Четверг, 27.07.2017, 11:46
| RSS

Форма входа

Логин:
Пароль:

Друзья сайта

 Последовательное зарядное устройство, с методом заряда «постоянным напряжением, одна стадия» и термокомпенсацией.

Технические характеристики.
Зарядное устройство с постоянным напряжением на выходе 54 вольта (это стандарт 48 вольт), возможна регулировка напряжения. Если заменить резистор R27 на 16,5 килоома, то з.у. превратится в стандарт 36 вольт.
Максимальный, ограниченный ток - 1,5 ампера, но с применением более мощного трансформатора может выдать до 5 ампер.
Применена термокомпенсация.
Высокий КПД в режиме малой нагрузки, за счёт снижения частоты шима.

Данная схема выполнена на микросхеме ice2b765p2 от «Infineon», представляющая собой 250ваттный шим контроллер. Микросхема более совершенна в своём классе, чем похожие другие, особенно старые решения. Нам она интересна тем, что с её помощью, и с небольшим усилием, можно создать простое, надёжное, экономичное, самодельное зарядное устройство. Для этого нам потребуется сама микросхема, однотактный трансформатор и немного остальных деталей.
Трансформатор импульсный, подойдёт от мониторов, телевизоров, некоторых старых компьютерных блоков питания, в общем любой трансформатор, работающий по однотактному, обратноходовому принципу с подходящим по требуемой мощности размером.
Дешевле и проще всего, на мой взгляд, пойти на радиорынок, где продают старьё, найти более-менее подходящую плату с нужным трансформатором за 10 гр. В этой плате помимо самого трансформатора, будет ещё несколько нужных нам деталей: радиатор, входной фильтр с диодами, а также маленькие, быстрые диоды. Скорее всего, ещё будет tl431, если повезёт, то и оптопара «pс817» и даже некоторые конденсаторы. Вот, одним махом мы приобрели более половины нужных нам деталей. Теперь докупаем саму микросхему 2b765p2 и остальные детали. Микросхему покупаем не обязательно только эту, выбираем любую, на нужную нам мощность из этой линейки, желательно, чтоб она была с буквой «b» после цифры 2 в обозначении, это значит, что микросхема будет генерировать частоту 67 килогерц. Если с буквой «а» то частота генерации будет 100 килогерц, что не очень хорошо, с повышением частоты потенциальная вероятность ненадёжности работы нашего изделия возрастает. 


Рассмотрим подробнее принцип работы микросхемы.
Напряжение питания, подаётся на 5 ногу микросхемы, оно должно быть не ниже от 8,5в, если напряжение будет недостаточным, она будет периодически запускаться и отключаться. Максимальное напряжение питания составляет 21вольт.
Первую ногу подключаем к выходу трансформатора. К третьей ноге подсоединён датчик тока(шунт-резистор на 0,5 ома), от падения напряжения на котором, микросхема будет знать когда ей отключать нагрузку (трансформатор).
Пятая нога «минус».
Интересна шестая нога «Soft-Start», к ней подключён конденсатор, его назначение: плавно запускать наше зарядное устройство. По мере заряда конденсатора, частота шим импульсов, на выходе микросхемы будет увеличиваться, тем самым, повышая мощность нашего з.у.
Обратная связь подаётся на седьмую ногу «FB» , чем ярче буде светиться светодиод оптопары, тем больше откроется транзистор, понижая напряжение на 7 ноге. Чем меньше напряжение на 7 ноге, тем меньше частота шима на выходе, тем меньше мощность выдаваемая з.у. Отмечу, что это очень разумное решение: уменьшать частоту с уменьшением мощности нагрузки, за счёт этого повышается К.П.Д. , ведь количество включений и отключений внутреннего ключа на полевом транзисторе уменьшается до 20 килогерц.
Особенно важно это решение нам тем, что принудительно занизив напряжение на 7 ноге, мы ограничим мощность з.у. Что мы и сделаем, с помощью стабилитрона ограничим ток з.у.


Рекомендации по применению деталей.
Трансформатор, если на вторичной обмотке окажется вывод напряжением около 45-80 вольт, и вывод достаточно мощной, на вид, обмотки, то можно подключиться к ней. Если напряжение на вторичной обмотке не окажется в нужных рамках, придётся перемотать вторичную обмотку. Если вы ещё никогда не перематывали ферритового трансформатора, не пугайтесь, мотать много не придётся, ведь каждый намотанный виток даёт прирост напряжения не менее 2 вольт. Для этого, когда будем отматывать вторичную обмотку, нужно знать на какое она напряжение. Для этого нужно поискать схему в интернете на эту плату. Если схемы нет, можно примерно угадать по конденсаторам этой обмотки. Делим 54 на напряжение вторичной обмотки трансформатора и умножаем на количество витков отмотанной вторичной обмотки. Получаем нужное количество витков, которыми необходимо намотать новую вторичную обмотку для получения 54 вольт на выходе. 
Для питания микросхемы нужна ещё одна вторичная обмотка, которая как правило присутствует в любом импульсном трансформаторе и рассчитана на напряжение около 15 вольт, её мы и используем для питания микросхемы. 
Нужна будет ещё третья вторичная обмотка, для питания некоторых элементов обратной связи и светодиодов-индикаторов.
Если вы забирая трансформатор, разбили его магнитопровод, не песпокойтесь, его можно склеить, и он будет работать как новый.
Все диоды нужно применять только быстрые, так называемые «Fast» или «Ultrafast». Исключение только для выпрямительного моста, где пойдут любые на 1000 вольт.
Диод D6 применим с как можно меньшим падением напряжения на переходе, например диод с барьером шоттки. В общем, можно вообще обойтись без d6 и r2, но подключать разъем зарядного устройства к батарее нужно будет только после включения его в розетку. Если включить сначала разъём к батареи, произойдёт громкий хлопок, это конденсаторы фильтра зарядятся. Ничего страшного не произойдёт, но каждый раз будите пугаться.
Микросхему и диод d11 необходимо обеспечить небольшим радиатором. Диод d11 применить не менее, чем на 3 ампера и 120 вольт.
Стабилитроны d8, d10 применить, мощностью не менее 1вт, общим напряжением около 15 вольт.
Стабилитроном d5 подстраиваем ток на выходе, применять не более чем на 4,7 вольта, 0,5 ватта.
В качестве шунта использовать резистор без витков, т.е. проволочный не использовать, он похож на катушку индуктивности и содержащаяся в нём паразитная индукция может пробить транзистор микросхемы.Шунт R2 0,5 Ома мощностью не менее 1ватт.
R22, R4, R27 мощностью 1W.
Терморезистор, сопротивлением 1 килоом, размером 2х12 миллиметров стержневого типа(советский стержневой терморезистор ММТ-1 с температурным коэффициентом сопративления 2,4 процента на градус) . Он подключён между R27 и +53v. Терморезистор необходимо вынести за праделы корпуса, лучше всего, его, припаять к двухжильному проводу, который прикрепить к кабелю, идущему к батарее, чтобы температура окружающей среды  измерялась максимально точно и не влияло тепло от корпуса. 
Подстоечный резистор R28 – проволочный.
Конденсаторы С13 и С14 применять из рассчёта, примерно, 1000мкф общей ёмкости на каждый ампер тока выхода.
Ёмкость конденсатора С1, в зависимости от требуемой мощности. В данном случае 68мкФ, 400в, но это з.у. ограничено током 1,5 ампера на выходе, на основе этого можно прикинуть: на каждые дополнительные 1,5 ампера тока потребуется не менее 68мкф.

Рекомендации по настройке.


Если после включения в розетку з.у. включается и отключается (постоянно мигают светодиоды), это свидетельствует о недостатке напряжения, или его избытке. Для точной диагностики, нужно отпаять один конец диода и подать на питание микросхемы напряжение 15вольт, а к опаянному диоду подсоединить, параллельно припаянные, резистор на 1 килоом и конденсатор 47мкф, другую сторону, конечно же, к минусу.
После нормального запуска з.у. увидим напряжение на резисторе и конденсаторе, станет ясно отбавлять нужно или прибавить, и на сколько. Если требуется отбавить, то вам повезло, для этого можно просто впаять последовательно к диоду стабилитрон, помощнее. Если напряжения недостаточно, то вам неповезло, нужно будет доматать трансформатор. Для этого, если есть ещё просвет в окне нужно втиснуть ещё витков из расчета, примерно, 2 вольта на виток. Если проволоку невосможно протиснуть, и нет больше свободных обмоток, то вам совсем неповезло, придётся рабирать трансформатор и перематывать.  

Ограничивать ток будем, подбором стабилитрона d5. Для этого нам понадобяться несколько разных стабилитронов от 4 до 4,7 вольта. Меняем их по очереди пока не нащупаем нужный ток на выходе. Ток должен измеряться под напряжением 42 вольта, для этого нам нужно, его, принудительно посадить, например спиралью от электропечи.
 Будет проще настроить ток на выходе, если купить микросхему ровно на нужную нам мощность, тогда достаточно припаять 4,7 вольта и регулировка не потребуется.
Список некоторых микросхем с разной выходной мощностью, при выборе, смотрим в столбец 230AC.



Цоколёвка микросхемы


Схема в pdf.

Рисунок моей печатной платы в pdf.