Výkonný 12V spínaný zdroj, který si udělejte sami
Dobrý den, milí přátelé, v tomto článku se s vámi chci podělit o své zkušenosti s tvorbou spínaných zdrojů. Budeme mluvit o tom, jak sestavit spínaný zdroj pomocí čipu IR2153 vlastníma rukama.
Čip IR2153 je vysokonapěťový hradlový budič, je na něm postaveno mnoho různých obvodů, napájecích zdrojů, nabíječek atd. Napájecí napětí se pohybuje od 10 do 20 voltů, provozní proud je 5 mA a provozní teplota až 125 stupňů Celsia.
Začínající radioamatéři se bojí sestavit svůj první spínaný zdroj a velmi často sahají po transformátorových jednotkách. Svého času jsem měl také obavy, ale přesto jsem se dal dohromady a rozhodl se to zkusit, zvlášť když bylo dost dílů na sestavení. Nyní si povíme něco málo o schématu. Jedná se o standardní polomůstkový napájecí zdroj s IR2153 na desce.
Podrobnosti
Diodový můstek na vstupu 1n4007 nebo hotová sestava diod navržená pro proud minimálně 1A a zpětné napětí 1000V.
Rezistor R1 je nejméně dva watty, nebo 5 wattů 24 kOhm, rezistor R2 R3 R4 s výkonem 0,25 wattu.
Elektrolytický kondenzátor na vysoké straně 400 voltů 47 uF.
Výstup 35 voltů 470 – 1000 uF. Fóliové filtrační kondenzátory určené pro napětí minimálně 250 V 0,1 - 0,33 µF. Kondenzátor C5 – 1 nF. Keramický, keramický kondenzátor C6 220 nF, fóliový kondenzátor C7 220 nF 400 V. Tranzistor VT1 VT2 N IRF840, transformátor ze starého počítačového zdroje, diodový můstek na výstupu plný čtyř ultrarychlých diod HER308 nebo jiné podobné.
V archivu si můžete stáhnout obvod a desku:
Deska plošných spojů je vyrobena na kusu fólií potaženého jednostranného laminátu ze skelných vláken metodou LUT. Pro snadné připojení napájení a připojení výstupního napětí má deska šroubovací svorkovnice.
12 V spínaný napájecí obvod
Výhodou tohoto obvodu je, že tento obvod je svého druhu velmi oblíbený a mnohými radioamatéry je opakován jako jejich první spínaný zdroj a účinnost a krát více, o velikosti nemluvě. Obvod je napájen ze síťového napětí 220 voltů, na vstupu je filtr, který se skládá z tlumivky a dvou fóliových kondenzátorů určených pro napětí minimálně 250 - 300 voltů o kapacitě 0,1 až 0,33 μF; odebírat ze zdroje napájení počítače.
V mém případě není žádný filtr, ale je vhodné jej nainstalovat. Dále je napětí přiváděno do diodového můstku navrženého pro zpětné napětí alespoň 400 voltů a proud alespoň 1 ampér. Můžete dodat i hotovou sestavu diod. Dále v obvodu je vyhlazovací kondenzátor s provozním napětím 400 V, protože hodnota amplitudy síťového napětí je kolem 300 V.Kapacita tohoto kondenzátoru je zvolena následovně, 1 μF na 1 Watt výkonu, protože z tohoto bloku nebudu čerpat velké proudy, v mém případě je zde kondenzátor 47 μF, i když lze odčerpat stovky wattů takového okruhu. Napájení mikroobvodu je odebíráno ze střídavého napětí, zde je uspořádán zdroj, rezistor R1, který zajišťuje tlumení proudu, je vhodné jej nastavit na výkonnější alespoň dva watty, protože se zahřívá, pak napětí je usměrněno pouze jednou diodou a jde do vyhlazovacího kondenzátoru a poté do mikroobvodu. Pin 1 mikroobvodu je plus napájení a pin 4 je mínus napájení.
Můžete si pro něj sestavit samostatný zdroj a napájet jej podle polarity 15 V. V našem případě mikroobvod pracuje na frekvenci 47 - 48 kHz. Pro tuto frekvenci je organizován RC obvod skládající se z 15kohm odpor R2 a 1 nF filmový nebo keramický kondenzátor. S tímto uspořádáním částí bude mikroobvod správně fungovat a na svých výstupech produkovat obdélníkové impulsy, které jsou dodávány do hradel výkonných spínačů pole přes odpory R3 R4, jejich hodnoty se mohou lišit od 10 do 40 Ohmů. Tranzistory musí být instalovány N kanál, v mém případě se jedná o IRF840 s pracovním napětím drain-source 500 V a maximálním vypouštěcím proudem při teplotě 25 stupňů 8 A a maximálním ztrátovým výkonem 125 Wattů. Dále v obvodu je pulzní transformátor, za ním je plnohodnotný usměrňovač ze čtyř diod značky HER308, běžné diody zde nebudou fungovat, protože nebudou schopny pracovat na vysokých frekvencích, takže instalujeme ultra -rychlé diody a po můstku je napětí již přiváděno na výstupní kondenzátor 35 Volt 1000 μF , je možné a 470 uF, zvláště velké kapacity ve spínaných zdrojích nejsou potřeba.
Vraťme se k transformátoru, najdeme ho na deskách počítačových zdrojů, není těžké ho identifikovat, na fotce vidíte ten největší, a ten potřebujeme. Chcete-li takový transformátor převinout, musíte uvolnit lepidlo, které lepí poloviny feritu k sobě; k tomu si vezměte páječku nebo páječku a pomalu zahřívejte transformátor, můžete jej na několik minut vložit do vroucí vody minut a opatrně oddělte poloviny jádra. Namotáme všechny základní náviny a namotáme vlastní. Na základě toho, že potřebuji na výstupu dostat napětí kolem 12-14 Voltů, primární vinutí transformátoru obsahuje 47 závitů drátu 0,6 mm ve dvou žilách, mezi vinutími uděláme izolaci obyčejnou páskou, sekundární vinutí obsahuje 4 závity stejného drátu v 7 žilách. DŮLEŽITÉ je navíjet jedním směrem, izolovat každou vrstvu páskou a označit začátek a konec vinutí, jinak nebude nic fungovat, a pokud ano, jednotka nebude schopna dodat veškerý výkon.
Blokovat kontrolu
No a teď si vyzkoušíme náš zdroj, jelikož moje verze je zcela funkční, ihned jej připojuji do sítě bez bezpečnostní lampy.
Zkontrolujme výstupní napětí, jak vidíme, je kolem 12 - 13 V a příliš nekolísá kvůli úbytkům napětí v síti.
Jako zátěž teče autosvítilnou 12 V o výkonu 50 Wattů proud 4 A. Pokud je taková jednotka doplněna o regulaci proudu a napětí a je dodáván vstupní elektrolyt větší kapacity, pak můžete bezpečně sestavit nabíječka do auta a laboratorní zdroj.
Před spuštěním napájení je třeba zkontrolovat celou instalaci a připojit ji k síti přes 100W žárovku bezpečnostní lampy, pokud lampa hoří plnou intenzitou, pak hledejte chyby při instalaci snotu, tok nebyl vymyté nebo vadná některá součást atd. Při správné montáži by měla lampa mírně blikat a zhasnout, to nám říká, že vstupní kondenzátor je nabitý a v instalaci nejsou žádné chyby. Před instalací součástek na desku je proto nutné je zkontrolovat, i když jsou nové. Dalším důležitým bodem po spuštění je, že napětí na mikroobvodu mezi piny 1 a 4 musí být alespoň 15 V. Pokud tomu tak není, je třeba zvolit hodnotu rezistoru R2.
