terça-feira, 4 de junho de 2019

Fonte Chaveada SMPS simétrica com IR2153 e IRF840 - 2 x 50V 350W + PCI

Fonte Chaveada SMPS simétrica com IR2153  e IRF840 - 2 x 50V 350W + PCI

Olá a todos!!


Hoje nós iremos montar um simples circuito de uma fonte chaveada SMPS, baseado no Circuito Integrado IR2153, que é um controlador PWM com apenas 8 Pinos, que podemos facilmente construir uma fonte chaveada não regulada de boa qualidade para aplicações em projetos simples com um bom desempenho e com baixo custo, nesse modelo a fonte de alimentação é simétrica, e entrega uma potência de 350W.

Etapa de Potência

A etapa de potência é feita através de dois transistores MOSFET tipo N IRF840 que recebe os pulsos PWM do circuito integrado IR2153, esses transistores são bastante populares e de fácil aquisição. A alimentação do CI IR2153 é feita através do resistor de potência de 27K 6W, no encapsulamento interno desse CI, já existe um diodo Zener de 15.6V, porém a corrente é baixa, então cuidado para não colocar o resistor R3 com menor resistência, pois aumentaria a corrente na entrada do CI, e o Zener poderá se romper e consequentemente queimar o CI, uma solução melhorada seria colocar um diodo Zener de 15V para garantir a estabilização da tensão e a proteção do CI.

Se você estiver utilizando o IR2153D, não ha necessidade de se utilizar o diodo D2 que é o FR107 ou BA159,  pois esse CI já tem esse dido internamente, se for o IR2153 "sem a letra D", deixe como está no esquema, "com o diodo D2", 

Filtros de Bloqueio e Proteção

Na entrada do circuito, ha um filtro de EMI e proteção, como podemos verificar no esquemático na figura 2, utilizamos um NTC Termistor para forçar uma queda de corrente de pico quando o capacitor está sendo carregado, essa mesma topologia pode ser encontrado uma fonte de alimentação AT / ATX de computador. 
Figura 2 - Diagrama Esquemático Fonte SMPS Simétrica 2x50V

Enrolando O Trafo 

O transformador TR1 foi pego deu uma fonte de  alimentação ATX de sucata, fizemos o rebobinando do transformador e sua indutância primária ficou em aproximadamente 6,4 mH.
O núcleo do transformador não tem espaço de ar, lembre-se: Alguns Trafo desses tem o Gap de Ar,  "Espaçamento no Gap", se o seu tiver, pegue uma lixa e lixe até consegui igualar os Gap e deixá-los sem espaçamentos.

O enrolamento primário consiste em dar 40 voltas totais de fio de cobre super esmaltado de 0,6 mm, sendo 20 voltas, Center Tape,  mais 20 voltas.

pois podemos implantar na montagem das bobinas utilizando a metade inferior primária original "Trafo de Fonte ATX" sem rebobinar, isola a primeira parte do primário, enrola o secundário com Center Tape, isola o secundário e depois termina o enrolamento do primário novamente. 
Ou seja: 20 voltas, coloque uma camada de isolamento com uma fita de isolamento e enrole o enrolamento secundário, uma vez que o secundário estiver enrolado, isole-o novamente e continue com as 20 voltas restantes sobre ele.
Significa que o enrolamento secundário fica entre as 20 + 20 voltas primárias, como é nos Trafos das fontes ATX, isso ajuda nas atenuação das interferências na saída.
O secundário consiste em um enrolamento de 28 Voltas com Center Tape de fio de cobre super esmaltado 0,6 mm.

O indutor L1 é o mesmo utilizado na fonte ATX, retiramos e não fizemos alteração nenhuma, e os indutores L2 e L3, dos filtros de EMI de saída podem ser enroladas em núcleos toroidais de ferrite. O enrolamento emparelhado deve ser enrolado nos mesmos núcleos toroidais, com as bobinas independentes utilizando fio de cobre super esmaltado de 0,6 mm com 25 voltas em cada terminais de alimentação.

Lista de Material
  • CI1 ------------------ Circuito Integrado IR2153
  • Q1, Q2 --------------- Transistores Mosfets IRF840
  • R1, R2 -------------- Resistor 150k - (marrom, verde, amarelo) 
  • R3 ------------------- Resistor 27K 5W – (vermelho, violeta, laranja)
  • R4 ------------------- Resistor 10K – (marrom, preto, laranja)
  • R5, R6 -------------- Resistor 10Ω – (marrom, preto, preto)
  • D1 ------------------  Ponte de Diodos D10SB60 (Ou Equivalente) 
  • D2 ------------------  Diodo Rápido - FR107 ou BA159 (Ou Equivalente)
  • D3 à D6 ------------ Diodos de recuperação rápida MUR460 (Ou Equivalente)
  • C1, C2 -------------- Capacitor Poliéster 470nF - 250Vac
  • C3, C4 -------------- Capacitor eletrolítico 1000uF - 200V
  • C5, C7 -------------- Capacitor eletrolítico 100uF - 25V
  • C6 ------------------- Capacitor Poliéster 470pF
  • C8 ------------------- Capacitor Poliéster 2,2uF - 400V
  • C9, C10 ------------ Capacitor eletrolítico 2200uF - 65V
  • P1 ------------------- Potenciômetro linear ou logarítmico 100kΩ
  • NTC1 --------------- Termistor  5Ω.
  • L1, L2, L3 --------- Indutor *ver texto
  • TR1 ----------------- Transformador *ver texto
  • F1 ------------------- Fusível soldável 5A
  • Outros -------------- Fios, Soldas, Placa, Etc.

Estamos dispondo para Download os materiais necessários para quem deseja montar com a placa sugerida os arquivos em PNG, JPEG, PDF e arquivos Gerber para quem deseja enviar para impressão.
Figura 3 - PCI Placa de Circuito Impresso - Fonte SMPS 2X50V - 350W

Arquivos para Download:



E por hoje é só, espero que tenham gostado!!!

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Forte abraço.

Deus vos Abençoe

Shalom


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