Простой, самодельный импульсный блок питания на IR2153 своими руками

10 января 2019 / 20:04
Импульсный блок питания в рукахИнструкция по созданию универсального, простого импульсного блока питания на IR2153 своими руками. Представлена схема, более 40 пошаговых фото и детальные пояснения.
Содержание статьи:

  1. Схема, необходимые компоненты
  2. Сборка своими руками
  3. Тестирование импульсного блока питания
  4. Видео о создании импульсного блока питания

Недавно мы говорили о создании лабораторного блока питания своими руками. Сегодня мы рассмотрим пошагово, как создать универсальный импульсный блок питания на микросхеме IR2153. В интернете полно схем БП на IR2153, но каждая из них имеет свои недостатки, а вот представленная схема — универсальная.

Схема импульсного блока питания на IR2153, необходимые компоненты



Как выглядит схема импульсного блока питания
Подробная схема импульсного БП

Первое, что бросается в глаза, это использование двух высоковольтных конденсаторов вместо одного на 400В. Таким образом можно сразу убить двух зайцев. Эти конденсаторы можно достать из старых блоков питания от компьютера, не тратя на них деньги.

Конденсаторы на схеме

Точка с напряжением на схеме

Плата с конденсаторами

Два конденсатора в руках

Если блока нет, то цены на пару таких конденсаторов ниже, чем на один высоковольтный. Емкость конденсаторов одинаковая и должна быть из расчета 1 мкФ на 1 Вт выходной мощности. Это означает, что для 300 Вт выходной мощности вам потребуется пара конденсаторов по 330 мкФ каждый.

Важно также учитывать следующее соответствие:

  • 150 Вт = 2х120 мкФ
  • 300 Вт = 2х330 мкФ
  • 500 Вт = 2х470 мкФ

Также, если использовать такую топологию, отпадает потребность во втором конденсаторе развязки, что сэкономит место. Кроме того, напряжение конденсатора развязки уже должно быть не 600 В, а всего лишь 250 В. Сейчас вы можете видеть размеры конденсаторов на 250В и на 600В.

Конденсаторы на 250В и на 600В в руках

Следующая особенность схемы — запитка для IR2153. Все, кто строил блоки на ней, сталкивались с сильным нагревом питающих резисторов.

Схема запитки для IR2153

Даже если их ставить от переменки, выделяется очень много тепла. Чтобы этого избежать, вместо резистора используем конденсатор. Это предотвратит нагрев элемента по питанию.

Место расположения конденсатора

Также плата оснащена защитой, но в первоначальном варианте схемы ее не было.

Защита на схеме блока питания

Установка нового элемента на плату блока питания

Обратная сторона печатной платы для БП

После тестов на макете выяснилось, что для установки трансформатора слишком мало места и поэтому схему пришлось увеличить на 1 см, это дало лишнее пространство, на которое нужно установить защиту. Если она не нужна, можно просто поставить перемычки вместо шунта и не устанавливать компоненты, отмеченные красным цветом.

Расположение перемычки на схеме

Компоненты на плате, которые не нужно устанавливать

Ток защиты регулируется с помощью подстроечного резистора:

Подстроечный резистор на схеме

Номиналы резисторов шунта изменяются в зависимости от максимальной выходной мощности. Чем она больше, тем меньше нужно сопротивление. Например, для мощности до 150 Вт нужны резисторы на 0,3 Ом. Если мощность 300 Вт, то лучше использовать резисторы на 0,2 Ом. При 500 Вт и выше ставим резисторы с сопротивлением 0,1 Ом. Данный блок не стоит собирать мощностью выше 600 Вт.

Также нужно сказать пару слов про работу защиты. Она тут икающая. Частота запусков составляет 50 Гц. Это происходит потому, что питание взято от переменки, следовательно, сброс защелки происходит с частотой сети.

Принцип работы защиты отображён на схеме

Если вам нужен защелкивающийся вариант, то в таком случае питание микросхемы IR2153 нужно брать постоянное, а точнее — от высоковольтных конденсаторов. Выходное напряжение данной схемы будет сниматься с двухполупериодного выпрямителя.

Питание защелкивающегося варианта защиты

Основным диодом будет диод Шоттки в корпусе ТО-247, ток выбираете под ваш трансформатор.

Диод Шоттки в руках

Если нет желания брать большой корпус, то в программе Layout его легко поменять на ТО-220. По выходу стоит конденсатор на 1000 мкФ, его с головой хватает для любых токов, так как при больших частотах емкость можно ставить меньше чем для 50-ти герцового выпрямителя.

Расположение выходного конденсатора на 1000 мкФ

Как выглядит выходной конденсатор на 1000 мкФ

Также необходимо отметить и использование некоторых вспомогательных элементов в обвязке трансформатора:

Вспомогательные элементы в обвязке трансформатора
Снабберы

Расположение вспомогательных конденсаторов на схеме
Сглаживающие конденсаторы

Кроме того, не забываем об Y-конденсаторе между землями высокой и низкой стороны, который гасит помехи на выходной обмотке блока питания.

Расположение Y-конденсатора на схеме
Y-конденсатор

Нельзя пропускать и частотозадающую часть схемы.

Это конденсатор на 1 нФ, его номинал автор не советует менять, а вот резистор задающей части он поставил подстроечный, на это были свои причины. Первая из них, это точный подбор нужного резистора, а вторая - это небольшая корректировка выходного напряжения с помощью частоты. А сейчас небольшой пример, допустим, вы изготавливаете трансформатор и смотрите, что при частоте 50 кГц выходное напряжение составляет 26В, а вам нужно 24В. Меняя частоту можно найти такое значение, при котором на выходе будут требуемые 24В. При установке данного резистора пользуемся мультиметром. Зажимаем контакты в крокодилы и вращая ручку резистора, добиваемся нужного сопротивления.

Резистор на схеме

Это конденсатор на 1 нФ, его номинал менять не советуем, а вот резистор задающей части можно установить подстроечный, на это есть свои причины. Первая из них — это точный подбор нужного резистора, а вторая — это небольшая корректировка выходного напряжения с помощью частоты.

Небольшой пример: допустим, вы изготавливаете трансформатор и смотрите, что при частоте 50 кГц выходное напряжение составляет 26 В, а вам нужно 24 В. Меняя частоту, можно найти такое значение, при котором на выходе будут требуемые 24 В. При установке данного резистора пользуемся мультиметром. Зажимаем контакты в крокодилы и, вращая ручку резистора, добиваемся нужного сопротивления.

Расположение резистора с нужным сопротивлением

Установка нужного сопротивления на резисторе

Печатную плату для импульсного блока питания на IR2153 можно скачать ниже:

Файлы для скачивания: impulsnyy-blok-pitaniya-na-ir2153.rar


Импульсный блок питания на IR2153 — сборка своими руками



Сейчас вы можете видеть 2 макетные платы, на которых производились испытания. Они очень похожи, но плата с защитой немного больше.

Макетные платы в руках

Макетки сделаны для того, чтобы можно было заказать изготовление данной платы в Китае.

Демонстрация обратной стороны печатной платы

Технические компоненты на лицевой стороне платы

Тыльная сторона платы для импульсного блока питания

Вот плата уже готова. Выглядит все таким образом. Сейчас быстренько пройдемся по основным элементам ранее не упомянутым. В первую очередь это предохранители. Их тут 2, по высокой и низкой стороне.

Указание на предохранители

Предохранитель зажат двумя пальцами

Далее видим конденсаторы фильтра.

Указание на конденсаторы фильтра

Их можно достать из старого блока питания компьютера. Дроссель наматываем на кольце т-9052, 10 витков проводом сечением 0,8 мм 2 жилы. Однако можно применить дроссель из того же компьютерного блока питания. Диодный мост — любой, с током не меньше 10 А.

Диодный мост в руке

Еще на плате имеются 2 резистора для разрядки емкости, один по высокой стороне, другой — по низкой.

Указание на резистор для разрядки ёмкости

Второй резистор для разрядки ёмкости

Ну и остается дроссель по низкой стороне, его мотаем 8–10 витков на таком же сердечнике, что и сетевой. Как видим, данная плата рассчитана под тороидальные сердечники, так как они при одинаковых размерах с Ш-образными, имеют большую габаритную мощность.

Дроссель для платы

Тестирование самодельного импульсного блока питания на IR2153



Настало время протестировать устройство. Пока основным советом является производить первое включение через лампочку на 40 Вт.

Простая схема тестирования блока питания

Лампочка подключена к блоку питания

Если все работает в штатном режиме, то лампу можно откинуть. Проверяем схему на работу. Как видим, выходное напряжение присутствует. Проверим как реагирует защита. Скрестив пальцы и закрыв глаза, коротим выводы вторички.

Искусственное создание короткого замыкания на блоке питания

Как видим, защита сработала, все хорошо. Теперь можно сильнее нагрузить блок. Для этого воспользуемся нашей электронной нагрузкой. Подключим 2 мультиметра, чтоб мониторить ток и напряжение. Начинаем плавно поднимать ток.

Блок питания подключён к 2-м мультиметрам

Результат тестирования БП на 2-х Амперах

Как видим при нагрузке в 2А, напряжение просело незначительно. Если поставить мощнее трансформатор, то просадка уменьшится, но все равно будет, так как этот блок не имеет обратной связи, поэтому его предпочтительнее использовать для менее капризных схем.


Итак, где использовать универсальный импульсный блок питания на IR2153? В блоках для DC-DC, для усилителей, паяльников, ламп, двигателей.

Видео о создании импульсного блока питания на IR2153 своими руками:

0

Другие новости по теме:

Добавление комментария
Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Если Вы не робот, то подтвердите это: *