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.
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.
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 | Примечание | Магазин | Мой блокнот | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Схема ИИП | |||||||
T1, T2 | MOSFET-транзистор | IRF840 | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
DIL1 | Драйвер питания и MOSFET | IR2153D | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
VD1 | Выпрямительный диод | UF5408 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
VDS1 | Выпрямительный диод | 1N5408 | 4 | Поиск в магазине Отрон | |||
Диод Шоттки | MBR3045PT | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||||
R1 | Резистор | 0.33 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R2, R3 | Резистор | 330 кОм | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
R4 | Резистор | 50 кОм | 1 | 45-68k 2 W | Поиск в магазине Отрон | ||
R5, R6 | Резистор | 47 Ом | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
R7 | Резистор | 15 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R8 | Резистор | 100 Ом | 1 | R8- 2W, R10 - 0,25W | Поиск в магазине Отрон | ||
C1, C2, C7 | конденсатор | 100 нФ | 3 | Поиск в магазине Отрон | |||
C3, C4 | Конденсатор | 220мкФ x 200В | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
C6 | Конденсатор | 1 нФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
C8 | Конденсатор | 220мкФ x 50В | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
C10 | Конденсатор | 1мкФ x 400В | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
C11 | Конденсатор | 1000мкФ x 50В | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
C12 | Конденсатор | 220 пФ | 1 | 1кВ | Поиск в магазине Отрон | ||
F1 | Предохранитель | 1.5А | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
ШИМ - регулятор | |||||||
DIL2 | Программируемый таймер и осциллятор | NE555 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
T3 | MOSFET-транзистор | IRFZ44 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
VD2, VD3 | Выпрямительный диод | 1N4148 | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
VD5 | Выпрямительный диод | 1N5408 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R9 | Переменный резистор | 47 кОм | 1 | 47-470 кОм | Поиск в магазине Отрон | ||
R10 | Резистор | 100 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R11 | Резистор | 1 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
C14 | Конденсатор | 100 нФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
C15 | Конденсатор | 1 нФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
C17 | Конденсатор | 220мкФ х 50В | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
Схема защиты | |||||||
T4 | MOSFET-транзистор | IRFZ44 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
VT1 | Биполярный транзистор | KTC9014 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
VD4 | Выпрямительный диод | 1N4148 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
HL1 | Светодиод | 3.5мм | 1 | Красный | Поиск в магазине Отрон | ||
R12 | Резистор | 4.7 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R13 | Резистор | 0.01Ом 5Вт | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R14 | Резистор | 1 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R15 | Резистор | 15 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
C14 | Конденсатор | 100 нФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
Скачать список элементов (PDF)
Прикрепленные файлы:
- Плата ШИМ регулятора.lay (23 Кб)
- ИРКА.lay (72 Кб)
- Плата защиты.lay (18 Кб)
Комментарии (63) | Я собрал (0) | Подписаться
Для добавления Вашей сборки необходима регистрация
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
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
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..
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 !
Да... и если применять IR2153 с буквой "D", то диод VD1 не нужен.
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.
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
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.
- 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...
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).
1) питание (землю) 555 перенести на исток транзистора Т3,
2) 4-ю и 8-ю ножки 555 защитить стабилитроном 15V и запитать через резистор, а проще через КРЕН8В.
3) Между анодом VD5 выход GND вставить мощный дроссель.
4) VD5 заменить на мощный диод Шоттки.
Получим классический импульсный "step down"
И еще: Хотели автоматическое отключение - оно у нас есть. Оторвите ножку 4 от 8-й, запитайте через резистор. С 4-й на землю (первую ногу) поставьте маломощный тиристор, тем самым реализуя надежное отключение без самовключения от .импульса тока или порога выходного напряжения.
Успехов в изучении матчасти.