Преобразователь на ir2153. Преобразователь напряжения на IR2153: схема, принцип работы, применение

Как работает преобразователь напряжения на микросхеме IR2153. Какие преимущества у данной схемы. Для чего применяется такой преобразователь. Как собрать простой преобразователь 12В-220В на IR2153.

Принцип работы преобразователя на IR2153

Микросхема IR2153 представляет собой самогенерирующий драйвер полумоста. Ее основные особенности:

• Встроенный генератор с частотой до 500 кГц
• Выходы верхнего и нижнего плеча для управления МОП-транзисторами
• Напряжение питания до 600В
• Плавный пуск
• Защита от пониженного напряжения

Принцип работы преобразователя на IR2153 заключается в следующем:

1. Генератор микросхемы формирует прямоугольные импульсы
2. Драйвер поочередно открывает верхний и нижний ключи полумоста
3. На первичной обмотке трансформатора формируется переменное напряжение
4. Во вторичной обмотке наводится ЭДС, которая выпрямляется

Частота преобразования задается внешними компонентами RT и CT. Это позволяет настроить оптимальный режим работы.

Преимущества преобразователя на IR2153

Использование микросхемы IR2153 для построения преобразователя напряжения дает ряд преимуществ:

• Простота схемы — минимум внешних компонентов
• Высокая надежность за счет встроенных защит
• Возможность работы в широком диапазоне входных напряжений
• Высокий КПД благодаря режиму мягкой коммутации
• Низкий уровень электромагнитных помех

Какой максимальной мощности можно достичь на IR2153? При правильном выборе компонентов и охлаждении возможно получить мощность до 1-1.5 кВт в импульсном режиме.

Области применения преобразователя

Преобразователь напряжения на IR2153 находит применение в различных устройствах:

• Источники бесперебойного питания
• Зарядные устройства для аккумуляторов
• Импульсные блоки питания
• Преобразователи для питания люминесцентных и светодиодных ламп
• Сварочные инверторы
• Высоковольтные генераторы

Особенно удобно использовать IR2153 для создания простых преобразователей 12В в 220В мощностью до 300-500 Вт для питания бытовой техники от автомобильного аккумулятора.

Схема простого преобразователя 12В-220В

Рассмотрим принципиальную схему простого преобразователя напряжения 12В в 220В на IR2153:

• Микросхема IR2153 — драйвер полумоста
• IRF3205 — силовые МОП-транзисторы
• Трансформатор на ферритовом кольце
• Выпрямительный мост и фильтр на выходе

Частота преобразования около 50 кГц задается резистором 10 кОм и конденсатором 1 нФ. Выходная мощность такой схемы составляет около 200-300 Вт.

Рекомендации по сборке преобразователя

При самостоятельной сборке преобразователя на IR2153 следует учитывать несколько важных моментов:

• Использовать качественные компоненты с соответствующими номиналами
• Обеспечить хороший теплоотвод для силовых элементов
• Применять толстые медные дорожки на печатной плате
• Устанавливать снабберные цепи для защиты транзисторов
• Тщательно намотать трансформатор, используя провод нужного сечения

Как проверить работу собранного преобразователя? Сначала нужно подключить нагрузку 40-60 Вт и измерить выходное напряжение. Затем постепенно увеличивать мощность, контролируя нагрев элементов.

Модификации базовой схемы

Базовую схему преобразователя на IR2153 можно модифицировать для улучшения характеристик:

• Добавление обратной связи по напряжению для стабилизации выхода
• Использование резонансного контура для повышения КПД
• Применение синхронного выпрямителя на выходе
• Введение схемы плавного пуска
• Установка защиты от перегрузки и короткого замыкания

Какие улучшения наиболее эффективны? Обратная связь и защита от перегрузки значительно повышают надежность и стабильность работы преобразователя.

Расчет и выбор компонентов

При проектировании преобразователя на IR2153 важно правильно рассчитать и выбрать основные компоненты:

Силовые транзисторы

Выбираются исходя из максимального напряжения и тока. Для преобразователя 12/220В 300Вт подойдут IRF3205 или аналоги.

Трансформатор

Рассчитывается по формулам с учетом требуемой мощности, частоты и используемого сердечника. Важно обеспечить минимальные потери.

Выходной фильтр

Емкость конденсатора выбирается из расчета 2-3 мкФ на 1 Вт мощности. Для 300 Вт потребуется 600-900 мкФ.

Снабберные цепи

Типовые номиналы: резистор 10 Ом, конденсатор 10 нФ. Окончательно подбираются экспериментально.

Как оптимизировать параметры? Рекомендуется начать с расчетных значений, а затем скорректировать их на практике для получения наилучших характеристик.

Проблемы и их устранение

При сборке и настройке преобразователя на IR2153 могут возникнуть некоторые проблемы:

• Отсутствие запуска — проверить питание микросхемы и силовых цепей
• Низкое выходное напряжение — увеличить коэффициент трансформации
• Перегрев транзисторов — улучшить теплоотвод, проверить режим работы
• Высокий уровень помех — оптимизировать топологию платы, применить экранирование
• Нестабильность выходного напряжения — ввести обратную связь

Что делать при появлении нехарактерных шумов? Необходимо тщательно проверить все соединения, качество намотки трансформатора и правильность выбора снабберных цепей.

Схемы — Статьи

Импульсный источник питания на IR2153 с отдельной платой управления. Включение трансформатора полумост.

Понадобилось сделать печку для инкубатора от 12В. Решил БП собрать сам. Выбор пал на IR2153, так как стабилизация была не нужна. Перечитал много статей по этому БП, плавный старт на реле решил не…

Металлоискатель своими руками. Схема металлоискателя с одной катушкой на ОУ TL072 с низким потреблением тока при хорошей дальности.

Решил собрать для игры металлоискатель. Перерыл много схем. Понравились две схемы. Первая на двух NE555 с двумя катушками. Вторая с одной катушкой на операционном усилителе TL072. С первой схемой…

Схема и печатаная плата компаратора с гистерезисом на ОУ LM358 для авто с регурировкой в DipTrace.

Знакомый попросил сделать автоматическое отключение видео-регистратора или радар-детектора в автомобиле. Основная проблема в том, что он не хотел тянуть провод для определения включения зажигания.. ..

Понадобилось запитать 12В куллер от 5В с регулировкой скорости. Выбор пал на микросхему MC34063, которая была под рукой.

На микросхеме MC34063 можно построить повышающий, понижающий преобразователи или инвертор напряжения. В даташит на микросхему есть схемы включения. Напряжение питания от 3-х до 40 Вольт.Выходной…

Доработанная схема сенсорного выключателя на 2 вывода.

Решил сделать двухканальный сенсорный выключатель. За основу взял прошлую схему сенсорного выключателя на TTP223 и немного изменил ее для управления двумя независимыми выходами.Выключатель состоит…

Простая схема бегущих огней на таймере NE555 и счетчике CD4017.

Для создания бегущих огней я приобрел гирлянду из белых светодиодов на 200 ламп. Мне нужно было 20 линий. Я отрезал от гирлянды 20 часте по 8 светодиодов.Далее я соединил их как показано на…

Несколько вариантов схем тестеров для проверки провода витая пара RJ-45.

На самом деле схема подойдет для проверки любых проводов от 2х штук.

То есть схемы предназначены для проверки целостности провода.Вот схемы которые можно легко найти в интернете.На схемах…

Новая версия схемы сенсорного выключателя на 220 Вольт на модуле TTP223 в разрыв цепи.

В прошлой схеме сенсорного выключателя для питания нужен был лишний провод. То есть помимо разрыва фазы (L), нужно было подводить еще и ноль (N). Новая схема этого недостатка лишена, правда это…

Простая схема зарядного устройства для NiCd аккумуляторов встроенная в светильник.

Решил сделать светодиодную подсветку. Самое удобное место, которое подсвечивало бы все пути, и при возвращении домой, и идя на кухню или в ванную оказалось без розетки поблизости.Выход АКБ + пара…

Распределение нагрузки между двумя симисторами. Схема встречно-параллельное включение симисторов.

При изготовлении нагревателя теплого пола столкнулся со слишком большим выделением тепла на симисторе BT139-E800. Когда решил включить два симистора параллельно, чтобы каждый из них пропускал.

..

Схема моргающих фонарей на таймере NE555 и BTS443P с возможностью настройки режимов работы.

Решил сделать имитацию фонарей как на автомобилях формула 1. Данную схему я не рекомендую подключать к штатным стоп сигналам авто, да и вообще подключать, так как это может является нарушением…

Переделка машинки на управление по Wi-Fi с помощью модуля ESP-01 на чипе ESP8266.

Была машинка от которой утерян пульт. Решил я ее переделать на Wi-Fi с управлением со смартфона. Так как есть несколько плат ESP-01 на чипе ESP8266, которые я не знаю куда применить, выбор пал на…

DC-DC ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Самодельные инверторы    Ниже представлена схема двухтактного dc-dc преобразователя на драйвере IR2153. Схема достаточно проста и надежна, транзисторы работают в качестве усилителя сигнала микросхемы. Для обозрения- данную схематику (двухтактный преобразователь) еще и называют push-pull (пуш-пулл). Преобразователь получился достаточно компактным, даже без теплоотводов развивает мощность порядка 30 ватт. При правильном монтаже схема должна заработать сразу.     Одним из важных достоинств данного преобразователя — он практически не нуждается в настройке, вся настройка сводится к подбору частотозадающего конденсатора микросхемы, им настраивают на нужную частоту, при увеличении емкости этого конденсатора частота уменьшается, при увеличении-повышается. Недостатком можно назвать достаточно низкий КПД в начале зарядки конденсаторов, поскольку у конденсатора достаточно низкое сопротивление. Несмотря на довольно низкий КПД 86% радиаторы довольно сильно перегреваются. Но если установить сравнительно большие теплоотводы, а трансформатор мотать на чашках типа Б30, в итоге получится менее компактный, но взамен достаточно мощный и стабильный в работе двухтактник, который пригоден для питания маломощных бытовых устройств, но только пассивного рода, поскольку частота преобразователя значительным образом выше сетевой частоты 50 герц.      В итоге, с большими радиаторами, dc dc преобразователь способен отдавать мощность до 40 Вт, при этом КПД тот же. Трансформатор содержит 2 первичные полуобмотки, каждая из них по 3 витка провод с диаметром 1 мм, вторичная обмотка содержит 84 витка проводом 0.2 мм. В качестве силовых ключей использовались полевики (MOSFET) серии IRF3205.    На выходе трансформатора использован диодный мост из четырех быстрых диодов типа SF18 и электролитический конденсатор на 400 вольт. Диоды можно заменить на любые fast диоды с напряжением от 600 вольт и током не менее 2 ампер. При указанных номиналах частота dc-dc преобразователя около 30-40 килогерц. Поделитесь полезными схемами СХЕМА УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ ГОЛОСА    Голосовой модулятор создающий различные звуковые эффекты — прибор на микросхеме HT8950A, для изменения голоса. СХЕМЫ НА МИКРОСХЕМЕ 555     На 555 серии есть неограниченное количество схем как для новичков и любителей, так и для профессионалов. На основе этого таймера можно собрать сигнализации, датчики, генераторы, преобразователи напряжения и частоты, высоковольтные устройства, звуковые и световые игрушки и даже усилители мощности звуковой частоты. САМОДЕЛЬНАЯ СУШИЛКА    Сушилка для полотенца своими руками. Многим из нас знакома ситуация, когда идем в туалет или в ванную комнату чтобы помыть руки, а там видим, что из полотенца вода капает и еще не очень то приятно оно паxнет. Влажное полотенце плюс ко всему удобная среда для размножения микробов. СХЕМА ТЕРМОСТАБИЛИЗАТОРА     Налаживания особо не требуется. Если все собрано верно схема работает сразу после первого включения.  СВЕТИЛЬНИК НАСТРОЕНИЯ    Светильник хорошего настроения — конструкция с использованием разноцветных светодиодов и микроконтроллера AtMega32. —> Ремонт блоков питания компьютера Ремонт компьютеров различной степени сложности осуществить  сложно Как ленточные конвейеры облегчают работу шахты? Ленточные конвейеры — это профессиональные рабочие устройства, которые используются во многих отраслях промышленности и хозяйства.  Как самостоятельно сделать угольную маску? В период, когда пандемия коронавируса бушует по всему миру, каждый хочет защититься от опасных вирусов. Особенности зимней стройки Строительство обычно проводится в теплое время года. Однако кто сказал, что строить зимой нельзя? Что собой представляет сварочный инвертор Сегодня сварку активно используют не только для строительных и монтажных процедур, но и при выполнении различных бытовых работ. Игровые автоматы Плей Фортуна Для любителей азартных игр на просторах интернета представлены много игровых площадок, удовлетворяющих требования своих игроков. Что делать если зависает компьютер Постепенное снижение работоспособности и производительности компьютера — одна из наиболее частотных проблем, с которой сталкиваются пользователи любого ПК. Gaminator Slot — игровые автоматы бесплатно Несмотря на большой ассортимент игровых автоматов, наибольшей популярностью пользуются Гаминаторы. Для тех, кто любит и знает мир спорта — полная версия Вулкан ставка на спорт Отличные знания спортивных игр и событий могут значительно улучшить финансовое положение. Для этого существуют букмекерские конторы, где можно воспользоваться опытом прогнозирования в спорте и заработать. Игровые автоматы на деньги в 2020 году Очень много игроков уже давно просиживают вечера в казино-онлайн.

Многофазный синхронный понижающий (понижающий) преобразователь

Многофазный синхронный понижающий преобразователь

Многофазный синхронный выпрямительный понижающий или так называемый понижающий преобразователь чаще всего используется в материнских платах ПК. Он используется для снижения напряжения питания ATX (обычно 12 В, иногда 5 В) до более низкого напряжения (обычно всего около 1-2 В). для питания ядра процессора ЦП. Процессорам нужно очень маленькое напряжение и большой ток, порядка десятков Ампер. Инвертор работает как понижающий, который делит мощность между несколькими отдельными силовыми цепями, работа с фазовым сдвигом. В статья про инверторы это топология Л. Обычно диоды заменяют МОП-транзисторами, которые служат синхронным выпрямителем, тем самым уменьшая потери ( Падение напряжения во включенном состоянии намного меньше, чем падение напряжения в диодах Шоттки). Фазовый сдвиг многофазных преобразователей обеспечивает более легкую фильтрацию.

Инвертор обычно управляется схемой HIP6301, которая может выполнять две, три или четыре фазы со сдвигом фаз. 180, 120 или 90 градусов. Он обеспечивает широтно-импульсную модуляцию ШИМ, балансировку мощности между каналами и защита от перегрузки. Частота рабочей фазы может составлять от 50 кГц до 1,5 МГц в данной ИС управления. Частота выхода пульсация умножается на количество каналов. Питается от 5В. Иногда мы встречаем также его аналог HIP6302, который работает только с двумя фазами. Для управления полумостами обычно используются схемы HIP6601 или HIP6603 (или их двойная схема). аналоги HIP6602 и HIP6604). Эти схемы допускают управление верхним и нижним MOSFET и рабочим напряжением 10-15В. Включает защиту от одновременного открытия обоих МОП-транзисторов и жесткого переключения. Принцип их работы немного похож схема IR2101-2104 или выход IR2153, но входное напряжение только до 15В и имеет жесткую коммутацию и защиту от перекрестной проводимости.

Я попытался собрать двухфазный понижающий преобразователь, а также попытался использовать трехфазный инвертор непосредственно на материнской плате. Обе попытки оказались успешными :). На экспериментальной плате я успешно собрал однофазный (другая фаза не подключена), а затем двухфазный инвертор. Каждая фаза может легко обеспечить около 10 А, таким образом, 20 А вместе постоянно. Я использовал МОП-транзисторы FDB6670AL с сопротивлением 5 мОм. Большинство деталей мне достались от бракованных материнских плат. На приведенной ниже принципиальной схеме показан инвертор с двумя фазами. Интегральная схема HIP630x имеет цифровое переключение опорного напряжения с использованием 5-ти цифровых входов (всего 31 различных значений) от 1,100 В до 1,850 В. Он предназначен для работы без резистивного делителя, поэтому выходное напряжение напрямую сравнивается с эталонным. Там, где используется делитель напряжения, можно установить еще более высокое выходное напряжение. Максимальный рабочий цикл составляет 75%, поэтому теоретически он составляет от 12 В до 9.Преобразование V. Чтобы получить максимально широкий диапазон регулирования, я установил опорное напряжение на 1,1 В (самое низкое). Это достигается сочетанием: Ввод 5 заземлен, а вводы 1-4 отключены (через внутренние сопротивления подключены к 5В). Резистор R1 определяет выходное напряжение. R3 определяет частоту. При значении 220к преобразователь работает на частоте 130кГц. На материнских платах преобразователь работает на достаточно высоких частотах, обычно 150-350кГц. Резисторы R4 (R4a, R4b) определяют порог максимальной токовой защиты. Защита отключается при протекании тока через эти резисторы составляет более 82,5 мкА. Измерение тока разработано с использованием сопротивлений во включенном состоянии нижних полевых МОП-транзисторов (T2). Неиспользуемые выходы фаз 3 и 4 (выводы 13 и 18) следует отключить, подключив их к 5В. Схема 7805 обеспечивает напряжение 5 В и может быть заменена комбинацией стабилитрона и резистора.

Я также пытался использовать трехфазный инвертор непосредственно на материнской плате. После некоторых модификаций инвертор можно использовать отдельно. Напряжение 5В для HIP6301 я получил с помощью 7805, так что схеме нужно только 12В. Во время тестирования инвертор был способен давать кратковременный ток около 60 А (см. видео ниже). Устанавливается напряжение 1,1 В соединение контакта 5 с землей и разъединение контактов от 1 до 4. Если вы хотите создать регулируемый инвертор, вы должны отключить и заземлить контакт 10. Он отключает защиту от перенапряжения, которая в противном случае отключилась бы. инвертор выключен на 110% от номинальной стоимости). После этого на вход усилителя ошибки (вывод 7) подается питание от делителя напряжения, который будет определять выходное напряжение. Первоначально был только один резистор, ведущий к выходу. Нижний резистор в делителе целесообразно выбрать 2к2 (ток делителя 0,5 мА). Верхний резистор R1 (в омах) рассчитывается по формуле:
R = (U _OUT — 1.1) . 2000 г.
Резистор также можно заменить потенциометром. Потенциометр должен иметь последовательный резистор. Рабочая частота инвертора на этой материнской плате установлено 186 кГц (R3 = 150 кГц). Таким образом, частота пульсаций составляет 558 кГц. Выходное напряжение не должно превышать максимальное номинальное напряжение выхода электролитических конденсаторов, что составляет 6,3 В. Если вам нужно более высокое напряжение, замените их. Выходное напряжение также ограничено рабочим циклом 75%, поэтому никогда не может превышать 75% входного напряжения. Использование инвертора зависит от вас :).

Схема двухфазного синхронного выпрямительного понижающего преобразователя. Аналогично можно построить трех- и четырехфазный понижающий.

Инвертор на тестовой плате — используется одна фаза.

Тестовый инвертор с однофазным, с выходом 6В 10А.

Комплектный синхронный понижающий преобразователь с двумя фазами.

Макс. непрерывный выходной ток теперь составляет примерно 20А.

Материнская плата, выполняющая роль инвертора.

Описаны основные компоненты трехфазного понижающего инвертора.

Схема 7805, вырабатывающая 5В для HIP6301 (тогда нужно было только 12В).

Цепь HIP6301 — контакты 1-4 отключены, а контакт 5 заземлен.

Видео — тестирование материнской платы, используемой в качестве понижающего инвертора.

дом

Предложение для SSTC на основе микросхемы управления драйвером IR2153D

Предложение для SSTC на основе микросхемы управления драйвером IR2153D

Предложение по твердотельной катушке Теслы на основе Автоколебательный полумостовой драйвер International Rectifier IR2153D Чип

Из списка катушек Теслы, оригинальный постер: «Дэвид Шарп через Терри Фриц

Все

При поиске в дальних уголках Интернета «Империя» для информации о последовательных резонансных полумостовых преобразователях. для
возможного обслуживания для SSTC, я думаю, что нашел спрятанный алмаз в скале куча. Чип управления водителем — International 9) Полезная частота от десятков кГц до ~300 кГц (или больше).

Чип будет работать от входного напряжения от ~10В до 600В (с надлежащий токоограничивающий резистор Vcc 5 мА или постоянный ток 5 мА источник)

Встроенная система плавного пуска и отключения (внешняя стробирование), потянув штифт Ct вниз. Это облегчит усилия по модуляции или жесткое отключение с перегрузкой по току или неисправностью. Также может облегчить очень желательную функцию VCO всего несколькими дополнительными пассивными составные части.

Частота регулируется путем регулировки значения Rt, в ссылка на люминесцентную лампу ниже (см. первое справочное приложение схема).

Минимальное количество деталей для сборки SSTC мощностью от 50 Вт до 1кВт и более.

Может иметь достаточный привод для работы IGBT в Работа ZVS/ZCS.

Перейдите по следующим ссылкам:

Учащиеся строят свои собственные Импульсные блоки питания или как продвигать силовую электронику на Университеты
Это обсуждение показывает уместное использование IR2153 (стр. 7-9) для полумостового последовательного резонансного преобразователя. Обратите внимание на формы сигналов преобразователь синусоидального тока в зависимости от входного напряжения прямоугольной формы (да, это ZCS — коммутация нулевого тока). Это ключ, который предложил использовать этот чип для приложений SSTC.

[ Аннотация. В статье представлена ​​концепция лабораторной работы в коммутируемом режимные блоки питания для студентов в вузах в качестве дополнения к лекция. Цель лабораторной работы — сделать силовую электронику более привлекательной. студентам, особенно тем, кто изначально предпочитал не связанные с властью предметы. Три силовые цепи были подготовлены для строительства ученики. Это понижающий прерыватель, обратноходовой преобразователь и электронный преобразователь.