Как работает микросхема IR2153 в импульсных блоках питания. Какие преимущества дает использование IR2153. Какие схемы ИБП можно собрать на IR2153. Как правильно рассчитать и собрать ИБП на IR2153.
Микросхема IR2153: особенности и преимущества
IR2153 — это улучшенная версия драйверов IR2155 и IR2151, которая содержит высоковольтный полумостовой драйвер затвора с встроенным генератором. Эта микросхема обладает рядом преимуществ по сравнению с предыдущими версиями:
- Интегрированный 600В полумостовой драйвер
- Встроенный стабилитрон на 15.6В на линии Vcc
- Низкое энергопотребление при запуске
- Улучшенное управление временем паузы
- Функция выключения
- Повышенная помехоустойчивость
- Защита от электростатических разрядов на всех выводах
Благодаря этим особенностям IR2153 стала очень популярной микросхемой для построения различных импульсных источников питания.
Схема №1: Высоковольтный ИБП на IR2153
Первая схема представляет собой классический высоковольтный импульсный блок питания на IR2153. Каковы ключевые особенности данной схемы?
- Драйвер IR2153 питается непосредственно от сети через резистор, что снижает рассеиваемую мощность
- Имеется схема мягкого старта на реле для ограничения пускового тока
- Встроена защита от короткого замыкания и перегрузки во вторичных цепях
- Обеспечивает выходное двухполярное напряжение до ±70В
- Импульсный трансформатор имеет одну первичную обмотку (50 витков) и четыре одинаковые вторичные (по 23 витка)
Данная схема отлично подходит для построения мощных высоковольтных источников питания, например, для усилителей звука.
Схема №2: ИБП с самопитанием на IR2153
Вторая схема имеет ряд отличий от предыдущей. В чем ее основные особенности?
- Драйвер IR2153 питает сам себя от отдельной обмотки трансформатора через гасящий резистор
- Выходное напряжение ограничено параметрами диодов во вторичной цепи (до 90В)
- Максимальный выходной ток — 2-3А без дополнительного охлаждения диодов
- Имеется дроссель на общем кольцевом сердечнике во вторичной цепи
Эта схема более экономична с точки зрения энергопотребления, но имеет ограничения по выходной мощности.
Схема №3: Мощный ИБП на транзисторах IRFP460
Третья схема существенно отличается от предыдущих и рассчитана на большую выходную мощность. Какие у нее ключевые особенности?
- Защита от КЗ и перегрузки выполнена на токовом трансформаторе
- Имеются дополнительные транзисторы для изоляции высокой входной емкости мощных ключей IRFP460 от выхода драйвера
- Резистор схемы мягкого старта расположен в первичной цепи 230В
- Присутствует снаббер параллельно первичной обмотке трансформатора
- Токовый трансформатор имеет две вторичные обмотки по 50 витков
Эта схема позволяет получить значительно большую выходную мощность по сравнению с предыдущими вариантами.
Схема №4: Простой ИБП для ламповой техники
Четвертая схема отличается максимальной простотой и предназначена для питания ламповых устройств. Каковы ее основные особенности?
- Отсутствует защита от короткого замыкания в нагрузке
- Выходной ток по шине +260В ограничен резистором
- Выходной ток по шине +5В ограничен внутренней защитой стабилизатора 7805
- Резистор R1 ограничивает пусковой ток и помогает отсекать сетевые помехи
Данная схема идеально подходит для питания ламповых предусилителей и других маломощных ламповых устройств.
Расчет и изготовление импульсного трансформатора
Импульсный трансформатор является ключевым элементом любого ИБП. Как правильно его рассчитать и изготовить?
- Расчет параметров трансформатора выполняется исходя из требуемой выходной мощности
- Для расчета удобно использовать специализированные программы, например Lite-CalcIT
- Сечение провода обмоток выбирается в соответствии с протекающими токами
- Тип и размер сердечника определяется исходя из передаваемой мощности
- Важно обеспечить качественную изоляцию между обмотками
Правильный расчет и изготовление трансформатора во многом определяют эффективность и надежность работы всего блока питания.
Рекомендации по сборке и настройке ИБП на IR2153
При сборке импульсного блока питания на IR2153 важно соблюдать ряд правил. Какие основные рекомендации нужно учитывать?
- Тщательно проверьте монтаж на отсутствие ошибок и замыканий перед первым включением
- Обязательно промойте плату после пайки для удаления остатков флюса
- Первое включение производите только с ограничением тока через резистор или лампу
- Используйте качественные компоненты с соответствующими параметрами
- Обеспечьте хорошее охлаждение силовых элементов
- При настройке контролируйте форму выходных импульсов осциллографом
- Строго соблюдайте правила электробезопасности при работе с высоким напряжением
Соблюдение этих рекомендаций позволит избежать многих проблем при сборке и настройке ИБП.
Области применения ИБП на IR2153
Импульсные блоки питания на IR2153 находят широкое применение в различных областях электроники. Где чаще всего используются такие ИБП?
- Источники питания для усилителей звука
- Лабораторные блоки питания
- Зарядные устройства
- Преобразователи напряжения для автомобильной электроники
- Источники питания для светодиодного освещения
- Блоки питания для ламповой аудиотехники
- Импульсные источники для промышленной автоматики
Универсальность и надежность IR2153 позволяет создавать на ее основе ИБП практически для любых применений.
Ir2153 описание на русском
Самотактируемый полумостовой драйвер
Отличительные особенности:
- Интегрированный 600В полумостовой драйвер
- 15.6В стабилитрон на линии Vcc
- Действительная микромощность при старте
- Более жесткое начальное управление временем паузы
- Низкий температурный коэффициент длительности паузы
- Функция выключения (1/6 от Vcc на выводе СТ)
- Увеличенный гистерезис блокировки при снижении напряжения (1 В)
- Более маломощная схема преобразования уровня
- Постоянная ширина импульсов LO,HO при старте
- Уменьшено di/dt для лучшей нечувствительности к шумам
- Выход драйвера нижнего уровня в фазе с RT
- Внутренний 50нс диод запуска (IR2153D)
- Увеличенная стойкость к защелкиванию на всех входах и выходах
- Защита от электростатических разрядов на всех выводах
- Напряжение смещения VOFFSET не более 600В
- Скважность 2 (меандр)
- Tr/Tp 80/40нс
- Vclamp 15.
- Пауза 1.2 мкс
Типовая схема включения:
| Rt | Резистор задающего генератора, для нормального функционирования в фазе с LO |
| Ct | Конденсатор задающего генератора |
| VB | Напряжение питания ключей верхнего уровня |
| HO | Выход драйвера верхнего уровня |
| VS | Возврат питания верхнего уровня |
| VCC | Питание драйверов нижнего уровня и логики |
| LO | Выход драйвера нижнего уровня |
| COM | Общий питания и логики |
IR2153 – улучшенная версия драйвера IR2155 и IR2151, которая содержит драйвер високовольтного полумоста с генератором аналогичным промышленному таймеру 555 (К1006ВИ1). IR2153 отличается лучшими функциональными возможностями и более прост в использовании по сравнению с предыдущими микросхемами. Функция выключения в данном устройстве совмещена с выводом СТ, при этом выключение обоих каналов происходит при подаче управляющего сигнала низкого уровня.
Кроме того, формирование выходных импульсов связано с моментом пересечения увеличивающегося напряжения на Vcc порога схемы блокировки от понижения напряжения, тем самым была достигнута более высокая стабильность импульсов при запуске.
Стойкость к шумам была значительно улучшена за счет уменьшения скорости изменения тока драйверов (di/dt) а также за счет увеличения гистерезиса схемы блокировки от понижения напряжения (до 1В). Наконец, существенное внимание было уделено повышению стойкости защелок и обеспечению всесторонней защиты от электростатических разрядов на всех выводах.
Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов
На основе микросхемы IR2153 и силовых IGBT транзисторов было сконструировано множество схем, таких как драйвер и генератор индукционного нагревателя, источник питания для катушки Тесла, DC-DC преобразователи, импульсные источники питания и так далее. А связка NGTB40N120FL2WG + IR2153 работают вместе как нельзя лучше, где IR2153 является драйвером — задающим генератором импульсов, а пара биполярных транзисторов с изолированным затвором на 40А/1000В может обрабатывать большой ток нагрузки.
Схемы включения IR2153
Если вы собираетесь повторить одну из этих схем — вот архив с файлами печатных плат. Схема формирователя стробирующих импульсов для их управления работает от 15 В постоянного тока — на транзисторы выходного каскада подаётся до 400 В напряжения.
IR2153 импульсный блок питания на плате
Кстати, IR2153 — это улучшенная версия популярных микросхем IR2155 и IR2151, которая включает высоковольтный полумостовой драйвер затвора. IR2153 предоставляет больше возможностей и проще в использовании, чем предыдущие м/с. Тут имеется функция отключения, так что оба выхода формирователя стробирующих импульсов могут быть отключены с помощью низкого напряжения сигнала. Помехоустойчивость была значительно улучшена, как за счет снижения пиковых импульсов. Наконец, особое внимание было уделено максимально всесторонней защите от электростатических разрядов на всех выводах.
Хочу предоставить вашему вниманию четыре разные схемы импульсных блоков питания на всеми любимой народной IR2153.
Все эти схемы были мною собраны и проверены в 2013-2015 годах. Сейчас, в 2017 году, я раскопал все эти схемы в своих архивах и спешу с вами поделиться. Пусть вас не смущает что не ко всем схемам есть фото собранных устройств, что на фото будут и не полностью собранные блоки питания, но это все что мне удалось найти в своих архивах.
Итак первый блок питания, условно назовем его «высоковольтным»:
Схема классическая для моих импульсных блоков питания. Драйвер запитывается непосредственно от сети через резистор, что позволяет снизить рассеиваемую на этом резисторе мощность, по сравнению с запиткой от шины +310В. Этот блок питания имеет схему мягкого старта (ограничения пускового тока) на реле. Софт-старт питается через гасящий конденсатор С2 от сети 230В. Этот блок питания оснащен защитой от короткого замыкания и перегрузки во вторичных цепях. Датчиком тока в ней служит резистор R11, а ток при котором срабатывает защита регулируется подстроечным резистором R10.
При срабатывании защиты загорается светодиод HL1. Этот блок питания может обеспечить выходное двухполярное напряжение до +/-70В (с данными диодами во вторичной цепи блока питания). Импульсный трансформатор блока питания имеет одну первичную обмотку из 50 витков и четыре одинаковые вторичные обмотки по 23 витка. Сечение провода и сердечник трансформатора выбираются исходя из требуемой мощности, которую необходимо получить от конкретного блока питания.
Второй блок питания, условно его будем называть «ИБП с самопитанием»:
Этот блок имеет похожую с предыдущим блоком питания схему, но принципиальное отличие от предыдущего блока питания заключается в том, что в этой схеме, драйвер запитывает сам себя от отдельной обмотки трансформатора через гасящий резистор. Остальные узлы схемы идентичны предыдущей представленной схеме. Выходная мощность и выходное напряжение данного блока ограничено не только параметрами трансформатора, и возможностями драйвера IR2153, но и возможностями диодов примененных во вторичной цепи блока питания.
В моем случае — это КД213А. С данными диодами, выходное напряжение не может быть более 90В, а выходной ток не более 2-3А. Выходной ток может быть больше только в случае применении радиаторов для охлаждения диодов КД213А. Стоит дополнительно остановиться на дросселе Т2. Этот дроссель мотается на общем кольцевом сердечнике (допускается использовать и другие типы сердечников), проводом соответствующего выходному току сечения. Трансформатор, как и в предыдущем случае, рассчитывается на соответствующую мощность с помощью специализированных компьютерных программ.
Блок питания номер три, условно назовем «мощный на 460х транзисторах» или просто «мощный 460»:
Эта схема уже более значительно отличается от предыдущих схем представленных выше. Основных больших отличий два: защита от короткого замыкания и перегрузки здесь выполнена на токовом трансформаторе, второе отличие заключается в наличии дополнительных двух транзисторов перед ключами, которые позволяют изолировать высокую входную емкость мощных ключей (IRFP460), от выхода драйвера.
Еще одно небольшое и не существенное отличие заключается в том, что ограничительный резистор схемы мягкого старта, расположен не в шине +310В, как это было в предыдущих схемах, а в первичной цепи 230В. В схеме так же присутствует снаббер, включенный параллельно первичной обмотке импульсного трансформатора для улучшения качества работы блока питания. Как и в предыдущих схемах чувствительность защиты регулируется подстроечным резистором (в данном случае R12), а о срабатывание защиты сигнализирует светодиод HL1. Токовые трансформатор мотается на любом небольшом сердечнике который у вас окажется под рукой, вторичные обмотки мотаются проводом небольшого диаметра 0,2-0,3 мм, две обмотки по 50 витков, а первична обмотка представляет собой один виток провода достаточного для вашей выходной мощности сечения.
И последний на сегодня импульсник — это «импульсный блок питания для лампочек», будем его условно так называть.
Да да, не удивляйтесь. Однажды появилась необходимость собрать гитарный предусилитель, но под рукой не оказалось необходимого трансформатора и тогда меня очень выручил данный импульсник, который был построен именно по тому случаю.
Схема отличается от трех предыдущих своей максимальной простотой. Схема не имеет как таковой защиты от короткого замыкания в нагрузке, но необходимости в такой защите в данном случае нет, так как выходной ток по вторичной шине +260В ограничен резистором R6, а выходной ток по вторичной шине +5В — внутренней схемой защиты от перегрузки стабилизатора 7805. R1 ограничивает максимальный пусковой ток и помогает отсекать сетевые помехи.
Общие рекомендации:
- Импульсный трансформатор для каждой из схем необходимо рассчитывать в соответствии с вашими личными требованиями к блоку питания и вашими возможностями, поэтому конкретные намоточные данные я не привожу.
- Для расчета импульсного трансформатора очень удобно пользоваться программами «Старичка» — Lite-CalcIT и RingFerriteExtraSoft.
- Перед включением в сеть импульсного блока питания необходимо тщательно проверить монтаж на отсутствие ошибок, «соплей» на плате и так далее
- Обязательно необходимо промывать плату со стороны монтажа бензином, ацетоном, керосином, любым растворителем или спиртом для полного удаления остатков флюса. Импульсный блок питания работает на высокой частоте и даже незначительная паразитная проводимость или емкость может привести к тому, что собранный из исправных деталей блок питания не заработает или взорвется при первом же включении.
- Первое включение необходимо производить только с ограничением тока, его можно ограничить либо мощным резистором, либо мощной лампой накаливания, могут быть и другие варианты.
- Необходимо помнить и никогда не забывать о правилах электробезопасности. В каждой из схем блока питания присутствует опасное для жизни напряжение.
Импульсный блок питания работает на высокой частоте и даже незначительная паразитная проводимость или емкость может привести к тому, что собранный из исправных деталей блок питания не заработает или взорвется при первом же включении.ир2153 | Уйдудоктору Форум
Инвертор IR2153
En ucuz ve en basit seri üretilen 12/230V dönüştürücü, devre tek etkili dikdörtgen uyarımdan oluştuğu için yalnızca 230V’luk bir çıkış voltajı sagenliğine. Bu dönüştürücüler, yalnızca gerçek şebeke voltajı için 325V genliğe ihtiyaç duymayan cihazlar için geçerlidir. Bu nedenle dirençli…
- guclusat
- Кону
- инвертор ир2153
- Месаж: 0
- Форум: Smps Devreleri Ve Uygulamaları
IR2153 ile D Sınıfı усилитель
popüler IR2153 mikro devresinde bu amaçlara yönelik olmayan iyi bir D sınıfı ses güç amplifikatörü devresini sunuyoruz.
Amplifikatör, yüke yaklaşık 400 ватт güç sağlar ve bazı ustalar, bazı değişikliklerle, 900 ватт tamamını желчи sıkar. Amplifikatörün çıkış aşaması, çift kutuplu 45 voltluk…- guclusat
- Кону
- d синтетический усилитель ир2153
- Сообщение: 5
- Форум: Ses Devreleri
IR2153 ТЕСТ Девре Шемаси
IR2153 TEST Devre Şeması devamı ekte yer almaktadır.
- гуклюсат
- Кону
- ир2153 ir2153 тест Девре Шемаси
- Сообщение: 1
- Форум: Smps Devreleri Ve Uygulamaları
IR2153 300W базовый усилитель için anahtarlama güç kaynağı
IR2153 300W üzerinde bas amplifikatörü için anahtarlama güç kaynağı Son olarak, kısa bir aradan sonra, düşük frekanslı bir amplifikatör için ir2153 üzerinde iki kutuplu bir anahtarlama güç kaynağının montajı hakkında yeni bir makale gönderiyorum.
Bu 300 W IIP, Lanzar gibi amplifikatörlere veya…- гуклюсат
- Кону
- ир2153 ир2153 300 Вт
- Месаж: 0
- Форум: Smps Devreleri Ve Uygulamaları
IR2153 ile SMPS güç kaynağı devre şeması
Sevilen popüler IR2153’te dört farklı anahtarlama güç kaynağı şemasını dikkatinize sunmak istiyorum. Tüm bu planlar 2013-2015’te toplandı ve test edildi. Şimdi, 2017’de arşivlerimdeki tüm bu planları ortaya çıkardım ve sizinle paylaşmaktan acele ediyorum. Tüm devrelerin monte edilmiş cihazların…
- гуклюсат
- Кону
- ир2153 смс
- Месаж: 0
- Форум: Smps Devreleri Ve Uygulamaları
IR2153’te 1000 Вт SMPS anahtarlama güç kaynağı
1000 ватт ИБП devre şeması.
Bu şema radio amatörleri tarafından bir kereden fazla tekrarlanmış olmasına rağmen, bu şemada internette birçok video ve forum var. Ama bu UPS’i nasıl yaptığımı sizinle paylaşmak istedim. Bu arada, bu devreyi ve baskılı devre kartını diğer kaynaklardan…- гуклюсат
- Кону
- 1000 Вт Анахтарлама Гюч Кайнаги ир2153 смс
- Месаж: 0
- Форум: Smps Devreleri Ve Uygulamaları
IR2153 ile güç kaynağı devre şeması
Yukarıdaki şekilde, 300 ватт kadar kapasiteye sahip, биполярный çıkış voltajı olan ve kısa devreye karşı koruma fonksiyonu olan bir anahtarlamalı şebeke güç kaynağınının. Güç kaynağı, halihazırda yerleşik bir jeneratör ve güçlü alan etkili transistörler için bir kontrol devresi içeren.
..- гуклюсат
- Кону
- ир2153 ir2153 иле гюч кайнаги девре шемаси
- Месаж: 0
- Форум: Smps Devreleri Ve Uygulamaları
IR2153 D Sınıfı усилитель devre şeması
IR2153’te Sınıf D усилитель devre şeması IR2153 çipinde popüler ve bu amaçlar için tasarlanmamış iyi bir D sınıfı ses güç amplifikatörünün bir devresini dikkatinize sunuyoruz. Усилитель yüke yaklaşık 400 Вт güç sağlar ve bazı değişikliklere sahip bazı ustalar 900 ватт тамамини…
- guclusat
- Кону
- усилитель ир2153 Синиф д
- Сообщение: 1
- Форум: Ses Devreleri
Сеть 12В / 230В 50Гц с обделником и IR2153
Toto je modernější verze meniče 12 В / 230 В с обводем IR2153.
Tento obvod je pro měnič inhodnější než 555, protože je vybaven dvěma výstupy special určenými pro buzení mosfetů, deadtime a ochranou proti nízkému napajecímu napětí. To je předpocladem pro vysokou účinnost and spolehlivost měniče…- уйдудоктору
- Кону
- 12В / 230В 50 Гц ир2153
- Месаж: 0
- Форум: Smps Devreleri Ve Uygulamaları
Amplifikatör, yüke yaklaşık 400 ватт güç sağlar ve bazı ustalar, bazı değişikliklerle, 900 ватт tamamını желчи sıkar. Amplifikatörün çıkış aşaması, çift kutuplu 45 voltluk…
Bu 300 W IIP, Lanzar gibi amplifikatörlere veya…
Bu şema radio amatörleri tarafından bir kereden fazla tekrarlanmış olmasına rağmen, bu şemada internette birçok video ve forum var. Ama bu UPS’i nasıl yaptığımı sizinle paylaşmak istedim. Bu arada, bu devreyi ve baskılı devre kartını diğer kaynaklardan…
..
Tento obvod je pro měnič inhodnější než 555, protože je vybaven dvěma výstupy special určenými pro buzení mosfetů, deadtime a ochranou proti nízkému napajecímu napětí. To je předpocladem pro vysokou účinnost and spolehlivost měniče…. ? —
| 12.01.2012, 15:10 | № 1 ( постоянная ссылка ) |
: 01.11. : 1358 () : 1 0 () 0 : 1185 | . ? DREDD Wow4an, , , , , IR2153 TL494 ,TL494 |
2010| 12.01.2012, 15:29 | # 2 ( постоянная ссылка ) |
T&N : 28.03.2011 : : 3344 : 12 () : 13 10 () 4 : 8926 | IR2153 100 IR2153, . 41. |
ТЛ .| 12.01.2012, 15:46 | # 3 ( постоянная ссылка ) | ||
: 01.11.2010 : 1358 () : 1 0 () 0 : 1185 | :
, 26 :
?, , | ||
ТЛ .| 12.01.2012, 15:49 | # 4 ( постоянная ссылка ) |
<< >> : 27.11.2010 : , … 🙂 : 28 168 : 5 () : 400 273 () 85 : 81007 | TDA7294, __________________ |
12. 01.2012, 15:50 | # 5 ( постоянная ссылка ) |
: 01.11.2010 : 1358 () : 1 0 () 0 : 1185 | 902:30|
| Объявления | |
Участник : 31.10.2006 : 40200 : 0 () : 0 0 () 0 : 55070 | |
12. 01.2012, 16:05 | # 6 ( постоянная ссылка ) |
<< >> : 27.11.2010 : , … 🙂 : 28 168 : 5 () : 400 273 () 85 : 81007 | (), , 36 , __________________ |
| 12.01.2012, 16:07 | # 7 ( постоянная ссылка ) |
: 01. : 1358 () : 1 0 () 0 : 1185 | . |
11.2010| 12.01.2012, 16:36 | # 8 ( постоянная ссылка ) |
T&N : 28.03.2011 : : 3344 : 12 () : 13 10 () 4 : 8926 | () |
12. 01.2012, 16:39 | # 9 ( постоянная ссылка ) | |
T&N : 28.03.2011 : : 3344 : 12 () : 13 10 () 4 : 8926 | :
И-36, II-27, III-23, IV-23. | |
12. Похожие записи |