Надежный ИИП на IR2153 (софтстарт+защита от КЗ)

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 (2150 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 ход
Добавляем снаббер 100ом + 220пф стало поменьше звона
Нагрузка 250вт, огромный Deadtime
Удалось зафиксировать работу софтстарта при включении, заряд емкостей по 1000мкф в плече происходит за 10мС
Увеличиваем развертку
Начало 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 (1103 Загрузки)

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).

 

Надежный ИИП на IR2153 (софтстарт+защита от КЗ): 34 комментария

  1. Доброго дня, в мене виникла така ситуація, зібрав даний БП включаю все робить від сеті 220В но коли підключаю БП до резістора 4 Ом, або до плати ЛБП, то напруга просідає десь до 4 В. Думав що трансформатор пробував замінити нічого не змінилося. Вхідний електроліт 150мкф ключі 740.

    1. Ну так этот блок без стабилизации. Просадка напряжения на 10-15% под нагрузкой это норма.

    2. Я извиняюсь НЕ правельно немного написал на холостом ходу 35в, а когда подключаю резистор на 4 Ом допустим то падает до 4-6 в.

  2. Поставил токовые шунты на 0,33 Ома,догнал ток на выходе до 6 Ампер,защита не срабатывает.Дальше страшновато,детали от дядюшки Ляо.Если в мосте на выходе пробьёт диод Успеет сработать защита от К.З.или вылетит один полевик и микросхема?

  3. Собрал И.И.П. работает нормально.Как рассчитать сопротивление R16 и R17 чтобы понизить срабатывание защиты от превышения по току ? При 0,22 ома ток срабатывания защиты 7 ампер, мне бы и 5 ампер хватило.Опытным путём подбирать не хочется,боюсь спалить что нибудь.

    1. Сложно сказать, порог срабатывания токовой защиты зависит от многих факторов. Попробуйте поставить шунты 0,33ома

  4. Добрый день.
    Нашел причину (мой «косяк») не запуска БП. При тщательном осмотре (большое увеличительное с подсветкой), обнаружил «каплю»-замыкание на минус коллектора VT2……. Почему раньше не увидел?………. Помогло то, что отложил проблему поиска на несколько дней. Переждать…. В данное время все работает.
    Спасибо Вам за помощь.

  5. Благодарю за внимание к моей проблеме. Буду искать… «косяк».
    P.S.: у меня есть подозрения по поводу намотки трансформатора. Расчеты в программе Lite-CalcIT не найти…, поэтому не помню на какое напряжение мотал (более месяца назад). Возможно там проблема..

  6. Питание IR2153 (1-4 конт.,) 11.9v. Затем проверил напр., на затворах IRF840, там нет напряжений……

    1. У вас защёлка срабатывает и выключает микросхему. Ищите ошибку.

  7. Да, как в статье первый запуск, после сборки (вчера), проводил с подключением 12в., и на выходе ничего….., поэтому подключил лампу 220v.,/90w., Соответственно лампа «моргнула»-погасла, стал проверять на выходе напряжение….., и все.По нулям….

    1. Ну если не работает от 12 в ( с перемычкой на резисторе) то и не заработает от 220в. Ищите причину, смотрите осциллограммы на IR2153

  8. Добрый день.
    Замена С9 (330n) на 1мкф/63в., результатов нет……, по-прежнему на выходе «0»в., Выходные емкости по 1000мкф/50в., Осциллографа нет….., к сожалению.

    1. Из статьи: «На вход вместо 230в подаем 12в ( +и- обозначены на плате) на выходе должно появится небольшое постоянное напряжение» — этот пункт вы проходили? Работало от 12в?

  9. Здравствуйте.
    Собрал БП по 2-ой схеме ( V.2.1). На выходе нет напряжения- «0»вольт. Запуск проводил через лампу 90w. Детали перед пайкой проверял.Все согласно схеме.
    Подскажите где «копать»?

    1. Здравствуйте, увеличьте С9 до 1-2мкф в зависимости от того, какие ёмкости стоят на выходе и какое напряжение.

  10. Здравствуйте, извините но у вас на схеме резистор питающий микру подключен именно к сети и диод от моста тут не задействован, так-что диод в цепи после резистора нужен. И ещё вопрос на печатке у вас кольцо высотой 13 мм , а используется высотой 15 мм , какое всё-же применять?

    1. В магазине 1000 радиодеталей продаётся кольцо 31х 19х 15 2000 HM стоит 60 руб.На рисунке наверное опечатка.

    2. Я использовал импортное кольцо 31*19*15 из метериала PC40 покрытое зелёным лаком( 2000НМ — это отечественный феррит).

    3. Здравствуйте, диод на резистор питания микросхемы не нужен, его функцию уже выполняет один из диодов силового диодного моста. Кольцо любое, R31*19*13 или R31*19*15 (я пробовал оба). Марка феррита PC40, для другого нужен перерасчёт витков.

    4. Да, всё понятно тут по минусовой шине диод задействован. И ещё на AliExpress есть такие кольца зеленые но в отзывах пишут что проницаемость у них большая около 10000, у вас такое используется ?

    5. Для ТГР чем больше проницаемлстьь, тем лучше. Для силового надо 2000-3000, не больше.

  11. Извините,не указал параметры сердечника.В проге нет кольца 31/19/15,а есть 30,5/20,0/12,5 рассчитывал на этом.Думаю это не критично.

  12. Здравствуйте,Я в программе Lite-CalcT рассчитал параметры обмоток транса , мощность 200 ват,напр. выхода 36 вольт частота генерации 47 Кгц.Первичка 81 виток, вторичка 22+22 витка,двуполярная со средней точкой.Как у Вас получилось в первичке 52 витка и во вторичке 11+11витков, я не понял? Где правда?.

  13. Здравствуйте,мне понравилась ваша схема, хочу повторить.Есть вопрос,После гасящего резистора на 18 ком 2 вата
    отсутствует диод 1N4007? Разве можно на + питания микросхемы подавать переменку? Мне кажется что 12 вольтовый стабилитрон этого не переживёт даже одноватный.

    1. Не переживайте, функцию выпрямляющая диода выполняет один из диодов диодного моста! Проверено!

  14. Здравствуйте, скажите пожалуйста в этом блоке питания можно использовать микросхему IR2151 вместо IR2153 ?

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *