Импульсный блок питания на IR2153. ч.1

• Обсуждение сборки и расчета импульсного блока питания на основе микросхемы IR2153.  

• Микросхема выпускается в двух корпусах: для планарного монтажа и DIP-8.  

• Структурная схема микросхемы включает генератор на операционных усилителях и RS-триггере, логический блок, детектор напряжения питания и формирователь.  

• Генератор состоит из операционных усилителей DA1 и DA2 и RS-триггера.  

• Резистивные делители формируют три опорных напряжения: 10 В, 5 В и 2.5 В.  

• В момент включения конденсатор C1 полностью разряжен, что приводит к логической единице на выходе RS-триггера.  

• Конденсатор C1 заряжается через резистор R1, пока напряжение не превысит 5 В.  

• При достижении 5 В на выходе DA2 формируется логический ноль, что переводит RS-триггер в состояние логического нуля.  

• Конденсатор C1 разряжается через резистор R1, пока напряжение не станет меньше 10 В.  

• При достижении 10 В на выходе DA1 формируется логический ноль, что снова переводит RS-триггер в состояние логического нуля.  

• Процесс заряда и разряда конденсатора C1 повторяется бесконечно, создавая непрерывную смену логических состояний.  

• RS-триггер имеет два выхода: прямой и инверсный, что позволяет управлять силовыми ключами.  

• Введены дополнительные узлы для обеспечения задержки управляющего импульса и управления выходным каскадом драйвера.  

• Формирователи пауз и дополнительные транзисторы обеспечивают надежность и управление выходным каскадом.  

• Схема содержит систему мягкого старта и защиту от перегрузки.  

• При подаче напряжения на клеммы 220 В, переменное напряжение выпрямляется диодным мостом ВД1 и заряжает конденсатор C24.  

• Емкость конденсатора C4 выбирается из расчета 1 мкФ на 1 Вт выходной мощности преобразователя.  

• Для преобразователя мощностью 200 Вт емкость конденсатора C4 должна быть 220 мкФ.  

• Для преобразователя на 500 Вт емкость конденсатора C4 должна быть 470 мкФ.  

• Заряд конденсатора C4 происходит непосредственно от сети, и его сопротивление равно нулю в момент включения.  

• Рекомендуется использовать диодный мост РС1007 из-за его максимального тока 10 А.  

• Первичное напряжение попадает на силовые транзисторы через резисторы R16 и R18 и конденсаторы C13 и C14.  

• Номиналы резисторов и конденсаторов одинаковы, что формирует половину напряжения первичного питания около 155 В.  

• При входном напряжении 220 В переменного тока, на обкладках конденсатора C4 будет около 310 В постоянного тока.  

• Для расчета постоянного напряжения нужно умножить значение переменного напряжения на 1.414.  

• На выводе 1 микросхемы появляется напряжение, которое должно превысить 9 В для запуска полумостового драйвера.  

• Резисторы R4 и R6 ограничивают ток, и напряжение на выводе 5 микросхемы управляет затвором нижнего транзистора.  

• Выходные каскады состоят из двух транзисторов разной структуры.  

• Максимальный ток транзисторов отличается в два раза, что влияет на температуру силовых транзисторов.  

• Для микросхемы IR2155 максимальный ток транзисторов составляет 210 мА для включения и 420 мА для выключения.  

• Расчет внутреннего сопротивления транзисторов показывает, что активное сопротивление транзистора для открытия составляет 71 Ом, а для закрытия — 33.7 Ом.  

• Проверка быстродействия силового каскада исключает протекание сквозного тока.  

• Время открытия и закрытия транзисторов составляет 427.8 нс и 279.  

• Накопленная энергия на затворе транзистора IRFP450 составляет 150 нКл.  

• У транзисторов STI накопленная энергия составляет 75 нКл, что в два раза меньше.  

• Микросхема может использоваться для сборки автомобильного нестабилизированного преобразователя напряжения.  

• Открытие транзистора VT3 приводит к разряду конденсатора C14 и заряду C13.  

• Конденсатор C10 заряжается через диод и полностью заряжается.  

• Смена состояния на внутреннем RS-триггере приводит к закрытию транзистора VT3.  

• Через 1.3 микросекунды открывается транзистор VT2.  

• Конденсатор C10 обеспечивает напряжение для открытия VT2.  

• Конденсаторы C13 и C14 соединены последовательно для постоянного напряжения и параллельно для переменного.  

• RS-триггер меняет состояние, закрывая VT2 и VT3.  

• Через 1.3 микросекунды снова открывается VT3, и цикл повторяется.  

• Открытие VT2 заряжает конденсатор C8 и частично C7.  

• VT3 разряжает C8 через диод VD7.  

• Конденсатор C7 заряжается до достаточного уровня для открытия VT1.  

• Конденсатор C3 снижает рабочую частоту для мягкого старта.  

• Защита от перегрузки использует трансформатор тока с одним витком в первичной обмотке и 50 витками во вторичной.  

• При критическом напряжении открывается тиристор VD4, замыкая первый вывод микросхемы с минусовым проводом.  

• Для разблокировки защиты необходимо выключить блок питания и снова включить через 30-50 секунд.