Интернет журныл о промышленности в Украине

Імпульсний блок живлення на IR2153 з захистом

Головним компонентом розглянутого джерела живлення є мікросхема (драйвер) IR2153. Драйвер випускається в двох виконаннях - IR2153 і IR2153D. Буква D позначає, що мікросхема оснащена діодом, призначеним для живлення каскаду управління верхнього ключа. Таким чином, якщо в схемі застосувати драйвер IR2153D, то діод D2 встановлювати не потрібно. Частота генерації даного джерела живлення задається резистором R4 і конденсатором C6 підключеним до висновків мікросхеми RT (ніжка 2) і CT (ніжка 3). Оптимальною частотою генерації мікросхеми є частота в 40 - 70 кГц, саме під цей діапазон підібраний сердечник трансформатора Tr1. Особливістю мікросхеми є здатність зупинки генерації шляхом закорочування виводу CT на мінус. Цей принцип застосований для організації захисту мікросхеми від короткого замикання на виході даного джерела живлення.

Цей принцип застосований для організації захисту мікросхеми від короткого замикання на виході даного джерела живлення

Схема електрична принципова імпульсного блоку живлення на IR2153

Принцип роботи джерела живлення

Вхідний фільтр представлений елементами С1, Др1, С2, R2 - він призначений для захисту блоку живлення від високочастотних перешкод і пульсацій властивих в мережі. Резистор R2 виконує функцію розряду конденсаторів С1, С2 після виключення джерела живлення. Конденсатори С1, С2 повинні витримувати чинне напруга мережі (311 В), тобто необхідно застосувати конденсатори витримують напругу 400 В типу Х2.
При включенні джерела живлення в мережу струм проходить через фільтр, діодний міст і починає заряджати конденсатор С3. При цьому струм заряду конденсатора досить великий і загрожує пробою діодного моста Br1. Для обмеження струму заряду при старті БП застосований резистор R1. Замість резистора R1 можна застосувати термистор номіналом від 3,3 - 4,7 Ом. Діодний міст Br1 повинен бути розрахований на прикладена до нього зворотне напруга не менше 400 В, в даному випадку підійдуть діодні мости типу RS406 , RS407 . Конденсатор С3 повинен бути розрахований також на напругу в 400 В, при цьому його ємність підбирається з розрахунку 1 мкФ на 1 Вт вихідної потужності.
Для організації харчування мікросхеми IR2153 застосовується ланцюжок R3, D1. Опором R3 в діапазоні від 5,1 кОм до 20 кОм домагаються споживання струму мікросхемою від 5 мА - 20 мА. Оптимальний номінал резистора R3 підбирається виходячи з виміру напруги на висновках 1, 4 мікросхеми IR2153 - це напруга повинна становити не менше 14,5 В. Резистор R3 повинен бути розрахований на рассеиваемую потужність в 2 Вт.
Харчування каскадів управління вихідних транзисторів мікросхеми здійснюється ланцюжком D2, С7. Якщо в схемі застосована мікросхема IR2153D, то діод D2 не встановлюється. Ємність С7 - 0,22мкф напругою не менше 25 В.
Потужність даного блоку живлення задається вихідними польовими транзисторами Т2, Т3, які представлені транзисторами типу IRF830 . Дані транзистори здатні віддати потужність в 100 Вт. Однак якщо застосувати в якості Т2, Т3 транзистори типу IRF840 то можна домогтися вихідний потужності до 250 Вт.
Конденсатор С11 призначений для гасіння перешкод, що передаються трансформатором Tr1. Конденсатори С8, С9 - служать для придушення ВЧ перешкод, а R8, R9 - для їх розрядки. R7, C10 - пригнічує паразитні коливання присутні під час роботи Tr1.
Вихідні випрямні діоди повинні витримувати зворотне напруга більше 100 В (за умови вихідної напруги в 18 В) т.е не менше ніж в 5 разів. Час зворотного відновлення діодів - не менше 100 наносекунд.
Захист від короткого замикання на виході ВП представлена ​​транзистором Т1, светодиодом LED1, діодом D7, резисторами R10-R13 і конденсатором С16. Принцип роботи полягає в наступному: при збільшенні струму споживання проходить через резистор R10 на ньому збільшується падіння напруги, якого вистачає для відкриття транзистора Т1. Коли Т1 відкривається, то через діод D7 висновок мікросхеми IR2153 виявляється на землі, що призводить до відключення генерації мікросхеми. Далі падіння напруги на R10 зникає та ВП знову відновлює роботу. Таким чином, ми маємо «ікающую» захист.
Трансформатор Tr1 є ферритові кільце проникністю в 2000НМ, типорозміром 32х20х6. Первинна обмотка I містить 161 виток намотанного скруткой в ​​три дроти ПЕЛ діаметром 0,25 мм. Вторинна обмотка має по 21 витка намотанного скруткой в ​​три дроти ПЕЛ діаметром 0,4 мм.
Для однополярного харчування вторинна обмотка намотується без відводу.
Для того, щоб отримати на виході блоку живлення напруга вище або нижче 18 В, необхідно пропорційно збільшити або зменшити кількість витків вторинної обмотки трансформатора Tr1.