Главная » Питание
Призовой фонд
на февраль 2019 г.
1. 1500 руб
Сайт Паяльник
2. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
3. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Импульсный источник питания для УМЗЧ - IR2161 TE [2019]

Данная статья является логическим продолжением двух предыдущих статей посвященных ИИП на микросхеме IR2161. Здесь представлена усовершенствованная - третья версия импульсного источника питания на данной микросхеме. Рассматриваемое устройство подойдет как новичкам, для которых этот ИИП может стать первым, так и тем, кто уже имеет опыт в постройке импульсных источников питания. И хотя данный блок питания разрабатывался для питания аудио усилителей мощности, он так же хорошо подойдет для питания и других нагрузок. 

Основные отличия третьего издания - TE, от второго издания - SE, заключаются в кардинальном изменении компоновки платы блока питания, принятии специальных мер по борьбе с ростом выходного напряжения на холостом ходу (с чем сталкивались некоторые радиолюбители), совершенствовании схемы с целью улучшения качество работы и повышении безопасности устройства. 

ИИП 2161TE обладает следующими возможностями и техническими характеристиками:

  • Долговременная выходная мощность (без ограничения по времени работы) - 200 Вт;
  • Кратковременная выходная мощность (для отработки пиков сигнала) - 300 Вт;
  • Идеально подойдет для питания УМЗЧ с суммарной выходной мощностью усилителя до 200 Вт; 
  • Защита от импульсных перенапряжений и превышения входного напряжения ИИП выше 275 В с помощью варистора;
  • Защита от перегрузки и короткого замыкания по выходу блока питания;
  • Ограничение пускового тока с помощью термистора и встроенный софт-старт;
  • Компенсация просадки выходного напряжения под нагрузкой (подобие стабилизации выходного напряжения);
  • Простота конструкции - отсутствие в схеме редких и дорогостоящих радиоэлементов.

Схема импульсного источника питания 2161TE:

Кратко пробежимся по схеме. F1 - входной предохранитель, необходим для защиты проводки от возгорания в случае нештатной ситуации. Далее по схеме следует фильтр электромагнитных помех, состоящий из элементов C4, L1, C2, C3 и C1. Варистор RV1 защищает блок питания от импульсных помех и от превышения входного напряжения выше допустимой величины. Резистор R1 предназначен для разрядки конденсаторов входного фильтра. Термистор RT1 ограничивает пусковой ток блока питания. VDS1 - основной диодный мост, C11 - основной накопительный конденсатор по первичной стороне блока питания. C12 - вспомогательный конденсатор, предназначенный для подавления высокочастотных пульсаций по первичной стороне. Резисторы R5, R6 и R10, предназначены для разрядки основного накопительного конденсатора C11 после отключения блока питания от сети. C13 и C15 - конденсаторы делителя напряжения для первичной обмотки силового трансформатора Т1. Цепи питания IR2161 состоят из двух ветвей: R2, R4, VD4 - для первоначального запуска микросхемы и C8, R3, VD3, VD2 - для самопитания микросхемы D1. Другие элементы цепи питания микросхемы: VD1, C5, C6, необходимы для стабилизации и фильтрации напряжения питания. Верхний драйвер микросхемы питается от VD5 и C9. C7 - времязадающий конденсатор. Цепь защиты от перегрузки и короткого замыкания - R11, R13, R12 (задают порог срабатывания систем защиты) и R9, C10 (фильтр исключающий ложные срабатывания защиты). Затворные цепи ключей - VD6 и R7 для верхнего ключа, VD7 и R8 для нижнего ключа. Конденсатор C14 для соединения первичной и вторичной земель, снижает уровень ВЧ составляющей на выходе ИИП. Диодный мост вторичной стороны собран на диодах VD8 - VD11. Выходные катушки индуктивности L2 и L3 с шунтами - R14 и R18 соответственно, предназначенные для снижения ВЧ составляющей на выходе ИИП, конденсаторы C16 и C19, имеет тоже назначение. Основные накопительные конденсаторы по вторичной стороне - C17, C18 и C20, C21. Резисторы R15-17 и R19-21 - нагрузочные для ИИП, а также служат для разрядки выходных накопительных конденсаторов.

При повторении предыдущих версий ИИП на IR2161, некоторые радиолюбители сталкивались с проблемой, которая заключалась в том, что на холостом ходу (при отсутствии нагрузки), самопроизвольно росло выходное напряжение блока питания. Случалось, что выходное напряжение росло быстро и даже превышало допустимое для выходных конденсаторов значение. Для устранения этого неприятного эффекта, с которым к слову, автор лично не сталкивался, были приняты следующие меры: выходные дросселя L2 и L3, зашунтированы низкоомными резисторами R14 и R18, а также добавлено по три нагрузочных резистора в каждое из плеч блока питания. К сожалению, вышеописанные меры не являют 100% гарантией отсутствия роста выходного напряжения ИИП на холостом ходу. Гарантией является аккуратность сборки, полное удаление остатков флюса с печатной платы и правильно намотанный силовой трансформатор.

В авторском варианте, в качестве сердечника силового трансформатора использован сердечник EI33. Трансформатор рассчитан на долговременную выходную мощность 200 Вт и выходное напряжение +/- 40 В. Первичная обмотка содержит 46 витков, намотанных в два провода, диаметр каждого из которых 0,5 мм. Каждая из вторичных обмоток содержит по 12 витков и намотана в три провода по 0,5 мм. Изоляция обмоток выполнена лавсановой термостойкой лентой: три слоя ленты между первичной и вторичными обмотками, а также по одному слою ленты после каждого слоя первичной обмотки. Части сердечника склеены клеем "момент кристалл" и стянуты несколькими витками лавсановой ленты. 

Долговременная выходная мощность данного ИИП, ограничена габаритной мощностью применяемого сердечника силового трансформатора (в авторском варианте EI33) и не должна превышать 200 Вт, а также максимально допустимым током выходных диодов SF54, который не должен превышать 2,5 А. При использовании указанного сердечника силового трансформатора и указанных выходных диодов, допускается изменять выходное напряжение источника питания, путем пересчета количества витков первичной и вторичных обмоток: в меньшую сторону - при выходном токе не более 2,5 А, в большую сторону - при выходной мощности не более 200 Вт (см. таблицу):

Для повышения долговременной выходной мощности свыше 200 Вт и/или выходного тока свыше 2,5 А, необходимо использовать сердечник с большей габаритной мощностью и/или выходные диоды с большим допустимым током, что потребует внесения изменений в рисунок печатной платы. 

Далее, по своей хорошей традиции, просто перечислю некоторые важные моменты по повторению описываемого устройства:

  • Вывод "G" по схеме, через крепежный винт и металлическую стойку, соединяется с корпусом устройства, к которому так же подключается заземляющий сетевой провод;
  • При отсутствии заземления в сетевой розетке, конденсаторы C1 и C2 устанавливать не нужно;
  • Не допускается использовать ПВХ изоляционную ленту в качестве изоляции обмоток трансформатора ввиду ее низкой термостойкости;
  • При намотке силового трансформатор, в первую очередь, наматывается первичная обмотка ПОЛНОСТЬЮ, затем вторичные обмотки;
  • Части сердечника, в обязательном порядке, должны быть склеены - это необходимо для создания небольшого микро зазора между частями сердечника (порядка 0,03 - 0,05 мм);
  • Последним на печатную плату устанавливается силовой трансформатор. До этого должны быть впаяны все другие элементы схемы и полностью удалены остатки флюса с платы. После установки трансформатора, удаляются остатки флюса вокруг его выводов, без использования большого количества растворителей, спиртов, бензина, чтобы эти жидкости не проникли под изоляцию трансформатора;
  • Радиатор для отвода тепла от транзисторов VT1 и VT2, представляет собой пластину из алюминия, размерами 59 х 35 мм и толщиной 5 мм;
  • Силовые транзисторы VT1 и VT2 должны быть надежно изолированы от радиатора;
  • Стабилитрон VD1 должен быть на напряжение не ниже 13В и не выше 14,2 В. Допускается в качестве VD1 использовать несколько последовательно соединенных стабилитронов для получения необходимого напряжения стабилизации = 13 ... 14,2 В.
  • Конденсаторы С2 и С4, должны быть типа X1 или X2, а конденсаторы С1, С3 и С14 - типа Y1 или Y2. Не выполнение данного требования, в случае нештатной ситуации может привести к пожару и/или поражению электрическим током;
  • Дроссель подавления электромагнитных помех (L1) должен быть намотан на кольцевом ферромагнитном сердечнике. Индуктивность каждой из обмоток должна быть не менее 2 мГн (лучше больше). Диаметр провода - 0.3 ... 0.5 мм (в зависимости от выходной мощности блока питания). Обмотки должны быть надежно изолированны друг от друга и от общего ферромагнитного сердечника;
  • Резисторы R1, R5, R6 и R10, могут иметь сопротивление от 680 кОм и выше (меньшее сопротивление позволяет быстрее разряжать конденсаторы после выключения блока питания);
  • Резисторы R15-17 и R19-21, могут иметь сопротивление от 15 кОм и выше (меньшее сопротивление позволяет быстрее разряжать конденсаторы после выключения блока питания);
  • Для успешного запуска и долгой безаварийной работы блока питания следует использовать ТОЛЬКО оригинальные радиодетали; 
  • Собранное из исправных радиодеталей устройство, запускается сразу же и не требует никакой настройки;

Печатная плата 2161TE.02, в программе Sprint Layout 5, выглядит следующим образом:

Готовая к монтажу радиоэлементов печатная плата 2161TE.00 в железе:

Авторский вариант ИИП в полностью собранном виде:

Тот же ИИП, в исполнении других радиолюбителей:

P.S. 

В качестве постскриптума, прилагаю модифицированную версию блока питания 2161TE, сделанную мной для питания усилителя на двух TDA2030:

Долговременная выходная мощность данной версии блока питания - 100Вт.
Схемы - нет, отличия от оригинальной схемы - незначительные, их легко проследить по печатной плате. 

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
ИИП 2161TE.02 (Pвых=200Вт, Uвых=+/-40В)
 
R12, R13 Резистор
0.47 Ом
2 SMD 2010, 0.75ВтПоиск в Utsource В блокнот
R11 Резистор
0.68 Ом
1 SMD 2010, 0.75ВтПоиск в Utsource В блокнот
R14, R18 Резистор
1 Ом
2 SMD 2010, 0.75ВтПоиск в Utsource В блокнот
R3 Резистор
10 Ом
1 Выводной, 0.25ВтПоиск в Utsource В блокнот
R7, R8 Резистор
51 Ом
2 Выводной, 0.25ВтПоиск в Utsource В блокнот
R9 Резистор
1 кОм
1 Выводной, 0.25ВтПоиск в Utsource В блокнот
R15, R16, R17, R19, R20, R21 Резистор
15 кОм
6 SMD 1206, 0.25ВтПоиск в Utsource В блокнот
R2, R4 Резистор
150 кОм
2 Выводной, 0.25ВтПоиск в Utsource В блокнот
R1, R5, R6, R10 Резистор
680 кОм
4 Выводной, 0.25ВтПоиск в Utsource В блокнот
 
RT1 Термистор10D-111 Ток > 2AПоиск в Utsource В блокнот
RV1 Варистор07K4311 Поиск в Utsource В блокнот
 
C8 Конденсатор1000 пФ1 Керамический Y5P, 1000ВПоиск в Utsource В блокнот
C10 Конденсатор1000 пФ1 Керамический X7R, 50ВПоиск в Utsource В блокнот
C1, C3, C14 Конденсатор2.2 нФ3 Y, 400ВПоиск в Utsource В блокнот
C2, C4 Конденсатор100 нФ2 X, 275-305ВПоиск в Utsource В блокнот
C6, C7, C9 Конденсатор100 нФ3 Керамический X7R, 50ВПоиск в Utsource В блокнот
C12 Конденсатор100 нФ1 CL21 или CBB81, 400ВПоиск в Utsource В блокнот
C13, C15 Конденсатор0.47 мкФ2 CL21 или CBB81, 400ВПоиск в Utsource В блокнот
C16, C19 Конденсатор1 мкФ2 CL21, 63ВПоиск в Utsource В блокнот
 
C5 Электролитический конденсатор22 мкФ1 25ВПоиск в Utsource В блокнот
C11 Электролитический конденсатор220 мкФ1 400ВПоиск в Utsource В блокнот
C17, C18, C20, C21 Электролитический конденсатор1000 мкФ4 50ВПоиск в Utsource В блокнот
 
VD2, VD3, VD5 Выпрямительный диод
HER108
3 Поиск в Utsource В блокнот
VD4 Выпрямительный диод
1N4007
1 Поиск в Utsource В блокнот
VD6, VD7 Выпрямительный диод
1N4148
2 Поиск в Utsource В блокнот
VD8, VD9, VD10, VD11 Выпрямительный диод
SF54
4 Поиск в Utsource В блокнот
VDS1 Диодный мост
GBU806
1 Поиск в Utsource В блокнот
VD1 СтабилитронBZX55-C131 13 ... 14,2 ВПоиск в Utsource В блокнот
VT1, VT2 MOSFET-транзистор
2SK3568
2 или IRF740, STF13NM60Поиск в Utsource В блокнот
 
D1 МикросхемаIR21611 Поиск в Utsource В блокнот
 
L1 Фильтр ЭМП> 2 мГн1 Поиск в Utsource В блокнот
L2, L3 Катушка индуктивности1-3 мкГн2 Поиск в Utsource В блокнот
T1 Трансформатор1 Поиск в Utsource В блокнот
 
F1 Предохранитель3.15A1 Поиск в Utsource В блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 2
Я собрал 0 2
x

Оценить статью

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

Средний балл статьи: 4.9 Проголосовало: 2 чел.

Комментарии (7) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Публикатор #
На форуме автоматически создана тема для обсуждения статьи.
Ответить
0

[Автор]
Nem0 #
С вопросами по данному ИИП лучше обращаться сюда
Отредактирован 13.02.2019 11:50
Ответить
0
us7ipw #
Илья! с очередным выходом статьи! Удачи и Успехов!
Интересно вышло, попробуем собрать и этот ИИП
Ответить
0

[Автор]
Nem0 #
Спасибо!
Ответить
0
Sergey #
Хватит SF54 для +-30В 3А?
Ответить
0
us7ipw #
Хватит
Ответить
0

[Автор]
Nem0 #
Если обжечься о них не боитесь
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическая мощность?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

DC-DC регулируемый преобразователь 1.5-37В 2А с индикатором
DC-DC регулируемый преобразователь 1.5-37В 2А с индикатором
Набор начинающего радиолюбителя AVR-программатор USB ASP
вверх