Простой импульсный блок питания на IR2153(D) для усилителя.

Переделывать блок питания — то ещё развлечение, особенно импульсный с таким плотным монтажом. Хоть я и привычный ко всяким фейерверкам, но домашних пугать очень не хотелось, да и опасно это и для самого.
В общем, изучение вопроса привело к довольно простому решению, не требующему никаких особенных деталей и практически никакого налаживания. Собрал-включил-работает. Да и хотелось попрактиковаться в вытравливании печатных плат с помощью фоторезиста, так как в последнее время современные лазерные принтеры стали жадными до тонера, и привычная лазерно-утюжная технология не задалась. Результатом работы с фоторезистом я остался очень доволен, — для эксперимента на плате вытравил надпись линией толщиной 0,2мм. И она прекрасно получилась! Итак, довольно прелюдий, опишу схему и процесс сборки-наладки блока питания.

Блок питания на самом деле очень прост, собран практически весь из деталей, оставшихся после разборки не самого хорошего импульсника от компьютера, — из тех, в которые «не докладывают» деталей. Одна из этих деталей — импульсный трансформатор, который можно использовать без перемотки в блоке питания на 12В, или пересчитать, что тоже очень просто, на любое напряжение, для чего я использовал программу Москатова.
Схема импульсного блока питания:

В качестве компонентов были использованы следующие:
драйвер ir2153 — микросхема, используется в импульсных преобразователях для питания люминесцентных ламп, её более современный аналог — ir2153D и ir2155. В случае использования ir2153D диод VD2 можно исключить, так как он уже встроен в микросхему. У всех микросхем серий 2153 в цепи питания уже стоит встроенный стабилитрон на 15,6В, поэтому не стоит сильно заморачиваться с устройством отдельного стабилизатора напряжения для питания самого драйвера;
VD1 — любой выпрямительный с обратным напряжением не ниже 400В;
VD2-VD4 — «быстродействующие», с малым временем восстановления (не больше 100нс) например — SF28; На самом деле VD3 и VD4 можно исключить, я их не ставил;
в качестве VD4, VD5 — использован сдвоенный диод от компьютерного блока питания «S16C40″ — это диод «Шоттки», можно поставить любой другой, менее мощный. Нужна эта обмотка для питания драйвера ir2153 после того, как запустится импульсный преобразователь. Можно исключить и диоды и обмотку, если не планируется снимать мощность более 150Вт;
Диоды VD7-VD10 — мощные диоды «Шоттки», на напряжение не ниже 100В и ток не меньше 10 А, например — MBR10100, или другие;
транзисторы VT1, VT2 — любые мощные полевые, от их мощности зависит выходная, но сильно тут увлекаться не стоит, как и снимать с блока более 300Вт;
L3 — намотан на ферритовом стержне и содержит 4-5 витков провода 0,7мм; Эту цепочку (L3, C15, R8) можно вообще исключить, она нужна, чтобы немного облегчить режим работы транзисторов;
Дроссель L4 намотан на кольце от старого дросселя групповой стабилизации того же блока питания от компьютера, и содержит по 20 витков, мотается сдвоенным проводом.
Конденсаторы на входе можно поставить и меньшей ёмкости, их ёмкость можно примерно подобрать исходя и снимаемой мощности блока питания, примерно как 1-2мкФ на 1 Вт мощности. Не стоит увлекаться конденсаторами и ставить на выход блока питания ёмкости больше 10000 мкФ, так как это может привести к «салюту» при включении, так как они при включении требуют значительного тока для зарядки.

Список мелочи:

Теперь пару слов о трансформаторе. Параметры импульсного трансформатора определены в программе Москатова и соответствуют Ш-образному сердечнику со следующими данными: S0 = 1,68 кв.см; Sc = 1,44 кв.см; Lср.л. = 86см; Частота преобразования — 100кГц;
Получившиеся расчётные данные:
Обмотка 1 — 27 витков 0,90мм; напряжение — 155В; Намотана в 2 слоя проводом, состоящим из 2 жил по 0,45мм; Первый слой — внутренний содержит 14 витков, второй слой — наружный содержит 13 витков;
обмотка 2 — 2 половины по 3 витка проводом 0,5мм; это — «обмотка самопитания» на напряжение около 16В, мотается проводом так, чтобы направления намотки были в разную сторону, средняя точка выводится наружу и подключается на плате;
обмотка 3 — 2 половины по 7 витков, намотана так же многожильным проводом, сначала — одна половина в одну сторону, потом через слой изоляции — вторая половина, в противоположную сторону. Концы обмоток выведены наружу в «косу» и подключаются в общую точку на плате. Обмотка рассчитана на напряжение около 40В.

Таким же образом можно рассчитать трансформатор на любое нужное напряжение. У меня собраны 2 таких блока питания, — один — для усилителя на TDA7293, второй — на 12В для питания всяческих поделок, — используется в качестве лабораторного.
Блок питания для усилителя на напряжение 2х40В:

Импульсный блок питания на 12В:

Блок питания в сборе в корпусе:

В начале статьи — фото испытаний импульсного блока питания, — того, что для усилителя с помощью эквивалента нагрузки из нескольких резисторов МЛТ-2 по 10Ом, включаемых в разной последовательности. Целью было получить данные о мощности, падении напряжения и разности напряжений в плечах +/- 40В. По итогам у меня получились такие параметры:
Мощность — около 200Вт (больше не стал пытаться снимать);
напряжение, в зависимости от загрузки — 37,9-40,1В во всём диапазоне от 0 до 200Вт.
Температура на максимальной мощности 200Вт после тестового прогона в течение получаса:
трансформатора — около 70 град.цельсия, радиатора диодов без активного обдува — около 90 град.цельсия. С активным обдувом — быстро приближается к комнатной и практически не греется. В итоге радиатор был заменён, и на следующих фото блок питания уже с другим радиатором.
При разработке блока питания были использованы материалы сайта vegalab и radiokot, на форуме «Веги» очень подробно описан этот блок питания, так же есть варианты блока с защитой от КЗ, что есть неплохо. У меня например при случайном КЗ мгновенно сгорела дорожка на плате во вторичной цепи.

Внимание!
Первое включение блока питания следует производит через лампу накаливания мощностью не более 40Вт. При первом включении в сеть она должна на короткое время вспыхнуть и погаснуть. Светиться она практически не должна! При этом можно проверить выходные напряжения и попробовать несильно нагрузить блок (не больше 20Вт!). Если всё в порядке, — лампочку можно убирать и приступать к испытаниям.

Внимание! Этот блок питания имеет цепи, связанные с сетью высокого напряжения! Если вы не понимаете, что это такое и к чему может привести, — лучше отказаться от идеи собрать этот блок. Кроме того, в цепи высокого напряжения имеется действующее напряжение около 320В!

Файлы: скачать архив.