Buon giorno cari amici, in questo articolo voglio condividere con voi la mia esperienza nella realizzazione di alimentatori switching. Parleremo di come assemblare un alimentatore a commutazione utilizzando il chip IR2153 con le tue mani.
Il chip IR2153 è un gate driver ad alta tensione, su di esso sono integrati molti circuiti diversi, alimentatori, caricabatterie, ecc.. La tensione di alimentazione varia da 10 a 20 volt, la corrente operativa è 5 mA e la temperatura operativa è fino a 125 gradi Celsius.
I radioamatori principianti hanno paura di assemblare il loro primo alimentatore a commutazione e molto spesso ricorrono ai trasformatori. Un tempo anch'io ero preoccupato, ma mi sono comunque ripreso e ho deciso di provare, soprattutto perché c'erano abbastanza parti per assemblarlo. Ora parliamo un po’ dello schema. Si tratta di un alimentatore half bridge standard con IR2153 a bordo.
Dettagli
Ponte a diodi all'ingresso 1n4007 o un gruppo di diodi già pronto progettato per una corrente di almeno 1 A e una tensione inversa di 1000 V.
Il resistore R1 è di almeno due watt, o 5 watt 24 kOhm, il resistore R2 R3 R4 con una potenza di 0,25 watt.
Condensatore elettrolitico sul lato alto 400 volt 47 uF.
Uscita 35 volt 470 – 1000 uF. Condensatori di filtro a film progettati per una tensione di almeno 250 V 0,1 - 0,33 µF. Condensatore C5 – 1 nF. Ceramico, condensatore ceramico C6 220 nF, condensatore a film C7 220 nF 400 V. Transistor VT1 VT2 N IRF840, trasformatore di un vecchio alimentatore per computer, ponte a diodi in uscita completo di quattro diodi HER308 ultraveloci o altri simili.
Nell'archivio è possibile scaricare il circuito e la scheda:
Il circuito stampato è realizzato su un pezzo di laminato in fibra di vetro su un lato rivestito con pellicola utilizzando il metodo LUT. Per facilitare il collegamento dell'alimentazione e della tensione di uscita, la scheda è dotata di morsettiere a vite.
Circuito di alimentazione switching a 12 V
Il vantaggio di questo circuito è che questo circuito è molto popolare nel suo genere e viene ripetuto da molti radioamatori come il loro primo alimentatore switching ed efficienza e tempi di più, per non parlare delle dimensioni. Il circuito è alimentato da una tensione di rete di 220 volt; in ingresso è presente un filtro costituito da una bobina e da due condensatori a film progettati per una tensione di almeno 250 - 300 volt con capacità da 0,1 a 0,33 μF; possono essere prelevato dall'alimentatore di un computer.
Nel mio caso non è presente il filtro, ma è consigliabile installarlo. Successivamente, la tensione viene fornita a un ponte a diodi progettato per una tensione inversa di almeno 400 Volt e una corrente di almeno 1 Ampere. È inoltre possibile fornire un gruppo diodi già pronto. Successivamente nel circuito è presente un condensatore di livellamento con una tensione operativa di 400 V, poiché il valore di ampiezza della tensione di rete è di circa 300 V.La capacità di questo condensatore è selezionata come segue, 1 μF per 1 Watt di potenza, poiché non pomperò grandi correnti da questo blocco, nel mio caso c'è un condensatore da 47 μF, sebbene si possano pompare centinaia di watt di un circuito del genere. L'alimentazione per il microcircuito viene prelevata dalla tensione alternata, qui è predisposta una fonte di alimentazione, la resistenza R1, che provvede allo smorzamento della corrente, si consiglia di impostarla su una più potente di almeno due watt poiché è riscaldata, quindi la tensione viene raddrizzata da un solo diodo e va al condensatore di livellamento e quindi al microcircuito. Il pin 1 del microcircuito è più potenza e il pin 4 è meno potenza.
È possibile assemblare una fonte di alimentazione separata e alimentarla in base alla polarità con 15 V. Nel nostro caso, il microcircuito funziona a una frequenza di 47 - 48 kHz. Per questa frequenza è organizzato un circuito RC costituito da un circuito RC da 15 kohm resistore R2 e un condensatore a film o ceramico da 1 nF. Con questa disposizione delle parti, il microcircuito funzionerà correttamente e produrrà impulsi rettangolari sulle sue uscite, che vengono forniti alle porte di potenti interruttori di campo attraverso i resistori R3 R4, i loro valori possono discostarsi da 10 a 40 Ohm. I transistor devono essere installati a canale N, nel mio caso sono IRF840 con una tensione operativa drain-source di 500 V e una corrente di drain massima ad una temperatura di 25 gradi di 8 A e una dissipazione di potenza massima di 125 Watt. Successivamente nel circuito c'è un trasformatore di impulsi, dopo di esso c'è un raddrizzatore completo composto da quattro diodi del marchio HER308, i normali diodi non funzioneranno qui poiché non saranno in grado di funzionare ad alte frequenze, quindi installiamo ultra -diodi veloci e dopo il ponte la tensione è già fornita al condensatore di uscita 35 Volt 1000 μF , è possibile e 470 uF, in particolare non sono necessarie grandi capacità negli alimentatori a commutazione.
Torniamo al trasformatore, lo trovate sulle schede degli alimentatori dei computer, non è difficile individuarlo, nella foto potete vedere quello più grande, ed è quello che ci serve. Per riavvolgere un trasformatore del genere, è necessario allentare la colla che tiene insieme le metà della ferrite; per fare questo, prendi un saldatore o un saldatore e scalda lentamente il trasformatore, puoi metterlo in acqua bollente per qualche minuti e separare con attenzione le metà del torsolo. Avvolgiamo tutti gli avvolgimenti di base e avvolgeremo i nostri. Considerando che devo ottenere in uscita una tensione di circa 12-14 Volt, l'avvolgimento primario del trasformatore contiene 47 spire di filo da 0,6 mm in due nuclei, effettuiamo l'isolamento tra gli avvolgimenti con normale nastro adesivo, il secondario l'avvolgimento contiene 4 spire dello stesso filo in 7 nuclei. È IMPORTANTE avvolgere in una direzione, isolare ogni strato con nastro adesivo, segnando l'inizio e la fine degli avvolgimenti, altrimenti non funzionerà nulla e, se lo fa, l'unità non sarà in grado di fornire tutta la potenza.
Controllo del blocco
Bene, ora testiamo il nostro alimentatore, visto che la mia versione funziona perfettamente, la collego subito alla rete senza lampada di sicurezza.
Controlliamo la tensione di uscita poiché vediamo che è intorno a 12 - 13 V e non fluttua molto a causa delle cadute di tensione nella rete.
Come carico, una lampada per auto da 12 V con una potenza di 50 Watt trasmette una corrente di 4 A. Se tale unità è integrata con la regolazione di corrente e tensione e viene fornito un elettrolita di ingresso di capacità maggiore, è possibile assemblarlo in sicurezza un caricatore per auto e un alimentatore da laboratorio.
Prima di iniziare l'alimentazione, è necessario controllare l'intera installazione e collegarla alla rete tramite una lampada di sicurezza a incandescenza da 100 watt; se la lampada brucia a piena intensità, cercare errori durante l'installazione del moccio; il flusso non è stato lavata via o qualche componente è difettoso, ecc. Se assemblata correttamente, la lampada dovrebbe lampeggiare leggermente e spegnersi, questo ci dice che il condensatore di ingresso è carico e non ci sono errori nell'installazione. Pertanto, prima di installare i componenti sulla scheda, è necessario controllarli, anche se sono nuovi. Un altro punto importante dopo l'avvio è che la tensione sul microcircuito tra i pin 1 e 4 deve essere di almeno 15 V. In caso contrario, è necessario selezionare il valore del resistore R2.
