Схема импульсного сетевого блока питания для усилителей нч на 100-500вт (ir2153, ir2155)

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:

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%.

Источник питания IR2153 500Вт для усилителя мощности

Источник питания IR2153 500Вт — предлагаю ознакомится, а при желании и повторить схему импульсного блока питания для усилителя мощности реализованной на широко известной IR2153. Это самотактируемый полу-мостовой драйвер, усовершенствованная модификация драйвера IR2151, который включает в себя программу высоковольтного полу-моста с генератором эквивалентным интегральному таймеру 555 (К1006ВИ1). Отличительная особенность чипа IR2153 заключается в улучшенных функциональных возможностях и не требующий особых навыков в его использовании, очень простой и эффективный прибор относительно раннее выпускаемых микросхем.

Отличительные свойства данного источника питания:

  • Реализована схема защита от возможных перегрузок, а также защита при коротком замыкании в обмотках импульсного трансформатора.
  • Встроена схема мягкого запуска блока питания.
  • Имеет функцию защиты устройства по входу, которую выполняет варистор предохраняющий БП от бросков напряжения в электросети и его чрезмерного значения, а также от случайной подачи на вход 380v.
  • Несложная в освоении и недорогая схема.

Характеристики, которыми обладает источник питания IR2153 500Вт
Номинальная выходная мощность — 200Вт, если использовать трансформатор с большей мощностью, то можно получить 500Вт.
Музыкальная или RMS мощность на выходе составляет — 300Вт. Можно получить 700Вт с трансформатором более высокой мощности.
Рабочая частота стандартная — 50кГц
Напряжение на выходе составляет — два плеча по 35v. В зависимости от того на какие напряжения намотан трансформатор можно снимать соответствующие значения выходного напряжения.
Коэффициент полезного действия составляет 92%, но также зависит от конструкции трансформатора.

Схема управления БП является штатной для чипа IR2153 и заимствована из его даташита. Модуль защиты от короткого замыкания и перегрузки имеет возможность настройки тока, при котором будет происходить отсечка с одновременным включением сигнального светодиода. При переходе источника питания в режим защиты при нештатной ситуации, он может прибывать в таком состоянии неограниченное время, хотя потребление устройством тока останется сравнимым с током холостого хода не нагруженного БП. Что касается образца моей модификации, то там защита настроена на ограничение мощности потребления блоком питания от 300 Вт, что дает гарантию от чрезмерной нагрузки, а следовательно и от избыточного нагрева, что в свою очередь чревато выходом из стоя полностью всего блока.

Момент тестирования с нагрузкой

Вот здесь лежит файл, там все относительно блока питания подробно расписано, а также имеются рекомендации как увеличить выходную мощность. Любой радиолюбитель прочитав этот материал в состоянии самостоятельно изготовить блок питания под необходимую ему мощность и соответственно напряжения на выходе.

Скачать: Источник питания на IR2153

Сжатая папка с методом расчета трансформатора и положенная к этому программа.Скачать: Расчет трансформатораСкачать: Lite-CalcIT(2000)

Программа для расчета номинальных значений компонентов для назначения необходимой частоты работы IR2153.Скачать: Freq2153

Печатная плата.Скачать: ИИП.zip

Печатная плата создана с расчетом установки в нее компьютерного трансформатора и выходных ультрабыстрых диодов типа MUR820 и BYW29-200, тем самым предоставляется возможность ее применения в источниках питания с мощностью в 250 Вт на выходе. Но имеется и уязвимое место — это площадка под конденсатор С3. Если не найдется подходящего по диаметру конденсатора, то тогда нужно будет плату незначительно раздвинуть.
Для ЛУТ печатную плату в зеркальном изображении делать не нужно.

Информационная статья по использованию драйверов IR.Скачать: Использование драйверов IR.pdf

Здесь немного измененный блок питания. Принципиальное его отличие от вышеизложенной схемы в устройстве реализованной защиты.

Печатная плата:Скачать: 4.zip

Упрощенный мост на IR2153

Упрощенный мост на IR2153 — такое устройство как мост реализованный на универсальном драйвере для управления полевыми транзисторами, справедливо считается одним из наиболее эффективных модулей преобразователя. Но, чтобы собрать такой прибор потребуются существенные денежные вложения, а также нужно учитывать технологический уровень сложности при его изготовлении. Это если вы собираетесь взяться за конструирование высоко мощного моста на несколько киловатт, тогда да, будут некоторые затруднения.

А вот если воспользоваться приведенной ниже схемой, то никаких проблем не будет, тем более устройство собрано на двух популярных чипах IR2153 , представляющих собой высоковольтные драйвера с внутренним генератором. Принцип включения микросхем обычный и неоднократно тестировался на полумосте. Особенность вызывает первоочередное тактирование второй микросхемы от R-входа.

Номинальные значения электронных компонентов:

Насчет расчетов например: R2,С3 как сказано выше, нужно определять по даташиту, к тому же есть множество программ для расчета. Если для кого то это дремучий лес то я считаю, тогда и не надо вообще браться за конструирование.

Ниже показана печатная плата с нанесенной на нее обозначениями деталей и их места установки.

В качестве нагрузки данного моста могут послужить выходной трансформатор строчной развертки телевизора, SSTC-катушка либо что-то аналогичное им, но мощность не должна превышать 1000 Вт. Если использовать большие мощности, то нет никакой гарантии в стабильной работе микросхемы. Если же все таки возникает необходимость реализовать высокие мощности, то тогда необходимо добавить емкость конденсаторов в цепи фильтров 310v, то тогда существует вероятность, что будет прекрасно работать и на высокой мощности.

Техническая информация

1. Когда осуществляется запуск, то создается сильный импульсный бросок тока в следствии происходящего цикла зарядки конденсаторов в цепи фильтра. При этом возможно срабатывание автоматов, если такое происходит, то нужно в сетевую цепь установить NTC-термистор, который применяется для защиты импульсных питающих источников и электронных балластных систем, предварительно подобрав его значения по необходимому току.2. При подключении к мосту в качестве нагрузки выходной строчный трансформатор, то первичную обмотку нужно наматывать в количестве 65 витков не меньше.3. При компоновке элементов на печатную плату, лучше всего под микросхемы нужно будет устанавливать панельки, а в них уже помещать саму микросхему после полного завершения монтажа схемы.

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)

Схема импульсного блока питания на IR2153, необходимые компоненты

Подробная схема импульсного БП

Важно также учитывать следующее соответствие:

  • 150 Вт = 2х120 мкФ
  • 300 Вт = 2х330 мкФ
  • 500 Вт = 2х470 мкФ

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.

Снабберы

Сглаживающие конденсаторы

Y-конденсатор

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.

Небольшой пример: допустим, вы изготавливаете трансформатор и смотрите, что при частоте 50 кГц выходное напряжение составляет 26 В, а вам нужно 24 В. Меняя частоту, можно найти такое значение, при котором на выходе будут требуемые 24 В. При установке данного резистора пользуемся мультиметром. Зажимаем контакты в крокодилы и, вращая ручку резистора, добиваемся нужного сопротивления.

Файлы для скачивания:

Оцените статью:
Оставить комментарий
Adblock
detector