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 (10542 Загрузки)

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 (6730 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%.

Вариант ИИП на заводской печатной плате:

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): 120 комментариев

  1. Здравствуйте, начал собирать по 2 схеме блок, запаял все кроме транзисторов 5551 и 5401,пробовал подать на 2153 12в,запитал её смотрю осциллографом на 5 ноге шим сигнал отличный а вот на 7 ноге шим сигнал совершенно не такой что должен быть, пробовал замыкал 6 вывод шимки на массу, сразу шим сигнал на 7 ноге появляется что нужен, в чем может быть проблема? Я начинающий сборщик, так что прошу пожалуйста не пинать, или же все таки для начала нужно распаять все детали? Посмотрел на тестер 2153,там 6 нога сидит на земле, а тут идёт на первичку, можете объяснить что я делаю не так? И почему шим сигнал у меня на 7 ноге не такой как должен быть? ((((
    За ранее спасибо, с уважением Алексей

  2. Здравствуйте . Сильно греется сердечник трансформатора как с нагрузкой, так и без нагрузки. Кольцо 36*23*15 РС40

    1. Здравствуйте, это частая проблема, она возникает из-за плохого качества китайского феррита. При это появляются сильные потери при перемагничивании сердечника, что вызывает нагрев кольца даже на ХХ до 60градусов и выше (рука еле терпит).
      Снизить нагрев поможет:
      1. Увеличение числа витков первичной обмотки на 10-20% от расчетного значения.
      2. Снижение частоты преобразователя до 35кГц, но только после того как выполнили первый пункт.
      3. Введение стабилизации, но с IR2153 невозможно, пропускаем этот пункт.
      4. Улучшение условий охлаждения с помощью вентилятора.

    2. Проверить фазировку трансформатора. У меня без нагрузки вообще холодный

  3. Собрал по второй схеме, работал пару дней и начал взрываться конденсатор по выходу на минусе, в чем может быть причина?

    1. Здравствуйте, перепутана полярность, либо не тот номинал по напряжению.

  4. Скиньте пожалуйста на почту печатку Б.П. на заводской печатной плате. формат лав-6,0 Заранее спасибо.С уважением,Аким.

  5. А каким образом подбирается С9 ? Менять номинал, а потом коротить выход? Так ведь все погорит. Мне в районе 2-3 Ампер надо чтобы срабатывала защита. Сейчас стоит 330 n и защита вообще не работает при КЗ. Какой поставить конденсатор? Да и еще … Я транс перемотал . Сейчас +- 25 В. 32 В много было. Какой посоветуете С9 поставить.

  6. Собрал БП по второй схеме. Не срабатывает защита. Пробовал разные токовые резисторы. 0,2 ома ставлю (последовательно 2 шт по 0,1 ом) замыкаю выход — искры летят. Ставлю рез.0,3 ом -на выходе 0 вольт. Получается БП в защите или вообще не запускается что ли? 0,22 ома ставлю тоже искры! в итоге доигрался и сжег полевики и ИРку))) Пуда копать подскажите пожалуйста. На выходе кондеры 1000 мкф. Напряжение 2*32 В.

    1. Здравствуйте, номиналы шунтов не стоит менять. Задержка срабатывания защиты регулируется номиналом конденсатора C9.

  7. Доброго Вам здоровья. Собрал ваш блок питания совместно с высококачественным усилителем 2х100 Вт. Все работает замечательно без нагрузки, но при запуске усилителя срабатывает защелка. Очевидно заряд конденсаторов воспринимается как короткое замыкание. Увеличил емкость С8 с 1n до 2 мкФ. Вроде стало работать. Но при максимальной емкости все равно иногда срабатывает защелка. После её срабатывания приходится долго ждать пока вновь запустится блок питания. Что можно сделать?

    1. Здравствуйте, можно попробовать ещё увеличить емкость C8. Но большие емкости на выходе тяжело даются ИИП при пуске. Надо было вам собирать на SG3525, там и падение напряжения меньше под нагрузкой и полноценный ШИМ софтстарт присутствует.

  8. Добрый день! Такая проблема: при пуске от 12в с перемычкой на затворах наблюдаются импульсы частотой 62кГц, на первичке, соответственно, тоже. На выходе БП по 0,5В в каждом плече. При пуске через лампу 220В 95Вт, лампа сначала загорается, тухнет и через пару секунд начинает циклически зажигаться-гаснуть. Те же 62кГц и на выходе БП в одном плече 5,5В, в другом 7В. Ёмкость С9 увеличивал, ноль реакции. Куда копать?

    1. Здравствуйте, попробуйте лампочку послабее поставить в разрыв первичной обмотки трансформатора. Похоже, что у вас ошибка в фазировке вторичных обмоток трансформатора.

  9. Вообще не понимаю как это устройство работает. Собственное потребление микросхемы IR2153 — 25 миллиампер (максимальное). Минимальное потребление в даташите не указано. Среднее тоже не указано. Да и не нужны они. Расчет питающей цепи должен производится именно на максимальный ток, так как при покупке можно купить микросхему с максимальным током потребления. Плюс нужен ток на управление силовыми транзисторами 1-2 миллиампера. Плюс нужно 1-2 миллиампера для обеспечения минимального тока стабилизации стабилитрона ZD. Итого — 29 миллиампер. Цепь питания микросхемы R10, С6, С7 и стабилитрон ZD при минимуме напряжения сети 198 вольт способна дать максимум 10 миллиампер. Откуда берутся еще 19 миллиампер? Из воздуха? Постоянная времени цепи заряда электролитического конденсатора С7, T=C7*R10=0,001*18000=18 секунд! То есть до 90% уровня конденсатор будет заряжаться 3*T=3*18=54 секунды!!! Это как? Сидеть и ждать минуту пока включится блок питания? Мощность, рассеиваемая на резисторе R10 по закону Ома P_R10=I*I*R10. При минимальном токе 10 миллиампер тогда P_R10=I*I*R10=0,01*0,01*18000=1,8 Вт. При максимуме сетевого напряжения ток возрастет на 20%. Тогда P_R10=I*I*R10=0,012*0,012*18000=2,592 Вт. Указанный на Вашей схеме резистор R10 номиналом 18 кОм и странной мощностью 1,2 Вт СГОРИТ в пять секунд!!! У меня очень большие сомнения в работоспособности и повторяемости этой схемы.

    1. Здравстуйте, фактическое потребление микросехемы IR2153 с ключами IRF740 около 5ма всего.Блок питания включается сразу, IR2153 начинает молотить при напряжении выше 9в, не стоит так заморачиваться с этими формулами. Мощность вы тоже направильно считаете, на резисторе не постоянный и не переменный ток, значение 1,2ватта взял из программы симулятора Multisim, т.е. фактическая рассеиваемая мощность на резисторе, для питания достаточно 2-х ваттного советского резистора. Все отлично работает, заказывал даже заводские печатные платы, сейчас добавлю фото в статью.

  10. Здравствуйте, помогите начинающему подобрать И.И.П попроще, но рабочая. Я изготовил импульсное автомобильное зарядное устройство на микросхеме К561ЛА7 и хочу в место тяжелого трансформатора поставить И.И.П. Схемы рисую очень хорошо, но читать я их не могу , некому обратиться Радиодеталей много -наследство, Спасибо.

  11. EI-33 — это 1/2 первичной вторичной обмотки и 1/2 первичной обмотки. Здесь используется тороид.

Добавить комментарий для Тимофей Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован.