Усовершенствованный иип в спичечной коробке

Усовершенствованный ИИП в спичечной коробке

В статье описан простой стабилизированный импульсный источник питания (ИИП), который можно разместить в корпусе размерами со спичечный коробок. Устройство отличается повышенной удельной мощностью, хорошей повторяемостью и не боится перегрузок по току.

Описания миниатюрных ИИП неоднократно были опубликованы на просторах сети интернет. Как правило, это – устройства с небольшой выходной мощностью.

К примеру, предшественник «ИИП в спичечной коробке» отдавал в нагрузку мощность до 0,63 Вт, являясь при этом одним из самых мощных источников среди тех, что помещались в спичечный коробок или в габариты батареи “Крона”.

Кроме того, эти источники обладали малым КПД, обычно не превышающим 35 %.

Предлагаемый обратноходовый ИИП также можно поместить в спичечный коробок, но его выходная мощность в 15 раз, а КПД в 2,5 раза больше, чем у первого варианта.

Достичь столь высоких энергетических показателей удалось благодаря применению специализированной микросхемы TNY255P семейства TinySwitch фирмы Power integrations.

ИИП стабилизирует выходное напряжение, обладает защитой от перегрузки и короткого замыкания в нагрузке путем пропуска импульсов, а используемая микросхема содержит узлы защиты от перегрева. Более подробную информацию о параметрах и характеристиках этой микросхемы TNY255P можно почитать в даташите.

Основные технические характеристики: Напряжение питающей сети переменного тока, В ………………………..220±20% Частота питающего напряжения, Гц ……………………………………………..40…400 Потребляемая мощность при отсутствии нагрузки, Вт, не более …0,31 Частота преобразования, кГц………………………………………………..

………115…140 Номинальное выходное напряжение, В…………………………………………9 Максимальная выходная мощность, Вт………………………………………..10 Максимальный КПД, %…………………………………………………………………..88 Удельная мощность, Вт/дм3………………………………………………………….

300

Масса (без корпуса), г, не более …………………………………………………..28

Схема ИИП показана на рис. 1. Предохранитель FU1 защищает элементы от аварийных ситуаций. Терморезистор RK1 ограничивает импульс зарядного тока конденсатора С2 до безопасного для диодного моста VD1 значения, а совместно с конденсатором С1 образует RC-фильтр, служащий для уменьшения импульсных помех, проникающих из ИИП в сеть.

Диодный мост VD1 выпрямляет сетевое напряжение, конденсатор С2 – сглаживающий. Выбросы напряжения первичной обмотки трансформатора Т1 уменьшает демпфирующая цепь R1C5VD2. Конденсатор С4 является фильтром питания, от которого запитаны внутренние элементы микросхемы DA1, его номинальная емкость может быть в пределах 0,1…4,7мкФ.

Выходной выпрямитель собран на диоде Шотки VD3, пульсации выходного напряжения сглаживает LC-фильтр C6C7L1C8. Элементы R2, R3, VD4 и U1 обеспечивают совместно с микросхемой DA1 стабилизацию выходного напряжения при изменении тока нагрузки и сетевого напряжения. Цепь индикации включения выполнена на светодиоде HL1 и токоограничивающем резисторе R4.

Применены постоянные резисторы МЛТ, С2-23, Р1-4, подстроечный – 3329Н-1 фирмы Bourns или отечественный аналог СПЗ-19а, оксидные конденсаторы – импортные, С1, СЗ и С5 – керамические высоковольтные CD2200Z5V, DEBB33D222KA2B, С4, С7, С8 – К10-506.

Терморезистор серии NTC (с отрицательным ТКС) – SCK-103. Микросхема TNY255P заменима на TNY255G, TNY256P или TNY256G, диод HER208 – на HER106, HER107, HER206, HER207, 1N4937, FR306 или BY399, диод 1N5822 – на SR360, 31DQ04, 31DQ06, 90SQ045.

Стабилитрон КС170А можно заменить на стабилитроны КС162А, КС175А, а оптопару РС817 – на LTV817, РС816, LTV816. Светодиод – любой миниатюрный, желательно синего или зеленого цвета свечения.

Предохранитель FU1 – конструктивный, он образован на плате печатным проводником, его можно заменить отрезком медного обмоточного провода, например ПЭВ-2, диаметром 0,03 мм.

Для изготовления трансформатора применен броневой магнитопровод Б18 (без подстроечника) из феррита 2000НМ. Первичная обмотка содержит 182 витка провода диаметром 0,11 мм, а вторичная состоит из 20 витков провода диаметром 0,6 мм.

Между обмотками следует проложить два слоя лавсановой или лакотканевой ленты, пропитать их парафином, чтобы уменьшить акустический шум. Между чашками магнитопровода необходимо сделать зазор 0,16…0,23 мм, для чего можно использовать прокладку из фторопласта, стеклоткани или, в крайнем случае, картона.

Дроссель намотан на магнитопроводе типоразмера К10x6x2 из феррита 2000НМ и содержит 16 витков провода диаметром 0,6 мм при выходном токе до 200…300 мА и 3…4 витка провода диаметром 0,8 мм при токе до 1,1 А.

Острые края магнитопровода необходимо предварительно притупить наждачной бумагой и обмотать слоем лакотканевой ленты. Для намотки трансформатора и дросселя следует применять провод марок ПЭВ-2, ПЭТВМ, ПЭТВ-1, ПЭТВ-2, ПЭТ-200-1.

Чертеж печатной платы показан на рис. 2, она изготовлена из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1…1,5 мм.

Микросхему устанавливают в панель, чашки магнитопровода сжимают между собой и крепят к плате двумя латунными винтами, закрученными с противоположных сторон в латунную втулку. Все резисторы и диоды монтируют перпендикулярно к плате.

Внешний вид собранной платы показан на рис. 3. После проверки и налаживания ее помещают в корпус из изоляционного материала.

Налаживание ИИП сводится к точной установке выходного напряжения подстроечным резистором R3.

Радио №3, 2009г.

Список радиоэлементов

ОбозначениеТипНоминалКоличествоПримечаниеМагазинМой блокнотDA1

VD1

VD2

VD3

VD4

U1

С1, С3, С5

С2

С4

С6

С7, С8

R1

R2

R3

R4

RK1

FU1

HL1

T1

L1

Микросхема TNY255P 1 TNY255G, TNY256P или TNY256G Поиск в Utsource В блокнот
Диодный мост DB107 1 Поиск в Utsource В блокнот
Выпрямительный диод HER208 1 HER106, HER107, HER206, HER207, 1N4937, FR306 или BY399 Поиск в Utsource В блокнот
Диод Шоттки 1N5822 1 SR360, 31DQ04, 31DQ06, 90SQ045 Поиск в Utsource В блокнот
Стабилитрон КС170А 1 КС162А, КС175А Поиск в Utsource В блокнот
Оптопара PC817 1 LTV817, РС816, LTV816 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор 2200 пФ 2 кВ 3 Поиск в Utsource В блокнот
Электролитический конденсатор 4.7 мкФ 400 В 1 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор 0.22 мкФ 1 Поиск в Utsource В блокнот
Электролитический конденсатор 100 мкФ 63 В 1 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор 0.47 мкФ 2 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 110 кОм 1 2 Вт Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 10 Ом 1 Поиск в Utsource В блокнот
Подстроечный резистор 470 Ом 1 СПЗ-19а Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 3.3 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
Терморезистор 10 Ом 1 SCK-103 Поиск в Utsource В блокнот
Предохранитель 0.2 А 1 Поиск в Utsource В блокнот
Светодиод ARL2-3214UBC 1 Поиск в Utsource В блокнот
Трансформатор 1 Поиск в Utsource В блокнот
Катушка индуктивности 1 Поиск в Utsource В блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Источник: http://cxem.net/pitanie/5-181.php

Импульсный ИП в спичечной коробке

Статьи » Импульсные источники питания » Импульсный ИП в спичечной коробке

Основные технические характеристики:

  • Напряжение питающей сети 187…242В
  • Номинальное выходное напряжение 9В
  • Максимальный ток нагрузки 70мА
  • Максимальная амплитуда пульсаций выходного напряжения 0,065В
  • Частота преобразователя 52…56кГц
  • Масса 22г
  • Удельная мощность 19Втдм³

Нагрузочная характеристика ИП показана на рис.1.

Как видно из графика — при превышении допустимого тока нагрузки уменьшается выходное напряжение. ИП может продолжительное время выдержать большой ток нагрузки вплоть до короткого замыкания. Так же при полном замыкании выхода ИП снижается частота преобразователя до 11000Гц.

Схема ИП показана на рис.2.

С1, VD1,VD2и С2 — без трансформаторный сетевой блок питания с напряжением выхода 47В. R2 ограничивает пусковой ток до безопасного уровня при включении ИП в сеть. R1 разряжает С1 после выключения питания ИП. Сетевой фильтр в ИП не установлен так как мощность источника мала. HL1 — индикатор сети.
На VT1 и Т1 собран автогенератор, Т1 имеет 3 обмотки:

  • I — сетевая
  • II — обратная связь
  • III — выходная

R4C3VD3 — демпфирующая цепь, уменьшающая выброс ЭДС самоиндукции Т1. VD5 выпрямляет напряжение выходной обмотки. С5 сглаживает пульсации НЧ, а С6 ВЧ.

VD6 — стабилизирует выходное напряжение.

Детали и конструкция:

Печатная плата изображена на рис.3.

С1 должен быть рассчитан на напряжение не менее 630В. С2 — лучше применить импортный — при этом можно увеличить емкость конденсатора. С3 на напряжение не менее 350В, и соответственно С6 на номинальное напряжение выхода.

Диодный мост КЦ407А можно заменить на КД906А или на дискретные диоды КД102А. Стабилитрон VD2 можно любой на напряжение стабилизации от 31 до 47 В. HL1 — АЛ307. VD3 КД102А или КД104, VD4 — КД522А или КД520А, VD5 — КД510А или 1N5819.

Стабилитрон VD6 — Д814Б или Д818.

Транзистор КТ602БМ — АМ, КТ605А…Б — транзистор на теплоотвод устанавливать не надо.

Т1 намотан на кольце типоразмера К16*10*4,5 из феррита М2000НМ-1А, все обмотки могут быть намотаны проводом ПЭЛ, ПЭЛ-2 или ПЭЛШО.

  • I — 100 витков провода диаметром 0,14
  • II — 8 витков того же провода
  • III — 25 витков провода диаметром 0,35

Между обмотками I и II проложен слой изоляции, а III — я обмотка отделена двумя слоями изоляции.
В качестве изоляции можно применить фторопластовую пленку или изоляционную ленту шириной 5-7 мм. Так же рекомендуется пропитать Т1 парафином от свечей.

В налаживании ИИП не нуждается.

Источник: http://rcl-radio.ru/?p=71

Читать

Сигнализатор электронный СЭ-8

Синельников А.

1981, № 3, с. 40.

Охранное устройство для автомобиля.

Измеритель вибраций и перемещений

Болотов Б., Ситов В.

1981, № 4, с. 24.

Инфракрасный термометр

Фигурнов Е., Мрыхин С.

1981, № 5, с. 18.

Для дистанционного измерения температуры от 0 до 150 градусов.

Автоматическая система зажигания

Ситников А.

1981, № 5, с. 20.

С регулятором угла опережения зажигания. Для мотоциклов с двухтактными двигателями.

Инфракрасный термометр

Фигурнов Е., Мрыхин С.

1981, № 6, с. 18.

Для дистанционного измерения температуры от 0 до 150 градусов.

Автоматическая система зажигания

Ситников А.

1981, № 6, с. 20.

С регулятором угла опережения зажигания. Для мотоциклов с двухтактными двигателями.

Автомобильный тахометр

Межлумян А.

1982, № 2, с. 37.

Стрелочный.

Бесконтактное реле времени

Мартынова Н., Чикваидзе Е.

1982, № 5, с. 30.

Стабилизированный многоискровой блок зажигания

Сверчков Ю.

1982, № 5, с. 27.

Измеритель энергии лампы вспышки

Петров В., Янишевский Н.

1982, № 7, с. 35.

Цифровой тахометр

Стежко В.

1982, № 8, с. 26.

Бесконтактный датчик и индикаторы Ф207.

Три конструкции для сельского хозяйства

Купянский Г., Николаев В., Володарский В.

1982, № 8, с. 23.

Частотомер для доильных аппаратов. Индикатор морозостойкости озимых культур. Индикатор мастита.

Блок управления тиристорами

Шичков Л.

1982, № 10, с. 22.

Устройство защиты электродвигателя

Зейбот В.

1982, № 12, с. 26.

Жиромер

Волик А., Марков А.

1982, № 12, с. 17.

Для определения жирности молока.

Автоматический регулятор полива

Павлов Е., Чирков В., Штабный В.

1983, № 2, с. 22.

Контролирующее устройство для автомобиля

1983, № 4, с. 26.

Устройство управления электродвигателями

Пионтак Б., Скляр Е.

1983, № 5, с. 26.

Стимулятор всхожести семян

Бобрицкий С., Ирха А., Федотовских Ю.

1983, № 6, с. 22.

Комбинированная электронная система зажигания

1983, № 7, с. 30.

Кодовый замок на МС

Калмыков Б.

1983, № 8, с. 24.

Цифровой тахометр

1983, № 9, с. 28.

Индикатор для сельского электромонтера

1983, № 10, с. 24.

Читайте также:  Лабораторный источник питания на igbt транзисторе

Стабилизатор частоты вращения вала электродвигателя

1983, № 10, с. 24.

Индикатор дефектов сварочных швов

1983, № 11, с. 26.

Индикатор белка в молоке

1983, № 12, с. 22.

Узел включения автосторожа

1983, № 12, с. 19.

Блок управления садовым электронасосом

Субботин А.

1984, № 1, с. 30.

Устройство для подбора светофильтров

Масловский В., Шаповал В.

1984, № 1, с. 25.

Метроном

Борноволоков Э.

1984, № 2, с. 56.

Электронный звонок-сторож

Борноволоков Э.

1984, № 2, с. 56.

Простейший автомат для включения и выключения противоослепляющего устройства

Борноволоков Э.

1984, № 2, с. 56.

Устройство для зажигания газа в плите

Борноволоков Э.

1984, № 2, с. 56.

Электронный термобарометр

Алексаков Г., Терехов Г.

1984, № 3, с. 47.

Фотореле на ИК-лучах

Улыбин А.

1984, № 4, с. 22.

Программатор полива

Васильев Е.

1984, № 6, с. 15.

Широтно-импульсный регулятор напряжения

Тышкевич Е.

1984, № 6, с. 27.

Для автомобиля.

Ограничитель напряжения сварочного трансформатора

Замковой С.

1984, № 8, с. 55.

Автоматический осветитель

Боровик И.

1984, № 11, с. 22.

Измеритель вибросмещения

Дугин А.

1984, № 12, с. 22.

Цифровой термометр

Хоменков Н., Зверев А.

1985, № 1, с. 47.

Кабельный пробник

Дробница М.

1985, № 3, с. 24.

Термостабилизатор к электропаяльнику

Кузичев Л.

1985, № 3, с. 26.

Реле времени

Шестаков А.

1985, № 4, с. 25.

Продление срока службы аккумулятора

Шамис В.

1985, № 4, с. 56.

Зарядное устройство.

Термокомпенсированный регулятор напряжения

Ломанович В.

1985, № 5, с. 24.

Экономичный термостабилизатор для овощехранилища

Батурин А., Обиденко Е.

1985, № 5, с. 27.

Электромагнитный миксер

Чантурия А.

1985, № 6, с. 28.

Биотехнический комплекс “Сигнал”

1985, № 7, с. 11.

Электронный блок управления экономайзера ( ВАЗ-2105 )

1985, № 7, с. 29.

Сигнализатор превышения скорости

Перолайнен В.

1985, № 8, с. 42.

К тахометру В Р 1983 № 9 с 28.

Устройство для отбраковки двойных листов

Хайкин Б.

1985, № 9, с. 23.

Зажигалка для газовой плиты

Трофимов В.

1985, № 9, с. 25.

Преобразователь напряжения с ШИ стабилизацией

Вотинцев Н.

1985, № 10, с. 27.

Источник: https://www.litmir.me/br/?b=285794&p=134

Ответы@Mail.Ru: Сколько спичек в спичечном коробке?

В советские времена в каждом коробке было 60 штук. Это даже на коробке писали. Сами спички тоже были строго определённого размера 3х3 мм и длинной 45 мм. Сейчас же тоже стараются придерживаться тех же стандартов, только в дланну они стали на пару миллиметров короче, и не всегда по толщине совпадают сос стандартом. А в коробок их сейчас сыпят около 50 штук. Удачи

50-70 штук в “советском” коробке

В своем насчитал 48, думаю ок 50

45-50. Рассыпает автомат, поэтому точную цифру назвать сложно.

а сам попробуи подсчитать)))

Количество спичек в коробке регламентируется ГОСТом 1820-2001.

В Советском Союзе в каждом коробке должно быть 60 спичек, но сейчас средняя наполняемость коробка принята равной 45 (допускается 1 процент отклонения) , а минимальное количество спичек в коробке – 38.

Значит, в отдельных коробках из одной и той же упаковки может вполне быть и 38, и 46, и 58, и 65 спичек, главное, чтобы в среднем было 45 и минимум соблюдался.

в газете АиФ, была статья про то как один мужик взялся подсчитать сколько спичек в одной коробке.

Оказалось, что существует определенная норма (не помню) и к каждой коробке не досыпают по 2-5 спичек, в итоге при миллиардном производстве этих коробков набегают миллионы.. .

вот так вот! А китайцы воруют у нас помаленьку лес или закупают за копейки и делают из нее мебель и т. д. а из опилок и прочих отходом делают прокладки, спички и остальную дребедень. Как вы думаете из чего мы делаем спички!?

Посмеемся вместе – когда Штирлиц находясь в камере. обдумывал свою версию, он выкладывал на столе из спичек голову льва. На гриву ушло – 79 спичек.

на глаза 3+3, на нос и рот 12 спичек, невостребованными остались на столе 3 спички, итого 100 штук.

В 80-х годах в Латвии выпускали самые длинные хозяйственные спички в мире ( кроме каминных) трех разновидностей, помню – “три колоска”, “авиатор” и еще один, в коробке было ровно 100 штук.

Зашел сюда по ссылке ” сколько спичек в коробке”. Просто пересчитал сейчас после покупки и решил поинтересоваться. Купил упаковку, 10 коробков. ООО “Технология”, г. Уфа, ул. Новоженова, 88. ГОСТ (!!!) 1820-2001. Так вот, ребята, 32 – 37 спичек в каждом)))

посчитал сегодня ради интереса и 33 спички факт

СКОЛЬКО СТОИЛ 3 1 10 КОПЕК

Время от времени пересчитываю спички в коробке, хотя многим это кажется смешным. Их не больше 35. Из 35 – несколько штук некачественных, ломаются или отскакивает головка, доставляя неприятности.

В советское время (к концу советского времени) меня плохое качество тоже возмущало, после того, как горящая головка несколько раз попадала в различных местах на кожу и причиняла глубокие ожоги. Почему же не говорить о подобных вещах? Кто-то должен. Вот я и говорю. У кого быт занимает мало места, тот посмеется, но, как говорится, смеется тот, кто смеется последним.

По качеству тех же спичек, оказывается, можно определить и состояние экономики, и состояние общества (моральный аспект), и многое другое. Для информации: в советских коробках, которые делались из тонкой фанеры (или как-то по другому это называлось, но не из картона, как сейчас), было ровно 50 спичек, мы, послевоенные дети, использовали их в школе вместо учебных палочек по арифметике.

Делались они из осины, т. к. пламя из осины дает меньше копоти, чем вся остальная древесина. А сейчас спички делаются из разных отходов, судя по копоти сантиметров в 10. Ну, примерно так. За державу обидно.

Источник: https://touch.otvet.mail.ru/question/11021398

Простой ИИП из дежурки компьютерного БП

Данный блок питания был собран для зарядки LI-POL аккумуляторов. За основы была взята схема зарядки мобильного телефона на одном транзисторе, с некоторыми заменами. Схема из себя представляет простой блокинг-генератор на одном транзисторе.

В качестве транзистора можно изпользовать то, что чаще всего встречается в компьютерном бп – MJE13007, но по сути, можно любые транзисторы из этой линейки – MJE13001….13009. За основу взял уже готовый трансформатор от дежурки 5 вольт компьютерного блока питания.

На входе сетевого питания стоит полноценный диодный мост из маломощных выпрямителей 1N4007 (1000Вольт 1 Ампер), также и небольшой резистор 1Ом 0,5 ватт – в качестве предохранителя, а также для снижения пусковых токов. После моста задействовал конденсатор 400В 2,2 (2,2-6,8мкФ) в качеств фильтра.

Дальше питание поступает на схему генератора. Транзистор может чуток нагреваться при больших нагрузках, поэтому небольшая алюминиевая пластинка в роли теплоотвода не помешала бы.

Выходное напряжение в большей степени зависит от задействованного стабилитрона в первичной цепи ( в моем случае 13Вольт) выходное напряжение получается е районе 14-15 Вольт, холостое, без нагрузки – до 21 Вольт.

На выходе задействовал стабилизатор тока, затем стабилизатор напряжения, очень советую стабилизатор тока построить на LM317, с моей схемой есть довольно сильный нагрев резисторов, и выходной ток зависит от напряжения блока питания.

Дальше уже стандартный стабилизатор напряжения на одном транзисторе. Величина выходного напряжения задается номиналом задействованного стабилитрона, а транзистор в роли усилителя тока стабилитрона. Схема получилась довольно компактной, без проблем можно поместить в коробок от спичек.

При холостом ходу никакого перегрева не наблюдал, все компоненты холодные. Работает все это дело бесшумно и очень стабильно.

Выходной ток схемы доходит до 600мА, поэтому для “чувствительных” аккумуляторов ток желательно стабилизировать, для сухих свинцовых аккумуляторов ( к примеру аккум от бесперебойника) стабилизировать ток не нужно.

Схему можно задействовать в качеств блока питания с любым нужным выходным напряжением, просто заменяя стабилитрон на базе транзистора генератора на любой нужный, с учетом того, что выходное напряжение блока в целом будет чуть выше (20-30%), чем номинал стабилитрона.

С уважением – АКА КАСЬЯН

Источник: http://vip-cxema.org/index.php/home/bloki-pitaniya/200-prostoj-iip-iz-dezhurki-kompyuternogo-bp

Сборка и наладка импульсного блока питания на ir2153 ir2155 своими руками

СБОРКА И НАЛАДКА ИМПУЛЬСНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ НА IR2153 IR2155

      Практическую часть статьи рассмотрим на примере схемы №2 первой части сатьи и чтобы не перепрыгивать туда-сюда расположим здесь принципиальную схему данного блока питания:

Принципиальная схема импульсного блока питания на микросхеме IR2153 (IR2155)

      Начинать сборку все равно с чего – либо с монтажа элементов на плату, либо с изготовления моточных деталей. Мы начнем с монтажа, поэтому лучше изучить чертеж расположения деталей повнимательней, к тому же некоторые элементы отличаются от предложенных на принципиальной схеме.       Например номиналы резисторов R16 и R18 отличаются чуть ли не в полтора раза.

В данном случае номиналя этих резисторов не принципиальны и могут располоагаться в пределах от 33 кОм до 100 кОм, поскольку служать прежде всего для разрядки конденсатора С4 при снятии напряжения питания. Второстепенную роль, которую они выполняют, это формировании виртуального нуля, т.е.

создания половины первичного напряжения, что немного предпочтительней простого соеднинения С13 и С14 с шинами питания.

      Резисторы R14 и R17 – формируют небольшую задержку немного увеличивая время реакции системы защиты. Номиналы этих резисторов могут располагаться от 33 Ом до 180 Ом.

Расположение деталей импульсного блока питания

            С13 и С14 – предназначены для развязки по постоянному напряжению обмотки трансформатора, на схеме 1 мкФ, на плате 2,2 мкФ.

При частоте преобразования 60 кГц реактивное сопротивление конденсатора на 1 мкФ будет составлять Хс = 1 / 2пFC = 5,3 Ома, учитывая то, что по “схемному” вариант по переменному напряжению получается паралельное соединение, т.е. получается 2 мкФ, то реактивное сопротивление составит 2,7 Ома.

При протекании через это сопротивление тока в 2 А на конднесаторе будет условное “падение” напряжения всего в 2,7 Ома х 2 А = 5,4 В, что составляет 1,8 %. Другими словами выходное напряжение блока питания будет изменяться менее чем на 2 % под нагрузкой и без нее за счет реактивного сопротивление конденсаторов.

При использовании конденсаторов на 2,2 мкФ в качестве С13 и С14 реактивное сопротивление составляет 1,2 Ома и под нагрузкой оно изменится на 0,8 %.

Учитывая то, что напряжениесети может колебаться до 7% и это считается нормой изменения в 0,8 – 2 % врядли кто заметит, поэтому можно использовать конденсаторы от 1 мкФ до 4,7 мкФ, правда в эту плату габариты емкостей на 4,7 мкФ уже не будут слишком велики.       Сопротивление R20 может колебаться в гораздо бОльших пределах, поскольку его номинал зависит от потребляемого вентилятором принудительного охлажедения и полученным в конечном итоге выходного напряжения.

Читайте также:  3-х канальный драйвер для управления rgb-светодиодом

      Сомнения в итоговом напряжении не напрасны, поскольку силовой трансформатор высокочастотный и имеет небольшое количество витков, а мотать дробные части витка довольно проблематично. Для примера рассмотрим случай, когда первичная обмотка составляет 17 витков.

Прилагаемое к ней напряжение равно 155 В (после выпрямителя на VD1 получается 310 В, следовательно половина напряжение питания и есть 155 В).

Воспользуемся пропорцией Uперв / Qперв = Uвтор / Qвтор, где Uперв – напряжение на первичной обмотке, Qперв – количество витков первичной обмотки, Uвтор – напряжение вторичной обмотки, Qвтор – количество витков вторичной обмотки и выясним, какие вторичные напряжения мы можем получить:

      155 / 17 = ? / 5, где “?” – выходное напряжение. Если во вторичной обмотке у нас будет 5 витков, то выходное напряжение будет составлять 45 В, если вторичка будет 4 витка, то выходное напряжение трансформатора составит 36 В.       Как видите получить напряжение ровно 40 вольт уже проблематично – нужно мотать 4,4 витка, а реальность показывает, что использовать обмотки не кратные половине витка довольно рискованно – можно намагнитить трансформатор и потерять силовые транзисторы.

      В конечном итоге после монтажа компонентов печатная плата блока питания приобретет следующий вид:

      На плате пока нет диодных мостов, силовых транзисторов, радиатров и моточных деталей, о которых сейчас и поговорим. При изготовлении импульсных блоков питания не стоит забывать о скин эффекте, который проявляется при протекании через проводник высокочастотного сигнала.

Смысл этого эффекта заключается в том, что чем выше частота переменного напряжениея, тем меньше протекает ток через середину проводника, т.е. ток как будто стремится выйти на поверхность. Отсюда и название SKIN -кожа, шкура.

По этому для высокочастотных трансформаторов необходимое от протекающего тока сечение получают методом сложения в жгут нескольких проводников меньшего диаметра, тем самым существенно снижая скин эффект и увеличивая КПД преобразователя.
      Самым популярным способом сложения проводников является витой жгут.

Определившись с длиной провода, необходимого для обмотки (одинарным проводм мотают необходимое количество витков и добавляют к полученной длине еще 15-20%) необходмое количество проводов растягиваю на эту длину а затем при помощи дрели и воротка свивают в один жгут:

      Изготовление ленточного жгута более трудоемко – провода растягивают в непосредственной близости другу к другу и склеивают полиуритановым клеем, типа “МОМЕНТ КРИСТАЛЛ”. В результате получается гибкая лента, намоитка которой позоволяет добится наибольшей плотности намотки:

      Перед намоткой ферритовое кольцо следует подготовить. Прежде всего необходимо закруглить углы, поскольку они с легкостью повреждают лак на обмоточном проводе:

      Затем необходимо кольцо изолировать, поскольку феррит имеет достаточно низкое сопротивление и в случае повреждения лака на обмоточном проводе может произойти межвиитковое замыкание. В середине, на азднем плане кольцо обмотано обычной бумагой для принтера, справа – бумага пропитана эпоксидным клеем, в середине спереди – наиболее предпочтительный материал – фторопластовая пленка:

      Так же кольца можно обматывать матерчатой изолентой, но она довольно толстая и существенно сокращает размер окна, а это не очень хорошо.

      Используя в качестве сердечника ферритовое кольцо обмотку необходимо равномерно распределить по всему сердечнику, что довольно существенно увеличивает магнитную связь обмоток и уменьшает создаваемые импульсным трансформатором электро-магнитные помехи:

      Осталось выяснить каким именно проводом нужно мотать, точнее какое должно быть сечение. В обычном трансформаторе напряженность в проводнике не должна превышать 2-2,5 Ампера на 1 квадратный милиметр сечения. Если середечник тороидальный, то это значение можно увеличить до трех ампер.

Импульные трансформаторы гораздо меньше своих пятидесяти Герцовых собратьев, у них лучше охлаждение, поэтому напряженность можно увеличить до 4-5 Ампер на квадратный милиметр сечения.

Однако данный совет актуален, и то весьма условно, для стабилизированных импульсных блоков питания, поскольку в не стабилизированном варианте уже начнет сказываться падение напряжения на обмотке под нагрузкой.

      Исходя из выше сказанного можно сделать вывод, что оптимальным вариантом напряженности получается 3-4 Ампера на 1 мм кв – и греется не сильно и падение на нем не слишком большое.       Для тех, кто запамятовал напоминалка:

      Площадь круга равна произведению числа Пи на квардрат радиуса, т.е. S = п • R • R. Для примера расчитаем какое нужно сечение при протекании тока через проводник величиной 7 А.

      В наличии имеется обмоточный провод диаметром 0,8 мм, 0,5 мм и 0,35 мм. Частота преобразования равна 70 кГц.

      В таблице смотрим, какой провод лучше использовать для данной частоты:

ЧАСТОТАПРЕОБРАЗОВАНИЯ МАКСИМАЛЬНЫЙ ДИАМЕТР ОДНОГОПРОВОДА ДЛЯ СБОРКИ ЖГУТА
40 кГц 0,65 мм
50 кГц 0,6 мм
60 кГц 0,55 мм
70 кГц 0,5 мм
80 кГц 0,45 мм
90 кГц 0,4 мм

      Согласно таблицы провод диаметром 0,8 мм отпадает, а вот 0,5 мм и 0,35 мм можно использовать. Сечение для первого провода получаем 0,2 мм кв, для второго 0,01 мм кв, следовательно через первый провод можно пропускать 0,6…0,8 А, а через второй 0,3…

0,4 А (умножаем площадь на выбранную напряженость).
      Для выяснения количества проводов делим предполагаемый ток нагрузки в 7 А на максимальный ток одного провода и получаем 7 / 0,6…0,8 = 9…12 проводов диаметром 0,5 мм и 7 / 0,3..

.0,4

Источник: http://soundbarrel.ru/pitanie/IR2153_03.html

4. Импульсные источники питания

Источники питания на основе высокочастотного импульсного преобразователя

Достаточно часто при конструировании устройств возникают жесткие требования к размерам источника питания.

В этом случае единственным выходом является применение ИП на основе высоковольтных высокочастотных импульсных преобразователей.

которые подключаются к сети ~220 В без применения габаритного низкочастотного понижающего трансформатора и могут обеспечить большую мощность при малых размерах и теплоотдаче.

Структурная схема типового импульсного преобразователя с питанием от промышленной сети представлена на рис 34-4.

Входной фильтр предназначен для предотвращения проникновения импульсных помех в сеть. Силовые ключи обеспечивают подачу импульсов высокого напряжения на первичную обмотку высокочастотного трансформатора (могут применяться одно- и

двухтактные схемы). Частота и длительность импульсов задаются управляемым генератором (обычно применяется управление шириной импульсов, реже — частотой). В отличие от трансформаторов синусоидального сигнала низкой частоты, в импульсных ИП применяются широкополосные устройства, обеспечивающие эффективную передачу мощности на сигналах с быстрыми фронтами.

Это накладывает существенные требования на тип применяемого магнитопровода и конструкцию трансформатора. С другой стороны, с увеличением частоты требуемые размеры трансформатора (с сохранением передаваемой мощности) уменьшаются (современные материалы позволяют строить мощные трансформаторы с приемлемым КПД на частоты до 100-400 кГц).

Особенностью выходного выпрямителя является применение в нем не обычных силовых диодов, а быстродействующих диодов Шоттки, что обусловлено высокой частотой выпрямляемого напряжения. Выходной фильтр сглаживает пульсации выходного напряжения. Напряжение обратной связи сравнивается с опорным напряжением и затем управляет генератором.

Обратите внимание на наличие гальванической развязки в цепи обратной связи, что необходимо, если мы хотим обеспечить развязку выходного напряжения с сетью.

При изготовлении таких ИП возникают серьезные требования к применяемым компонентам (что повышает их стоимость по сравнению с традиционными).

Во-первых, это касается рабочего напряжения диодов выпрямителя, конденсаторов фильтра и ключевых транзисторов, которое не должно быть менее 350 В во избежание пробоев.

Во-вторых, должны применяться высокочастотные ключевые транзисторы (рабочая частота 20-100 кГц) и специальные керамические конденсаторы (обычные оксидные электролиты на высоких частотах будут перегреваться ввиду их высокой индук-

тивности). И. в-третьих, частота насыщения высокочастотного трансформатора, определяемая типом применяемого магнитопро вода (как правило, используются тороидальные сердечники) должна быть значительно выше рабочей частоты преобразователя.

На рис. 3.4-5 приведена принципиальная схема классического ИП на основе высокочастотного преобразователя. Фильтр, состоящий из емкостей С1, С2, СЗ и дросселей L1, L2, служит для зашиты питающей сети от высокочастотных помех со стороны преобразователя. Генератор построен по автоколебательной схеме и совмещен с ключевым каскадом.

Ключевые транзисторы VT1 и VT2 работают в противофазе, открываясь и закрываясь по очереди. Запуск генератора и надежную работу обеспечивает транзистор VT3, работающий в режиме лавинного пробоя. При нарастании напряжения на С6 через R3 транзистор открывается и конденсатор разряжается на базу VT2, запуская работу генератора.

Напряжение обратной связи снимается с дополнительной (III) обмотки силового трансформатора Tpl.

Транзисторы VT1. VT2 устанавливают на пластинчатые радиаторы не менее 100 см^2. Диоды VD2-VD5 с барьером Шоттки ставятся на небольшой радиатор 5 см^2. Данные дросселей и трансформаторов:L1-1. L2 наматывают на кольцах из феррита 2000НМ К12х8х3 в два провода проводом ПЭЛШО 0,25: 20 витков. ТР1 — на двух кольцах, сложенных вместе, феррит 2000НН КЗ 1х18.5х7;

обмотка 1 — 82 витка проводом ПЭВ-2 0,5: обмотка II — 25+25 витков проводом ПЭВ-2 1,0: обмотка III — 2 витка проводом ПЭВ-2 0.3. ТР2 наматывают на кольце из феррита 2000НН К10х6х5. все обмотки выполнены проводом ПЭВ-2 0.3: обмотка 1 — 10 витков:

обмотки II и III — по 6 витков, обе обмотки (II и III) намотаны так, что занимают на кольце по 50% площади не касаясь и не перекрывая друг друга, обмотка I намотана равномерно по всему кольцу и изолирована слоем лакоткани. Катушки фильтра выпрямителя L3, L4 наматывают на феррите 2000НМ К 12х8х3 проводом ПЭВ-2 1,0 , количество витков — 30. В качестве ключевых транзисторов VT1, VT2 могут применяться КТ809А. КТ812, КТ841.

Номиналы элементов и намоточные данные трансформаторов приведены для выходного напряжения 35 В. В случае, когда требуются иные рабочие значения параметров, следует соответству ющим образом изменить количество витков в обмотке 2 Тр1.

Описанная схема имеет существенные недостатки, обусловленные стремлением предельно уменьшить количество применяемых компонентов Это и низкий “уровень стабилизации выходного напряжения, и нестабильная ненадежная работа, и низкий выходной ток. Однако она вполне пригодна для питания простейших конструкций разной мощности (при применении соответствующих компонентов), таких как: калькуляторы. АОНы. осветительные приборы и т.п.

Еще одна схема ИП на основе высокочастотного импульсного преобразователя приведена на рис. 3.4-6. Основным отличием этой схемы от стандартной структуры, представленной на рис. 3 .4-4 является отсутствие цепи обратной связи.

В связи с этим, стабильность напряжения на выходных обмотках ВЧ трансформатора Тр2 достаточно низкая и требуется применение вторичных стабилизаторов (в схеме используются универсальные интегральные стабилизаторы на ИС серии КР142).

Источник: http://lib.qrz.ru/book/export/html/3842

Импульсный блок питания 1000 Ватт на IR2153

Всем здравствуйте!

Здесь представлена схема ИБП 1000 Ватт. Хотя эта схема уже повторялась радиолюбителями не однократно, в интернете много видео и форумов по этой схеме. Но мне захотелось с вами поделиться как я сделал этот ИБП.

Читайте также:  Часы + термометр на pic16f628a и led индикаторах

Кстати скачивал эту схему и печатную плату с других ресурсов, в них были ошибки, на печатке перепутаны полярность некоторых электролитов , а на схема была не правильно указана проводимость одного транзистора. Может мне такие ресурсы попались, но тем не менее это был факт.

Здесь выкладываю схему и печатку без ошибок. В конце статьи ссылка на источник автора схемы.

Предыстория:

На сайте есть схема усилителей мощности звуковой частоты (УНЧ) 125, 250, 500, 1000 Ватт, я выбрал 500 Ватт вариант, так как кроме радиоэлектроники, немного увлекаюсь еще музыкой и поэтому хотелось что то по качественнее из УНЧ. Схема на TDA 7293 меня не как не устраивала, поэтому решил вариант на полевых транзисторах 500 ватт.

С начала почти собрал один канал УНЧ, но работа остановилась по разным причинам (время, деньги и недоступность некоторых компонентов). В итоге докупил не достающие компоненты и закончил один канал.

Также через определенное время и второй канал собрал, все это настроил и протестировал на блоке питания от другого усилителя, все работало на высшем уровне и качество очень понравилось, даже не ожидал что так будет. Отдельное, огромное спасибо радиолюбителям Boris, AndReas, nissan которые на протяжении всего времени пока собрал, помогли в его настройке и в других нюансах.

Далее дело стало за блоком питания. Конечно хотелось бы сделать на обычном трансформаторе блок питания, но опять же все останавливается на доступности материалов для трансформатора и их стоимости. Поэтому решил все-таки остановиться на ИБП.

Ну а теперь о самом ИБП:

Схема построена на микросхеме IR2153/

Микросхема IR2153 является драйвером управления полевыми и IGBT транзисторами полумоста. Разрабатывалась она для применения в схемах электронного балласта газоразрядных ламп, поэтому её функциональные возможности довольно ограничены.

Об этих ограниченных возможностях следует помнить при создании на её основе ИИП. Микросхема позволяет создать простой блок питания, по своей сути это электронный трансформатор с выпрямителем.

Если хотите построить более высшего класса ИБП, то смотрите в сторону ШИМ TL494, на этой микросхеме будет поинтереснее, так как можно сделать стабилизированный ИБП.

В этой схеме предусмотрен плавный пуск как по входу, так и по выходу при зарядке емкостей, а также защита от короткого замыкания и перенапряжения. По входу стоит варистор на 275 Вольт, при превышении питающего напряжении по входу, варистор закоротит вход и сгорит предохранитель.

Защита от КЗ, принцип работы: резисторы R11 и R12 служат в качестве датчика тока, при коротком замыкании или перегрузке на резисторах R11 и R12 образуется падение напряжения достаточной величины для открывания маломощного тиристора Т1, открываясь тиристор коротит плюс питания для микросхемы генератора на основную массу, таким образом на микросхему не поступает питающее напряжение и она прекращает работу. Питание поступает на теристор не напрямую а через светодиод HL1, светодиод будет гореть и свидетельствовать о наличии перегрузки или короткого замыкания (КЗ). Что бы вывести ИБП из защиты, нужно выключить его, устранить причину КЗ, дождаться пока погаснет светодиод HL1, только после включить блок питания. Есть схемы ИБП на IR2153 где реализована защита немного по другому, там можно не отключать блок питания для вывода из защиты, как только будет устранен перегруз или КЗ, ИБП выходит из защиты автоматически не отключая его. В этих моментах есть как свои плюсы, так и минусы.

В этой разводке печатной платы предусмотрены еще выходы кроме основного двуполярного силового, маломощные двуполярное питание -+12 Вольт и 12 Вольт. Эти дополнительные выходы питание могут пригодится для питание предварительных схем, а также запитки вентиляторов охлаждения.

Схема очень проста в повторении и если правильно сделана печатная плата (по схеме), правильно подобраны детали, а так же правильно намотан и рассчитан трансформатор, тогда все работает сразу. Только нужно настроить защиту регулируя переменный многооборотный резистор R9.

Как по входу, так и по выходу в схеме предусмотрена фильтрация, стоят дросселя. Электролиты С4, С5 которые стоят по сетевому выпрямленному напряжению рассчитываются грубо говоря 1 ватт на 1 Мкф. Я поставил в параллель 2*470 Мкф, что примерно выходит 960 Ватт.

Для надежности получается можно снять 850-900 Ватт, что при использовании УНЧ 2*500 Ватт вполне достаточно, так как УНЧ (нагрузка) имеет импульсный характер, а не активный типо утюга.

Печатная платы в LAY

Транзисторы я использовал IRFP 460, так как не нашел указанных на схеме. Пришлось транзисторы ставить наоборот развернув на 180 градусов, просверлить дырки под ножки больше и проводками спаять (на фото видно). Когда сделал печатную плату, то позже только понял что нужных как на схеме транзисторов мне не найти, поставил те что были (IRFP 460).

Транзисторы и выходные выпрямительные диоды обязательно установить на теплоотвод через изолирующие тепло проводящие прокладки, а так же нужно охлаждать кулером радиаторы, иначе могут перегреться транзисторы и выпрямительные диоды, но нагрев транзисторов конечно зависит и от типа примененных транзисторов.

Чем ниже внутреннее сопротивление полевика, тем меньше будут греться.

Также пока не установил Варистор 275 Вольт по входу, так как нет не в городе и у меня тоже, а через интернет дорого заказывать одну деталь.

У меня будут стоять отдельно вынесенные электролиты по выходу, потому что нет в наличии на нужное напряжение и типоразмер не подходит.

Решил поставить 4 электролита по 10000 Мкф * 50 Вольт по 2 последовательно в плечо, в сумме в каждом плече получится по 5000 Мкф *100 вольт, что будет в полне достаточно для блока питания, но лучше поставить по 10000 мкф * 100 вольт в плечо.

На схеме указан резистор R5 47 кОм 2 W по питанию микросхемы, его следует заменить  на 30 кОм 5 W  ( лучше 10 W ) для того что бы при большой нагрузке, хватило тока  микросхеме IR2153, иначе может уйти в защиту от недостатка тока или будет пульсировать напряжение что отразится на качестве. В схеме автора стоит 47 кОм, это много для такой мощности блока питания. Кстати, резистор R5 будет греться очень сильно, не переживайте, тип этих схем на IR2151, IR2153, IR2155 по питанию сопровождается сильным нагревом R5.

В моем случае я использовал ферритовый сердечник ETD 49 и он у меня очень тяжело влез на плату. При частоте 56 КГц, он по расчетам может отдать на этой частоте до 1400 ватт, что в моем случае имеет запас. Можно использовать и тороидальный или другой формы сердечник, главное что бы подходил по габаритной мощности, проницаемости и естественно что бы хватило место его расположить на плате.

Намоточные данные для ETD 49: 1-ка=20 витков проводом 0.63 в 5 проводов (обмотка 220 вольт). 2-ка= основная силовая двуполярная 2*11 витков проводом 0.63 в 4 провода (обмотка 2*75-80) вольт. 3-ка= 2.5 витка проводом 0.63 в 1 провод (обмотка 12 вольт, для софт старт).

4-ка= 2 витка проводом 0.63 в 1 провод (обмотка дополнительная для питания предварительных схем (темброблок и т.п.). Каркас трансформатора нужно вертикального исполнения, у меня горизонтального, поэтому пришлось городить. Можно намотать в бескаркасном исполнении.

На остальных типах сердечником вам придется рассчитывать самому, можно с помощью программы которую я оставлю в конце статьи.

В моем случае я использовал двуполярное напряжение 2*75-80 вольт для усилителя 500 ватт, почему меньше, потому что нагрузка усилителя будет не 8 Ом а 4 Ом.

Настройка и первый запуск:

При первом запуске ИБП обязательно установите в разрыв сетевого кабеля и ИБП лампочку 60-100 ватт. При включении если лампочка не горит, значит уже хорошо.

При первом пуске может включиться защита от КЗ и загорится светодиод HL1, так как электролиты большой емкости и в момент включения берут огромный ток, в случае если это произошло, то надо многооборотный резистор перекрутить по часовой стрелке до упора, а потом ждать пока погаснет светодиод  в выключенном состоянии и пробовать включать заново что бы удостовериться в работоспособности ИБП, а потом регулировать защиту. Если все правильно спаяли и использовали правильные номиналы деталей, ИБП запустится. Далее когда удостоверились что ИБП включается и есть все напряжения на выходе, нужно установить порог срабатывания защиты. При настройке защиты обязательно нагрузите ИБП между двумя плечами основной выходной обмотки (которая для питания УНЧ) лампочкой 100 ватт. Когда при включении ИБП под нагрузкой (лампочка 100 ватт) загорается светодиод HL1, нужно по не многу крутить переменный многооборотный резистор R9 2.2 кОм против часовой стрелки пока не будет срабатывать защита при включении. Когда при включении будет загораться светодиод, нужно выключить и дождаться пока он погаснет и по понемногу подкручивая по часовой стрелке в выключенном состоянии и включая опять его пока не перестанет срабатывать защита,
только нужно крутить понемногу например 1 оборот и не сразу на 5-10 оборотов, т.е. выключил подкрутил и включил, сработала защита – опять такая же процедура в несколько раз пока не достигнете нужного результата. Когда вы установите нужный порог, то в принципе блок питания готов к использованию и можно убрать лампочку по сетевому напряжению и пробовать нагрузить блок питания активной нагрузкой ну например ватт 500. Там конечно можно поиграться с защитой уже кому как нравится, но не рекомендую устраивать тесты с КЗ, так как это может привести к неисправности хоть есть и защита, емкость некая не успеет разрядится, реле не отреагирует мгновенно или залипнет и может быть неприятность. Хотя я делал случайно и не случайно некоторое количество замыканий, защита работает. Но ничего вечного нет.

Измерения после сборки ИБП:

Измерения между плечами:
U вх – 225 вольт, нагрузка – 100 ватт, U вых +- = 164 вольта
U вх – 225 вольт, нагрузка – 500 ватт, U вых +- = 149 вольта
U вх – 225 вольт, нагрузка – 834 ватт, U вых +- = 146 вольта

Проседание есть конечно. При нагрузке 834 ватт перед входным выпрямителем напряжение проседает с 225 вольт до 220 вольт, после выпрямителя проседает аж на 20 вольт с 304 вольт на 284 вольт при нагрузке 834 ватт. Но в принципе проседание на выходе на каждое плечо получается 9 вольт, что в принципе допустимо, так как ИБП не стабилизированный.

Ниже по ссылке будет видео об этом ИБП, там может что то дополнится что здесь не сказал.

Спасибо всем за внимание.

Ссылка на видео в Youtube:  ИБП_1000_Ватт_ч1, ИБП_1000_Ватт_ч2, Усилитель 500 ватт

Ссылка на архив: Схема и печатная плата

Ссылка на программу: Lite-CalcIT 4.1

Схема взята с сайта: Питание усилителя D класса на IR2153

Автор Igor.

Источник: http://xn--80a3afg4cq.xn--p1ai/vashi-voprosy/impulsnyjj-blok-pitaniya-1000-vatt-na-ir2153.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector