Приветствую, Самоделкины!
В данной статье рассмотрим довольно интересный проект, автором которого является AKA KASYAN (YouTube канал «AKA KASYAN»).
Собирать будем универсальный источник питания, который можно будет использовать в качестве зарядного устройства для портативных электроинструментов (типа шуруповерта) и не только. Собрать подобный источник питания под силу практически каждому радиолюбителю, так как он относительно простой. Но не смотря на простоту, данное устройство умеет стабилизировать как выходное напряжение, так и ток. Благодаря такой особенности, этим БП можно заряжать литий-ионные аккумуляторы.
Создавая данный проект, автор ставил задачу сделать универсальное зарядное устройство, в первую очередь для шуруповерта, поэтому диапазон выходного напряжения можно регулировать, но в пределах от 11В до 18В, а ток до 1,3А. Этого вполне достаточно для зарядки наиболее ходовых портативных электроинструментов, имеющих напряжения на аккумуляторе 12В, 14,4В, и 16,8В. Но, как уже было сказано выше, схема эта универсальная, выходное напряжение и ток можно сделать иными.
Скачать архив проекта с печатной платой можно ЗДЕСЬ.
Будущее устройство будет питаться непосредственно от сети переменного тока 220В. Все необходимые защиты, включая защиту от КЗ и перегрева присутствуют.
Схема состоит из двух основных частей: сетевого понижающего импульсного блока питания и узла стабилизации тока и напряжения.
Устройство обладает высоким КПД и отличается малыми размерами и весом. Источник питания построен на основе специализированной микросхемы TNY268 (можно TNY267), именно от выбора микросхемы зависит мощность зарядного устройства.
Для того, чтобы обеспечить полноценную стабилизацию тока и напряжения ШИМ-контроллер, на основе которого построен преобразователь, должен иметь 2 усилителя ошибки, например, tl494.
Микросхема TNY268 выбрана неспроста. Во-первых, блоки питания на основе данных микросхем имеют минимальную обвязку, а во-вторых, в самой микросхеме уже есть все необходимое для работы, включая полноценный ШИМ-контроллер, система защиты и даже силовой транзистор.
Для теста автор сделал несколько источников питания, используя микросхемы как TNY267, так и TNY268. Работают они аналогично.
Вторая часть зарядного устройства состоит из сдвоенного операционного усилителя lm358, источника опорного напряжения tl431 и мелочевки. Присутствуют 2 подстроечных резистора. Они необходимы для регулировки тока и напряжения.
Этот узел (см. изображение ниже) наиболее важен, поскольку им можно дополнить любой другой блок питания любой мощности и получить регулируемое по току и напряжению зарядное устройство.
Фактически, вторую часть схемы можно прикрутить к любому импульсному источнику с обратной связью. Вот, например, тоже зарядка на основе VIPer22a:
А вот на FSDM311:
А вот, более мощный вариант, на основе ШИМ-контроллера UC3842:
А на следующем изображении представлено зарядно-пусковое устройство на основе SG3525. Принцип стабилизации тока и напряжения тут точно такой же, только токи уже гораздо больше.
Подстроечные резисторы, как уже было сказано ранее, позволят изменять выходные параметры. Делители в опорных цепях и датчик тока рассчитаны именно для указанных параметров.
Eсли вам необходимо получить иные значения напряжения и тока, то придется пересчитать опорные цепи. Но сперва нужно понять, что все упирается в мощность преобразователя и выше 23Вт снимать нельзя. Если для построения данного источника тока использована микросхема TNY268 и охлаждение достаточно хорошее, то используя закон Ома, можно понять, позволит ли микросхема создать устройство с необходимыми вам параметрами.
Если, исходя из расчетов, построить устройство с заданными характеристиками невозможно, то можно просто заменить схему преобразователя на другую, более мощную, а узел стабилизации и тока оставить неизменным.
Трансформатор. Тут важно отметить, что используемая в данном примере микросхема, работает на фиксированной частоте в 132кГц.
Также в данном случае применен ш-образный ферритовый трансформатор с начальной проницаемостью 2300. Все намотки указаны именно для этого трансформатора, в случае иных сердечников, обмотки необходимо будет пересчитать. Как это сделать? Довольно просто, для этих целей существуют специализированные программы и приложения.
Необходимо также упомянуть о наличии не магнитного зазора между половинками сердечника. В данном примере зазор составляет приблизительно 0,3-0,4мм.
Начала намотки обмоток указаны как на плате, так и на схеме.
Если перепутать, работать схема не будет. Для того, чтобы избежать подобной неприятности, начала намотки желательно промаркировать. Сделать это можно, например, одев термоусадку на провод.
Все обмотки мотаются в одинаковом направлении, в каком – не важно, путь будет по часовой стрелке, например. Первым делом на голой каркас мотаем половину первичной обмотки. Вообще можно и всю обмотку сразу, но так правильнее.
Мотать необходимо послойно, при этом каждый слой нужно изолировать, например, для этой цели можно использовать каптоновый термостойкий скотч в 1-2 слоя, такой изоляции будет вполне достаточно.
После того, как половина первичной обмотки намотана, можно приступать к намотке вторички. Ее мотаем целиком, если она полностью не влезет в один ряд, то делаем послойно. Затем поверх вторичной обмотки идет каптоновый термостойкий скотч слоя в 3-4, после чего мотаем оставшуюся половину первичной обмотки, таким же способом, как и первую половину.
В результате имеем 4 отвода от первичной обмотки. Каждая пара проводов являются цельной обмоткой, начало каждой обмотки должно быть промаркировано. Теперь берем начало одной обмотки и соединяем с концом другой.
В результате получим отвод, который в данной схеме не нужен и использоваться не будет. Как итог, мы получаем одну цельную первичную обмотку.
На данном этапе можно собрать трансформатор, не забывая при этом о зазоре между половинками сердечника.
Пару слов о сетевом фильтре.
Так как данный блок питания маломощный, то особо гадить в сеть он не будет. По этой причине фильтр можно исключить из данной схемы, но естественно с ним все же правильней.
Устройству необходимо хорошее охлаждение и, если устройство будет работать в полностью герметичном корпусе без вентиляционных отверстий, то мощность источника необходимо снизить.
Микросхема TNY268, также нуждается в теплоотводе, его можно приклеить при помощи теплопроводящего клея.
ВАЖНО! Выходное напряжение данного источника тока не должно превышать 32В, это максимальное питающее напряжение для lm358, который запитан напрямую с выхода источника питания.
В конце, как всегда, проведем несколько тестов, проверим функцию стабилизации выходного напряжения источника при нестабильности сетевого напряжения и защиту от коротких замыканий.
Более подробно в оригинальном видеоролике автора:
Автором были собраны несколько таких источников питания. Все они были успешно протестированы и в настоящее время используются по прямому предназначению.
На этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Источник (Source)
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Подборки: Зарядка Шуруповерт БП
Источник: