С13 и С15 предназначены для подавления высокочастотных помех во вторичных цепях питания, их номинал может быть любым, но чем больше их номинал - тем лучше. Электролиты С14 и С16 выбираются исходя из требуемой выходной мощности блока питания, моя рекомендация - по 470мкФ в плече на каждые 100Вт выходной мощности, но не менее 1000мкФ. Лучше применять несколько конденсаторов меньшей емкости, чем один с большой емкостью, это связано с допустимым током пульсаций конденсаторов.

При достижении определенного значения потребляемой от блока питания мощности (или при коротком замыкании на выходе блока питания), срабатывает защита. Мощность при которой будет срабатывать защита выбирается исходя из сопротивления резистора R7. Зная мощность, которую вы рассчитываете получить от данного блока питания, вы можете выбрать номинал резистора R7 из таблицы ниже. 

Так же можно более точно рассчитать номинал R7 по формуле: R7 = 0,141 * Vac / Pload
где, R7 - номинал резистора в Ом, Vac - напряжение на входе блока питания (обычно это 220-230В) в вольтах, Pload - требуемая выходная мощность в Вт. 

Мощность рассеиваемая на резисторе R7 рассчитывается по формуле: Pr7 = (Pload / Vac)^2 * R7.

Диоды диодного моста VDS2 должны быть обязательно быстродействующими либо диодами Шоттки. Я применил диоды SF54 (5A, 200В). С этими диодными мостами можно в снимать с каждого плеча блока питания до 3А. Диоды SF54 необходимо устанавливать на плату таким образом, чтобы выводы диода были максимально возможной длины - это необходимо для эффективного отвода тепла от кристалла и его рассеивания. Диодный мост VDS1, необходимо устанавливать таким же образом, оставляя выводы максимальной длины. При необходимости получить больший выходной ток, необходимо применять диоды в корпусе ТО-220 c возможностью крепления к радиатору. Для установки таких диодов необходимо немного изменить печатную плату. В качестве более мощной замены диодам SF54, можно применить диоды BYW29 (8А, 200В), 8ETH06 (8А, 600В), 15ETH06 (15А, 600В), SF164 (16A, 200В).

Трансформатор Т1 рассчитывается с применением специализированных компьютерных программ. Первичную обмотку я намотал проводом диаметром 0,5мм, 50 витков. В моем случае напряжение вторичных обмоток выбирается из расчета 3,1В на виток. Мне необходимо было получить напряжение плеча на выходе блока питания примерно 40В, а это соответствует 13 виткам в каждую из полуобмоток трансформатора. Для намотки я использовал два провода по 0,5мм. Диаметр провода обмоток я рекомендую выбирать из расчета 1мм (по диаметру провода) на каждые 3А тока, для первичной обмотки я рекомендую использовать провод 0,3мм (по диаметру) на каждые 100Вт выходной мощности, но не менее 0,5мм. Лучше мотать в несколько более тонких проводов, чем одним толстым (это связано с поверхностным эффектом). Сердечник трансформатора я взял от компьютерного блока питания, вы можете применять любой другой сердечник подходящий под ваши потребности по габаритной мощности, скорее всего для этого придется немного изменить печатную плату.

Хочу обратить ваше внимание на то, что необходимо применять только оригинальные ключи IRF740. На рынке встречается очень много их подделок. С поддельными ключами, блок питания работать не будет. Оригинальные ключи производства Vishay выглядят таким образом (транзисторы от других производителем могут выглядеть иначе): 

Правильно собранный из исправных деталей, блок питания, начинает работать сразу же после первого включения и в какой-либо настройке и регулировке не нуждается.

В приложении находится два варианта печатных плат: один вариант с выпрямителем VDS1 на основе дискретных диодов 1N5408, второй вариант с выпрямителем на основе диодной сборки RS607.

Фото готового устройства:

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
R1 Термистор10 Ом1 Поиск в win-sourceВ блокнот
 
R4, R5 Резистор
22 Ом
2 0.25 ВтПоиск в win-sourceВ блокнот
R6 Резистор
1 кОм
1 0.25 ВтПоиск в win-sourceВ блокнот
R6 Резистор0.22* Ом1 (номинал выбирать из таблицы), 2 ВтПоиск в win-sourceВ блокнот
R8 Резистор
100 Ом
1 2 ВтПоиск в win-sourceВ блокнот
R2, R3 Резистор
22 кОм
2 2 ВтПоиск в win-sourceВ блокнот
 
С12 Конденсатор2.2 нФ1 Пленочный Y или CBB-81, 1кВПоиск в win-sourceВ блокнот
С1, С2 Конденсатор100 нФ2 Пленочный X2 или CL-21, 400ВПоиск в win-sourceВ блокнот
С5 Конденсатор100 нФ1 Пленочный CL-21, 400ВПоиск в win-sourceВ блокнот
С9, С11 Конденсатор0.47 мкФ2 Пленочный CL-21, 400ВПоиск в win-sourceВ блокнот
С13, С15 Конденсатор0.47 мкФ4 Пленочный CL-21, 63ВПоиск в win-sourceВ блокнот
С4 Конденсатор100 нФ1 Пленочный или керамическийПоиск в win-sourceВ блокнот
С6 Конденсатор220 нФ1 Пленочный или керамическийПоиск в win-sourceВ блокнот
С7 Конденсатор1 нФ1 Пленочный или керамическийПоиск в win-sourceВ блокнот
С3 Конденсатор220 мкФ1 Электролитический, 25ВПоиск в win-sourceВ блокнот
С14, С16 Конденсатор1000 мкФ4 Электролитический, 63ВПоиск в win-sourceВ блокнот
С8 Конденсатор330 мкФ1 Электролитический, 400ВПоиск в win-sourceВ блокнот
 
VD1 Выпрямительный диод
1N4007
1 Медленный диодПоиск в win-sourceВ блокнот
VD2 Выпрямительный диод
HER108
1 Быстрый диодПоиск в win-sourceВ блокнот
 
VDS1 Диодный мост
RS607
1 или 4x1N5408Поиск в win-sourceВ блокнот
VDS2 Выпрямительный диод
SF54
4 или 8ETH60, или 15ETH60Поиск в win-sourceВ блокнот
 
VT1, VT2 MOSFET-транзистор
IRF740
2 ОригинальныйПоиск в win-sourceВ блокнот
 
F1 Предохранитель3,15А1 Поиск в win-sourceВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: Изменена: 24.09.2017 0 11
Я собрал 2 6
x

Оценить статью

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

Средний балл статьи: 4.7 Проголосовало: 6 чел.

Комментарии (143) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Александр #
Возник вопрос,можно ли изготовить входной дроссель самостоятельно,например на ферритовом кольце? Каковы будут его параметры,диаметр,толщина провода и количество витков? Заранее благодарен!
Ответить
0

[Автор]
Nem0 #
Можно. Главные параметр - индуктивность, она должна быть в диапазоне 5-30мкГн (больше лучше) и рассчитана на выходной ток преобразователя (исходя из этого выбирается провод и каркас)
Ответить
0
Александр #
Зачет. Всё как всегда разжевано! Вопрос-хочу замутить ип для шуруповерта и появилась эта тема с этой иркой, до этого рассматривал ir2153 (как вариант 2155), теперь думаю что лучше, так чтобы наверняка, а то время на это мизер да и опыта с иип мало,только ремонт.
Ответить
0

[Автор]
Nem0 #
У 2161 есть защита, она может как мешать так и спасти в случае чего. Надо делать, экспериментировать. Только практика покажет что лучше.
Ответить
0
4uvak #
Александр если есть IR2153, то делайте на нем. И защиту я сделал попроще, чем автор темы этой делал в своих статьях ранее. Защита работает безупречно. (делал КЗ как выпрямленного напряжения, так и КЗ напрямую на выходе трансформатора)
Прикрепленный файл: Защита IR2153.JPG
Ответить
0
Александр #
В таком варианте не айс защита получается, простота не правильная по моему мнению и только по моему. Но всё имеет право жить! Кому как, но мне нравится снимать перегрузку по току. Я о 2153.
Ответить
0
Александр #
Есть и 2153 и 2161, начну с 2153, как заведется, потом добавлю защиту на трансформаторе тока и тиристоре или аналоге, главное трансформатор намотать, импульсные никогда не мотал. Потом может и 2161 помучаю, если 53 не понравится. Спасибо за обзор, очень доходчиво
Ответить
0
us7ipw #
А если мне нужно однополярное питание 14Вольт, для АКБ зарядки, можно ли использовать Сердечник с Зазором? Без каких-либо изменений в схеме.
Ответить
0

[Автор]
Nem0 #
Сердечник с зазором для этого иип использовать нельзя. И не важно какое у вас напряжение на выходе.
Ответить
0
DocKlein #
Почему нельзя использовать сердечник с зазором?
Ответить
0
Денис #
Скажите пожалуйста какой максимальный ток на выходе ИИП может быть при использовании IR2161. при использовании соответствующего дросселя + трансформатора + ключей + диодов?
Ответить
0

[Автор]
Nem0 #
Зависит от выходного напряжения
Ответить
0
DocKlein #
Решил собрать данную схему. Собрал по всем рекомендациям. Не хочет заводиться. Вылетают транзисторы и сгорает предохранитель. Трансформатор рассчитал в программе. Развожу руками.
Отредактирован 18.02.2018 20:02
Ответить
0

[Автор]
Nem0 #
Значит не правильно собрал
Ответить
0
DocKlein #
Собрал по схеме. Детали те-же самые. Есть правда отличие. Может ли БП не заводиться из-за наличия зазора в сердечнике? Снимал сердечник с блока питания телевизионной платы.
Отредактирован 19.02.2018 00:13
Ответить
0
DocKlein #
Может здесь есть добрые и отзывчивые люди, посоветуйте что делать? Я решил собрать данную схему. Цель - получить 5000 вольт на выходе, мощностью 20-30 мА, для Люстры Чижевского.

Рассчитывал по программе - первичка 42 витка, вторичка 1200 витков. Трансформатор Ш-образный, взят из блока питания телевизора. Зазор в сердечнике убрал. Вроде всё как надо собрано, но завести схему не могу. Сгорают оба транзистора, предохранитель, резистор R7 и сама микросхема.

Схему переделал следующим образом (в прикреплённом изображении). Что неправильно сделал?
Прикрепленный файл: 1q2w3e4r.png
Ответить
«12
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется напряжение?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Регулятор мощности 2 кВт
Регулятор мощности 2 кВт
USB-реле (2 канала) Набор для сборки - УНЧ 2х60 Вт на TDA7294
вверх