Часть I Аппаратная часть компьютера / Собираем компьютер

Часть I Аппаратная часть компьютера / Собираем компьютер
Часть I Аппаратная часть компьютера / Собираем компьютер

Представляю вашему вниманию импульсный источник питания для УМЗЧ на популярной микросхеме IR2153. 

Данный блок питания обладает следующими достоинствами:

  • Защита от перегрузок и короткого замыкания как в первичной обмотке импульсного трансформатора, так и во вторичных цепях питания.
  • Схема плавного пуска ИБП.
  • Варистор на входе ИБП защищает от повышение сетевого напряжения выше опасного значения и от подачи на вход 380В.
  • Простая и дешевая схема.

Основные технические характеристики ИБП (характеристики приведены для моего конкретного экземпляра):
Долговременная выходная мощность - 300Вт
Кратковременная выходная мощность - 500Вт
Рабочая частота - 50кГц
Выходное напряжение - 2х35В (можно получить любое необходимое выходное напряжение в зависимости от намотки трансформатора).
КПД - не менее 85% (зависит от трансформатора)

Управляющая часть ИБП является стандартной и взята прямиком из даташита на IR2153. 
Схема ИБП включает в себя так же: защиту от перегрузок и КЗ. Защита может быть настроена на любой необходимый ток срабатывания с помощью подстроечного резистора - R10. О срабатывании защиты свидетельствует свечение светодиода HL1. При активной защите, в аварийном состоянии ИБП может находится сколько угодно долго, при этом он потребляет ток такой же как и на холостом ходу без нагрузки. В моей версии защита настроена на срабатывание при потреблении от ИБП мощности 300Вт и более. Это гарантирует то, что ИБП не будет перегружен и не выйдет из строя в результате перегрева. В качестве датчика тока в данной схеме используются резисторы включенные последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора. Это позволяет отказаться от трудоемкого процесса намотки токового трансформатора. При КЗ или перегрузке, когда падение напряжения на R11 достигает заданной величины, такой величины при котором на базе VT1 напряжение станет больше 0,6 - 0,7В, сработает защита и питание микросхемы будет шунтировано на землю. Что в свою очередь отключает драйвер и весь БП в целом. Как только перегрузка или КЗ устранено, питание драйвера возобновляется и блок питания продолжает работу в штатном режиме. 

Схема ИБП предусматривает плавный пуск, для этого в ИБП присутствует специальный узел, который ограничивает пусковой ток. Это необходимо для того, чтобы облегчить работу ключам при запуске ИБП. При подключении ИБП в сеть, пусковой ток ограничивается резистором R6. Через данный резистор течет ВЕСЬ ток. Этим током заряжается основная первичная емкость С10 и вторичные емкости. Все это происходит в считанные доли секунд, и когда зарядка завершена и ток потребления снизился до номинального значения, происходит замыкание контактов реле К1 и контакты реле шунтируют R6, тем самым запуская ИБП на полную мощность. Весь процесс занимает не более 1 секунды. Этого времени достаточно чтобы завершились все переходные процессы.

Драйвер запитывается непосредственно от сети, через диод и гасящий резистор, а не после основного выпрямителя от шины +310В как это делают обычно. Такой способ запитки дает нам сразу несколько преимуществ:

1. Снижает мощность рассеиваемую на гасящем резисторе. Что снижает выделение тепла на плате и повышает общий КПД схемы.
2. В отличает от запитки по шине +310В обеспечивает более низкий уровень пульсаций напряжения питания драйвера.

На входе блока питания, сразу после предохранителя установлен варистор. Он служит для защиты от повышения напряжение в сети выше опасного предела. При аварии сопротивление варистора резко падает и происходит короткое замыкание, в следствии которого перегорает предохранитель F1, тем самым размыкая цепь. 

Таким вот образом я тестировал ИБП на полной мощности. 

В качестве нагрузки у меня выступают 4 керамических, проволочных резистора мощностью 25Вт, погруженные в емкость с "кристально чистой" водой. После часа прохождения тока через такую воду все примеси всплывают наверх и чистая вода превращается в бурую, ржавую жижу. Вода усиленно испарялась и за час испытаний нагрелась практически до кипения. Вода необходима для отвода тепла от мощных резисторов, если кто не понял.

Трансформатор в моем варианте ИБП, намотан на сердечнике EPCOS ETD29. Первичная обмотка проводом 0,8мм2, 46 витков в два слоя. Все четыре вторичные обмотки намотаны тем же проводом в один слой по 12 витков. Может показаться, что сечение провода не достаточно, но это не так. Для работы этого ИБП на питание УМЗЧ этого достаточно, так как средняя потребляемая мощность значительно ниже максимальной, а кратковременные пики тока ИБП без труда отрабатывает за счет емкостей питания. При долговременной работе на резистор, при выходной мощности 200Вт, температура трансформатора не превысила 45 градусов.

Для увеличения выходного напряжение более 45В необходимо заменить выходные диоды VD5 VD6 на более высоковольтные. 

Для увеличение выходной мощности необходимо использовать сердечник с большей габаритной мощностью и обмотками, намотанными проводом большего сечения. Для установки другого трансформатора придется изменить рисунок печатной платы.

Печатная плата в готовом виде выглядит так (выполнено ЛУТом):

Размеры платы 188х88мм. Текстолит я использовал с толстой медью - 50мкм, вместо стандартных 35мкм. Можно использовать медь стандартной толщины. В любом случае не забывайте хорошенько пролудить дорожки.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
Драйвер питания и MOSFET

IR2153D

1 Поиск в магазине В блокнот
VT1 Биполярный транзистор

2N5551

1 Поиск в магазине В блокнот
VT2 Биполярный транзистор

2N5401

1 Поиск в магазине В блокнот
VT3 Биполярный транзистор

KSP13

1 Или MPSA13 Поиск в магазине В блокнот
VT4, VT5 MOSFET-транзистор

IRF740

2 Поиск в магазине В блокнот
VD1 Стабилитрон

1N4743A

1 13В 1.3Вт Поиск в магазине В блокнот
VD2, VD4 Выпрямительный диод

HER108

2 Или другой быстрый диод Поиск в магазине В блокнот
VD3 Выпрямительный диод

1N4148

1 Поиск в магазине В блокнот
VD5, VD6 Диод Шоттки

MBR20100CT

2 Или другой на соответствующее напряжение и ток Поиск в магазине В блокнот
VDS1 Выпрямительный диод

1N4007

4 Поиск в магазине В блокнот
VDS2 Диодный мост

RS607

1 Поиск в магазине В блокнот
VDR1 Варистор MYG14-431 1 Поиск в магазине В блокнот
HL1 Светодиод Красный 5мм 1 Только красный! Другие цвета не допустимы! Поиск в магазине В блокнот
K1 Реле TIANBO HJR-3FF-S-Z 1 Катушка 12В 400Ом Поиск в магазине В блокнот
R1 Резистор 0,25Вт

8.2 кОм

1 Поиск в магазине В блокнот
R2 Резистор 2Вт

18 кОм

1 Поиск в магазине В блокнот
R3 Резистор 0,25Вт

100 Ом

1 Поиск в магазине В блокнот
R5 Резистор 0,25Вт

47 кОм

1 Поиск в магазине В блокнот
R6 Резистор 2Вт

22 Ом

1 Поиск в магазине В блокнот
R4, R7 Резистор 0,25Вт

15 кОм

2 Поиск в магазине В блокнот
R8, R9 Резистор 0,25Вт

33 Ом

2 Поиск в магазине В блокнот
R10 Резистор подстроечный

3.3 кОм

1 Многооборотный Поиск в магазине В блокнот
R11, R11 Резистор 2Вт

0.2 Ом

2 Поиск в магазине В блокнот
С1, С3, С17, С18 Конденсатор неполярный 100 нФ х 400В Х2 4 Поиск в магазине В блокнот
С2 Конденсатор неполярный 470 нФ х 400В 1 Поиск в магазине В блокнот
C4, C5, C7 Электролит 220 мкФ х 16В 3 Поиск в магазине В блокнот
С6, C8 Конденсатор неполярный 1 нФ 2 Керамические Поиск в магазине В блокнот
С9 Конденсатор неполярный 680 нФ 1 Керамический Поиск в магазине В блокнот
С10 Электролит 330 мкФ х 400В 1 Поиск в магазине В блокнот
С11, С12 Конденсатор неполярный 1 мкФ х 400В 2 Поиск в магазине В блокнот
С13, С14, С15, C16 Электролит 1000 мкФ х 63В 4 Поиск в магазине В блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Часть I Аппаратная часть компьютера / Собираем компьютер 47
Вязание крючком для начинающих
Часть I Аппаратная часть компьютера / Собираем компьютер 11
Поздравить родителей с днем свадьбы - Поздравления
Часть I Аппаратная часть компьютера / Собираем компьютер 3
Красивые поздравления с днем рождения 35 лет
Часть I Аппаратная часть компьютера / Собираем компьютер 25
Открытка с элементами квиллинга » Сделай сам
Часть I Аппаратная часть компьютера / Собираем компьютер 31
Ответы : Как сделать, чтобы не приходили смс вообще?
Часть I Аппаратная часть компьютера / Собираем компьютер 46
Численность населения России итоги всероссийской
Часть I Аппаратная часть компьютера / Собираем компьютер 82
Поздравление и подарок от главы города получили
Часть I Аппаратная часть компьютера / Собираем компьютер 63
Светильник для кухни своими руками
Часть I Аппаратная часть компьютера / Собираем компьютер 40
Именины Элина, поздравление Элине - Поздравок
Часть I Аппаратная часть компьютера / Собираем компьютер 60
Грузинский соус Ткемали из слив или как приготовить соус
Часть I Аппаратная часть компьютера / Собираем компьютер 59
Часть I Аппаратная часть компьютера / Собираем компьютер 97
Часть I Аппаратная часть компьютера / Собираем компьютер 91
Часть I Аппаратная часть компьютера / Собираем компьютер 42
Часть I Аппаратная часть компьютера / Собираем компьютер 53
Часть I Аппаратная часть компьютера / Собираем компьютер 51
Часть I Аппаратная часть компьютера / Собираем компьютер 98
Часть I Аппаратная часть компьютера / Собираем компьютер 6