Импульсный блок питания ir2153. Импульсный блок питания на IR2153: схема, принцип работы и применение

alexxlabРазное
Как работает импульсный блок питания на микросхеме IR2153. Какие преимущества у этой схемы. Для каких устройств подходит данный ИБП. Как рассчитать и собрать импульсный блок питания на IR2153.

Содержание

Принцип работы импульсного блока питания на IR2153

Микросхема IR2153 представляет собой высоковольтный драйвер с встроенным генератором для создания импульсных блоков питания. Основные особенности данной микросхемы:

  • Встроенный генератор частоты от 10 Гц до 300 кГц
  • Выходное напряжение до 600 В
  • Ток нагрузки до 2 А
  • Минимальное количество внешних компонентов
  • Защита от пониженного напряжения питания

Принцип работы ИБП на IR2153 заключается в следующем:

  1. Сетевое напряжение выпрямляется диодным мостом
  2. Генератор IR2153 формирует импульсы управления транзисторами
  3. Транзисторы коммутируют первичную обмотку трансформатора
  4. Во вторичной обмотке формируется выходное напряжение
  5. Напряжение выпрямляется и фильтруется

Частота преобразования обычно выбирается в диапазоне 40-100 кГц. Это позволяет использовать компактный трансформатор и обеспечить высокий КПД.


Преимущества импульсных блоков питания на IR2153

Импульсные блоки питания на основе IR2153 имеют ряд важных преимуществ по сравнению с линейными источниками:

  • Высокий КПД — до 90%
  • Малые габариты и вес
  • Широкий диапазон входных напряжений
  • Возможность получения нескольких выходных напряжений
  • Хорошая стабилизация выходного напряжения
  • Защита от короткого замыкания и перегрузки

Благодаря этим преимуществам, ИБП на IR2153 нашли широкое применение в различной электронной аппаратуре.

Области применения импульсных блоков питания на IR2153

Наиболее распространенные области применения ИБП на базе микросхемы IR2153:

  • Источники питания для усилителей звуковой частоты
  • Блоки питания для компьютеров и ноутбуков
  • Зарядные устройства
  • Источники питания для светодиодных светильников
  • Блоки питания для промышленного оборудования
  • ИБП для телекоммуникационной аппаратуры

Универсальность и простота применения IR2153 делают ее отличным выбором для создания импульсных источников питания мощностью до 500 Вт.


Расчет импульсного блока питания на IR2153

При проектировании ИБП на IR2153 необходимо выполнить следующие основные расчеты:

  1. Расчет входного выпрямителя и фильтра
  2. Выбор частоты преобразования
  3. Расчет силового трансформатора
  4. Выбор силовых транзисторов
  5. Расчет цепей управления затворами транзисторов
  6. Расчет выходного выпрямителя и фильтра
  7. Расчет обратной связи для стабилизации

Основные формулы для расчета:

  • Частота генератора: f = 1 / (1.4 * Rt * Ct)
  • Индуктивность первичной обмотки: Lp = (Vin^2 * Dmax) / (2 * f * Pout)
  • Число витков первичной обмотки: N1 = (Lp * Ipmax) / Bmax * Ae

При расчетах следует учитывать требования к выходным параметрам, КПД, габаритам и стоимости ИБП.

Схема импульсного блока питания на IR2153

Рассмотрим типовую схему импульсного блока питания на IR2153 мощностью 200 Вт:

«` 220V AC Диодный мост C1 IR2153 VT1 VT2 T1 Выпрямитель Выход «`

Основные элементы схемы:


  • Входной выпрямитель на диодном мосте
  • Фильтрующий конденсатор большой емкости
  • Микросхема IR2153
  • Силовые транзисторы MOSFET
  • Импульсный трансформатор
  • Выходной выпрямитель и фильтр

Для повышения надежности в схему можно добавить защиту от перегрузки и короткого замыкания.

Сборка и настройка импульсного блока питания на IR2153

При сборке ИБП на IR2153 следует соблюдать следующие рекомендации:

  1. Использовать качественные компоненты с соответствующими номиналами
  2. Обеспечить хорошее охлаждение силовых элементов
  3. Применять монтаж с короткими соединениями для минимизации паразитных параметров
  4. Использовать многослойные печатные платы для уменьшения наводок
  5. Экранировать чувствительные цепи для защиты от помех

Настройка ИБП включает следующие этапы:

  • Проверка работы генератора IR2153
  • Настройка частоты преобразования
  • Регулировка выходного напряжения
  • Проверка работы защиты от перегрузки
  • Тестирование под нагрузкой

При правильной сборке и настройке ИБП на IR2153 обеспечит стабильное питание подключенных устройств с высоким КПД.


Типичные неисправности импульсных блоков питания на IR2153

При эксплуатации ИБП на IR2153 могут возникать следующие неисправности:

  • Выход из строя силовых транзисторов из-за перегрева или пробоя
  • Пробой электролитических конденсаторов фильтра
  • Повреждение обмоток импульсного трансформатора
  • Выход из строя микросхемы IR2153
  • Нарушение работы цепей обратной связи

Для диагностики неисправностей рекомендуется:

  1. Проверить входные и выходные напряжения
  2. Измерить токи потребления в различных режимах
  3. Проконтролировать форму сигналов на выводах IR2153
  4. Проверить исправность силовых транзисторов
  5. Осмотреть печатную плату на наличие повреждений

При обнаружении неисправности следует заменить поврежденные компоненты и провести повторную настройку ИБП.


Схема импульсного блока питания с защитой

Внимание! Данная схема не рекомендуется к сборке! Есть более совершенная и надежная схема: Импульсный источник питания для УМЗЧ на IR2161 [2017]​

Представляю вашему вниманию просто импульсный блок питания на микросхеме IR2153.

Схема импульсного блока питания представляет собой стандартную схему из даташита. Отличие схемы от даташитной лишь в оригинальном способе запитки драйвера и простой, высокоэффективной защите от короткого замыкания и перегрузок.

Драйвер запитывается непосредственно от сети, через диод и гасящий резистор, а не после основного выпрямителя от шины +310В как это делают обычно. Такой способ запитки дает нам сразу несколько преимуществ:

1. Снижает мощность рассеиваемую на гасящем резисторе. Что снижает выделение тепла на плате и повышает общий КПД схемы.
2. В отличает от запитки по шине +310В обеспечивает более низкий уровень пульсаций напряжения питания драйвера.

Защита от перегрузок и КЗ выполнена на паре транзисторов 2N5551/5401. В качестве датчика тока в данной схеме используются резисторы включенные в исток нижнего плеча преобразователя. Это позволяет отказаться от трудоемкого процесса намотки токового трансформатора. С помощью R6 настраивается порог срабатывания защиты.

При КЗ или перегрузке, когда падение напряжения на R10 R11 достигает заданной величины, такой величины при котором на базе VT1 напряжение станет больше 0,6 – 0,7В, сработает защита и питание микросхемы будет шунтировано на землю. Что в свою очередь отключает драйвер и весь БП в целом. Как только перегрузка или КЗ устранено, питание драйвера возобновляется и блок питания продолжает работу в штатном режиме. Светодиод HL1 сигнализирует о срабатывании защиты.

Защита настраивается так. К выходу каждого плеча блока питания подключаются мощные 10 Ом’ные резисторы. Включается блок питания в сеть. Вращением движка R6 добиваемся того чтобы HL1 погас, а затем выставляем движок в такое положение, чтобы HL1 еще не горел, но при минимальном повороте движка в сторону уменьшения тока срабатывания защиты, светодиод загорался. При такой настройке защиты, она будет срабатывать при выходной мощности приблизительно 300Вт. Такой режим работы безопасен для данных ключей (IRF740) и драйвера.

Трансформатор намотан на сердечнике ER35/21/11. Первичная обмотка намотана в два провода 0,63мм2 и содержит 33 витка. Вторичная обмотка состоит из двух половинок, намотанных в три провода 0,63мм2 и каждая половинка содержит по 9 витков.

Печатная плата выполнена в формате Sprint-Layout. Распечатке на лазерном принтере зеркалить ее не нужно.

Внимание! Данная схема не рекомендуется к сборке! Есть более совершенная и надежная схема: Импульсный источник питания для УМЗЧ на IR2161 [2017]​

Представляю вашему вниманию просто импульсный блок питания на микросхеме IR2153.

Схема импульсного блока питания представляет собой стандартную схему из даташита. Отличие схемы от даташитной лишь в оригинальном способе запитки драйвера и простой, высокоэффективной защите от короткого замыкания и перегрузок.

Драйвер запитывается непосредственно от сети, через диод и гасящий резистор, а не после основного выпрямителя от шины +310В как это делают обычно. Такой способ запитки дает нам сразу несколько преимуществ:

1. Снижает мощность рассеиваемую на гасящем резисторе. Что снижает выделение тепла на плате и повышает общий КПД схемы.
2. В отличает от запитки по шине +310В обеспечивает более низкий уровень пульсаций напряжения питания драйвера.

Защита от перегрузок и КЗ выполнена на паре транзисторов 2N5551/5401. В качестве датчика тока в данной схеме используются резисторы включенные в исток нижнего плеча преобразователя. Это позволяет отказаться от трудоемкого процесса намотки токового трансформатора. С помощью R6 настраивается порог срабатывания защиты.

При КЗ или перегрузке, когда падение напряжения на R10 R11 достигает заданной величины, такой величины при котором на базе VT1 напряжение станет больше 0,6 – 0,7В, сработает защита и питание микросхемы будет шунтировано на землю. Что в свою очередь отключает драйвер и весь БП в целом. Как только перегрузка или КЗ устранено, питание драйвера возобновляется и блок питания продолжает работу в штатном режиме. Светодиод HL1 сигнализирует о срабатывании защиты.

Защита настраивается так. К выходу каждого плеча блока питания подключаются мощные 10 Ом’ные резисторы. Включается блок питания в сеть. Вращением движка R6 добиваемся того чтобы HL1 погас, а затем выставляем движок в такое положение, чтобы HL1 еще не горел, но при минимальном повороте движка в сторону уменьшения тока срабатывания защиты, светодиод загорался. При такой настройке защиты, она будет срабатывать при выходной мощности приблизительно 300Вт. Такой режим работы безопасен для данных ключей (IRF740) и драйвера.

Трансформатор намотан на сердечнике ER35/21/11. Первичная обмотка намотана в два провода 0,63мм2 и содержит 33 витка. Вторичная обмотка состоит из двух половинок, намотанных в три провода 0,63мм2 и каждая половинка содержит по 9 витков.

Печатная плата выполнена в формате Sprint-Layout. Распечатке на лазерном принтере зеркалить ее не нужно.

Схема импульсного блока питания, но не одна, а сразу четыре. В этом материале будет представлено вам несколько схем импульсных источников питания, выполненных на популярной и надежной микросхеме IR2153. Все эти проекты были разработаны известным пользователем Nem0. Поэтому я здесь буду писать от его имени. Показанные здесь все схематические решения были пару лет назад лично автором собраны и протестированы.

Но вот сейчас, в середине 2018 года, автор решил вновь предложить их вам для повторения, схемы абсолютно рабочие. В данной статье к сожалению не каждая схема имеет для наглядности фото уже готового прибора, но это пока все, что есть.

В общем начнем пока с так называемого «высоковольтного» блока питания:

Схема традиционная, которую использует Nem0 в большинстве своих конструкций импульсников. Драйвер получает питание напрямую от электросети через сопротивление. Это в свою очередь способствует уменьшению рассеиваемой на этом сопротивлении мощности, сравнительно с подачей напряжения от цепи 310v. Схема импульсного блока питания располагает функцией плавного включения напряжения, что существенно ограничивает пусковой ток. Модуль плавного пуска запитывается через конденсатор С2 понижающий сетевое напряжение 230v.

В блоке питания предусмотрена эффективная защита предотвращения короткого замыкания и пиковой нагрузки во вторичном силовом тракте. Роль датчика тока выполняет постоянный резистор R11, а регулировку тока срабатывания защиты выполняется с помощью подстроечника R10. Во время отсечки тока защитой, начинает светится светодиод, сигнализирующий о том, что защита сработала. Выходное двух полярное выпрямленное напряжение составляет +/-70v.

Трансформатор выполнен с одной первичной обмоткой, состоящей из пятидесяти витков, а 4 вторичные обмотки, содержат по двадцать три витка. Диаметр медной жилы и магнитопровод трансформатора расчитываются в зависимости от заданной мощности определенного блока питания.

Теперь рассмотрим следующий блок питания:

Эта версия блока питания во много схожа с описанной выше схемой, хотя в ней имеется существенное отличие. Дело в том, что здесь напряжение питания на драйвер поступает от специальной обмотки трансформатора, через балластный резистор. Все остальные компоненты в конструкции практически одинаковы.

Мощность на выходе этого источника питания обусловлено как характеристикой трансформатора и параметрами микросхемы IR2153, но и ресурсом диодов в выпрямителе. В данной схеме были задействованы диоды КД213А, у которых обратное максимальное напряжение 200v и прямой максимальный ток 10А. Для обеспечения корректной работы диодов при больших токах, их нужно устанавливать на радиатор.

Отдельного внимания заслуживает дроссель Т2. Наматывают его на совместном кольцевом магнитопроводе, в случае необходимости можно использовать другой сердечник. Намотка делается эмаль-проводом с сечением рассчитанным согласно току в нагрузке. Также и мощность импульсного трансформатора определяется в зависимости от того, какую выходную мощность вы хотите получить. Очень удобно делать расчеты трансформаторов с помощью специальных компьютерных калькуляторов.

Теперь третья схема импульсного блока питания на мощных полевых транзисторах IRFP460:

Этот вариант схемы уже имеет конкретную разницу относительно предыдущих моделей. Главные отличия, это система защиты от КЗ и перегруза здесь собрана с использованием трансформатора по току. И есть еще одна разница, это наличие в схеме пары предвыходных транзисторов BD140. Именно эти транзисторы дают возможность отрезать большую входную емкость мощных полевых ключей, относительно выхода драйвера.

Есть еще маленькое отличие, это гасящий напряжение резистор, относящейся к модулю плавного включения, установлен он в цепи 230v. В предыдущей схеме он расположен в силовом тракте +310v. Кроме этого в схеме имеется ограничитель перенапряжения, служащий для гашения остаточного импульса трансформатора. Во всем остальном никаких различий между приведенными выше схемами у этой больше нет.

Четвертая схема импульсника:

В этой схеме все упрощено до придела, здесь нет защиты от короткого замыкания, но собственно она не особо и нужна. В этом варианте блока питания, ток на выходе вторичной цепи 260v уменьшается на сопротивлении R6. Резистор R1 обрезает пиковый ток при пуске, а также сглаживает сетевые искажения.

Схема импульсного сетевого блока питания для усилителей НЧ на 100-500Вт (IR2153, IR2155)

Рассказать в:

В этой статье будет рассмотрена миросхема IR2153, представляющая из себя высоковольтный драйвер с внутренним генератором. Такой набор узлов позволяет на базе этой микросхемы организовывать полумостовые импульсные блоки питания мощностью до 1,5 кВт с минимальной обвязкой. Микросхема выпускается в двух типах корпусов: PDIP-8 и SOIC-8:

Функционально микросхемы IR2153 отличаются лишь установленным в планарном корпусе диода Вольтодобавки:


Функциональная схема IR2153


Функциональная схема IR2153D

Для начала рассмотрим как работает сама микросхема, а уж потом будем решать что из нее можно приготовить. Для начала ррасмотрим как работает сам генератор. На рисунке ниже приведен фрагмент резистивного делителя, три ОУ и RS триггер:

В первоначальный момент времени, когда только-только подали напряжение питания конденсатор С1 не заряжен на всех инвертирующих входах ОУ присутствует ноль, а на не инвертирующих положительное напряжение формируеммое резестивным делителем. В результате получается, что напряжение на иневртирующих входах меньше чем на не инвертирующих и все три ОУ на своих выхода формируют напряжение близкое к напряжению питания, т.е. лог единицу. Поскольку вход R (установка нуля) на триггере инвертирующий, то для него это будет состояние при котором он не оказывает влияние на состояние триггера, а вот на входе S будет присутствовать лог единика, устанавливающая на выходе триггера тоже лог единицу и конденсатор Ct через резистор R1 начнет заряжаться. На рисунке напряжение на Ct показанно синей линией, красной — напряжение на выходе DA1, зеленой — на выходе DA2, а розовой — на выходе RS триггера:

Как только напряжение на Ct превысит 5 В на выходе DA2 образуется лог ноль, а когда, продолжая заряжать Ct напряжение достигнет значения чуть больше 10-ти вольт лог ноль появится на выходе DA1, что в свою очередь послужит установкой RS триггера в состояние лог нуля. С этого момента Ct начнет разряжаться, так же через резистор R1 и как только напряжение на нем станет чуть меньше установленноно делитеме значения в 10 В на выходе DA1снова появится лог единица. Когда же напряжение на конденсаторе Ct станет меньше 5 В лог единица появится на выходе DA2 и переведет RS триггер в состояние единицы и Ct снова начнет заряжаться. Разумеется, что на инверсном выходе RS триггера напряжение будет иметь противоположные логические значения. Таким образом на выходах RS триггера образуются противоположные по фазе, но равные по длительности уровни лог единицы и нуля:

Поскольку длительность управляющих импульсов IR2153 зависит от скорости заряда-разряда конденсатора Сt необходимо тщательно уделить внимание промывке платы от флюса — ни каких утечек ни с выводов конденсатора, ни с печатных проводников платы не должно быть, поскольку это чревато намагничиванием сердечника силивого трансформатора и выходом из строя силовых транзисторов. Так же в микросхеме есть еще два модуля — UV DETECT и LOGIK. Первый из них отвечает за запуск-остановку генераторного процесса, зависящую от напряжения питания, а второй формирует импульсы DEAD TIME, которые необходимы для исключения сквозного тока силового каскада. Дальше происходит разделение логических уровней — один становится управляющим верхним плечом полумоста, а второй нижним. Отличие заключается в том, что управление верхним плечом осуществляется двумя полевыми транзисторами, которые, в свою очередь, управляют «оторванным» от земли и «оторванным» от напряжения питания оконечным каскадом. Если рассматривать упрощенную принципиальную схему включения IR2153, то получается примерно так:

    • Выводы 8, 7 и 6 микросхемы IR2153 являются соответственно выходами VB, HO и VS, т.е. питанием управления верхним плечом, выходом оконечного каскада управления верхним плечом и минусовым проводом модуля управления верхним плечом. Внимание следует обратить на тот факт, что в момент включения управляющее напряжение присутствует на Q RS триггера, следовательно силовой транзистор нижнего плеча открыт. Через диод VD1 заряжается конденсатор С3, посколько его нижний вывод через транзистор VT2 соединен с общим проводом. Как только RS триггер микросхемы меняет свое состояние VT2 закрывается, а управляющее напряжение на выводе 7 IR2153 открывает транзистор VT1. В этот момент напряжение на выводе 6 микросхемы начинает увеличиваться и для удержания VT1 в открытом состоянии напряжение на его затворе должно быть больше чем на истоке. Поскольку сопротивление открытого транзистора равно десятым долям Ома, то и на его стоке напрежение не намного больше, чем на истоке. Получается, что удержания транзистора в открытом состоянии необходимо напряжение как минимум на 5 вольт больше, чем напряжение питания и оно действительно есть — конденсатор С3 заряжен до 15-ти вольт и именно он позволяет удерживать VT1 в открытом состоянии, поскольку запасенная в нем энергия в этот момен времени является питающим напряжение для верхнего плеча окнечного каскада микросхемы. Диод VD1 в этот моент времени не позволяет разряжаться С3 на шину питания самой микросхемы. Как только управляющий импульс на выводе 7 заканчивается транзистор VT1 закрывается и следом открывается VT2, который снова подзаряжает конденсатор С3 до напряжения 15 В.

    Довольно часто параллельно конденсатору С3 любители устанавливают электролитический конденсатор емкостью от 10 до 100 мкФ, причем даже не вникая в необходимость этого конденсатора. Дело в том, что микросхема способна работать на частотах от 10 Гц до 300 кГц и необходимость данного электролита актуально лишь до частот 10 кГц и то при условии, что электролитический конденсатор будет серии WL или WZ — технологически имеют маленький ers и больше известны как компьютерные конденсаторы с надписями золотистой или серебристой краской:

    Для популярных частот преобразования, используемых при создании импульсных блоков питания частоты берут выше 40 кГц,а порой доводят до 60-80 кГц, поэтому актуальность использования электролита попросту отпадает — емкости даже 0,22 мкФ уже достаточно для открытия и удержания в открытом состоянии транзистора SPW47N60C3, который имеет емкость затвора в 6800 пкФ. Для успокоения совести ставится конденсатор на 1 мкФ, а давая поправку на то, что IR2153 не может коммутировать такие мощные транзисторы напрямую, то накопленной энергии конденсатором С3 хватит для управления транзисторами с емкостью затворов до 2000 пкФ, т.е. всеми транзисторами с максимальным током порядка 10 А ( перечень транзисторов ниже, в таблице ). Если же все таки есть сомнения, то вместо рекомендуемого 1 мкФ используйте керамический конденсатор на 4,7 мкФ, но это безсмысленно:

    Было бы не справедлило не отметить, что у микросхемы IR2153 есть аналоги, т.е. микросхемы с аналогичным функциональным назначением. Это IR2151 и IR2155. Для наглядности сведем основные параметры в таблицу, а уж потом разберемся что из них лучше приготовить:

    МИКРОСХЕМА Раздел: [Схемы] Сохрани статью в: Оставь свой комментарий или вопрос:

Простой и доступный импульсный блок питания на IR2151, IR2152, IR2153 200Вт

Всем известны преимущества люминесцентной лампы над лампой накаливания. Это и продолжительный срок службы, который может превосходить на порядок, и более мощная светоотдача. Но у люминесцентной лампы есть одна особенность при подключении.

Ее нельзя напрямую подключать к электросети. Поскольку у данного вида источника света большое внутреннее сопротивление, то для ее включения (появление разряда) необходим высоковольтный импульс.

Поэтому для осуществления этого существуют специальные устройства «ПускоРегулирующие Аппараты» для запуска люминесцентных ламп, или как еще их называют балласт. Одной из разновидностей является электронное ПРА (ЭПРА).

Описание балласта для люминесцентной лампы

Балласт для люминесцентной лампы на IR2151 приведенный в этой статье предназначен для подключения люминесцентной лампы типа Т12 или Т8 мощностью 40 Вт.

За основу взята специализированная микросхема IR2151. Балласт построен по схеме полумостового преобразователя имеющего среднюю точку, определенную конденсаторами C6 и C7.

Цифровой мультиметр AN8009

Большой ЖК-дисплей с подсветкой, 9999 отсчетов, измерение TrueRMS…

Подробнее

Мост построенный на диодах VD1—VD4 выпрямляет входное напряжение электросети, которое затем сглаживается конденсаторами С6 и С7. Резистор R1 предназначен для уменьшения пускового тока. Генератор импульсов расположенный внутри микросхемы IR2151 аналогичен генератору имеющемуся в знаменитом таймере NE555.

Формула расчета частоты внутреннего генератора:

Формула расчета резонансной частоты:

Для большей эффективности работы балласта люминесцентной лампы необходимо чтобы частота внутреннего генератора и частота резонансная были примерно равны. При указанных на схеме номиналах деталей резонансная частота равна примерно 40 кГц.

Через элементы R2, С1 происходит питание микросхемы IR2151. Цепь из элементов R6, С5 является снаббером, который предупреждает отказ выходных каскадов IR2151 вследствие паразитных высокочастотных колебаний.

Импульсный блок питания усилителя на IR2151, IR2153

Импульсные блоки питания – наиболее эффективный класс вторичных источников питания. Они характеризуются компактными размерами, высокой надежностью и КПД. К недостаткам можно отнести лишь создание высокочастотных помех и сложность проектирования /реализации.

Все импульсные ПБ – это своего рода инверторы (системы, генерирующие переменное напряжение на выходе высокой частоты из выпрямленного напряжения на входе). Сложность таких систем даже не в том, чтобы сначала выпрямить входное сетевое напряжение, или в последующем преобразовать выходной высокочастотный сигнал в постоянный, а в обратной связи, которая позволяет эффективно стабилизировать выходное напряжение.

Особо сложным здесь можно назвать процесс управления выходными напряжениями высокого уровня. Очень часто блок управления питается от низковольтного напряжения, что порождает необходимость согласования уровней.

Драйверы IR2151, IR2153

Для того, чтобы управлять независимо (или зависимо, но со специальной паузой, исключающей одновременное открытие ключей) каналами верхнего и нижнего ключа, применяются самотактируемые полумостовые драйвера, такие как IR2151 или IR2153 (последняя микросхема является улучшенной версией исходной IR2151, обе взаимозаменяемы).

Существуют многочисленные модификации данных схем и аналоги от других производителей.

Типовая схема включения драйвера с транзисторами выглядит следующим образом.

Рис. 1. Схема включения драйвера с транзисторами

Тип корпуса может быть PDIP или SOIC (разница на картинке ниже).

Рис. 2. Тип корпуса PDIP и SOIC

Модификация с буквой D в конце предполагает наличие дополнительного диода вольтодобавки.

Различия микросхем IR2151 / 2153 / 2155 по параметрам можно увидеть в таблице ниже.

Таблица

ИБП на IR2153 – простейший вариант

Сама принципиальная схема выглядит следующим образом.

Рис. 3. Принципиальная схема ИБП

На выходе можно получить двухполярное питание (реализуется выпрямителями со средней точкой).

Мощность БП можно увеличить за счет изменения параметров емкости конденсатора C3 (считается как 1:1 – на 1 Вт нагрузки требуется 1 мкф).

В теории выходную мощность можно нарастить до 1. 5 кВт (правда для конденсаторов такой ёмкости потребуется система soft-старта).

При конфигурации, обозначенной на принципиальной схеме, достигается выходная сила тока 3,3А (до 511 В) при использовании в усилителях мощности, или 2,5А (387 В) – при подключении постоянной нагрузки.

ИБП с защитой от перегрузок

Сама схема.

Рис. 4. Схема ИБП с защитой от перегрузок

В данном БП предусмотрена система перехода на рабочую частоту, исключающая броски пускового тока (софт-старт), а также простейшая защита от ВЧ помех (на входе и выходе катушки индуктивности).

ИБП мощностью до 1,5 кВт

Схема ниже может обеспечивать работу с мощными силовыми транзисторами, такими как SPW35N60C3, IRFP460 и т.п.

Рис. 5. Схема ИБП мощностью до 1,5 кВт

Управление мощными VT4 и VT5 реализовано через эмиттерные повторители на VT2 и VT1.

БП усилителя на трансформаторе из БП компьютера

Часто случается так, что комплектующие покупать практически и не нужно, они могут стоять и пылиться в составе давно неиспользуемой техники, например, в системном блоке ПК где-то в подвале или на балконе.

Ниже приведена одна из достаточно простых, но не менее работоспособных схем ИБП для усилителя.

Рис. 6. Схема ИБП для усилителя

Пример готовой печатной платы может выглядеть следующим образом.

Рис. 7. Печатная плата устройства

А полностью реализованный узел так.

Рис. 8. Внешний вид устройства

Автор: RadioRadar

Детали балласта люминесцентной лампы

Электролитические конденсаторы типа К50-68, неполярные — К10-17б , К73-17. Минимальное напряжение конденсатора С5 должно быть не менее 400 В. Диод VD5 обязан быть типа ultra-fast рассчитанным на обратное напряжение не менее 400 В. Им могут быть следующие диоды: BYV26D, 11DF4, BYV26C, BYV26B, HER156, HER157, HER105, SF28, HER205, HER106, HER206, SF106. Микросхему IR2151 возможно заменить на IR2153, IR2152, IR2155.

Возможна замена транзисторов: КП728, КП726, IRF730, IRF740, IRF840, КП770Д, КП751А. Термистор R7 возможно поменять на В59339-А1801-Р20 или же на В59339-А1501-Р20, B59320-J120-A20. Хотя иногда данный термистор можно исключить из схемы. Для этого попробуйте запустить лампу без термистора. Если она включается уверенно, без многократных вспышек, то термистор можно не устанавливать.

П О П У Л Я Р Н О Е:

  • Цифровая шкала — частотомер

    • При работе на любительской радиостанции перед радиолюбителем часто встает необходимость точно знать частоту, на которую настроен его трансивер или приемник для того, чтобы не уйти за пределы диапазона или для точной настройки на заранее оговоренную частоту. Механические шкалы не дают такой возможности поэтому приходится конструировать электронные шкалы. Подробнее…

  • Параболическая 3G антенна за 5 минут

    • Простейшая 3G/4G антенна своими руками

    В моём загородном доме есть проблемы с подключением из-за низкого уровня сигнала.

    В статье ниже, я вам расскажу, как я решил проблему с подключением моего 3G модема бесплатно, всего за 5 минут работы.

    Подробнее…

  • Схема простого металлоискателя

Дроссель балласта люминесцентной лампы

  • Первый вариант: феррит марки 2500НМС1 имеющий размер Ш 5х5 с зазором 0,2 мм. Обмотка выполнена проводом ПЭВ-2 диаметром 0,2 мм и содержит 100 витков.
  • Второй вариант: феррит марки 2000НМ имеющий размер Ш 6х6 с зазором 0,25 мм. Обмотка выполнена проводом ПЭВ-2 диаметром 0,2 мм и содержит 135 витков.

Люминесцентные лампы можно питать не только от сети 220 вольт, но и от мощных стационарных источников питания, к примеру, питание люминесцентной лампы от 12 вольт.

Детали и конструкция

Дроссель фильтра по питанию 220 Вольт (Др1) взят из импульсного БП от телевизора, подойдет любой с учетом того какую мощность желаете получить… Варистор — любой на 10 ом, только не от зарядки для телефона и подобных маломощных импульсных БП.

Индуктивность по 25 Вольтам (L) взята от компьютерного БП на 450ватт, лишние обмотки были смотаны — оставляем только те что намотаны толстым проводом.

Высокочастотный трансформатор Tr1 взят оттуда же, подробно остановлюсь на его намотке с нуля. Разобрать такой трансформатор не расколов феррит достаточно сложно. Чтобы упростить задачу, нужно положить его на плиту и нагреть до сотни градусов, иными словами как только капелька воды на феррите будет кипеть — значит можно разбирать.

При таком нагреве, клей становится мягким и половинки феррита легко вытаскиваются из каркаса с обмоткой. При намотке трансформаторов в импульсных схемах рекомендуют мотать обмотки несколькими проводами — до 8 штук одновременно.

Делать так совсем не обязательно, первичную обмотку I мотал одним эмалированным медным проводом диаметром 0,45 мм — 49 витков. Вторичные обмотки II и III мотал двумя проводами диаметром 0,8 мм — по 8 витков в каждой.

Диоды выпрямителя ставим быстродействующие — из отечественных подойдут КД213 или КД212. У последних ток нагрузки по справочнику — 1А, а у КД213 — 10А. Подойдут диоды с граничной рабочей частотой 100кгц.

Вместо транзистора IRF740 можно поставить IRF840 и им подобные. Радиатор под транзисторы можно поставить в два раза меньше, при полной длительной нагрузке транзисторы греются не очень сильно — на ощупь градусов 45. Транзисторы обязательно нужно ставить на радиатор через изолирующие прокладки.

Вместо диодов RL205 можно поставить любой диодный мост с максимальным постоянным обратным напряжением 600В и максимальным постоянным прямым током 6А.

Переходная емкость (0,1мкФ) между транзисторами и трансформатором должна быть обязательно на напряжение 630В!

С указанными номиналами данная схема обеспечивает выходную мощность примерно 200 Вт при токе до 4,5А.

Печатку к схеме БП не делал — сразу рисовал на текстолите. У каждого детали и их варианты расположения могут быть разные. Схема простая и нарисовать свою печатку не составит большого труда.

Вот что получилось у меня:

Рис. 3. План моей печатной платы для импульсного сетевого блока питания.

Как видно из наброска, вместо разделительного конденсатора между транзисторами и трансформатором у меня установлены три штуки. Пришлось так поступить поскольку как не было одного на нужное напряжение, в итоге собрал из разных конденсаторов с общей емкостью в 0,5мкФ.

Самый идеальный вариант будет — 1мкФ на 630В. Но все работает вполне нормально и с емкостью на 0,1мкФ и с емкостью на 0,5мкФ.

Рис. 4. Готовая печатная плата для импульсного источника питания (вид со стороны соединений).

Рис. 5. Готовая плата импульсного источника питания (вид со стороны деталей).

Рис. 6. Самодельный сетевой импульсный блок питания для УМЗЧ.

Рис. 7. Внешний вид сетевого импульсного БП для усилителя мощности НЧ.

Налаживание

После сборки схемы, первое включение делаем через лампочку на 220В 60Вт, включенную последовательно с блоком питания.

Если при сборке не было сделано ошибок и замыканий, то при включении лампочка должна кратковременно вспыхнуть и потухнуть — это говорит о том, что все собрано правильно и КЗ в схеме нет.

Можно на низкую сторону в качестве нагрузки включить лампу на подходящее напряжение и дать поработать схеме минут пять. Если ничего не задымилось, то можно убирать лампу на 220 и пользоваться готовым БП.

Если же лампа включенная в разрыв питания 220В при первом включении горит и не тухнет — значит в схеме есть неисправность.

Рис. 8. Импульсный блок питания установлен в корпус с усилителем НЧ.

Рис. 9. Плата УНЧ и блока питания к нему в корпусе от предусилителя Радиотехника (фронтальный вид).

Рис. 10. Плата УНЧ и блока питания к нему в корпусе от предусилителя Радиотехника (тыловой вид).

В качестве дополнения: схема УНЧ взята из [2].

Рис. 11. Схема УНЧ с выходной мощностью 60Вт при нагрузке 4 Ома и питании +-28В.

Источник



Smps с IR2153 для усилителя звука

Перейти к последнему

hien.t.nguyen
Участник

#1