Как собрать простой импульсный блок питания на микросхеме IR2153. Какие особенности у этой схемы. Как рассчитать и намотать трансформатор. Как правильно собрать и настроить блок питания на IR2153. Какие меры предосторожности нужно соблюдать при работе с высоким напряжением.
Особенности импульсного блока питания на IR2153
Импульсный блок питания на микросхеме IR2153 обладает рядом преимуществ по сравнению с линейными блоками питания:
- Высокий КПД (до 80-90%)
- Компактные размеры и малый вес
- Широкий диапазон входных напряжений
- Возможность получения нескольких выходных напряжений
- Низкий уровень пульсаций выходного напряжения
Микросхема IR2153 представляет собой драйвер полумостового преобразователя со встроенным генератором. Это позволяет реализовать импульсный источник питания с минимальным количеством внешних компонентов.
Принцип работы импульсного блока питания на IR2153
Рассмотрим основные этапы работы импульсного блока питания на IR2153:
- Сетевое напряжение 220В выпрямляется диодным мостом и сглаживается конденсатором.
- Микросхема IR2153 генерирует прямоугольные импульсы с частотой около 50 кГц.
- Импульсы поступают на затворы силовых MOSFET-транзисторов, которые поочередно открываются и закрываются.
- При переключении транзисторов в первичной обмотке трансформатора формируются импульсы тока.
- Во вторичной обмотке наводится переменное напряжение, которое выпрямляется и сглаживается.
Какие основные преимущества дает такой принцип работы. Как их можно объяснить с точки зрения физики.
Расчет и намотка трансформатора для блока питания на IR2153
Трансформатор является ключевым элементом импульсного блока питания. От правильности его расчета и намотки зависит эффективность и надежность работы всего устройства.
Для расчета трансформатора можно воспользоваться специализированными программами или онлайн-калькуляторами. Основные параметры, которые необходимо определить:
- Тип и размер сердечника
- Количество витков первичной и вторичной обмоток
- Сечение провода обмоток
- Количество слоев намотки
При намотке трансформатора важно соблюдать следующие правила:
- Равномерно распределять витки по всей поверхности каркаса
- Обеспечить надежную изоляцию между слоями и обмотками
- Правильно соединить начала и концы обмоток
- Зафиксировать обмотки для предотвращения раскручивания
Сборка и настройка импульсного блока питания на IR2153
При сборке блока питания необходимо придерживаться следующего порядка действий:
- Подготовить печатную плату (вытравить или заказать готовую)
- Установить и припаять все компоненты, начиная с самых мелких
- Намотать и установить трансформатор
- Установить силовые транзисторы на радиатор
- Подключить входные и выходные разъемы
После сборки необходимо провести настройку и проверку работоспособности блока питания:
- Проверить правильность всех соединений
- Подать пониженное входное напряжение через лампочку
- Измерить и при необходимости подстроить выходные напряжения
- Проверить работу при номинальной нагрузке
- Измерить уровень пульсаций и КПД
Меры безопасности при работе с импульсным блоком питания
При сборке, настройке и эксплуатации импульсного блока питания необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:
- Не прикасаться к токоведущим частям схемы при включенном питании
- Использовать изолированный инструмент
- Работать в сухом помещении на диэлектрическом коврике
- Не оставлять включенное устройство без присмотра
- При любых манипуляциях отключать блок питания от сети
Почему так важно соблюдать эти меры безопасности. Какие опасности могут возникнуть при работе с высоким напряжением.
Возможные неисправности и способы их устранения
При сборке и эксплуатации импульсного блока питания могут возникнуть различные неисправности. Рассмотрим наиболее распространенные из них:
- Отсутствие выходного напряжения
- Проверить входное напряжение и предохранитель
- Проверить исправность микросхемы IR2153
- Проверить силовые транзисторы
- Низкое выходное напряжение
- Проверить напряжение питания микросхемы IR2153
- Проверить параметры трансформатора
- Проверить выпрямительные диоды
- Повышенный нагрев компонентов
- Проверить правильность намотки трансформатора
- Проверить частоту работы преобразователя
- Улучшить теплоотвод силовых элементов
Какие еще неисправности могут возникнуть в импульсном блоке питания. Как их можно диагностировать и устранить.
Модификации и улучшения базовой схемы
Базовую схему импульсного блока питания на IR2153 можно модифицировать для улучшения характеристик:
- Добавить цепь мягкого старта для уменьшения пусковых токов
- Реализовать защиту от перегрузки и короткого замыкания
- Добавить схему стабилизации выходного напряжения
- Реализовать возможность регулировки выходного напряжения
- Добавить индикацию режимов работы
Какие еще модификации можно предложить для улучшения работы блока питания на IR2153. Как они повлияют на его характеристики.
Области применения импульсных блоков питания на IR2153
Импульсные блоки питания на базе микросхемы IR2153 нашли широкое применение в различных областях:
- Лабораторные источники питания
- Зарядные устройства для аккумуляторов
- Блоки питания для аудиоусилителей
- Источники питания для светодиодных светильников
- Блоки питания для промышленной автоматики
В каких еще областях могут применяться импульсные блоки питания на IR2153. Какие преимущества они дают по сравнению с другими типами источников питания.
IR2153 — параметры микросхемы, даташит и схемы блоков питания
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
Принципиальная схема включения IR2153IR2153 — схема электрическая БПСхема Теслы на IR2153Если 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.
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.
Особенности БП на IR2153
- Питание нагрузки от 60 до 400 В DC
- Напряжение питания драйвера 15 В DC
- Частоты генерации 12 кГц — 100 кГц
- Скважность приблизительно 50%
- Ручной потенциометр для установки частот
Технические характеристики микросхем и транзисторов
МИКРОСХЕМА | Максимальное напряжение драйвера | Напряжение питания старта | Напряжение питания стопа | Максимальный ток для зарядки затворов силовых транзисторов / время нарастания | Максимальный ток для разрядки затворов силовых транзисторов / время спада | Напряжение внутреннего стабилитрона |
IR2151 | 600 V | 7,7…9,2 V | 7,4…8,9 V | 100 mA / 80…120 nS | 14,4…16,8 V | |
IR2153 | 600 V | 8,1…9,9 V | 7,2…8,8 V | НЕ УКАЗАНО / 80…150 nS | НЕ УКАЗАНО / 45…100 nS | 14,4…16,8 V |
IR2155 | 600 V | 7,7…9,2 V | 7,4…8,1 V | 210 mA / 80…120 nS | 420 mA / 40…70 nS | 14,4…16,8 V |
ТРАНЗИСТОРЫ ДЛЯ ИМПУЛЬСНЫХ БП | |||||||
НАИМЕН. | НАПР. | ТОК | СОПР. | МОЩНОСТЬ | ЕМКОСТЬ | Qg | |
СЕТЕВЫЕ (220 V) | |||||||
IRFBC30 | 600V | 3.6A | 1.8 Ω | 100W | 660pF | 17…23nC (ST) | |
IRFBC40 | 600V | 6.2A | 1 Ω | 125W | 1300pF | 38…50nC (ST) | |
IRF740 | 400V | 10A | 0. | 125W | 1400pF | 35…40nC (ST) | |
IRF840 | 500V | 8A | 0.85 Ω | 125W | 1300pF | 39…50nC (ST) | |
STP8NK80Z | 800V | 6A | 1.3 Ω | 140W | 1300pF | 46nC (ST) | |
STP10NK60Z | 600V | 10A | 0.75 Ω | 115W | 1370pF | 50…70nC (ST) | |
STP14NK60Z | 600V | 13A | 0.5 Ω | 160W | 2220pF | 75nC (ST) | |
STP25NM50N | 550V | 22A | 0.14 Ω | 160W | 2570pF | 84nC (ST) | |
IRFB18N50K | 500V | 17A | 0.26 Ω | 220W | 2830pF | 120nC (IR) | |
SPA20N60C3 | 650V | 20A | 0.19 Ω | 200W | 2400pF | 87…114nC (IN) | |
STP17NK40Z | 400V | 15A | 0.25 Ω | 150W | 1900pF | 65nC (ST) | |
STP8NK80ZFP | 800V | 6A | 1.3 Ω | 30W | 1300pF | 46nC (ST) | |
STP10NK60FP | 600V | 10A | 0.19 Ω | 35W | 1370pF | 50…70nC (ST) | |
STP14NK60FP | 600V | 13A | 0.5 Ω | 160W | 2220pF | 75nC (ST) | |
STP17NK40FP | 400V | 15A | 0.25 Ω | 150W | 1900pF | 65nC (ST) | |
| STP20NM60FP | 600V | 20A | 0.29 Ω | 45W | 1500pF | 54nC (ST) | |
IRFP22N60K | 600V | 22A | 0.24 Ω | 370W | 3570pF | 150nC (IR) | |
IRFP32N50K | 500V | 32A | 0.135 Ω | 460W | 5280pF | 190nC (IR) | |
IRFPS37N50A | 500V | 36A | 0.13 Ω | 446W | 5579pF | 180nC (IR) | |
IRFPS43N50K | 500V | 47A | 0.078 Ω | 540W | 8310pF | 350nC (IR) | |
IRFP450 | 500V | 14A | 0.33 Ω | 190W | 2600pF | 150nC (IR) | |
IRFP360 | 400V | 23A | 0.2 Ω | 250W | 4000pF | 210nC (IR) | |
IRFP460 | 500V | 20A | 0.27 Ω | 280W | 4200pF | 210nC (IR) | |
SPW20N60C3 | 650V | 20A | 0.19 Ω | 200W | 2400pF | 87…114nC (IN) | |
SPW35N60C3 | 650V | 34A | 0.1 Ω | 310W | 4500pF | 150…200nC (IN) | |
SPW47N60C3 | 650V | 47A | 0.07 Ω | 415W | 6800pF | 252…320nC (IN) | |
STW45NM50 | 550V | 45A | 0.1 Ω | 417W | 3700pF | 87…117nC (ST) | |
48 ΩВозможные изменения
Частота колебаний генератора регулируется потенциометром и охватывает диапазон от 10 кГц до 100 кГц, скважность 50%.
Готовый БП на IR2153Естественно и другие МОП-транзисторы или IGBT могут быть использованы в приведённых схемах. Не забывайте, что транзисторы требуют большого размера радиатор. Скачать даташит на IR2153 можно по ссылке.
Простой импульсный блок питания на IR2153
Самодельный импульсный источник питания — полумост на специализированной микросхеме IR2153 на 120 — 150 Вт
Часто начинающие радиолюбители опасаются связываться с конструированием импульсных источников питания полагая, что это очень сложно. тем не менее, используя доступные современные специализированные микросхемы можно очень быстро и относительно легко построить простой ИБП на различные напряжения и мощности, который можно с успехом использовать для питания различных радиолюбительских конструкций.
Микросхема IR2153 представляет собой высоковольтный драйвер с встроенным генератором, аналогичным по структуре типовому генератору на таймере 555. Микросхема выпускается в 8-выводном корпусе типа DIP-8 или SOIC-8
Заказать микросхему IR2153 на Алиэкспресс
Типовая схема включения микросхемы приведена на рисунке ниже. (схема взята из документации на IR2153):
Функции выводов микросхемы:
1 — VCC — Напряжение питание логики и внутреннего драйвера
2 — Rt — Времязадающий резистор
3 — Ct — Времязадающий конденсатор
4 — COM — Земля
5 — LO — Выход драйвера верхнего уровня
6 — Vs — Возврат плавающего источника питания верхнего уровня
7 — HO — Выход драйвера нижнего уровня
8 — Vb — Плавающий источник питания ключей верхнего уровня
Частота преобразования, на которой работает блок питания на IR2153, определяется резистором, включенным между выводами RT(2) и CT(3) и конденсатором, включенным между выводом CT(3) и общим проводом COM(4).
Номиналы этих элементов можно определить, воспользовавшись специальной таблицей на рисунке ниже (нажмите чтобы увеличить):
Слева по оси Y видим значения частоты, внизу на оси X — значения сопротивления резистора RT. Кривые на графике соответствуют шести фиксированным значениям емкости конденсатора CT. Допустим у нас конденсатор емкостью 1000 пФ, смотрим что для этого с резистором сопротивлением 1 кОм частота преобразования будет около 80 кГц.
Предлагаемый блок питания обеспечивает нагрузочный ток около 3A при выходном напряжении около 12..50 В. Выходное напряжение можно легко изменить, изменив количество витков вторичной обмотки импульсного трансформатора. Как рассчитать трансформатор будет описано ниже. Подобный блок питания я успешно использовал совместно со звуковым стереофоническим усилителем мощности на двух микросхемах микросхемах TDA2050. Также можно использовать в гитарном комбо-усилителе с усилителем на тех же TDA2050 или для питания каких — то других устройств с похожими потребностями.
Схема блока питания приведена на рисунке ниже (кликните чтобы увеличить):
Преимущество этой схемы — она крайне проста и содержит минимум деталей. Недостатки — отсутствие стабилизации выходного напряжения и цепей защиты.
О деталях. Термистор NTC1 установлен последовательно с входом устройства и служит для уменьшения броска тока в момент включения блока питания. Сопротивление термистора при комнатной температуре — в районе 3 Ом. Бросок тока при включении блока в сеть 230 вольт возникает в момент заряда сглаживающего конденсатора C3. Терморезистор можно выпаять из платы старого компьютерного блока питания, как впрочем и некоторые другие компоненты этой схемы. Поэтому не выбрасывайте старые компьютерные блоки, из них можно добыть много полезного для радиолюбительской практики. В принципе, терморезистор можно исключить из схемы, заменив его постоянным резистором мощностью пару ватт и сопротивлением 3-5 Ом. Можно применить термистор типа NTC 5D-9 или других типов с подходящими параметрами, например вот эти с Алиэкспресс.
Предохранитель F1 удалять из схемы крайне нежелательно.
Компоненты С1, L1 и C2 образуют сетевой фильтр, который предотвращает проникновение высокочастотных помех от нашего блока в сеть 230 В. Конденсаторы C1 и C2 должны быть рассчитаны на напряжение не менее 250..275 вольт. На работу блока питания сетевой фильтр не оказывает влияния, а служит для защиты питающей сети. Этот узел можно исключить, а обмотки катушки на плате заменить перемычками.
Диодный мост D1 служит для выпрямления переменного напряжения 230 вольт, поэтому нужно применить мостик с соответствующими параметрами, например типа KBP307 рассчитанный на ток до 3A при напряжении до 1000V.
резистор R1 — гасящий, через него течет ток питания микросхемы. Нужно применить резистор мощностью не менее 2 ватт. резисторы R3 и R4 в цепях затворов ключевых транзисторов могут иметь номинал от 15 до 33 Ом. Ключевые транзисторы можно использовать любые на подходящую мощность и напряжение не менее 600 вольт. Отлично подойдут распространенные IRF840. Для увеличения надежности блока, а также если вы захотите увеличить мощность, ключевые транзисторы желательно установить на радиаторы.
Самой ответственной деталью является импульсный трансформатор. Его можно намотать, например, на кольцевом сердечнике от электронного трансформатора, на популярном среди радиолюбителей советском ферритовом кольце с проницаемостью 2000, а можно использовать трансформатор от компьютерного блока питания. В зависимости от нужного напряжения на выходе, такой трансформатор можно использовать без переделки. На рисунке ниже показана схема такого трансформатора и его внешний вид
Если нужно большее напряжение то придется разобрать трансформатор и перемотать вторичную обмотку. Разобрать такой трансформатор не всегда получится без его повреждения, поэтому в таком случае лучше намотать трансформатор самому, например, на ферритовом кольце. Для полумолстовой схемы в сердечнике трансформатора не требуется зазор, что упрощает задачу изготовления трансформатора в домашних условиях.
Расчет импульсного трансформатора
Предположим что мы хотим использовать самодельный трансформатор на основе советского ферритового кольца. Прежде всего нам нужно скачать программу для расчета. Будем использовать бесплатную программу Lite-CalcIT.
Программа очень маленькая и не нуждается в какой-либо инсталляции. Просто скачиваем архив по ссылке, разархивируем файлы программы в какую-нибудь папку и запускаем (можно запускать с флэшки).
Предположим что у нас есть ферритовое кольцо российского производства типа М2000НМ, с размерами 40х25х11.
Я хочу получить на выходе выпрямителя постоянное напряжение 40 вольт и мощность нагрузки 120 вт.
При этом у меня в наличии только провод диаметром 0.5 мм.
Итак, начинаем.
В окне программы справа вверху нажимаем кнопку «Выбор Сердечника»
Открывается дополнительное окно в котором выбираем следующие параметры:
включаем радиокнопку «Форма» — R (кольцо),
в верхнем выпадающем списке выберем R 40,0/25,0/11,0 2000НМ Россия,
дальше в списке «материал» выбираем 2000НМ Россия
После этого нажимаем на кнопку Применить.
Если появляется окно предупреждения то игнорируем его, так как мы еще не ввели правильные параметры обмоток трансформатора.
В основном окне программы задаем следующие параметры:
Схема преобразования: Выбираем Полумостовая.
Схема преобразования: Выбираем Полумостовая.
Напряжение питания: постоянное.
Минимальное: 266 В.
Номинальное: 295 В.
Максимальное: 325 В.
Тип контроллера: IR2153.
Частота генерации 41 кГц.
Стабилизации выходов – нет.
Принудительное охлаждение – нет.
Для вторичной обмотки выбираем:
Номинальное напряжение = 40 В.
Номинальная мощность = 120 Вт.
Диаметр провода указываем 0.5мм.
Для первичной обмотки также укажем диаметр провода = 0.5мм
Схему выпрямления выбираем типа 1.
У нас все готово и теперь нажимаем на кнопку Рассчитать!
В правой половине окна читаем данные нашего импульсного трансформатора.
Мы получили:
- Габаритная мощность трансформатора = 348.7 Вт,
- Потребляемая нагрузкой мощность = 123.2 Вт,
- Коэффициент заполнения окна = 0.116,
- Число витков первичной обмотки = 70,
- Диаметр провода первичной обмотки = 0.5, намотка в один провод,
- Число витков вторичной обмотки = 22 + 22 (у нас обмотка из 2 частей, с отводом от середины),
- Диаметр провода вторичной обмотки = 0.5, намотка в ТРИ провода
Окно программы будет выглядеть вот так (кликните чтобы увеличить):
Как видим, размеры кольца более чем достаточны для наших целей. Перед намоткой трансформатора берем наждачную бумагу или надфиль и слегка притупляем острые грани ферритового кольца, чтобы при плотной намотке они не повредили изоляцию обмотки.
Наматываем на кольцо один слой изоленты или фторопластовой ленты, после чего наматываем 70 витков первичной обмотки, равномерно распределяя провод по кольцу.
После намотки первичной обмотки изолируем ее сверху, наматывая пару слоев изоленты (малярного скотча, фторопластовой лены, и т.д.) и сверху наматываем обе части вторичной обмотки по 22 витка каждая. Намотку вторичных обмоток необходимо производить жгутом из трех проводов, диаметром 0.5 мм. также стараемся равномерно распределять провод по кольцу. Это улучшит качество работы трансформатора.
Обычно собранный из исправных деталей блок начинает работать сразу. Первое включение в сеть производим через лампу накаливания мощностью примерно 60 ватт. Включаем лампу последовательно с блоком питания. При первом включении лампа должна вспыхнуть и погаснуть — это зарядился сглаживающий конденсатор. Если лампа горит постоянно, это означает что блок питания неисправен. Может быть замыкание в монтаже либо наличие некачественных деталей. Проверяем монтаж и детали, и включаем снова через лампу. если все хорошо, проверяем наличие выходного напряжения на выходе блока. Имейте в виду, что при включении блока в сеть через лампу накаливания, нагружать его каким-либо серьезным током блок нельзя. Если блок работает, можно попробовать включить его напрямую в сеть и проверить как он держит нагрузку. Если блок периодически запускается и сразу выключается, это может означать нехватку напряжения питания микросхемы IR2153, в таком случае можно немного уменьшить сопротивление резистора R1
При работе с импульсными блоками питания соблюдайте осторожность. На элементах схемы присутствует опасное для жизни напряжение!
Простой, импульсный блок питания на IR2153
Сегодня поговорим и рассмотрим распространённую схему импульсного источника питания построенную на микросхеме IR2153.
Итак, мы имеем схему импульсного источника питания, которая запитывается от 220 вольт и скажем на выходе у неё появляется некоторое напряжение для запитки чего-либо, то есть, какой-то усилитель, либо какая-то другая конструкция.
По входу у нас 220 переменки, идёт на фильтр L1 с плёночными С1 и С2 конденсаторами, но этот дроссель можно убрать из схемы и просто заменить перемычками, всё прекрасно будет работать и без него.
Дальше напряжение поступает на полноценный двухполупериодный диодный мост, я использовал не готовую диодную сборку, а обычные диоды 1N4007, 4 диода собрал из них диодный мост, на диодном мосту напряжение выпрямляется, но выпрямляется не до конца, потому что там, всё равно остается какая-то полуволна, этот синус поступает на сглаживающий конденсатор, в данном случае здесь 100 микрофарад 400 вольт.
Сглаживающий конденсатор, если когда поступает на него напряжение мультиметром сделать замер, напряжение будет чуть больше, чем скажем 220 вольт, может быть 250-280 вольт. С чем это связано? — это конденсатор заряжается до своего амплитудного значения, дальше после сглаживающего конденсатора напряжение поступает на схему.
Минус диодного моста у нас получается общий, то есть для запитки всей схемы силовой части и для микросхемы это IR2153, то есть для генератора.
Питание микросхемы осуществляется — плюс на первый вывод, минус на четвертый вывод. Микросхема запитывается через цепочку, R1, VD3, сглаживающий конденсатор С4, который сглаживает помехи от резистора и всей этой цепочки, чтобы микросхема нормально работала.
При подключении и сборки всей схемы необходимым мультиметром проверить выводы на микросхеме 1 + и 4 нога минус напряжение должно быть в районе 15 вольт, тогда микросхема будет нормально работать и генерировать импульсы.
Дальше у нас между 8 и 6 ногой микросхемы стоит пленочный конденсатор (С6) на 220 нанофарад, вообще емкость этого конденсатора подбирается исходя из частоты генератора, то есть в данном случае частота генератора в районе 47- 48 килогерц, конденсатор может быть и 0,2 микрофарад и 0,47 и 0,68 даже один микрофарад, то есть, тут этот конденсатор особо не критичен.
Данная микросхема работает на частоте 47-48 килогерц, цепочка которая обеспечивает данную частоту это резистор R2 — 15К и пленочный или керамический конденсатор (С5) один нанофарад или можно поставить 820 пикофарад.
5 вывод и 7 вывод микросхемы генерируют прямоугольные, управляющие импульсы, которые через резисторы R4 и R3 поступают на затворы мощных, полевых транзисторов, то есть эти резисторы нужны, чтобы не спалить случайно транзисторы.
Например импульс поступает на затвор мощного полевого транзистора, далее через балластный конденсатор (С7) на 220 нанофарад 400 вольт на первичную обмотку трансформатора Т1.
Что касаемо трансформатора, трансформатор был взят с компьютерного блока питания.
Его нужно немного доработать, то есть выпаять, разобрать, опустить в кипяток, чтобы расплавить клей, которым склеен феррит или нагреть паяльный феном, одеваем какие-то перчатки, чтобы не обжечь руки и потихонечку располовиниваем и сматываем все обмотки этого трансформатора.
Из расчета того, что мне на выходе нужно было получить в районе 25 вольт, первичная обмотка проводом 0,6 миллиметров в две жилы наматывается целиком 38 витков. Каждый слой изолировал скотчем, то есть слой обмотки, слой изоляции, потом сверху вниз опять все мотаем в одну сторону, изолируем всё и мотаем вторичную обмотку.
Вторичная обмотка — 7 жил, тем же проводам 0,6 миллиметров и мотаем в ту же сторону — это очень важно, те кто начинает разбираться в импульсных источниках питания, всё мотаем в одну и ту же сторону.
Всего 7 или 8 витков вторичной обмотки и потом всё это дело обратно склеиваем и собираем весь феррит на место.
Транзисторы установлена на небольшой теплоотвод, этого вполне достаточно при нагрузке где-то в районе 100 ватт. Два транзистора закреплены через теплопроводящие прокладки и термопасту.
Сейчас мы всё это включим в сеть, возьмём мультиметр и померяем напряжение на выходе.
Но есть еще такой момент, перед запуском блока питания всё делаем последовательно, то есть берём лампочку на 100 ватт 220 вольт и через лампочку подключаем наш блок питания, если лампочка не загорелась или там слегка вспыхнула спираль, значит конденсатор зарядился и как бы всё нормально, можно аккуратно проверять на выходе наше напряжение.
Если допустим лампочка горит, то уже в схеме есть какие-то косяки, либо где-то не пропаяно, либо где-то сопли на плате или какой-то компонент неисправен. Так что, перед сборкой берите исправные детали.
Включаем мультиметр в режим измерения постоянного напряжения 200 вольт и измеряем на выходе наше напряжение у меня выдаёт 29 вольт
Хотелось бы сказать, что это моя первая конструкция, то есть я собирал также, как и начинающий радиолюбитель, которые побаиваются собирать свои первые и импульсные источники питания, и больше прибегают к сетевым трансформатором.
Архив к статье, можно скачать.
Автор; Тумин Игорь
IR2153 софтстарт, простой испульсный блок питания
Предлагаю вам простую схему импульсного блока питания для усилителя на основе легендарной микросхемы IR2153. Схем в сети очень много, но ни одна не имеет нормального софтстарта, из-за чего начинающие радиолюбители палят много полевых транзисторов и микросхем (я тоже с этого начинал).
ИИП IR2153Характеристики:
— напряжение питания: 210-240в;
— напряжение на выходе (холостой ход): +38/-38в;
— мощность: 300вт;
— софтстарт: есть.
— защита от короткого замыкания: есть.
Данная схема отличается от всех остальных тем, что в ней каждый полевик защищен от токовой перегрузки. Принцип работы защиты очень прост, рассмотрим схему управления нижним полевиком. С выхода LO микроcмы IR2153 поступаем меандр амплитудой 12в и частотой 44кГц, через конденсатор С11 и затворный резистор R8 этот сигнал открывает и закрывает полевик. Как только ток через шунт R10 хоть на мгновение превысит значение 7А, зарядится конденсатор С13, транзистор VT2 откроется и разрядит внутреннюю емкость полевика и конденсатор С11. Трансзистор T2 закроется , и может быть открыт только поле следующего сигнала от IR2153. Ток через полевый транзистор будет иметь форму острой иголки (подобие ШИМ с малым заполнением импульса).
Рисунок платыСкачать файлы: DA-Power-IR2153.zip (8475 Загрузок)
При 6А импульсы обычные:
При токе более 7А импульсы принимают следующую форму:
Первое включение нужно осуществлять при подаче на вход 12в вместо 220, установив перемычку на резистор R4. На плате подписаны +12 и -12в для проверки. Если все нормально работает и на выходе в плечах есть небольшое постоянное напряжение, значит все собрано верно и можно включать в сеть через лампочку, затем напрямую. Блок питания стартует очень мягко, можно смело ставить на выходе большие емкости, при коротком замыкании на выходе напряжение падает до нуля, затем снова поднимается до оптимального значения.
Фото собранного блока питания:
Осциллограммы на обмотках трансформатора:
Холостой ходДобавляем снаббер 100ом + 220пф стало поменьше звонаНагрузка 250вт, огромный DeadtimeУдалось зафиксировать работу софтстарта при включении, заряд емкостей по 1000мкф в плече происходит за 10мСУвеличиваем разверткуНачало пускаУдачи в повторении….
Более надежный вариант с триггерной защитой: Собранный блока питания.R17 и транзистор VT4 — датчик тока, VT1 и VT3 — триггер, VT2 — при защелкивании притягивает вывод (CT) микросхемы IR2153 к земле, мгновенно останавливая генерацию. При токовой перегрузке или КЗ ИИП выключается, дальнейшая работа возможна при обесточивании на 1 минуту. С9 — предотвращает ложное срабатывание защиты при первом пуске, когда заряжаются емкости во вторичке.
Печатная плата второй версии:
Скачать файл печатной платы: DA_Power_IR2153-v2.1.zip (4924 Загрузки)
Описание сборки данного блока питания.
Силовой трансформатор намотан на кольце R31*19*15 PC40.
Ферритовое кольцо.Для надежности поверх лака уложен слой изоляции в 1 слой:
Слой изоляции.Первичная обмотка содержит 52 витков проводом 0,75мм. Выводы дополнительно изолируются термоусадкой.
Первичная обмотка.Далее накладываются 2 слоя изоляиции:
Двойной слой изоляции.Вторичная обмотка содержит 11 витков, мотается разом 4-мя жилами провода 0,75мм (в диаметре). При 52 витках первички будет ровно 3в/виток, 11 витков вторички дадут нам +33/-33в на выходе.
Вторичная обмотка.Те выводы, что снизу фиксируются нитками, также сразу надо зачистить все жилы:
Готовый трансформатор.Синфазный дроссель, установлена перегодка для разделения обмоток:
Ферритовое кольцо для синфазного фильтра. R16*10*4.5 PC40Обмотки выполнены проводом 0,5 мм длиной по 50см каждая, выводы также зачищаются:
Синфазный дроссель.Проводом 0,75мм на оправке сделаны обмотки для силовых дросселей:
Намотка дросселя.Далее на сердечниках 6*20 Zn600 с помощью клея крепятся обмотки:
Силовые дроссели.Закупаем все необходимые детали:
Набор деталей.Подложка от самоклейки с помощью скотчка крепится на лист бумаги А4:
Подложка.Распечатываем на принтере рисунок платы, зеркалить ничего не надо!
Распечатанный рисунок.Подготавливаем поверхность:
Чистка меди наждачкой.Обезжириваем медь и кладем подложку рисунком вверх на полумягкую поверхность, например книгу:
До переноса рисунка обезжириваем поверхность меди.Кладем текстолит медью вниз и выравниваем по отметкам:
Текстолит на рисунке.Ставим сверху утюг, прижимаем сильно, не двигаем горячий утюг в течении 1 минуты:
Утюг — мощность на максимум.После убираем утюг, приживаем сверху текстолит еще парочкой книг, и даем немного остынуть. Далее подложка легко отрывается, а рисунок остается на медной поверхности:
Отрываем подложку.Кладем текстолит в раствор хлорного железа:
В растворе хлорного железа.После травления сверлим отверстия и залуживаем:
Олово, паяльник с оплеткой и канифоль.Вставляем резисторы и всякую мелочь:
Резисторы+перемычки.Далее более габаритные элементы:
ОстальноеПравильно фазируем обмотки, тут проще некуда, если провода заранее промаркировать:
Не забываем зачищать лак на проводах.Вставляем трансформатор на место:
Установка трансформатора.Загибаем выводы и запаиваем:
Осталось запаять.Сверлим радиатор для крепления транзисторов, делаем прижимную планку, а снизу делаем отверстие сверлом на 2,5мм и метчиком на 3 нарезаем резьбу для крепления радиатора:
Сверловка отверстий и нарезка резьбы.Устанавливаем радиатор на место:
Крепим радиатор.Все тщательно проверяем:
Проверка на «сопли» с помощью подсветки платы фонариком.Готовимся к проверке работоспособности от блока питания 12в:
Перед проверкой от 12 в ставим перемычку.На вход вместо 230в подаем 12в ( +и- обозначены на плате) на выходе должно появится небольшое постоянное напряжение:
Проверка от 12в с перемычкой, на выходе около 1в в плече.Смотрим форму сигнала на затворах транзисторов:
Форма сигнала на затворе полевика, питание 12в ( для безопасности).А на обмотках трансформатора должен появится меандр частотой 45-47кГц:
Проверка меандра на первичке при питании от 12в.Далее обязательно убираем перемычку с резистора снизу платы и включаем в сеть:
Первое включение от сети с резистором 200ом в разрыв.Прижимаем транзисторы к радиатору изолировав их с помощью теплопроводных прокладок:
Крепление транзисторов к радиатору.ИИП в сборе:
Силовые диоды при работе греются довольно сильно.Вид сверху.Форма сигнала на вторичных обмотках на холостом ходу:
Холостой ход, питание 220в, вторичка.Тоже самое, но нагрузка 180вт.
Нагрузка 180вт.ИИП работает хорошо, софтстарт, триггерная защита от КЗ. Микры китайские с али, но работают нормально, частота 47кГц. IR2153 Deadtime бы поменьше, было бы круто, напряжение под нагрузкой падает на 15%.
Удачи в повторении, вопросы задаем в комментариях, в группе вконтакте или vatsapp( в нижней правой части экрана жмем кнопку).
cxema.org — Импульсный блок питания на IR2153
Блок питания построен по полу мостовой схеме на основе микросхемы IR2153. На выходе этого блока можно получить любое нужное вам напряжение, все зависит от параметров вторичной обмотки трансформатора.
Подробно рассмотрим схему импульсного блока питания.
Мощность источника питания именно с такими компонентами около 150 ватт.
Сетевое переменное напряжение через предохранитель и термистор поступает на диодный выпрямитель.
После выпрямителя стоит электролитический конденсатор, который в момент включения блока в сеть будет заряжаться большим током, термистор как раз ограничивает этот ток. Конденсатор нужен с напряжением 400-450 Вольт. Далее постоянное напряжение поступает на силовые ключи. Одновременно через ограничительный резистор и выпрямительный диод поступает питание на микросхему IR2153.
Резистор нужен мощный, не менее 2-х ватт, лучше взять 5-и ваттный. Напряжение питания для микросхемы дополнительно сглаживается небольшим электролитическим конденсатором, емкостью от 100 до 470мкФ, желательно на 35 Вольт. Микросхема начинает вырабатывать последовательность прямоугольных импульсов, частота которых зависят от номинала компонентов времязадающей цепи, в моем случае частота находиться в районе 45кГц.
На выходе установлен выпрямитель со средней точкой. Выпрямитель в виде диодной сборки в корпусе то-220. Если выходное напряжение планируется в пределах 40 вольт, то можно использовать диодные сборки выпаянные из компьютерных блоков питания.
Конденсатор вольтодобавки, предназначен для корректного срабатывания верхнего полевого ключа, емкость зависит от того, какой транзистор использован, но в среднем 1мкФ хватит для большинства случаев.
Перед запуском нужно проверить работу генератора. Для этих целей от внешнего источника питания на указанные выводы микросхемы подается около 15-и вольт постоянного напряжения.
Далее проверяется наличие прямоугольных импульсов на затворе полевых ключей, импульсы должны быть полностью идентичными, одинаковой частоты и заполнения.
Первый запуск источника питания обязательно делается через страховочную лампу накаливания на 220 Вольт с мощностью около 40 ватт, будьте предельно осторожны, не дотрагивайтесь платы во время работы, после отключения блока от сети дождитесь несколько минут пока высоковольтный конденсатор не разрядится через соответствующий резистор.
Очень важно указать то, что эта схема не имеет защиты от коротких замыканий, поэтому любые короткие замыкания, даже кратковременные приведут к выходу из строя силовых ключей и микросхемы IR2153, так, что будьте аккуратны.
Схема также лишена обратной связи по напряжению, так что выходное напряжение будет плавать в зависимости от перепадов сетевого напряжения. Многие скажут, кому нужен этот блок питания, если он такой нехороший. На самом деле блоки питания на IR2153 очень популярны, они просты, практически не требуют наладки, себестоимость маленькая и к тому если использовать соответствующий трансформатор, выпрямитель, транзисторы и входной электролит, с блока питания можно выкачивать до пол киловатта мощности, но и это не все, я делал вплоть до 1 киловатта, правда с дополнительным эмиттерным повторителем и прочими плюшками, включая защиту от коротких замыканий, перенапряжения и релейным плавным пуском, схема такого блока питания сейчас перед вами.
Печатная плата тут
Импульсный блок питания на IR2153
Приветствую, Самоделкины!В данной статье мы вместе с Романом (автором YouTube канала «Open Frime TV») соберем универсальный блок питания на микросхеме IR2153. Это некий «франкенштейн», который содержит в себе лучшие качества из разных схем.
В интернете полно схем блоков питания на микросхеме IR2153. Каждая из них имеет некие положительные особенности, но вот универсальной схемы автор еще не встречал. Поэтому было принято решение создать такую схему и показать ее вам. Думаю, можно сразу к ней перейти. Итак, давайте разбираться.
Первое, что бросается в глаза, это использование двух высоковольтных конденсаторов вместо одного на 400В. Таким образом мы убиваем двух зайцев. Эти конденсаторы можно достать из старых блоков питания от компьютера, не тратя на них деньги. Автор специально сделал несколько отверстий в плате под разные размеры конденсаторов.
Если же блока нету в наличии, то цены на пару таких конденсаторов ниже чем на один высоковольтный. Емкость конденсаторов одинакова и должна быть из расчета 1 мкФ на 1 Вт выходной мощности. Это означает, что для 300 Вт выходной мощности вам потребуется пара конденсаторов по 330 мкФ каждый.
Также, если использовать такую топологию, отпадает потребность во втором конденсаторе развязки, что экономит нам место. И это еще не все. Напряжение конденсатора развязки уже должно быть не 600 В, а всего лишь 250В. Сейчас вы можете видеть размеры конденсаторов на 250В и на 600В.
Следующая особенность схемы, это запитка для IR2153. Все кто строил блоки на ней сталкивались нереальным нагревом питающих резисторов.
Даже если их ставить от переменки, количество тепла выделяется очень много. Тут же применено гениальное решение, использование вместо резистора конденсатор, а это нам дает то, что нагрев элемента по питанию отсутствует.
Такое решение автор данной самоделки увидел у Юрия, автора YouTube канала «Red Shade». Также плата оснащена защитой, но в первоначальном варианте схемы ее не было.
Но после тестов на макете выяснилось, что для установки трансформатора слишком мало места и поэтому схему пришлось увеличить на 1 см, это дало лишнее пространство, на которое автор установил защиту. Если она не нужна, то можно просто поставить перемычки вместо шунта и не устанавливать компоненты, отмеченные красным цветом.
Ток защиты регулируется с помощью вот этого подстроечного резистора:
Номиналы резисторов шунта изменяетюся в зависимости от максимальной выходной мощности. Чем больше мощность, тем меньше нужно сопротивление. Вот к примеру, для мощности ниже 150 Вт нужны резисторы на 0,3 Ом. Если мощность 300 Вт, то нужны резисторы на 0,2 Ом, ну и при 500 Вт и выше ставим резисторы с сопротивлением 0,1 Ом.
Данный блок не стоит собирать мощностью выше 600 Вт, а также нужно сказать пару слов про работу защиты. Она тут икающая. Частота запусков составляет 50 Гц, это происходит потому, что питание взято от переменки, следовательно, сброс защелки происходит с частотой сети.
Если вам нужен защелкивающийся вариант, то в таком случае питание микросхемы IR2153 нужно брать постоянное, а точнее от высоковольтных конденсаторов. Выходное напряжение данной схемы будет сниматься с двухполупериодного выпрямителя.
Основным диодом будет диод Шоттки в корпусе ТО-247, ток выбираете под ваш трансформатор.
Если же нет желания брать большой корпус, то в программе Layout его легко поменять на ТО-220. По выходу стоит конденсатор на 1000 мкФ, его с головой хватает для любых токов, так как при больших частотах емкость можно ставить меньше чем для 50-ти герцового выпрямителя.
Также необходимо отметить и такие вспомогательные элементы как снабберы (Snubber) в обвязке трансформатора;
сглаживающие конденсаторы;
а также Y-конденсатор между землями высокой и низкой стороны, который гасит помехи на выходной обмотке блока питания.
Про данные конденсаторы есть отличный ролик на Ютубе (ссылку автор прикрепил в описании под своим видеороликом (ссылка ИСТОЧНИК в конце статьи)).
Нельзя пропускать и частотозадающую часть схемы.
Это конденсатор на 1 нФ, его номинал автор не советует менять, а вот резистор задающей части он поставил подстроечный, на это были свои причины. Первая из них, это точный подбор нужного резистора, а вторая — это небольшая корректировка выходного напряжения с помощью частоты. А сейчас небольшой пример, допустим, вы изготавливаете трансформатор и смотрите, что при частоте 50 кГц выходное напряжение составляет 26В, а вам нужно 24В. Меняя частоту можно найти такое значение, при котором на выходе будут требуемые 24В. При установке данного резистора пользуемся мультиметром. Зажимаем контакты в крокодилы и вращая ручку резистора, добиваемся нужного сопротивления.
Сейчас вы можете видеть 2-е макетные платы, на которых производились испытания. Они очень похожи, но плата с защитой немного больше.
Макетки автор делал для того, чтобы со спокойной душой заказать изготовление данной платы в Китае. В описании под оригинальным видеороликом автора, вы найдете архив с данной платой, схемой и печаткой. Там будет в двух платках и первый, и второй варианты, так что можете скачивать и повторять данный проект.
После заказа автор с нетерпением ждал платы, и вот они уже приехали. Раскрываем посылку, платы достаточно хорошо упакованы — не придерешься. Визуально осматриваем их, вроде все отлично, и сразу же приступаем к запайке платы.
И вот она уже готова. Выглядит все таким образом. Сейчас быстренько пройдемся по основным элементам ранее не упомянутым. В первую очередь это предохранители. Их тут 2, по высокой и низкой стороне. Автор применил вот такие круглые, потому что их размеры весьма скромные.
Далее видим конденсаторы фильтра.
Их можно достать из старого блока питания компьютера. Дроссель автор мотал на кольце т-9052, 10 витков проводом 0,8 мм 2 жилы, но можно применить дроссель из того же компьютерного блока питания.
Диодный мост – любой, с током не меньше 10 А.
Еще на плате имеются 2 резистора для разрядки емкости, один по высокой стороне, другой по низкой.
Ну и остается дроссель по низкой стороне, его мотаем 8-10 витков на таком же сердечнике, что и сетевой.
Как видим, данная плата рассчитана под тороидальные сердечники, так как они при одинаковых размерах с Ш-образными, имеют большую габаритную мощность.
Настало время протестировать устройство. Пока основным советом является производить первое включение через лампочку на 40 Вт.
Если все работает в штатном режиме лампу можно откинуть. Проверяем схему на работу. Как видим, выходное напряжение присутствует. Проверим как реагирует защита. Скрестив пальцы и закрыв глаза, коротим выводы вторички.
Как видим защита сработала, все хорошо, теперь можно сильнее нагрузить блок. Для этого воспользуемся нашей электронной нагрузкой. Подключим 2 мультиметра, чтоб мониторить ток и напряжение. Начинаем плавно поднимать ток.
Как видим при нагрузке в 2А, напряжение просело незначительно. Если поставить мощнее трансформатор, то просадка уменьшится, но все равно будет, так как этот блок не имеет обратной связи, поэтому его предпочтительнее использовать для менее капризных схем.
А на этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Видео:
Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
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
Высоковольтный полумостовой драйвер с использованием IR2153 и IGBT
Это полумостовая плата на базе IGBT , которая была разработана для множества приложений, таких как драйвер индукционного нагревателя , драйвер катушки Тесла , преобразователи DC-DC , SMPS и т. Д. IGBT высокого тока и высокого напряжения. используются для удовлетворения требований высокой мощности. Это полумостовая плата общего назначения со встроенным генератором, и она может быть сконфигурирована с множеством комбинаций компонентов в зависимости от требований приложения.
IGBT NGTB40N120FL2WG от ON semi и IR2153 от Infineon semiconductor являются важными частями схемы, IR2153 — это ИС драйвера затвора, включающая встроенный генератор, а IGBT 40A / 1200V может выдерживать большой ток. Схема драйвера затвора работает с напряжением 15 В постоянного тока и нагрузкой от 60 до 400 В постоянного тока.
IR2153D (S) — это улучшенная версия популярных микросхем драйвера затвора IR2155 и IR2151, включающая в себя высоковольтный полумостовой драйвер затвора с входным генератором, аналогичным промышленному стандарту таймера CMO 555.IR2153 предоставляет больше функциональных возможностей и проще в использовании, чем предыдущие микросхемы. В вывод CT встроена функция отключения, так что оба выхода драйвера затвора могут быть отключены с помощью управляющего сигнала низкого напряжения. Кроме того, ширина выходного импульса драйвера затвора остается такой же, как только достигается возрастающий порог блокировки по пониженному напряжению на VCC, что приводит к более стабильному профилю зависимости частоты от времени при запуске. Помехоустойчивость была значительно улучшена как за счет снижения пикового di / dt драйверов затвора, так и за счет увеличения гистерезиса блокировки при пониженном напряжении до 1 В.Наконец, особое внимание было уделено максимальной устойчивости устройства к защелке и обеспечению комплексной защиты от электростатического разряда на всех контактах.
Рекомендации по источникам питания
Плата имеет два варианта питания входного источника, поэтому пользователи могут выбрать источник питания входной нагрузки в соответствии с требованиями приложения:
- Источник питания нагрузки 60-400 В постоянного тока
- Питание логики 15 В постоянного тока для драйвера затвора
В случае, если вы хотите использовать источник питания 230 В переменного тока в качестве входа питания, рекомендуется использовать эту плату источника питания, которая обеспечивает 330 В постоянного тока после выпрямителя + конденсатор фильтра.Тогда плата IGBT будет работать с однополярным питанием (питание логики не требуется) путем пайки одного резистора R2 33 кОм 5 Вт и замены конденсатора C3 на 470 мкФ / 25 В
.Если вы используете другой изолированный высоковольтный источник питания постоянного тока, не используйте R2 и используйте внешний логический источник 15 В постоянного тока.
Частота колебаний регулируется встроенным подстроечным потенциометром, диапазон частот прибл. От 12 кГц до 100 кГц при рабочем цикле 50%.
Тестирование
Мы протестировали эту плату до 500 мА / 330 В постоянного тока без радиатора, если требуется больше мощности, вы должны использовать радиатор и вентилятор.
Если вы хотите протестировать эту плату с катушкой Тесла, рекомендуется использовать последовательную лампу 100 Вт на входе переменного тока. Это предотвратит состояние перегрузки при тестировании платы.
Источник питания 400 В — 5 А для бесщеточных двигателей — подходящий источник питания для этого драйвера.
Примечание. Производство микросхемы IR2153 прекращено, и ее новая замена — IR2153D. Удалите диод D2 1N5819 для этой новой микросхемы.
Пожалуйста, примите соответствующие меры предосторожности, поскольку в этом проекте используются смертельные напряжения! Не создавайте эту доску, если не знаете, что делаете!
Банкноты
- Примечание 1: Схема снабжена несколькими дополнительными компонентами, которые могут использоваться в соответствии с требованиями приложения, другие компоненты могут быть опущены, как указано в спецификации
- Примечание 2: Диапазон частот определяется конденсатором ТТ (C8) и значением потенциометра подстроечного резистора. Соответствующее значение для требуемого диапазона частот см. В таблице данных.C8 1Kpf, R5 = 7k5 и PR1 = 50K обеспечивают диапазон частот от 12 кГц до 100 кГц.
- Примечание 3: Можно использовать другие полевые МОП-транзисторы или IGBT в соответствии с вашими требованиями по току и напряжению
- Примечание 4: Эту плату также можно использовать в качестве полумоста с использованием полевого МОП-транзистора IR2101 и с высоким импульсом ШИМ и низким входным сигналом ШИМ или IR2104 с одним импульсом ШИМ. Заголовок CN3 обеспечивает для этой цели входные контакты Pin1 HIN и Pin2 LIN. Не используйте следующие компоненты R5, PR1, C8 с IR2101 / IR2105.
- Примечание 5: для IGBT требуется радиатор большого размера.
Характеристики
- Питание нагрузки от 60 до 400 В постоянного тока
- Источник питания драйвера затвора, 15 В постоянного тока
- Диапазон частот от 12 кГц до 100 кГц, другой диапазон частот возможен путем изменения R5, PR1, C8
- Рабочий цикл прибл. 50%
- PR1: Подстроечный потенциометр для установки частоты
- CN3: питание логики 15 В постоянного тока
- CN1: Вход постоянного тока
- CN2: L1 Нагрузка
Приложения
- Катушка Тесла Драйвер
- Индукционная плита
- Драйвер индукционного нагревателя
- Преобразователь постоянного тока в постоянный
- Преобразователь постоянного тока в переменный
Схема
Катушка Тесла Пример
Схема с блоком питания
Список деталей
Подключения
Фото
Тестирование платы с лампой накаливания мощностью 100 Вт в качестве нагрузки и входным напряжением 60 В постоянного тока между + V и -V.Нагрузка подключается между OP и GND. Подключение платы источника питания 400 В постоянного тока с модулем IGBT.Видео
IR2153 Лист данных
ir2153IR2101 / IR2102 Лист данных
ir2101Техническое описание
IR2153 — Полумостовой драйвер, в фазе с RT, программируемый
25FNHTBJB : Db25, розетка к клемме, черный с кожухом Узкопрофильная перемычка.Этот узкий профиль (0,625 дюйма), заключенный в соединительную коробку DB-25 и клеммной колодки, позволяет устанавливать несколько разъемов в узкие пазы. Для пайки любого 25-контактного разъема к любой из 9 клеммных колодок предусмотрены перемычки. 25MNHTBJB 25FNHTBJB.
54F245FM : Восьмеричный двунаправленный трансивер с выходами с тремя состояниями. 54F 74F245 Восьмеричный двунаправленный трансивер с выходами TRI-STATE ‘F245 содержит восемь неинвертирующих двунаправленных буферов с выходами TRI-STATE и предназначен для приложений, ориентированных на шину. ) на портах B Вход Transmit Receive (TR) определяет направление потока данных.
709099 : Мультипорты. 128K X 8 Sync, двухпортовая оперативная память, конвейерная / сквозная. Истинные двухпортовые ячейки памяти, которые обеспечивают одновременный доступ к одной и той же ячейке памяти Высокоскоростная синхронизация для доступа к данным Коммерческий: 7,5 / 9/12 нс (макс.) Работа с низким энергопотреблением IDT709099L Активный: 1,2 Вт (тип.) Режим ожидания: 2,5 мВт (тип.) Проточный или конвейерный режим вывода на любом порту через контакты FT / PIPE Включение и сброс счетчика Разрешение двойного чипа.
CS5828 : 28: 4 LVDS-передатчик (85 МГц).ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ CS5828 принимает четыре набора 7-битных данных на логическом уровне CMOS и преобразует их в четыре последовательных канала дифференциальной сигнализации низкого напряжения (LVDS). 7-битные входные данные ссылаются на сигнал CKIN. Вывод RF выбирает запуск по переднему или заднему фронту CKIN. Параллельно с последовательным преобразованием выполняется внутренняя сгенерированная частота 7X.
DS75494 : драйвер шестнадцатеричных цифр (устаревший). Это драйвер шестнадцатеричных цифр, предназначенный для взаимодействия между большинством МОП-устройств и светодиодов с общими катодами, настроенных на низкое выходное напряжение при высоких рабочих токах. Разрешающий вход отключает все выходы при приеме большого значения 150 мА. Низкое энергопотребление в режиме ожидания Возможность гашения экрана.
ISP1301 : Универсальный приемопередатчик последовательной шины. Это приемопередатчик универсальной последовательной шины (USB) On-The-Go (OTG), полностью совместимый с Universal Serial Bus Rev. 2.0 и On-The-Go дополнением к USB Rev. 1.0a. ISP1301 может передавать и принимать последовательные данные как на полной (12 Мбит / с), так и на низкой (1,5 Мбит / с) скорости передачи данных. Он идеально подходит для использования в портативных электронных устройствах.
LT1331 : приемопередатчик LT1331, 3 В RS562 или 5 В / 3 В RS232 с одним активным приемником при выключении.
LTC1386CN : приемопередатчик Eia / tia562 с низким энергопотреблением 3,3 В. Работает от одного источника питания 3,3 В Низкий ток питания: ICC = 200 А Защита от электростатических разрядов более 10 кВ Доступна в 16-контактном узком корпусе SOIC Использует малые конденсаторы: 0,1 Ф Работает до 120 кбод Повышенное напряжение на выходе не вызывает возврат тока в источники питания EIA / TIA562 I / O Линии могут быть нагружены до 25 В без повреждения. Контакт Совместим с LT1181A. Это сверхнизкое энергопотребление.
МОДЕЛЬ 422LP9TBN : преобразователь RS-232 в RS-422 с питанием от порта ce.Это двухканальный преобразователь в RS-422 с питанием от порта. Он преобразует линии TD и RD RS-232 в сбалансированные сигналы RS-422. Устройство может получать питание от линий подтверждения RS-232, DTR и RTS. Если порт запитывает устройство, одна из этих линий квитирования должна быть подтверждена (высокий уровень) для подачи питания на устройство (см. Таблицу 1). Драйвер RS-422 включается при подтверждении RTS.
PDI1394L11 : PDI1394L11; 1394 av Link Layer Controller. УВЕДОМЛЕНИЕ: СМОТРИТЕ ОШИБКИ (ПЕРЕСМОТРЕНО НА WWW.SEMICONDUCTORS.COM/1394/SUPPRT ДЛЯ ИНФОРМАЦИИ ОБ ИЗМЕНЕННЫХ S НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ ДЛЯ НОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ Аппаратная поддержка стандартного контроллера канального уровня IEEE 13941995 для международного стандарта IEC61883, предназначенного для упаковки и распаковки пакетов данных приложений для передачи по шине IEEE 1394 с использованием изохронности.
SerialCoderUR5HC703-600 :. SerialCoder 600 UR5HC703-600 Экстремально маломощный клавиатурный кодировщик Интерфейсы RS-232 HID И ПРОДУКТЫ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ, СЕМЕЙСТВО КОДЕРОВ КЛЮЧЕЙ SerialCoder — это серийный клавиатурный кодировщик с крайне низким энергопотреблением, серийно выпускаемый. Надежный, крошечный и гибкий, он хорошо подходит для любого приложения, где сложные протоколы клавиатуры не требуются и работают асинхронно.
STLVDS105 : 4-портовые повторители LVDS и 4-портовые повторители Ttl-to LVDS.ПРИЕМНИК И ДРАЙВЕРЫ СООТВЕТСТВУЮТ ТРЕБОВАНИЯМ СТАНДАРТА ANSI EIA / TIA-644 ИЛИ ПРЕВЫШАЮТ ТРЕБОВАНИЯ: ПРИЕМНИКИ НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ TTL (LVTTL), ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЕ ДЛЯ СИГНАЛИЗАЦИИ ДО 630 Мбит / с. ВРЕМЯ ЗАДЕРЖКИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ НАГРУЗКИ 100: 2,2 нс (ТИП) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ.
UC1711 : Двойной сверхвысокоскоростной полевой драйвер. 25 нс нарастание и падение при 1000 пФ Задержка распространения 15 нс Выход источника или приемника 1,5 А Работа привода с питанием до 35 В Высокоскоростной процесс Шоттки NPN 8-контактный корпус MINIDIP Семейство драйверов на полевых транзисторах UC1711 выполнено с использованием процесса Шоттки, полностью состоящего из NPN. оптимизировать скорость переключения, температурную стабильность и радиационную стойкость.Стоимость для них.
UCC5628 : многомодовый терминатор Scsi 14 Line. Автоматический выбор одностороннего (SE) или низковольтного дифференциального (LVD) оконечного устройства Соответствует стандартам SCSI-2, SCSI-3, SPI, Ultra Ultra2 (SPI-2 LVD) и Ultra3 до 5,25 В Дифференциальный отказоустойчивый смещение рабочего напряжения Термоупаковка для низкой температуры перехода и лучше MTBF. Многорежимный терминатор SCSI UCC5628 обеспечивает плавный переход к следующему поколению.
UCN5910EP :. Обратите внимание, что двухрядный корпус (обозначение «A») и корпус микросхемы небольшого размера (обозначение «LW») электрически идентичны и имеют общее назначение номеров клемм.Напряжение питания логики, VDD. 15 В Напряжение питания драйвера, VBB 150 В Суффикс 140 В Диапазон постоянного выходного тока, IOUT. +40 мА Диапазон входного напряжения, VIN. От V до VDD 0,3 В. Питание корпуса.
ULN2001AD : ti ULN2001A, Высоковольтные, сильноточные транзисторные массивы Дарлингтона. ULQ2003A, ULQ2004A ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ВЫСОКОТОКОВЫЙ DARLINGTON ULN2001A является устаревшим ТРАНЗИСТОРНЫМ Массивом и больше не поставляется. Высоковольтные выходы с номинальным током коллектора 500 мА (один выход). Выходные зажимные диоды на 50 В Входы, совместимые с различными типами приложений логических релейных драйверов, рассчитаны на взаимозаменяемость с серией Sprague ULN2001A.
ULN2804AP : Упаковка = Dip 18 ;; Функция = 8 гл. Драйвер для раковины Дарлингтона ;; Рейтинг = 50 В / 0,5 А.
ADM2490E : Высокоскоростной полнодуплексный трансивер RS-485 с защитой от электростатических разрядов ADM2490E — изолированный трансивер данных с защитой от электростатического разряда 8 кВ, подходящий для высокоскоростной полнодуплексной связи по многоточечным линиям передачи. Он разработан для симметричных линий передачи и соответствует требованиям ANSI TIA / EIA RS-485-A и ISO 8482: 1987 (E). Устройство работает.
ADV3003 : HDMI / DVI TMDS-эквалайзер ADV3003 — это 4-канальный буфер дифференциальной сигнализации с минимизированным переходом (TMDS) с выравниваемыми входами и предварительно выделенными выходами. ADV3003 50 входных и выходных оконечных устройств, обеспечивающих полное восстановление выходного сигнала и минимизирующие отражения для улучшения целостности системного сигнала. ADV3003 ориентирован на HDMI / DVI.
MAX9271 : 16-разрядный сериализатор GMSL с коаксиальным или STP-кабелем. Компактный сериализатор MAX9271 рассчитан на управление 50? коаксиальный или 100? экранированная витая пара (STP).Устройство сопрягается с десериализатором MAX9272. Параллельный вход можно запрограммировать на одинарный или двойной ввод. Двойной вход обеспечивает более высокую входную частоту тактовой частоты пикселей, регистрируя два типичных пикселя.
IR2153 IC — Самоколебательный полумостовой драйвер IC DIP-8 Пакет купить онлайн по низкой цене в Индии
IR2153 является улучшенной версией популярных ИС драйверов затвора IR2155 и IR2151 и включает в себя высоковольтный полумостовой драйвер затвора с генератором входного каскада, аналогичный стандартному промышленному таймеру CMOS 555.IR2153 предоставляет больше функциональных возможностей и проще в использовании, чем предыдущие микросхемы. В вывод CT встроена функция отключения, так что оба выхода драйвера затвора могут быть отключены с помощью управляющего сигнала низкого напряжения. Кроме того, ширина выходного импульса драйвера затвора остается такой же, как только достигается возрастающий порог блокировки по пониженному напряжению на VCC, что приводит к более стабильному профилю зависимости частоты от времени при запуске. Помехоустойчивость была значительно улучшена как за счет снижения пикового di / dt драйверов затвора, так и за счет увеличения гистерезиса блокировки при пониженном напряжении до 1 В.Наконец, особое внимание было уделено максимальной устойчивости устройства к защелке и обеспечению комплексной защиты от электростатического разряда на всех контактах.
Характеристики: —
- Интегрированный полумостовой драйвер затвора 600 В
- Зенеровский зажим 15,6 В на Vcc • Истинный микромощный запуск
- Более жесткий начальный контроль мертвого времени
- Низкий температурный коэффициент мертвого времени
- Функция отключения (1/6 Vcc) на выводе CT
- Повышенный гистерезис блокировки при пониженном напряжении (1 В)
- Схема переключения нижнего уровня мощности
- Постоянная длительность импульса LO, HO при запуске
- Драйвер затвора нижнего уровня di / dt для лучшей помехоустойчивости
- Выход нижнего уровня в фаза с RT
- Внутренняя 50 нс (тип.) бутстрап-диод (IR2153D)
- Отличная устойчивость к защелке на всех входах и выходах
- Защита от электростатического разряда на всех выводах
- Также доступна БЕСПРОВОДНАЯ
Технические характеристики: —
