Меню

Ir2153 регулировка выходного напряжения

Схема лабораторного импульсного блока питания на микросхеме IR2153
с регулировкой уровня выходного напряжения 1,5-50В (3А), устройством мягкого пуска и защитой от токовых перегрузок и КЗ.

Продолжим работу с картиной неизвестного художника «Девочка с персиками и импульсным блоком питания».
Ощущение свежести, молодости, радостно-спокойного настроения создаётся, прежде всего, когда мы рассматриваем девочку, которая, слегка вскинув брови и излучая тихий свет, ласково поглаживает металлический кожух лабораторного ИБП, расположившегося на белоснежной скатерти большого деревянного стола.
С удовольствием позируя художнику, сомкнув губы и пристально всматриваясь в нас, она задумалась о чем-то.

А задумалась она, скорее всего, о том, что импульсный блок питания и лабораторный блок питания — это несколько разные вещи, где-то даже, не вполне совместимые.
Профессиональный мощный лабораторный источник питания с регулируемым выходным напряжением — это здоровый и тяжёлый металлический ящик, с могучими силовыми 50-ти герцовыми трансформаторами, классическими аналоговыми стабилизаторами, и не подвластный ни современным схемотехническим изыскам, ни транспортировке посредством неокрепших девичьих рук.
Зато такую вещь не стыдно подключить к любой самой чувствительной схеме с обострённой реакцией на различные типы наводок по питающим цепям.

Так вот! Такие лабораторные БП мы на этой странице рассматривать не будем!
Для большинства радиолюбительских поделок сгодится и импульсный агрегат. О том, чтобы он не сильно плевался импульсными помехами, как в бытовую электросеть, так и в нагрузку — внимательно позаботимся в рамках данной передовицы.

И, как водится, начнём с жизненно важной схемы (Рис.1), обеспечивающей плавный пуск ИБП и осуществляющей защиту всего устройства от токовых перегрузок и КЗ.

Рис.1

Обстоятельный «разбор полётов» данного узла мы провели на странице Ссылка на страницу, для желающих ознакомиться — добро пожаловать по ссылке.

Далее приведём схему собственно импульсного понижающего преобразователя с регулируемым импульсным стабилизатором напряжения на борту.

Технические характеристики блока питания с импульсным стабилизатором напряжения:

Входное переменное напряжение 180. 240 В,
Регулируемое выходное напряжение 1,5. 50 В,
Выходной ток во всем диапазоне напряжений, не более 3 А,
Срабатывание защиты по выходному току 3 А,
Срабатывание защиты по входному току 1,5 А,
Уровень пульсаций выходного напряжения, не более 15 мВ.

По большому счёту, всё нарисованное на схеме (Рис.2) мы уже так же подробно обсудили на различных страницах сайта. Поэтому, чтобы не повторяться, приведу ссылки на эти материалы:

Основная часть импульсного блока питания, выполненная на DA1, T1, T2, Tr1, описана на прошлой странице Ссылка на страницу.
Импульсный регулируемый стабилизатор напряжения на микросхеме LM2576HV-ADJ с картинками — на странице Ссылка на страницу

Импульсный трансформатор намотан на низкочастотном ферритовом кольце EPCOS N87 с габаритной мощностью 265 Вт и размерами R 30,5×20,0×12,5.
Первичная обмотка содержит 63 витка обмоточного провода диаметром 0,7мм,
Вторичная — 23 витка провода диаметром 1,2мм.

Как правильно мотать эти обмотки, и что делать, если под рукой не оказалось сердечника приведённого типоразмера, опять же, подробно и, опять-таки, с картинками расписано на странице Ссылка на страницу

Поскольку устройство работает в импульсном режиме с достаточно высоким КПД, полупроводники не нуждаются в больших теплоотводах. В нашем случае, для рассевания тепла транзисторов Т1, Т2 достаточно теплоотвода суммарной площадью 100 см2. Такие же радиаторы вполне сгодятся и для выходного выпрямительного моста, и для интегрального стабилизатора DA2.

Если работа источника питания предполагается с нагрузками, не критичными к пульсациям выходного напряжения, вполне допустимо отпочковать от схемы (Рис.2) элементы L2, С9, С10. Уровень пульсаций выходного напряжения в этом случае возрастёт до величины 120-200 мВ.

Источник



Ir2153 регулировка выходного напряжения

БЛОК ПИТАНИЯ НА IR2153 ИЛИ IR2155
СО СТАБИЛИЗАЦИЕЙ

Да, да, это не опечатка или провокация. Это действительно блок питания на IR2153 со стабилизированным выходным напряжением. Кроме этого данная схема может стабилизировать и ток, что делает данный блок питания весьма и весьма универсальным. Есть конечно некорые недостатки в данной конструкции, но это плата за простоту схемы.
Не большая пояснялка.
Идея регулировки выходного напряжения при помощи частоты не нова и тут я велосипед не изобрел. Еще пару лет назад я делал стабилизатор тока для мощных светодиодов, но во время пусконаладочных работ светодиоды погорели и топология этого блока питания была отложена.
Вернулся я к ней по причине изыскательских работ по созданию простого, дешевого и довольно надежного блока питания.
Нет, речь не идет о лабораторном блоке питания с регулировкой выходного напряжения от нуля до максимального значения. Речь идет имеено о блоке питания с фиксированным выходным напряжением с небольшим диапазоном регулировки. Т.е. этот преобразователь напряжения для питания какого устройства, а не проверочный источник напряжения.
Была попытка собрать резонансный блок питания на FSFR2100, но она закончилась крахом — два раза покупал эти микрухи на Али и обоа раза брак. Первые микросхемы прекрасно работали, отлично изменяли частоту на выходе, но что то внутри было не правильно и при питании выше 130 вольт они тупо затыкались. Вторая покупка работала на сетевом напряжении, но частота гуляла и естественно гуляло выходное напряжение. В общем не срослось.
Сама по себе IR2153 как бы не предназначена для стабилизации выходного напряжения, это микросхема для создания электронного балласта люминисцентных ламп и по сути является простым электронным трансформатором пропорционально изменяет выходное напряжение при изменении входного.
Однако в среде радиолюбителей эта микросхема завоевала популярность при создании блоков питания из за своей простоты, а моральная старость делает стоимость этой микросхемы довольно привлекательной.
Однако в этой микросхеме не предусмотренн ввод обратной связи, но она имеет внешние частотозадающие цепочки, следовательно на частоту преобразования можно влиять извне. Но чтобы влиять нужно изменять либо емкость конденсатора, либо сопротивление резистора, который используется именно как резистор, а не регулятор стабилизатора тока, как это сделано в TL494 или SG3525.
Варикапы могут менять свою емкость в зависимости от поданного напряжения, но их емкость очень мала и придется их ставить несколько штук. Да и не получится гальванически развязать первичную цепь от вторичной, а это уже сразу ставит крест на этой идее.
Остаются оптроны лампа-фоторезистор, но у лампы хоть не большая, но инерционность есть. Следовательно нужен оптрон светодиод-фоторезистор. На Али такие есть, но цену на них задрали уж слишком не обоснованную.
Остается собрать оптрон самому, скрестив обычный белый светодиод с фоторезистором:

Читайте также:  Напряжение кнопка питания компьютера

Заготовки для изготовления оптрона

Для этого была использована термоусадочная трубка черного цвета диаметром 6 мм. Для увеличения затемненности трубка одеватеся в два слоя, торцы заливаются краской или герметиком.

Самодельный оптрон светодиод-фоторезистор

Тут следуте обратить внимание на одну вещь — для изготовления данного блока питания необходимо несколько светодиодов одного типа. Один светодиод потребуется для изготовления оптрона, а остальные для индикации режимов работы. Светодиоды необходимы одного типа, поскольку соединены последовательно и нужно исключить разность протекающего через светодиоды тока.
Первоначально была собрана схема для тестовых проверок и выяснения на сколько идея регулировка напряжения и тока с помощью изменения частоты работоспособна.

Сразу необходимо сказать, что приведенная принципиальная схема инвертора уже прошла тюнинг и имеет все необходимые элементы и номиналы, но не совсем пригодна для изготовления. универсального блока питания, поскольку имеет некоторые неудобства в организации обратной связи.
Дело в том, что светодиод оптрона запитывается с обратной связи по напряжению и току через логическое «ИЛИ» организованное диоды VD7 и VD8.
Но тут есть недостаток — не понятно по какой причине изменяется выходное напряжение да и подпорка светодиодов «снизу» ограничивает использование внешнего регулятора, если в нем вдруг возникнет необходимость.
Кроме этого возникла еще одна проблема — у величением частоты возрастает потребление самим драйвером — требуется больше энергии на открытие-закрытие силовых транзисторов. Из за увеличенного потребления увеличивается падение напряжения на токоограничивающих резисторах R1-R4 и напряжение питания самой микросхемы IR2153 уже не хватает и она самоблокируется.
Чтобы исключить эту ситуацию как раз и пришлось использовать 4 резистора по 91 кОм, т.е. финальное сопротивление равно почти 23 кОм. Причем выделение тепла на этих резисторах тоже вполне приличное — почти 4 Вт, т.е. эта гирлянда будет греться и довольно не плохо.

Читайте также:  Напряжение бортовой сети автомобиля у меня

В этом варианте светодиод оптрона запитывается так же через логическое «ИЛИ», но в этот раз в качестве диодов выступают светодиоды VD1-VD3, каждый из которых индицирует режим работы.
VD1 — индикация того, что ограничение осуществляется по напряжению.
VD2 — индикация того, что регулировка происходит по току.
VD3 — индицирует о том, что выходное напряжение управляется от внешнего источника.
Так же в этом варианте изменено питание IR2153 — старт производится от резистора R2, а вот питание в рабочем режиме происходит через емкостной делитель С12. Такое решение позволяет избавится греющегося резистора токоограничения и получить изменяющееся от частоты сопротивление — реактивное сопротивление емкости уменьшается при увеличении частоты. Это позволяет сильно не беспокоится об изменяющемся потреблении при увеличении частоты — реактивное сопротивление С12 будет уменьшаться и компенсировать увеличивающееся потребление хотя бы частично. Для исключения перегрузки стабилитрона внутри микросхемы по питанию установлен отдельный стабилитрон VD5, который будет гасить излишки напряжения с емкостного делителя С12.
Есть еще одно отличие от первоначального варианта — в качестве силовых транзисторов использованы транзисторы на 20 ампер, а вместо IR2153 используется IR2155, у которой выходной ток больше, чем у IR2153.
О перегрузке самой IR2155 речь не идет хоть и транзисторы несколько тяжелее, но энегрия затвора остается не критичной — FQP20N60 — Qg — 74nC, резистор в затвор не более 10 Ом, STP20N65M5 — Qg 40 nC, в затвор резисторы не более 36 Ом, SPA20N60C3 и SPW20N60C3 — Qg 114 nC, эти самые тяжелые, в затвор не более 1 Ома.
Наладка данного блока питания традиционна — сначала подается питание от отдельного источника питания на саму IR2155, и проверяется частота преобразования. Она должна быть чуть больше 20 кГц.
Затем необходимо подать напряжение на светодиод VD3 и светодиод оптрона UH1, разумеется через токоограничивающий резистор — его нет на плате. При подаче напряжения на эту связку светодиодов частота преобразования должна превысить 200 кГц.
После этого снимает напряжение с управляющего светодиода и уже можно подать имитацию сетевого напряжение — на С2 нужно подать 30-60 вольт и убедится, что перегрузки не происходит. Разумеется, что на плате нужно запаять перемычку под дросселе рассеивания:

Источник

Поделки своими руками для автолюбителей

импульсный блок питания на IR2153

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.

Читайте также:  Скачек напряжения по одной фазе

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.

Источник

Adblock
detector