Схема импульсных блоков на ir2153 своими руками с платой: Четыре импульсных блока питания на IR2153

Содержание

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.

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 IR2153

Характеристики:
— напряжение питания: 210-240в;
— напряжение на выходе (холостой ход): +38/-38в;
— мощность: 300вт;
— софтстарт: есть.
— защита от короткого замыкания: есть.

DA_Power IR2153 схема

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 платы

Скачать файлы:
DA-Power-IR2153.zip (2258 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 пуска

Удачи 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 (1159 Загрузок)

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 PC40

Обмотки 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:

Остальное

Правильно 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).

 

Импульсный блок питания для усилителя НЧ на ir2153 мощностью 300Вт

Ну, наконец, после небольшого перерыва выкладываю новую статью по сборке импульсного источника двухполярного питания на ir2153 для усилителя низкой частоты. Данный ИИП мощностью 300 Вт может питать такие усилители как “Ланзар” или усилитель на TDA7294 и др., требующие двухполярное питание.

Рассматриваемый блок питания я буду задействовать для питания своего будущего усилителя “Ланзар”. Мощность источника питания 300-400 Вт будет достаточной для двух каналов усилителя  по 100Вт с КПД=55%.

Схема была найдена на просторах интернета, собрана, отработана мною и выложена в виде данной статьи, как проверенная схема, чтобы вы могли без проблем повторить её. Вы же меня понимаете друзья, как редко найденная в интернете схема запускается и работает с первого раза.

На самом деле, схема не сложна, но я с ней помучился и попробую вам объяснить некоторые моменты настройки защиты.

Данный импульсный блок питания имеет защиту от перегрузки. Блок питания нестабилизированный.

Схема ИИП на ir2153 для усилителя низкой частоты.

Данный источник питания не имеет стабилизации, поэтому в выходном каскаде отсутствуют дроссели.

Напряжение планировал +-45Вольт, но расчеты не точны вследствие неизвестного материала сердечника трансформатора, в итоге +-50Вольт при токе 3.5А. Сердечник импортный. Ну, я не огорчился, нормальное напряжение +-50Вольт, в самый раз для моего будущего усилителя.

 

Опишу немного работу схемы.

Все, что зеленым цветом является плавным запуском. Плавный запуск в данной схеме служит для гашения больших токов при включении источника питания в сеть. При включении в сеть, начинается зарядка большой емкости электролитического конденсатора С10, а так же электролитов в выходном каскаде C13-C16. Суть работы плавного запуска следующая, при включении источника питания в сеть, весь ток протекает через резистор R6, тем самым рассеивая излишки в виде тепла в атмосферу. Как только все емкости зарядились (прошли переходные процессы), замыкаются контакты реле K1, и весь ток начинает течь не через резистор R6 а через замкнутые контакты реле K1. Временная задержка срабатывания реле задается времязадающей емкостью С7. VDS1 является выпрямительным мостом для питания плавного запуска. VD1 стабилитрон на 13 Вольт для питания реле К1.

Перейдем к самому источнику питания. Резистор R2 ограничивает ток питания самого драйвера ir2153, то есть через него запитан драйвер. VD2 является однополупериодным выпрямителем питания драйвера.

Емкость С6 и резистор R4 задают частоту генерации драйвера ir2153. Под статьей можете скачать программу расчета номиналов данных элементов по частоте. Номиналы C6 и R4 указанные на схеме способствуют генерации прямоугольных импульсов с частотой 43-44кГц. Я убавил номинал резистора R4 до 13кОм, тем самым повысил частоту до 50кГц, трансформатор стал греться меньше, но и поднялось напряжение на нагрузке, было +-48 Вольт при токе 3А, стало +-50Вольт, но это только мне на руку.

На транзисторах VT1,VT2,R1,R3 собран “икающий” триггер защиты. R11 является датчиком тока. На нем совсем небольшое падение напряжения, и при увеличении тока во вторичной обмотке, ток первичной обмотки тоже увеличивается, увеличивается и падение напряжения на резисторе R11. Через подстроечный резистор R10 ток поступает на базу транзистора VT1, и при достижении определенного напряжения база-эмиттер примерно 0,6 Вольт транзистор открывается. Через  открытый транзистор VT1 и резистор R1 начинает протекать небольшой ток, который открывает транзистор VT2, через данный транзистор и резистор R3 питание драйвера зашунтируется. Драйвер прекращает работу, ток падает в обмотках трансформатора, транзистор VT1 закрывается. Питание на драйвер вновь появляется, так как закрыт транзистор VT1, а следовательно и VT2, и питание драйвера уже не зашунтировано.

Далее цикл повторяется, пока в первичной обмотке трансформатора не ослабится ток. Визуально это все наблюдается миганием светодиода, эффект “икания”. Подстройка защиты ведется подстроечным резистором R10, но о настройке защиты чуть ниже.

На выходе стоят диоды типа “Шоттки”, позволяющие выпрямить высокочастотный ток. Ну и в каждом из плеч выходного каскада стоят электролиты по 2000мкФ на плечо. Данных баночек вполне достаточно для импульсного источника питания мощностью до 500Вт, используемого под усилитель низкой частоты.

Варистор VDR1 защищает схему от скачков напряжения. При скачке напряжения (напряжение срабатывания MYG14-431 составляет 430В при токе 1мА) сопротивление варистора мгновенно уменьшается, выкорачивая цепь питания схемы, перегорает предохранитель, обрывая сетевое питание.

Дроссель T1 служит для подавления высокочастотных помех на входе.

Детали для сборки импульсного источника питания на ir2153

ОБОЗНАЧЕНИЕТИПНОМИНАЛКОЛИЧЕСТВОКОММЕНТАРИЙ
Драйвер питанияIR21531
VT1Биполярный транзистор2n55511
VT2Биполярный транзистор2n54011
VT3Биполярный транзисторBC5171Составной транзистор
VT4,VT5MOSFET — транзисторIRF7402Полевой транзистор
VD1Стабилитрон1n4743A113В 1.3Вт
VD2,VD4Выпрямительный диодHER1082Другой быстрый диод
VD3Выпрямительный диод1n41481
VD5,VD6Диод ШотткиMBR20100220А 100В
VDS1Выпрямительный диод1n40074
VDS2Диодный мостRS60716А 1000В
VDR1ВаристорMYG14-4311
HL1СветодиодКрасный1
K1РелеHK3FF-DC12V-SH1Обмотка на 12В 400 Ом
R1Резистор 0,25Вт8,2кОм1
R2Резистор 2Вт18кОм1
R3Резистор 0,25Вт100 Ом1
R5Резистор 0,25Вт47кОм1
R6Резистор 5Вт22 Ом1
R4,R7Резистор 0,25Вт15кОм2
R8,R9Резистор 0,25Вт33 Ом2
R10Резистор подстр.330 Ом1Однооборотный
R11,R11Резистор 2Вт0,2 Ом2
C1,C3,C17,C18Конденсатор неполярный100нФ 400В4Пленка
C2Конденсатор неполярный470нФ 400В1Пленка
C4,C5,C7Электролит220мкФ 16В3
C6,C8Конденсатор неполярный1нФ2Керамика любое напряж.
C9Конденсатор неполярный680нФ1Керамика любое напряж.
C10Электролит330мкФ 400В1
C11,C12Конденсатор неполярный1мкФ 400В2Пленка
C13-C16Электролит1000мкФ 63В4

Дроссель Т1 можете выдрать из любого импульсного блока питания ПК, как это сделал я.
Скачать список компонентов для ИИП на ir2153 в файле PDF.

Трансформатор намотан на кольце марки 2000НМ, размеры 40-24-20 мм. Первичная обмотка содержит 33 витка проводом диаметра 0,85мм в две жилы (перестраховался).

Вторичная обмотка ложится в два слоя. Диаметр провода вторичной обмотки 0,85мм и имеет 13+13 витков (то есть с отводом от середины, всего 26 витков), второй слой аналогичен первому (13+13 витков). Между слоями лежит диэлектрик.

Более подробную инструкцию о расчете и намотке трансформатора читайте в статье «Расчет и намотка импульсного трансформатора», также рекомендую прочитать статью «Как перемотать трансформатор из блока питания ПК».

Данный импульсный источник питания на ir2153 можно пересчитать под любое напряжение, достаточно перемотать трансформатор.

Если надумаете собирать данный блок питания напряжением более +-50В, то следует заменить выходные емкости С13-С16 на более высоковольтные, например на 100В., а также заменить Шоттки, например, на MBR20200.

Пару слов о защите.

Может сложиться так, что после сборки ИИП описанного в этой статье, при запуске будет срабатывать защита. И регулировка подстроечного резистора не даст никакого результата. Тогда следует уменьшить номинал резистора R11 до 0,07 Ом. У меня так и сделано, параллельно зацеплены три резистора по 0,2 Ом.

Суть ребята такая, если номинал резистора R11 большой, например 0,2 Ом, то на нем будет падение напряжения больше чем нужно, и при работе ИИП постоянно будет большое напряжение на базе транзистора VT1, защита будет срабатывать.

Может случиться так, что при испытании на довольно большой нагрузке защита не срабатывает, то можно попробовать увеличить номинал R11, например до 0,15 Ом. Либо попробовать увеличить номинал подстроечного резистора R10, например до 3,3 кОм. Так как, R10 и R11 соединены параллельно, и R11 на два порядка меньше, то увеличение R10 приведет к очень малому (несколько тысячных-сотых долей) изменению эквивалентного соединения.

В общем, повозитесь с настройкой защиты и все поймете. Хотя если все номиналы будут соответствовать схеме, и мотать трансформатор будете на кольце, даже рассчитанном на другое напряжение, у вас все заработает с первого раза. От вас требуется внимательность, и аккуратность.

Замечу, что на плате стоят два резистора R11 сопротивлением 0,22 Ома, соединенных между собой параллельно,  в результате R11 равен 0,11 Ом (по правилу двух параллельно соединенных проводников). У меня на плате три резистора R11 по 0,22 Ома (параллельно соединенных), что дает в результате 0,07 Ом.

Первый запуск и настройка защиты.

Первый запуск всегда делайте через лампу. Что это значит? Это значит, что от сети подключаем не напрямую питание, а в разрыв одного из двух проводов подсоединяем лампу 220 Вольт.

Что нам даст лампа? Лампа – это тот же резистор, в котором визуально можно наблюдать рассеивание лишней мощности в виде света (тепла соответственно тоже), а также предотвратит  перегорание элементов при неисправности в блоке питания.

Если в вашем собранном блоке питания на ir2153 будет присутствовать короткое замыкание (КЗ), чего я вам не желаю, то при подключении через лампу, последняя будет гореть в полный накал и возможно ничего больше не сгорит, так как лампа рассеет всю мощность. Это очевидно, так как схема примет вид:

Если в блоке питания будет обрыв, то лампа не загорится.

При нормальном запуске ИИП наблюдается следующая картина, лампа должна вспыхнуть и погаснуть. Вспыхивает лампа в момент зарядки всех емкостей. Если емкости не разрядить, то второй запуск пройдет без вспыхивания лампы.

Для настройки защиты лампу исключите из цепи, иначе лампа будет рассеивать мощность и не позволит вам, как следует нагрузить ваш ИИП.

Для проверки защиты нужно нагрузить наш ИИП на ir2153. Нагружать будем мощными резисторами. Для этого их нужно рассчитать.  Расчет производим с помощью закона Ома.  На выходе у меня +-50В, если я замерю не относительно ноля, а на плечах, то получу напряжение +100В. Я хочу выжать из моего блока питания ток 3А, это 300Вт (мощность = ток*напряжение). Теперь 100В/3А=33,3 Ом.

Я нашел несколько 25Вт резисторов и собрал из них 33 Ом. Наливаете в тазик воды и опускаете в него подключенные резисторы . В разрыв амперметр, чтобы замерить ток.

Ток потребления 3 Ампера.

Напряжение на плечах 102 Вольта.

Далее плавным вращением подстроечного резистора R10, добиваемся загорания светодиода, который должен начать мигать.  После того, как поймали место, где срабатывает защита, крутим подстроечный резистор R10 в обратном направлении, пока защита перестанет срабатывать. В этом положении оставляем R10. Все, защита настроена, при перегрузке более 300Вт в моем случае, сработает защита.

Несколько советов.

После пайки обязательно сотрите остатки канифоли спиртом или ацетоном. Посадите ключи и Шоттки на радиаторы, через диэлектрические прокладки. После настройки защиты погоняйте ваш блок питания сначала минут  15, потом можете час. После 1 часа работы, трансформатор нагрелся до 64 градусов и рост температуры остановился. Это нормально. Ключи IRF740 работают до 150 градусов, и соответственно будут нагреваться.

Замеры температуры при работе схемы:

При желании и наличии осциллографа, можете пересчитать R4 и С6, для оптимальной настройки частоты. Уменьшив R4 до 13кОм, я увеличил частоту до 50кГц, что сразу сказалось на работе моего блока питания, повысился КПД, а следовательно и уменьшилось выделение тепла.

Печатная плата для ИИП на ir2153 СКАЧАТЬ

Даташит на ir2153 СКАЧАТЬ

Список компонентов для сборки ИИП на ir2153 (PDF) СКАЧАТЬ

Программа расчета частоты драйвера ir2153 по R4 и C6 СКАЧАТЬ

Статья по расчету и намотке импульсного трансформатора ПЕРЕЙТИ

Статья по перемотке импульсного трансформатора из БП ПК ПЕРЕЙТИ.

Похожие статьи

Импульсный источник питания для TDA7294 на IR2153

Приспичило как-то мне собрать усилитель на TDA7294. Причем собрать нужно было как можно скорее. День рождения был на носу, и планировалось отметить его на открытом воздухе, под звуки, испускаемые моими раритетными колонками Радиотехника S30.

Усилитель собран был незамедлительно. Кому интересно, читайте статью «Усилитель НЧ на TDA7294». Пришло время сборки импульсного источника питания. Крайне важны были малые габариты источника.

Была выбрана наипростейшая схема импульсного источника питания на ir2153.

В интернете полно аналогичных схем чуть-чуть отличающихся друг от друга. Схемы не все рабочие, что в сети. Это я тоже не сразу понял, поэтому, немного намучился. Приведенная мною схема полностью рабочая. Соблюдая все номиналы данной схемы, и используя мою печатную плату, сэкономите время на исправлении своих и чужих ошибок.

Более сложный аналог данной схемы описан в статье «Импульсный блок питания для усилителя НЧ на ir2153 мощностью 300Вт». Эту схему отличает наличие блока защиты от перегрузок и плавный запуск.

Простота схемы ИИП для TDA7294 на ir2153 позволяет новичкам с легкостью повторить её. Еще один плюс, это габариты. Плата импульсного источника питания имеет размеры 80мм в ширину и 80мм в высоту.

Принцип работы схемы.
Как работает блок питания на ir2153 описано в статье “Импульсный блок питания для усилителя НЧ на ir2153 мощностью 300Вт”.

На принципиальной схеме не нарисован варистор, но в печатной плате он есть. В принципе его можно не ставить, так как роли почти не играет, он служит защитой от скачков напряжения в сети (никаких перемычек не нужно впаивать, просто не ставим варистор и все).

Термистор NTC при первом включении ограничивает скачок тока, при зарядке сетевых и выходных электролитов, через некоторое время он нагревается и его сопротивление уменьшается. Простая, но не совсем надежная защита. При повторном включении, когда термистор нагретый, защита уже не эффективна. Но как показала практика, блок питания надежен и не выходит из строя, как пишут некоторые люди в комментариях.

Времязадающие элементы R2 и C3 выбраны таким образом, чтобы драйвер обеспечивал генерацию импульсов с частотой около 70 кГц. Программа для расчета R2 и C3 находится под статьей, можете рассчитать под нужную вам частоту.

Элементы.

ОБОЗНАЧЕНИЕТИПНОМИНАЛКОЛИЧЕСТВОКОММЕНТАРИЙ
Драйвер питанияIR21531
VT1,VT2MOSFET — транзисторIRF7402
VDS1Диодный мостRS60716А 1000В
VDR1ВаристорMYG14-4311Можно не ставить
NTCТермистор5D-91Или другой на 5Ом
R1Резистор 2Вт18кОм1
R2Резистор 0,25ВтHER10810кОм
R3,R4Резистор 0,25Вт33 Ом2
C1,C2Электролит220мкФ 220В2
C3Конденсатор неполярный1нФ1Керамика любое напряж.
C4Конденсатор неполярный0,1 мкФ1Керамика любое напряж.
C5Электролит220мкФ 16В1
C6Конденсатор неполярный0,33 мкФ1Керамика любое напряж.
C7Конденсатор неполярный1мкФ 400В1Пленка
C8-C9Электролит470 мкФ 50В2
C10-C11Конденсатор неполярный0,1 мкФ2Пленка
VD1ДиодHER1081
VD2Импульсный диодFR107,FR1571Любой другой импульсный
VD3-VD6Диод ШотткиКД213А4

Список компонентов в PDF формате СКАЧАТЬ

Трансформатор.
Самым трудным этапом сборки является расчёт и напитка импульсного трансформатора. Подробно рассказывать про технологию расчёта и намотки транса я не буду, так как уже рассказывал ранее, читайте статью ”Расчет и намотка импульсного трансформатора”. Также рекомендую прочесть статью «Как перемотать трансформатор из блока питания ПК«

На этом этапе поделюсь немного опытом. В статье, ссылка на которую расположена чуть выше, описан метод намотки вторички с отводом от середины, сдвоенным проводом (если по расчетам вторичка имеет одну жилу) а потом соединении их в среднюю точку. Это дает синхронность, то есть, в обоих плечах будет одинаковое напряжение. Вторичная обмотка трансформатора для этого устройства должна иметь две жилы диаметром 0,85 мм, чтобы обеспечить нужную нам мощность (по моим расчетам, у вас может иметь и одну жилу).

Поэтому, если мотать методом из статьи выше, то пришлось бы мотать сразу 4-мя проводами, это крайне неудобно.

Я решил мотать двумя проводами, то есть, сначала мотал одно плечо двумя проводами, потом изоляция и далее второе плечо двумя проводами.

Таким способом советуют не мотать, из-за не синхронной намотки будет разное напряжение. У меня же получилось совсем одинаковое напряжение, и мотать мне было легче, бублик маленький.

Ниже я приведу некоторые намоточные данные.

Диаметр провода и первичной и вторичной обмотки 0,85 мм. Магнитопровод склеен из двух колец размером 28мм*16мм*9мм и магнитной проницаемостью 2000НМ.

Первичная обмотка содержит 39 витков, хотя по расчетам было сорок с копейками, ноне влезли они. Вследствие чего, пришлось уменьшить количество витков вторичной обмотки, относительно расчетов.

Итак, вторичная обмотка содержит 8 + 8 витков. Это значит 8 витков, далее отвод (это будет средняя точка), изоляция, потом еще 8 витков.

Вторичная обмотка мотается двумя жилами диаметром 0,85 мм.

(мотаем 8 витков вторички)

(кладем изоляцию)

(скручиваем концы)

(соединяем конец 8-го витка с проводом, чтобы сделать отвод, и мотаем еще 8 витков в ту же сторону)

Изоляцию берем по вкусу (тряпочную изоленту, киперную или ФУМ ленту, лавсановую пленку или скотч). Я использую лавсановую пленку из обрезков витой пары.

Все обмотки должны мотаться в одном выбранном вами направлении.

Охлаждение.

Радиатором для ключей у меня является передняя панелька усилителя. Исполнена она из дюрали, высота 47мм, ширина 92мм, толщина 7мм. При испытаниях и дальнейшей эксплуатации одного канала TDA7294, ключи теплые, не горячие.

Ключи установлены на радиатор через силиконовые прокладки и диэлектрические втулки.

Шоттки без радиаторов. Греются не сильно, опять же при эксплуатации одного канала, трансформатор не горячий.

Сборка данной схемы на трансформаторе от блока питания персонального компьютера описана в статье «Самый простой двухполярный ИИП».

Список компонентов для ИИП на IR2153 СКАЧАТЬ

Печатная плата ИИП на IR2153 СКАЧАТЬ

Даташит на IR2153 СКАЧАТЬ

Калькулятор расчета времязадающих элементов IR2153 СКАЧАТЬ

Похожие статьи

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.

Простой, импульсный блок питания на IR2153

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.

Простой, импульсный блок питания на IR2153

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.

Простой, импульсный блок питания на IR2153

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.

Простой, импульсный блок питания на IR2153

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.

Простой, импульсный блок питания на IR2153

Всего 7 или 8 витков вторичной обмотки и потом всё это дело обратно склеиваем и собираем весь феррит на место.

Простой, импульсный блок питания на IR2153

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.

Простой, импульсный блок питания на IR2153

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.

Простой, импульсный блок питания на IR2153

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

ИИП для новичков на IR2153 — Блоки питания (импульсные) — Источники питания

Многие начинающие знакомство с импульсниками, начинают собирать то, что по проще. 
В том числе и с этой схемы:

Я также начинал с нее.

Вполне рабочая схема, но если ее немного доукомплектовать, то получится достойный импульсный БП для начинающих и не только.
Вот как то так:

Большинство деталей выпаивал из старых компьютерных БП и старых мониторов. В общем собирал из того что нормальные люди выбрасывают на свалку.
Вот так выглядит ИИП в сборе:

А вот уже БП с нагрузкой. 4 лампы по 24 вольта. По две штуки в каждое плечо.

Замерял общее напряжение и ток в одном плече. За пол часа работы с нагрузкой, радиатор нагрелся около 50*.
В общем получился блок потания на 400Ватт. Вполне можно запитать 2 канала усилителя по 200Ватт.

Основную проблему для начинающих создает намотка трансформатора.
Трансформатор можно намотать на кольцах, или выдернуть транс из компового БП.
Я взял транс из старого монитора, а так как в мониторах транс с зазором, я взял сразу два.

Эти трансы кидаю в банку, заливаю ацетоном, закрываю крышкой и курю.

На следующий день открыл банку, один транс сам развалился, второй немного пришлось расшевелить руками.

Так как с двух трансов получится один, я размотал одну катушку. Ничего не выбрасываю, все пригодится для намотки нового транса.
Можно конечно спилить феррит, чтобы убрать зазор. Но у меня старых мониторов как грязи и с стачиванием зазора не заморачиваюсь.
Сразу же переставил ноги, распиновка как и в комповом трансе, а лишние выбросил.

Потом в программе Старичка рассчитываю под нужное мне напряжение и ток.
Подгоняю расчеты под провод который есть в наличии. 
Длинна катушки 26,5мм. У меня есть провод 0,69. Считаю 0,69х2(двойным проводом)х38 витков / делю на 2 (слоя) =26,22мм.
Получается 2 провода 0,69 лягут ровно в два слоя.

Теперь готовлю медную ленту для намотки вторички. Лентой легко мотать, провода не путаются, не распадаются и ложатся виток к витку.
Мотаю сразу четырьмя проводами 0,8мм, 4 полу обмотки.
В рейку забил 2 гвоздя, натянул 4 провода, промазал клеем.

В итоге:

Пока лента сохнет мотаю первичку. Пробовал мотать два одинаковых транса, в одном первичку мотал целиком, в другом мотал половину первочки, потом вторичку и в конце вторую половину первички(так как намотаны комповские трансы). Так вот разницы в работе обеих трансов не заметил никакой. Больше не заморачиваюсь и мотаю первичку целой.
В общем мотаю: намотал один слой первички, так как нету третьей руки чтобы поддерживать, обматываю узким скотчем в один слой. При нагреве транса скотч расплавится, и если где-то был послаблен виток, скотч склеит как клеем. Теперь наматываю пленочную ленту, ту что с разобранного транса. и доматываю первичку.

За изолировал первичку, положил экран(медная фольга) только чтобы небыло полного витка, не должна сходится на 3-5мм.
Экран забыл сфоткать.
Лента высохла, и таким макаром мотаю вторичку.

Намотал слой вторички, выровнял ряд узкими полосками с разобранного транса, за изолировал, домотал вторичку, за изолировал

Воткнул ферриты, стянул их узким скотчем(около 10 слоев), с баллончика залил лаком сверху и снизу, чтобы транс не цикал и под тепло вентилятор. Пусть сохнет. 
В итоге готовый трансформатор:

На намотку транса потратил минут 30. И около часа на подготовку и зачистку с залуживанием проводов.

АРХИВ:Скачать

 

 

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 IR2153

Если вы собираетесь повторить одну из этих схем — вот архив с файлами печатных плат. Схема формирователя стробирующих импульсов для их управления работает от 15 В постоянного тока — на транзисторы выходного каскада подаётся до 400 В напряжения.

IR2153 импульсный блок питания на плате

Кстати, IR2153 — это улучшенная версия популярных микросхем IR2155 и IR2151, которая включает высоковольтный полумостовой драйвер затвора. IR2153 предоставляет больше возможностей и проще в использовании, чем предыдущие м/с. Тут имеется функция отключения, так что оба выхода формирователя стробирующих импульсов могут быть отключены с помощью низкого напряжения сигнала. Помехоустойчивость была значительно улучшена, как за счет снижения пиковых импульсов. Наконец, особое внимание было уделено максимально всесторонней защите от электростатических разрядов на всех выводах.

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

210 mA / 40…70 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
ЗАТВОРА

Qg
(ПРОИЗВ.)

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

0.48 Ω

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)
75nC (ST)

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)

Возможные изменения

Частота колебаний генератора регулируется потенциометром и охватывает диапазон от 10 кГц до 100 кГц, скважность 50%.

Готовый БП на IR2153

Естественно 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.

Высоковольтный полумостовой драйвер с использованием IR2153 и IGBT

Полумостовая плата

на базе IGBT была разработана для различных приложений, таких как драйвер индукционного нагревателя, драйвер катушки Тесла, преобразователи постоянного тока в постоянный, SMPS и т. Д. Сильноточные и высоковольтные IGBT используются для удовлетворения требований высокой мощности.

IGBT NGTB40N120FL2WG от ON semi и IR2153 от Infineon semiconductor являются важными частями схемы, IR2153 — это ИС драйвера затвора, включающая встроенный генератор, 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 микросхем драйверов затвора Popular IR2155 и IR2151, которая включает в себя высоковольтный полумостовой драйвер затвора с генератором входного каскада, аналогичный стандартному таймеру CMO 555. IR2153 предоставляет больше функций 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 выходных импульсов драйвера затвора остается такой же, как только достигается возрастающий порог блокировки пониженного напряжения 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.

Частота колебаний регулируется встроенным подстроечным потенциометром, диапазон частот прибл. От 12 кГц до 100 кГц, рабочий цикл 50%.

Источник питания 400 В — 5 А для бесщеточных двигателей — подходящий источник питания для этого драйвера.

Пожалуйста, примите соответствующие меры предосторожности, так как в этом проекте используются опасные для жизни напряжения!

Банкноты

  • Примечание 1: Схема снабжена несколькими дополнительными компонентами, которые могут использоваться в соответствии с требованиями приложения, другие компоненты могут быть исключены, как указано в спецификации
  • Примечание 2: Диапазон частот определяется значением конденсатора трансформатора тока (C8) и потенциометра подстроечного резистора; соответствующее значение для требуемого диапазона частот см. В таблице данных.C8 1Kpf, R5 = 7k5 и PR1 = 50K обеспечивают частотный диапазон от 12 кГц до 100 кГц.
  • Примечание 3: Могут использоваться другие МОП-транзисторы или IGBT в соответствии с вашими требованиями к току и напряжению.
  • Примечание 4: Эту плату также можно использовать в качестве полумоста с использованием полевых МОП-транзисторов IR2101 и с высоким импульсом ШИМ и низким входным сигналом ШИМ или IR2104 с одиночным импульсом ШИМ. Заголовок CN3 обеспечивает для этой цели входные 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, возможен другой частотный диапазон, измените R5, PR1, C8
  • Рабочий цикл прибл. 50%
  • PR1: Подстроечный потенциометр для установки частоты
  • CN3: питание логики 15 В постоянного тока
  • CN1: Вход питания постоянного тока
  • CN2: L1 нагрузка

Схема

Пример катушки Тесла

Схема

с БП

Список деталей

Подключения

Фото

IR2153 Лист данных

ir2153

IR2101 / IR2102 Лист данных

ir2101
.Схема инвертора с ферритовым сердечником

5 кВА — Полная рабочая схема с подробными расчетами

В этом посте мы обсуждаем конструкцию схемы инвертора мощностью 5000 Вт, которая включает трансформатор с ферритовым сердечником и, следовательно, намного компактнее, чем аналоги с обычным железным сердечником.

Блок-схема

Обратите внимание, что вы можете преобразовать этот инвертор с ферритовым сердечником на любую желаемую мощность, прямо от 100 Вт до 5 кВА или по своему усмотрению.

Понять приведенную выше блок-схему довольно просто:

Входной постоянный ток, который может подаваться через батарею 12 В, 24 или 48 В или солнечную панель, подается на ферритовый инвертор, который преобразует его в высокочастотный выход переменного тока 220 В, на частоте около 50 кГц.

Но поскольку частота 50 кГц может не подходить для нашей бытовой техники, нам необходимо преобразовать этот высокочастотный переменный ток в требуемые 50 Гц / 220 В или 120 В переменного тока / 60 Гц.

Это реализуется через каскад инвертора с Н-мостом, который преобразует эту высокую частоту в выходной сигнал в желаемое 220 В переменного тока.

Однако для этого каскаду H-моста потребуется пиковое значение 220 В RMS, что составляет около 310 В постоянного тока.

Это достигается с помощью мостового выпрямителя, который преобразует высокочастотное 220 В в 310 В постоянного тока.

Наконец, это напряжение шины постоянного тока 310 В преобразуется обратно в 220 В 50 Гц с помощью H-моста.

Мы также можем видеть каскад генератора с частотой 50 Гц, питаемый от того же источника постоянного тока. Этот генератор на самом деле является дополнительным и может потребоваться для схем с H-мостом, у которых нет собственного генератора. Например, если мы используем H-мост на основе транзисторов, то нам может понадобиться этот каскад генератора для управления полевыми полевыми транзисторами высокого и низкого уровня соответственно.


ОБНОВЛЕНИЕ: Возможно, вы захотите сразу перейти к новому обновленному « УПРОЩЕННЫЙ ДИЗАЙН » в нижней части этой статьи, в котором объясняется одношаговая методика получения бестрансформаторного синусоидального выхода 5 кВА вместо того, чтобы идти через сложный двухэтапный процесс, как описано в концепциях ниже:


Простая конструкция инвертора с ферритовым коутом

Перед тем, как мы изучим версию 5 кВА, рассмотрим более простую схему для новичков.Эта схема не использует никаких специализированных драйверов IC, а работает только с n-канальными МОП-транзисторами и этапом начальной загрузки.

Полную принципиальную схему можно увидеть ниже:

МОП-транзистор 400 В, 10 А IRF740 Технические характеристики

В приведенной выше простой схеме ферритового инвертора переменного тока с 12 В на 220 В мы можем увидеть, что используется готовый модуль преобразователя постоянного тока с 12 В на 310 В. Это означает, что вам не нужно делать сложный трансформатор на основе ферритового сердечника. Для новых пользователей такая конструкция может быть очень полезной, поскольку они могут быстро построить этот инвертор, не прибегая к каким-либо сложным расчетам и выбору ферритового сердечника.

5 кВА Предварительные требования для проектирования

Сначала вам нужно найти источник питания 60 В постоянного тока для питания предлагаемой схемы инвертора 5 кВА. Намерение состоит в том, чтобы разработать переключающий инвертор, который будет преобразовывать постоянное напряжение 60 В в более высокое напряжение 310 В при пониженном токе.

Топология, используемая в этом сценарии, представляет собой двухтактную топологию, в которой используется трансформатор в соотношении 5:18. Для регулирования напряжения, которое может вам понадобиться, и ограничения тока — все они питаются от источника входного напряжения.Также с той же скоростью инвертор ускоряет разрешенный ток.

Когда дело доходит до источника на входе 20 А, можно получить 2 — 5 А. Однако пиковое выходное напряжение этого инвертора 5 кВА составляет около 310 В.

Технические характеристики ферритового трансформатора и полевого транзистора

Что касается архитектуры, трансформатор Tr1 имеет 5 + 5 витков первичной обмотки и 18 витков вторичной обмотки. Для переключения можно использовать полевой МОП-транзистор 4 + 4 (тип IXFH50N20 (50 А, 200 В, 45 мР, Cg = 4400 пФ). Вы также можете использовать полевой МОП-транзистор любого напряжения с Uds 200 В (150 В) с наименьшим проводящим сопротивлением.Используемое сопротивление затвора, а также его эффективность по скорости и пропускной способности должны быть превосходными.

Ферритовая секция Tr1 состоит из феррита размером 15×15 мм c. Индуктор L1 сконструирован с использованием пяти колец из порошкового железа, которые могут быть намотаны как провода. Для сердечника индуктора и других связанных деталей вы всегда можете получить его от старых инверторов (56 В / 5 В) и в их демпфирующих каскадах.

Использование полного моста IC

Для интегральной схемы можно использовать IC IR2153. Выходы микросхем можно увидеть с буферизацией каскадов BJT.Кроме того, из-за большой емкости затвора важно использовать буферы в виде комплементарных пар усилителей мощности, пара транзисторов NPN / PNP BD139 и BD140 справляется с этой задачей.

Альтернативная ИС может быть SG3525

Вы также можете попробовать использовать другие схемы управления, такие как SG3525. Кроме того, вы можете изменить напряжение входа и работать в прямом подключении к сети в целях тестирования.

Топология, используемая в этой схеме, имеет гальваническую развязку, а рабочая частота составляет около 40 кГц.В случае, если вы планируете использовать инвертор для небольшой операции, вы не охлаждаете, но для более длительной работы обязательно добавьте охлаждающий агент с помощью вентиляторов или больших радиаторов. Большая часть мощности теряется на выходных диодах, и напряжение Шоттки падает до уровня 0,5 В.

Входное напряжение 60 В может быть получено путем последовательного подключения 5 аккумуляторных батарей 12 В, номинальная емкость каждой батареи должна быть 100 Ач.

СПЕЦИФИКАЦИЯ IR2153

Пожалуйста, не используйте BD139 / BD140, вместо этого используйте BC547 / BC557 для ступени драйвера выше.

Высокочастотный каскад 330 В

220 В, полученное на выходе TR1 в указанной выше цепи инвертора 5 кВА, все еще не может использоваться для работы обычных приборов, поскольку содержимое переменного тока будет колебаться на входной частоте 40 кГц. кГц 220 В переменного тока в 220 В 50 Гц или 120 В 60 Гц переменного тока, потребуются дополнительные этапы, как указано ниже:

Сначала необходимо будет выпрямить / отфильтровать 220 В 40 кГц через мостовой выпрямитель, состоящий из диодов с быстрым восстановлением, рассчитанных примерно на 25 ампер Конденсаторы на 300 В и 10 мкФ / 400 В.

Преобразование 330 В постоянного тока в 220 В переменного тока 50 Гц

Затем это выпрямленное напряжение, которое теперь может достигать примерно 310 В, необходимо будет подавать импульсами с требуемой частотой 50 или 60 Гц через другую схему полного мостового инвертора, как показано ниже:

Клеммы с пометкой «нагрузка» теперь могут использоваться непосредственно в качестве конечного выхода для работы с желаемой нагрузкой.

Здесь МОП-транзисторы могут быть IRF840 или любого аналогичного типа.

Как намотать ферритовый трансформатор TR1

Трансформатор TR1 является основным устройством, которое отвечает за повышение напряжения до 220 В при 5 кВА, поскольку он имеет ферритовый сердечник и построен на паре ферритовых сердечников EE, как описано ниже:

Поскольку потребляемая мощность составляет около 5 кВ, сердечники E должны быть огромного размера, можно попробовать ферритовый сердечник E80 типа.

Помните, что вам может потребоваться включить более 1 сердечника E, может быть 2 или 3 сердечника E вместе, размещенных бок о бок для достижения массивной выходной мощности 5 кВА из сборки.

Используйте самый большой из возможных и намотайте 5 + 5 витков, используя 10 номеров из 20 суперэмалированных медных проводов SWG, параллельно.

После 5 витков остановите первичную обмотку, изолируйте слой изолентой и начните 18 витков вторичной обмотки через эти 5 витков первичной обмотки. Используйте 5 параллельных жил из эмалированной меди 25 SWG для намотки вторичных витков.

После завершения 18 витков подключите его к выходным выводам бобины, изолируйте лентой и намотайте оставшиеся 5 витков первичной обмотки, чтобы завершить конструкцию TR1 с ферритовым сердечником. Не забудьте соединить конец первых 5 витков с началом первичной обмотки верхних 5 витков.

Метод сборки E-сердечника

Следующая диаграмма дает представление о том, как можно использовать более 1 E-сердечника для реализации описанной выше конструкции ферритового инверторного трансформатора мощностью 5 кВА:

E80 Ферритовый сердечник

Отзыв от Mr.Sherwin Baptista

Уважаемые все,

В вышеупомянутом проекте для трансформатора я не использовал прокладки между деталями сердечника, схема хорошо работала с охлаждением трафо во время работы. Я всегда предпочитал ядро ​​EI.

Я всегда перематывал трафареты в соответствии с моими расчетными данными, а затем использовал их.

Тем более, что trafo представляет собой сердечник EI, разделить ферритовые части было проще, чем избавиться от сердечника EE.

Я также пробовал открывать трафареты ядра EE, но, увы; Я закончил тем, что сломал ядро ​​при его разделении.

Я никогда не мог открыть ядро ​​EE, не сломав ядро.

В соответствии с моими выводами, в заключение я хотел бы сказать несколько вещей:

— Те блоки питания с неразъемными трафаретами сердечника работали лучше всего. (Я описываю трафарет от старого блока питания atx для ПК, поскольку я использовал только его. Блоки питания для ПК не выходят из строя так легко, если только это не перегоревший конденсатор или что-то еще.) —

— Те блоки питания, которые были трафареты с тонкими прокладками часто обесцвечивались и быстро выходили из строя.(Это я узнал на собственном опыте, так как до настоящего времени я купил много подержанных блоков питания, просто чтобы изучить их) —

— Гораздо более дешевые блоки питания таких марок, как; CC 12v 5a, 12v 3a ACC12v 3a RPQ 12v 5a все

У таких ферритовых трафаретов между сердечниками были более толстые кусочки бумаги, и все они вышли из строя !!! —

В ФИНАЛЕ трафарет сердечника EI35 работал лучше всего (без удержания воздуха пробел) в вышеуказанном проекте.

Детали подготовки схемы инвертора с ферритовым сердечником 5 кВА:

Шаг 1:

  • Использование 5 герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов 12 В 10 Ач
  • Общее напряжение = 60 В Фактическое напряжение
  • = 66 В при полной зарядке (13.2в на каждый аккумулятор) напряжение
  • = 69В напряжение постоянного заряда.

Шаг 2:

После расчета напряжения батареи у нас есть 66 вольт при 10 ампер при полной зарядке.

  • Далее идет питание на ic2153.
  • 2153 имеет максимальное напряжение 15,6 В ZENER между Vcc и Gnd.
  • Итак, мы используем знаменитый LM317 для подачи стабилизированного напряжения 13 В на микросхему.

Шаг 3:

Регулятор lm317 имеет следующие корпуса;

  1. LM317LZ — 1.2-37v 100ma to-92
  2. LM317T — 1.2-37v 1.5amp to-218
  3. LM317AHV — 1.2-57v 1.5amp to-220

Мы используем lm317ahv, в котором ‘A’ является суффиксом код, а «HV» — высоковольтный корпус,

, поскольку микросхема регулятора выше может поддерживать входное напряжение до 60 В и выходное напряжение 57 В.

Шаг 4:

  • Мы не можем подавать 66 В напрямую в пакет lm317ahv, так как его вход составляет максимум 60 В.
  • Итак, мы используем ДИОДЫ, чтобы снизить напряжение батареи до безопасного напряжения для питания регулятора.
  • Нам нужно безопасно сбросить примерно 10 В с максимального входа регулятора, который составляет 60 В.
  • Следовательно, 60v-10v = 50v
  • Теперь безопасный максимальный вход в регулятор от диодов должен быть 50 вольт.

Шаг 5:

  • Мы используем обычный диод 1n4007 для понижения напряжения батареи до 50 В,
  • Поскольку это кремниевый диод, падение напряжения на каждом из них составляет около 0,7 вольт.
  • Теперь посчитаем необходимое количество диодов, которые понизят напряжение батареи до 50 вольт.
  • напряжение батареи = 66 В
  • расчетное максимальное входное напряжение на микросхеме регулятора = 50 В
  • Итак, 66-50 = 16 В
  • Теперь 0,7 *? = 16v
  • Мы делим 16 на 0,7, что составляет 22,8, т. Е. 23.
  • Таким образом, нам нужно включить около 23 диодов, так как общее падение с этих значений составляет 16,1 В. — 16,1 В, что составляет примерно 49,9 В. 50 В

Шаг 6:

  • Мы подаем напряжение 50 В на микросхему регулятора и настраиваем выход на 13 В.
  • Для большей защиты мы используем ферритовые бусины, чтобы нейтрализовать любые нежелательные шумы на выходном напряжении.
  • Регулятор должен быть установлен на радиаторе подходящего размера, чтобы он оставался холодным.
  • Танталовый конденсатор, подключенный к 2153, является важным конденсатором, который обеспечивает плавное получение постоянного тока от регулятора.
  • Его значение можно безопасно уменьшить с 47 мкФ до 1 мкФ 25 В.

Шаг 7:

  • Остальная часть цепи получает 66 вольт, а сильноточные точки в цепи должны быть подключены с помощью толстых проводов.
  • Для трансформатора его первичная обмотка должна быть 5 + 5 витков, а вторичная 20 витков.
  • Частота 2153 должна быть установлена ​​на 60 кГц.

Шаг 8:

Цепь преобразователя переменного тока высокой частоты в низкочастотную с использованием микросхемы irs2453d должна быть подключена соответствующим образом, как показано на схеме.

Окончательно завершено .

Создание версии PWM

В следующей публикации обсуждается другая версия схемы синусоидального преобразователя PWM мощностью 5 кВА с использованием компактного трансформатора с ферритовым сердечником.Идея была предложена мистером Джавидом.

Технические характеристики

Уважаемый сэр, не могли бы вы изменить его выход с помощью источника ШИМ и облегчить использование такой недорогой и экономичной конструкции для нуждающихся во всем мире людей, таких как мы? Надеюсь, Вы учтете мою просьбу. Спасибо, Ваш любящий читатель.

Дизайн

В предыдущем посте я представил схему инвертора 5 кВА на основе ферритового сердечника, но, поскольку это прямоугольный инвертор, его нельзя использовать с различным электронным оборудованием, и поэтому его применение может быть ограничено только резистивные нагрузки.

Тем не менее, та же конструкция может быть преобразована в синусоидальный инвертор, эквивалентный ШИМ, путем подачи ШИМ-сигнала в МОП-транзисторы нижнего уровня, как показано на следующей диаграмме:

Вывод SD IC IRS2153 ошибочно показан связанным с Ct, обязательно подключите его к линии заземления.

Предложение: каскад IRS2153 может быть легко заменен каскадом IC 4047, если IRS2153 трудно достать.

Как мы можем видеть в приведенной выше схеме инвертора 5 кВА на основе ШИМ, конструкция в точности аналогична нашей более ранней оригинальной схеме инвертора 5 кВА, за исключением указанного каскада питания буфера ШИМ с МОП-транзисторами нижнего уровня ступени драйвера Н-моста.

Включение питания ШИМ может быть получено через любую стандартную схему генератора ШИМ с использованием IC 555 или с помощью транзисторного нестабильного мультивибратора.

Для более точной репликации ШИМ можно также выбрать генератор ШИМ осциллятора Буббы для получения ШИМ с показанной выше схемой синусоидального инвертора 5 кВА.

Процедуры построения для вышеуказанной конструкции не отличаются от первоначальной конструкции, единственное отличие состоит в интеграции буферных каскадов BC547 / BC557 BJT с МОП-транзисторами нижнего уровня полного мостового каскада ИС и входом в него ШИМ.

Другой компактный дизайн

Небольшой осмотр показывает, что на самом деле верхняя ступень не должна быть такой сложной.

Схема генератора постоянного тока 310 В может быть построена с использованием любой другой схемы на основе альтернативного генератора. Ниже показан пример конструкции, где в качестве двухтактного генератора используется полумост IC IR2155.

Опять же, нет особой конструкции, которая может быть необходима для каскада генератора 310 В, вы можете попробовать любую другую альтернативу в соответствии с вашими предпочтениями, некоторые общие примеры: IC 4047, IC 555, TL494, LM567 и т. Д.

Детали индуктора для вышеуказанного ферритового трансформатора от 310 В до 220 В

Упрощенная конструкция

До сих пор в приведенных выше конструкциях мы обсуждали довольно сложный бестрансформаторный инвертор, который включал в себя два тщательно продуманных шага для получения конечной выходной мощности сети переменного тока. На этих этапах сначала необходимо преобразовать постоянный ток батареи в 310 В постоянного тока через инвертор с ферритовым сердечником, а затем 310 В постоянного тока необходимо переключить обратно на 220 В среднеквадратичного значения через полную мостовую сеть с частотой 50 Гц.

Как предложил один из заядлых читателей в разделе комментариев (Mr.Анкур) двухэтапный процесс является излишним и просто не требуется. Вместо этого, секция ферритового сердечника может быть модифицирована соответствующим образом для получения требуемой синусоидальной волны 220 В переменного тока, а секция полного моста MOSFET может быть исключена.

На следующем изображении показана простая установка для выполнения описанной выше техники:

ПРИМЕЧАНИЕ: Трансформатор представляет собой трансформатор с ферритовым сердечником, который должен быть , соответственно рассчитать d

В приведенной выше схеме правая сторона IC 555 подключена для генерации основных колебательных сигналов с частотой 50 Гц для переключения MOSFET.Мы также можем видеть каскад операционного усилителя, в котором этот сигнал извлекается из схемы синхронизации RC RC в форме треугольных волн 50 Гц и подается на один из его входов для сравнения сигнала с сигналами быстрой треугольной волны от другой IC 555. нестабильная схема. Эти быстрые треугольные волны могут иметь частоту от 50 до 100 кГц.

Операционный усилитель сравнивает два сигнала для генерации синусоидальной эквивалентной модулированной частоты SPWM. Этот модулированный SPWM подается на базы BJT драйвера для переключения полевых МОП-транзисторов со скоростью SPWM 50 кГц, модулированных с частотой 50 Гц.

MOSFE, в свою очередь, переключают присоединенный трансформатор с ферритовым сердечником с той же модулированной частотой SPWM, чтобы генерировать намеченный чистый синусоидальный сигнал на вторичной обмотке трансформатора.

Из-за высокочастотного переключения эта синусоида может содержать нежелательные гармоники, которые фильтруются и сглаживаются через конденсатор 3 мкФ / 400 В для получения достаточно чистого синусоидального выхода переменного тока с желаемой мощностью, в зависимости от трансформатора. и характеристики заряда батареи.

Правая сторона IC 555, которая генерирует сигналы несущей 50 Гц, может быть заменена любой другой подходящей ИС генератора, такой как IC 4047 и т. Д.

Конструкция инвертора с ферритовым сердечником

с использованием транзисторной нестабильной схемы

Следующая концепция показывает, как простой инвертор с ферритовым сердечником может быть построен с использованием пары нестабильных схем на основе обычных транзисторов и ферритового трансформатора.

Эта идея была предложена несколькими преданными последователями этого блога, а именно мистером Рашидом, мистером Сандипом, а также еще несколькими читателями.

Принципиальная схема

Сначала я не мог понять теорию этих компактных инверторов, которые полностью исключают громоздкие трансформаторы с железным сердечником.

Однако после некоторого размышления мне кажется, что мне удалось обнаружить очень простой принцип, связанный с работой таких инверторов.

В последнее время китайские преобразователи компактного типа стали довольно известными именно благодаря своим компактным и гладким размерам, которые делают их исключительно легкими и в то же время чрезвычайно эффективными с учетом их характеристик выходной мощности.

Первоначально я думал, что эта концепция неосуществима, потому что, по моему мнению, использование крошечных ферритовых трансформаторов для применения низкочастотных инверторов казалось совершенно невозможным.

Для бытовых инверторов требуется 50/60 Гц, а для реализации ферритового трансформатора нам потребуются очень высокие частоты, поэтому идея выглядела очень сложной.

Поразмыслив, я был поражен и счастлив, обнаружив простую идею реализации дизайна. Все дело в преобразовании напряжения батареи в сетевое напряжение 220 или 120 на очень высокой частоте и переключении выхода на 50/60 Гц с помощью двухтактного МОП-транзистора.

Как это работает

Глядя на рисунок, мы можем просто увидеть и понять всю идею. Здесь напряжение батареи сначала преобразуется в высокочастотные импульсы ШИМ.

Эти импульсы передаются в повышающий ферритовый трансформатор, имеющий требуемый соответствующий номинал. Импульсы подаются с использованием МОП-транзистора, чтобы можно было оптимально использовать ток батареи.

Ферритовый трансформатор повышает напряжение на выходе до 220В. Однако, поскольку это напряжение имеет частоту от 60 до 100 кГц, его нельзя напрямую использовать для работы с бытовой техникой, и поэтому требуется дальнейшая обработка.

На следующем этапе это напряжение выпрямляется, фильтруется и преобразуется в 220 В постоянного тока. Этот высоковольтный постоянный ток, наконец, переключается на частоту 50 Гц, чтобы его можно было использовать для работы бытовых приборов.

Пожалуйста, обратите внимание, что хотя схема была разработана исключительно мной, она не тестировалась на практике, делайте это на свой страх и риск и продолжайте, если вы достаточно уверены в данных объяснениях.

Принципиальная схема
Список деталей для цепи компактного инвертора с ферритовым сердечником от 12 В постоянного тока до 220 В переменного тока.
  • R3 — R6 = 470 Ом
  • R9, R10 = 10K,
  • R1, R2, C1, C2 = вычислить для генерации частоты 100 кГц.
  • R7, R8 = 27K
  • C3, C4 = 0,47 мкФ
  • T1 —- T4 = BC547,
  • T5 = любой N-канальный МОП-транзистор 30 В, 20 А,
  • T6, T7 = любой, 400 В, 3 А. MOSFET — описание производителя.
  • Диоды = быстрое восстановление, быстродействующий тип.
  • TR1 = первичный, 13 В, 10 ампер, вторичный = 250-0-250, 3 ампер. Ферритовый трансформатор с электронным сердечником …. обратитесь за помощью к опытному разработчику намоточного устройства и трансформатора.

Усовершенствованная версия вышеуказанной конструкции показана ниже. Выходной каскад здесь оптимизирован для лучшего отклика и большей мощности.

Улучшенная версия

.

Импульсный блок питания усилителя на IR2151-IR2153 — Меандр — занимательная электроника

Характерной чертой этого блока питания является его простота и повторяемость. Схема содержит небольшое количество компонентов и хорошо зарекомендовала себя более двух лет. Импульсный трансформатор используется как типовой понижающий трансформатор блока питания компьютера.

На входе стоит термистор PTC (Positive Temperature Coefficient) — полупроводниковый резистор с положительным температурным коэффициентом, который резко увеличивает его сопротивление при превышении определенной характерной температуры TRef.Он защищает силовые переключатели во время включения при зарядке конденсаторов.

Диодный мост на входе для выпрямления сетевого напряжения до тока 10А. Используется диодная сборка типа «вертикалка», но можно использовать диодную сборку типа «табурет».

Пара конденсаторов на входе берется из расчета 1 мкФ на 1 Вт. В данном случае конденсаторы «расширяют» нагрузку 220Вт.

Питание схемы выходного стабилизатора падающего резистора 2 Вт.Предпочтение отдается отечественным резисторам типа МЛТ-2.

Драйвер IR2151 — для управления затвором полевого транзистора, рабочее напряжение до 600В. Возможна замена IR2152, IR2153. Если в названии индекса «D», например IR2153D, жгут диода FR107 не требует драйверов. Драйвер, в свою очередь, открывает затвор полевого транзистора с частотой, определяемой элементами Rt и Ct.

Полевые транзисторы используются желательно ИК фирмы (International Rectifier). Подбираются на напряжение не менее 400В и с минимальным сопротивлением в открытом состоянии.Чем меньше сопротивление, тем ниже эффективность нагрева и выше. Мы можем рекомендовать IRF740, IRF840 и пр. Справочник FET IR фирм на русском языке можно скачать здесь. Внимание! Фланцы полевых транзисторов не замыкаются накоротко; при установке на радиатор использовать изолирующие прокладки и шайбы, втулки.

Трансформатор — это стандартный понижающий блок питания компьютера. Обычно соответствует распиновка, показанная на схеме. По этой схеме работают и самодельные трансформаторы, намотанные на ферритовых торах. Расчет самодельных трансформаторов ведется на частоту преобразования 100 кГц и половинное выпрямленное напряжение (310/2 = 155В).

При подборе размеров трансформатор следует брать такие, которые в родной плате замкнуты так, как показано на схеме. Это важно. В противном случае следует закротить, как это делается на плате, с которой вы разбираете трансформатор.

Диоды на выходе со временем восстановления менее 100 нс. Этим требованиям соответствуют диоды семейства HER (High Efficiency Rectifier — высокоэффективные преобразователи постоянного тока). Не путать с диодами Шоттки.

Емкость на выходе — буферная емкость.Не стоит злоупотреблять и устанавливать более 10000 МКФ мощностью.

Следующий чертеж печатной платы.

Практика показала, что не требует специальной организации обратной связи в заданном приложении, индукционного фильтра, питания, демпферов и прочих «наворотов», присущих импульсным преобразователям. Так или иначе, звук в ухе не ощущается типичными дефектами, присущими «неправильному питанию» (фоновые и посторонние звуки).

В полевых транзисторах не сильно греются. Чтобы хватило пассивного охлаждения.Полевые ИК-транзисторы фирмы очень устойчивы к термической деградации и работают до температуры 150 ° С. Но это не значит, что они должны работать в таком критическом режиме. Для таких случаев организации потребуется активное охлаждение и, по-простому, установка вентилятора.

Очередное фото собранного блока питания.

Как и любое устройство, данный блок питания требует тщательной и точной сборки, правильной настройки полярных элементов и осторожности при работе с сетевым напряжением.После отключения питания его цепей не возникает опасного напряжения. Правильно собранный блок питания не требует настройки и настройки.

дополнительные файлы (печатная плата, программа для расчета импульсного трансформатора питания) можно скачать здесь:
[hidepost] Печатная плата
Программа расчета импульсного трансформатора питания V1.03 (838 Kb) [/ hidepost]

Автор: Тимофей Носов

.

SMPS 2 x 50V 350W Схема для аудиоусилителей мощности

В этой статье будет проиллюстрирована простая процедура создания нерегулируемого импульсного SMPS-источника питания на 50 В мощностью 350 Вт. Это устройство можно заменить стандартным блоком питания аудиоусилителя, чтобы снизить расходы, а также вес. Предлагаемый блок питания работает как полумост без регулирования.

Составлено и представлено: Дхрубаджоти Бисвас

Мосфеты как устройства питания

Мой источник питания основан на двух полевых МОП-транзисторах N и работает на интегральной схеме IR2153.IR2153 питается от силового резистора 27 кОм 6 Вт. Пульсации при полной нагрузке регистрируются ниже 2 В.

Использование стабилитрона (15 В) обеспечивает стабилизацию напряжения, а рабочая частота устанавливается на 50 кГц (прибл.).

В точке входа я поместил термистор, чтобы принудительно проверять пиковый ток, когда конденсатор заряжается.

То же самое явление можно найти в блоке питания AT / ATX компьютера. Кроме того, чтобы обеспечить низкую индуктивность рассеяния и полное выходное напряжение, первая половина первичной обмотки проходит 20 витков, а затем вторичная обмотка.

Также для обеспечения безопасности в системе обязательно подключите выход (центральный отвод 0 В) к земле.

Дроссели для фильтрации RF

Дроссели, используемые в конструкции, облегчат устранение пульсаций на выходе РЧ. Количество витков и сердечник, которые есть в комплекте поставки ПК, не являются критическим фактором.

Кроме того, резисторы 6k8 в выходной секции используются для разряда конденсаторов после выключения и таким образом помогают предотвратить повышение напряжения без нагрузки.

Предлагаемый импульсный источник питания 2x 50V 350W работает по топологии с одним коммутатором и прямым переключателем. Он имеет рабочую частоту 80-90 кГц и имеет схему управления IRF2153, которая очень похожа на схему US3842. Однако рабочий цикл меньше и ограничен 50%.

Перемотка трансформатора ATX Trafo

Трансформатор Tr1 был разработан путем перемотки трансформатора SMPS ATX, и его первичная индуктивность составляет 6,4 мГн (приблизительно).

Сердечник системы не имеет воздушного зазора, а индуктивность первичной обмотки разделена на две части: первая половина — это ветер, а вторая — обмотка.

Более того, также возможно развернуть исходную основную нижнюю половину без перемотки. Этот тип источника питания идеально подходит для применения в усилителях мощности.

При необходимости его также можно защитить от перегрузки или короткого замыкания и стабилизировать выходное напряжение. Обратную связь системы можно включить с помощью оптопары.

Важно отметить, что в отношении мощности 350 Вт необходимо следить за тем, чтобы в проводящем состоянии типичное сопротивление не превышало 0.8R. MOSFET также может использоваться для понижения точки сопротивления.

Интересно, что чем меньше сопротивление, тем лучше для системы.

Допуск по напряжению находится в диапазоне 900-1000В. В худшем случае можно использовать 800 В. Учитывая это, лучшим MOSFET, который я нашел, был SPP17N80C3 или IGBT на 900 В.

Принципиальная схема

Обмотка катушки Детали:

  1. Основной трансформатор SMPS, который можно увидеть интегрированным с полевыми МОП-транзисторами, может быть намотан на стандартный ферритовый сердечник размером 90 на 140 квадратных мм.
  2. Обмотка первичной стороны состоит из 40 витков суперэмалированного медного провода диаметром 0,6 мм.
  3. Не забудьте остановиться после 20 витков, положить слой изоляции с изоляционной лентой и намотать вторичную обмотку, после намотки вторичной обмотки снова изолируйте ее и продолжайте с оставшимися 20 витками поверх нее.
  4. Это означает, что вторичная обмотка зажата между 20 + 20 витками первичной обмотки.
  5. Центральный отвод этого 20 + 20 может быть соединен с корпусом SMPS для улучшенной стабилизации и более чистых выходных сигналов с точки зрения пульсации или гудения.
  6. Вторичная обмотка состоит из 14 витков с отводом по центру, образованных намоткой 0,6 мм суперэмалированного медного провода.
  7. Катушки входного и выходного фильтров могут быть намотаны на ферритовых тороидальных сердечниках. Парная обмотка должна быть намотана на одинаковые отдельные тороидальные сердечники с использованием суперэмалированного медного провода диаметром 0,6 мм с 25 витками на каждом плече соответствующих клемм питания.

Обновление:

Вышеупомянутая схема SMPS на 350 Вт была дополнительно улучшена одним из преданных членов этого веб-сайта г-ном.Айк Мхланга. Полную схему можно увидеть на следующем рисунке:

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *