Схема на ir2153: Четыре импульсных блока питания на IR2153

alexxlabСхем

Использование и злоупотребление IR2153 для фидеров до 1,5кВт – ElettroAmici

Этот пункт будет рассмотрен в руководстве IR2153, или лучше будет теоретически представлены в качестве основы для построения различных импульсных источников питания. IR2153 Это драйвер высокого напряжения с внутренним генератором. Это позволяет реализовать импульсные источники питания мощностью до 1,5 кВт основанный на полу-мостовые схемы с минимальной схемой.

Учитывая, что говорят в статье IR2153 и в названии также присутствуют модели IR2151 и IR2155 эй

сделал таблицу в котором освещаются основные различия,

они являются взаимозаменяемыми, пока силы, вовлеченные не не высокие, но пока мы не ниже 300W ничто не мешает вам без разбора использовать один из трех, если вы не хотите рисковать, вы все равно должны получить сильнейший IR2155.

В статье также я объясняю, что эти различия и когда использовать шаблон вместо другого.

 

Есть два варианта одного и того же интегрированного, они отличаются только в присутствии диода от напряжения повышающего:

Блок-схема IR2153

функциональная схема IR2153D с внутренней диод D1

На приведенном ниже рисунке показан входной каскад состоит из трех ОУ и флип-флоп SR:

Сначала я не заметил, ragionandoci некоторые умственный туман исчез, и я понял, где я видел подобную схему, поворачивает повороты даже на расстоянии 50 лет продолжают использовать 555!!

Блок-схема 555

Первоначально, когда вы применить напряжение С1 разряжается, и инвертирующий вход операционного усилителя равен нулю, и не-неинвертирующий вход имеет положительное напряжение, представленное резистивный делитель. Результатом является то, что все три имеют выходное напряжение на логическом уровне одного.
Поскольку вход R активен при нулевом уровне не оказывает никакого влияния на выходном состоянии, но на входе S будет установить выходную Q из триггера, что C1 начинает заряжать через резистор R1.

Ход напряжения на Ct показан синей линией, красный в выходном напряжении OP1, зеленый на выходе Op2, Роза, выход Q из триггера, а выход Q горчица отказано.

Как только напряжение на Ct превышает 5 Выход V О.П.2 в ноль, продолжая загружать C1 напряжение достигает значения несколько выше, чем в 10 Вольт и на этот раз стремится к нулю выход OP1, который, в свою очередь, приводит к нулю выходного сигнала Q триггера. С этой точки С1 начинает разряжаться через резистор R1, и как только напряжение на нем будет немного «меньше 10В l’Uscita На1 возвращается 1. Когда напряжение на конденсаторе Ct становится менее 5V выход Op2 сбросит флип-флоп и перезапуска зарядки Ct.

В чипе имеются два дополнительных модулей УФ ОБНАРУЖЕНИЕ е LOGIC. Первый из них отвечает за включение процесса зарядки на C1 только при превышении определенного напряжения источника питания и генерирует вторые импульсы задержки, которые необходимы для предотвращения оба окончаний являются проводящими, в то же время с помощью короткого замыкания источника питания через силовой каскад.Далее происходит разделение логических уровней для средней и верхней палубы до нижнего одного.

Рассмотрим типичную упрощенную схему из IR2153:

Я приколоть 8, 7 е 6, соответственно, является выходом VB, HO и В.С., то есть, управление питанием верхняя ветвь (VB), пилотирование заключительного этапа (HO) а отрицательный верхней ветви модуля управления (В.С.). Следует обратить внимание на тот факт, что, когда нижняя ветвь активна, диод D1 начинает загружать C3 факт с Т2 в состоянии проводимости, конденсатор практически соединен с землей.
После того, как выходные сигналы изменения состояния Т2 изоляты , и HO через T1 переходит в состояние проводимости. В этот момент, напряжение на VS начинает увеличиваться до уровня общей положительной мощности, при условии, что Т1 в этих условиях имеет сопротивление десятых Ом.

Оказывается, что содержание проводящего транзистора требует напряжения на затворе, по меньшей мере 8 вольт выше, чем напряжение питания, Она обеспечивает точно С3 загружены 15 вольт, что позволяет сохранить T1 проводящими, благодаря энергии, запасенной в нем, когда Т2 была токопроводящие благодаря D1. В этой фазе, то же диод не позволяет выполнять конденсатор на тот же источник питания.
Как только штифт на импульсном управлении 7 завершает транзистор Т1 открывается и закрывается на его месте Т2, снова заряжается конденсатор С3 до напряжения 15 V. Значение С3 в значительной степени зависит от времени, в котором оно проводящая Т1. Вы должны избегать использования электролита для рабочих частот выше 10KHz, В то время как такой Ic способен работать с 10Гц 300 кГц.

Работа практически с 40 е 80kHz при использовании, будет достаточно мощности 220нФ , чтобы убедиться, что вы выбираете значение 1мкФ. Частота генератора, Это может быть определено из этого графика в данных интегрированной, для удобства прилагаю копию.

Выбор соответствующего MOSFET

В таблице ниже я кратко характеристики наиболее часто используемого МОП-транзистора, что я нашел вокруг этого интегрированного. Полезным в случае, если вы должны искать эквивалент в случае обрывов, просеивания в таблице мы можем выбирать между моделями в нашем распоряжении, которые, хотя и не точно эквивалентно идет хорошо в любом случае.

Он может быть использован для питания дизайна с нуля.

Расчет относительного сопротивления затвора

Как известно, динамические свойства полевого транзистора не характеризуются более точно по значению его паразитных емкостей, а от полного заряда затвора Qg-. Значение параметра Qg математически связанно между собой импульсным током с затвором времени переключения транзистора, что позволяет разработчику правильно вычислить узел управления.
Возьмем, например, МОП-транзисторы IRF840 очень часто и присутствует в таблице.

С текущего Id сливного = 8 A, сток-исток Vds = 400 В и напряжение затвор-исток Vgs = 10 V, заряд затвора Qg является = 63 нКл.

Следует уточнить, что с той же Vgs, заряд затвора уменьшается с увеличением тока Id и дренажным с уменьшением напряжения Vds, в расчетах видно, что оба напряжения постоянны для хорошего принимают значение, заданное изготовителем, небольшие изменения не влияют на конечный результат вычислений.
Мы будем рассчитать параметры схемы управления, при условии, что необходимо, чтобы достичь времени включения транзистора т = 120 нс. Для этого, текущий контроль водитель должен иметь значение:

Т = Qg / т = 63 Икс 10-9/ 120 х = 10-9 0.525 (A) (1)

Когда амплитуда импульсов управляющего напряжения на затворе Vg = 15 V, сумма выходного сопротивления драйвера и сопротивление ограничительного резистора не должна превышать:

Rmax = Vg / Ig = 15 / 0. 525 знак равно 29 (ом) (2)

Вычислим выходное сопротивление каскада в выходе драйвера для чипа IR2155:

Рон = Vcc / Imax = 15V / 210мА = 71,43 ом
Рофф = Vcc / Imax = 15V / 420мА = 35,71 ом

Принимая во внимание значение рассчитывается по формуле (2) Rmax = 29 ом, мы приходим к выводу, что указанная скорость транзистора IRF840 Это не может быть получено IR2155 водителя. Если в цепи затвора, резистор Rg установлен = 22 ом, время зажигания транзистора определяется следующим образом:

Reon = Rg + RF, голубь

RE = полное сопротивление

Rf = выходной импеданс драйвера,

Rg = внешнее сопротивление в цепи затвора силового транзистора

Reon = + 71,43 знак равно 93,43 ом;
Ион = Vg / RE, голубь

Ион = ток привода

Vg = значение управляющего напряжения на затворе

Ion = 15 / 93,43 = 160mA;
т = Qg / Ion = 63 Икс 10-9 / 0,16 знак равно 392 нСм
Время сна может быть вычислено с указанными выше формулами:

REoff = Rf + Rg = 35,71 + 22 знак равно 57,71 ом;

Иофф = Vg / Reoff = 15/58 = 259mA

Тср = Qg / Иофф = 63 Икс 10-9 / 0,26 = 242nS
Для того, чтобы получить значение реального времени, необходимо добавить время, которое физически использует транзистор для перехода от одного этапа к другому, и это 40ns для по условию и 80ns для этого будет выключено в реальное время

тон 392 + 40 = 432nS, е Тофф 242 + 80 = 322nS.

Теперь остается определить, будет ли мощность транзистора есть время, чтобы полностью закрыть перед вторым началом, чтобы открыть. Тал штраф, мы добавим Ton и TOff, чтобы получить 432 + 322 знак равно 754 нСм, что эквивалентно 0,754 мкСм.

Из данных видно, что DEAD TIME IR2151 не может быть использован, как это 0,6 мкСм.

В техническом описании говорится, что Deadtime (совет.) Это является фиксированным и зависит от модели, но есть и очень неловко фигура, из которой он выходит, что DEAD TIME является 10% длительности импульса управления:

Чтобы развеять сомнения, Я сделал некоторые испытания с двухканальным осциллографом на основную схему, чтобы увидеть, что вышло, любопытство ребенка для вещей мне не new’ve никогда не терял, это результат:

Власть 15 В, а частота была 95 кГц. Как вы можете видеть на фотографиях, с разверткой 1 мкСм, длина паузы немного «больше, чем одно деление, что точно соответствует 1,2 мкСм. Кроме того, снижение частоты можно рассматривать следующим образом:

Как вы можете видеть на картинке частоты 47 кГц, время паузы практически не меняется, то та часть, которая говорит, что Мертвое время (совет.) 1,2 мС верно.
Так как схемы уже функционируют, это было невозможно сдержать еще один эксперимент, снижение напряжения питания для того, чтобы частота генератора не увеличивала. Результатом является следующее изображение:

однако, ожидания не оправдались, вместо увеличения частоты я стал свидетелем ее сокращения, К счастью, однако, изменение меньше 2%.

Значения незначительны, учитывая изменения в поставках более 30%. Следует также отметить, что время паузы немного увеличивается. Этот факт является достаточно хорошим, когда управляющее напряжение уменьшается незначительно изменяя открытия и закрытие времени из силовых транзисторов и увеличить разрыв в этом случае очень полезно.
Обратите внимание, что УФ ОБНАРУЖЕНИЕ с функцией, блокирует генератор в случае чрезмерного снижения источника питания, а затем повторно активировать чип, когда она выходит за рамки минимального уровня.
Теперь вернемся к нашему примеру, с затворным резистором 22 закрытие Ом и открытие еще 0,754 мкС кон IRF840, это значение меньше, чем пауза 1,2 нас, Типичные сам чип.
так, с IR2155 и IR2153 через резисторы 22 Ом может контролировать IRF840, но, конечно, IR2151 будет отброшен, а также слишком низкое мертвое время, потому что транзисторы должны быть в курсе 259 м и 160 мА, в то время как IR2151 имеет максимальное значение 210 м и 100 мама. очевидно, можно увеличить сопротивление, установленное в воротах силового транзистора, но в этом случае есть риск выйти за пределы мертвого времени.
Для того, чтобы уменьшить шум переключения силовых транзисторов в импульсном источнике питании использует шунт резистор последовательно с конденсатором параллельно обмотки трансформатора. Этот узел называется демпфер. Резистор диапазона подавления выбирается с помощью оценки 5-10 раз больше, чем сопротивление сток-исток полевого МОП-транзистора.

Емкость определяется выражением:
С = ТДТ / 30 х R
ТДТ является время выключения верхнего и нижнего транзистора.

Исходя из того, что длительность переходного составляют 3RC, должен быть 10 раз меньше, чем продолжительность ТДТ.
Демпфер задерживая моменты открытия и закрытия колебаний напряжения управления полевого транзистора по отношению к ее двери и уменьшает скорость изменения напряжения между стоком и затвором. В результате, пиковые значения импульсных токовых импульсов являются незначительными, и срок их службы больше. Почти без изменения Пошагового на период, Схема демпфирования значительно снижает FET время выключения и ограничивает спектр помех, создаваемых, Вы можете найти его в положении обращается indifferemtemente или непосредственно параллельно обмотке trasgormatore, различия между этими двумя конфигурациями являются настолько маргинальными, чтобы считать взаимозаменяемыми на практике.

Вот некоторые практические модели видели вокруг.

Почти ни одна из следующих схем числа витков в трансформаторах указываются, потому что они должны быть рассчитаны в зависимости от характеристик самого трансформатора, а также потому, что в большинстве случаев шаблоны, которые я нашел не определены.
Самый простой импульсный источник питания с IR2153 Это электронный трансформатор с минимальными функциями:

в схеме 1, нет никаких дополнительных функций, и вторичный образованны два биполярных выпрямителей питания, состоящих из пары двойных диодов Шоттки. Возможность 220 мкФ Выход к мосту вычисляется с эмпирической формулой 1 мкФ в расчете на ватт на нагрузке. В этом случае используется для стереофонического усилителя 100W для каждого канала. Два конденсатора 2и2 на первичной обмотке трансформатора размещены в диапазоне от 1 2и2 .

Мощность зависит от сердечника трансформатора, а максимальный ток силовых транзисторов и в теории может достигать 1500 ватт. на практике, в этой схеме зависит от максимального тока от температуры транзистора STP10NK60Z, максимальный ток 10 A Если у вас есть только 25 степени. Когда температура соли кремниевой 100 градусов сводится к 5,7A, и говорить о температуре кремния, а не от температуры радиатора.
Таким образом, максимальная мощность должна быть выбрана в соответствии с разделенным током транзистора 3, если вы кормите усилитель мощности и разделить на 4, если один питает постоянную нагрузку, такие, как лампы накаливания.
При этом теоретически можно привести усилитель

10/3 = 3,3а 3,3а х = 155V 511W totali.

При постоянной нагрузке 10/4 знак равно 2,5 A 2,5 А х = 155V 387W.

Из расчетов делаются ссылка на фиксированное напряжение 155V, где оно происходит от этого значения? Это происходит от эффективного напряжения на сглаживающий конденсатор при максимальной мощности, значение является эмпирическим, но, Это не очень отличается от реальной стоимости и позволяет упростить нашу жизнь без слишком больших отклонений от реального.

В обоих случаях теоретизирует выход 100%, что не может быть достигнуто .

также, желая получить максимальную мощность 1500W учитывая необходимость 1 мкФ емкости первичного источника питания для каждого ватт мощности на нагрузке, Она нуждается в одной или нескольких конденсаторов, чтобы добраться до 1500 мкФ Всего и загрузить их должно быть плавным пуском, чтобы не прыгать счетчик на каждом коммутаторе.

больше мощности и защиты по току в схеме 2:

Это реализуется с помощью защиты от перегрузки благодаря трансформатору тока. В большинстве случаев используются ферритовое кольцо с диаметром 12 а 16 мм, в которой охвачены 60 а 80 бифилярные катушки изолированного провода диаметра 0,1 мм. Для того, чтобы сформировать обмотку центрального отвода для вторичного. Первичная обмотка выполнена путем намотки от одного до двух катушек, Иногда для удобства и это делает поворот и половину, когда он вступает в функции снижает мощность интегральной схемы в результате чего, благодаря внутренней защите останавливая вождения окончательного. После scaricatosi электролита SCR выключается и реформам права вернуть власть запустить окончательную регулярные.
Два резистора 62К параллельно позволяют кормить интегрированным с хорошей первичной экскурсией питания (180 … 240V). Для того, чтобы не перегружать внутренний диод Зенера, если он использует внешний из 1,3 W 15 V.
Дополнительный контур на основе вокруг нижнего транзистора позволяет постепенное начало с более низкой частотой, до полного заряда в ± 80 V конденсаторов 1000 мкФ.

С делителем 330K-4k7 и диоды, подключенные к нему загружают первоначально из электролитической 4U7, такое напряжение затвора транзистора в который увеличивает мощность генератора, достаточно времени, чтобы зарядить конденсаторы тоже без перегрузки трансформатора феррита.

По истечении этого времени остров транзистор и интегрированный обратно работает на своей рабочей частоте.

Наличие сети снабберного устраняет большую часть помех, вызванных фидера.

Еще один вариант импульсного источника питания, способный обеспечить к нагрузке 1500 W содержит систему плавного пуска для основного источника питания в то время как вторичные имеет защиту от перегрузки, Также он создает напряжение для вентилятора для принудительной вентиляции охлаждающего ребра. Проблема быстрого отключения силового транзистора решается с помощью двух транзисторов BD138, они разряжать емкость затвора полевого МОП-транзистора с предельной простотой.

Такая система позволяет использовать сравнительно мощные элементы, как IRFPS37N50A, SPW35N60C3, не говоря уже и IRFP360 о IRFP460.
На момент первичного напряжения зажигания на диодном мосте мощности поступает через резистор 360 ом, так как реле размыкаются. также, напряжение на резисторе 47К Применяется для чипа, одновременно с помощью двух резисторов 33 да 360 которые относятся к терминалу FAN и обмотку реле. С ними, конденсатор заряжается постепенно от 100мкФ Так как вторая часть обмотки реле является часть стабилитрона и И только этим напряжение достигает 13V Это вызовет ОПЗ, которые возбуждают реле. Здесь вы должны помнить, что IR2155 уже начинает работать с напряжением питания приблизительно 9 V, то при возбуждении реле это уже работает путем генерации управляющих импульсов для приведения в движение первичного.

Пилотирование, что происходит при пониженной мощности видно, что при открытом реле проходит через резистор 360. Очень важно, что трюк, чтобы ограничить зарядный ток вторичных источников питания конденсаторов фильтра. После того, как катушка реле запитываются тиристором его контакты шунтировать как ограничивающие резисторы.
В трансформаторе предусмотрена дополнительные обмотки для подачи охлаждающего вентилятора (ПОКЛОННИК), его сопротивление с ограничением тока.

В последнее время я был необходим низкий стабилизатор напряжения, но начина с высоким начальным напр жением, ниже одно элегантное решение этой проблемы, МОП-транзистор Т2 эксплуатируется, как если бы это был диод, когда вы поднимаетесь напряженность быстро найти диоды, которые выдерживают высокие токи, конечно, дороже, чем обычный MOSFET.

схема 5 используя IR2155 для цепи напряжения усилителя. В этой схеме, высокий драйвер подключен к напряжению питания:

Как и в предыдущем варианте, замыкание силовых транзисторов выполнен с двумя BD140. Первоначально часть края батареи автомобиля с 12V, а затем подается напряжение стабилизируется на 15 В через диоды подавления дополнительного напряжения, ограничивающий резистор и стабилитрон стабилизация напряжения питания встроенного.
Не присутствует в диаграмме существует термовыключатель должно быть зафиксировано в ребрах, он остановит напряжение REM при выключении интегрированной. Эти диоды должны быть быстро быстро серии SF16, HER106, так далее.

С этим я думаю, что я прояснила многие аспекты этого семейства интегрированных, но в качестве последнего лечения, поместите адаптер, который я использую для моего усилителя 200+200W, реализуется с помощью трансформатора извлеченного из питания компьютера спасен от свалки.

Уника добавление нет в диаграмме и сети, состоящей из демпфирующего резистора 100 Ом с последовательным конденсатором из 100 пФ параллельно каждый диод на вторичном.

Такая последующая модификация также делает его пригодным для классических линейных усилителей.

В ней есть мягкий старт ЭМП фильтр и защиту от чрезмерного поглощения, многие из пассивных компонентов оригинальной мощность, зачем искать в другом месте за то, что я имел под рукой?

Я намеренно не объяснить эту последнюю схему, чтобы увидеть, если то, что было сказано в статье действительно хорошо для чего-то.

AMILCARE Приветствия

ГОЛОСОВАНИЕ

IR2153 Плавный пуск | diyAudio

Степлер
Элемент

#1