Kapcsoló tápegység áramkör. Egy egyszerű kapcsolóüzemű tápegység az ir2153(d)-hez egy erősítőhöz és egyebekhez Fokozatos feszültség-átalakító az ir2153-hoz

Jó napot mindenkinek! Nézem diagramokat az interneten a kapcsolóüzemű tápegységekről és... És nem értem! Lehet, hogy a szerzők nem olvassák el az „Adatlapot” az alkatrészekről, vagy kifejezetten elvetik őket az UPS összeszerelésétől??? . Nézzük az IR2153 leírását: "az IR2153 -2155 továbbfejlesztett változata, a fejlesztések listája az interferencia elleni védelemre vonatkozik... Olvassuk: az ajánlott terhelő kapacitás 1000 pF, teljesítmény 0,650 W (rövid távon)! Tehát ezek az adatok az IR2151-en: Az IR2153 1n=1000 pf kapacitív terhelésű billentyűket tud vezérelni 600 V (v) És a kulcsok 400 V felettiek, mint 310 V. Viszont aki találkozott már ipari UPS áramkörrel, az jól tudja, hogy a kapcsolók legalább 600 V feszültségre vannak szerelve! Kínai sémák Néha 500 V-on égettek megjelennek. Remélem érthetően elmagyaráztam?! Ami a kulcsáram, és a kulcs ellenállása nyitott állapotban. Ez kevés hatással van az UPS teljesítményére. Elmagyarázza. Kapcsoló tápegység esetén az áramot a terhelésen való áthaladás korlátozza, és általában nem haladja meg a 2-3 A-t impulzusonként. Impulzusból! Megnézzük a billentyűk „adatlapját”, és azt látjuk: 100 fokos kristályhőmérsékleten. áram nagy tartalékkal az IR740 számára. Azonban ebben az esetben ez mínusz a kulcshoz! Minél nagyobb a kapcsolási áram, annál hosszabb a kapcsolási idő (lásd ott a grafikont), és természetesen annál kisebb az impulzus meredeksége, ami azt jelenti, hogy a hatásfok kisebb a maximumnál (75%). Ennek megfelelően ez a kulcs fog működni, de rosszul!!! A fentiek eredményeképpen: ez a kombináció mind a kulcsok, mind a vezető kiégéséhez vezet! Aki meg akarja ismételni ezt a sémát, az maroknyi elégett alkatrészre van ítélve! Tévedtem? Olvassa el a megjegyzéseket a hasonló diagramokhoz. A kérdés a következő: olyan okos vagy, mit ajánlasz? Mindenkinek ajánlom, aki erre vágyik egyszerű összeszerelés UPS, vegye át a diagramot az IR Company leírásából és ajánlásából - IR2153 illesztőprogram kapcsolókkal 4-5 A áramerősséghez és max. 600-900 V feszültség, legfeljebb 1000 pF vezérlőelektróda kapacitással. Példa STP5NK600C és hasonló MOSFET triódák. Most a kulcs nyitott állapotában fennálló ellenállásról: valóban, minél nagyobb, annál erősebb a kulcs melegítése. Egyesek azt mondják, hogy kevesebb a hatékonyság. Ebben az esetben a hatásfok nem 100%, és az ellenállás hatása nagyon kicsi. Tehát mi befolyásolja a hatékonyságot? A hatékonyságot maga az UPS áramkör befolyásolja, akár 94%-os hatásfokkal is összeállítunk egy rezonáns UPS-t. Hatékonyság akár 75% - a megfelelő gombokkal az IR2153-on!. Ez a hatékonyság nem elég neked? Hm. Mi a helyzet az impulzus transzformátorral? Hogyan korlátozza a hatékonyságot? számolt már valaki? Az 50 kHz feletti frekvenciákon jelentkező veszteségek jelentősen megnőnek, bár az 50 kHz-ig terjedő veszteségek nem nullák. Nézzük ipari áramkörök: az impulzus transzformátorok tekercselése nagyon szeszélyes feladat, két egyformán tekercselt transzformátor eltérő induktivitással rendelkezik! Mi ez? És ez az, ami! Minden IT-nek megvan a maga optimális működési frekvenciája. Hogy tetszik ez neked? Ennyi – olvass tovább, és nézd meg a TV-k UPS diagramjait, nagy teljesítményű erősítők, és egyéb gyári elektromos készülékek. Sok szerencsét!

A szóban forgó tápegység fő összetevője az IR2153 chip (meghajtó). Ez az illesztőprogram két változatban érhető el - IR2153 és IR2153D. A D betű azt jelenti, hogy a chip egy diódával van felszerelve, amely a felső kapcsolóvezérlő fokozatot táplálja. Így, ha az IR2153D illesztőprogramot használják az áramkörben, akkor a D2 diódát nem kell telepíteni. Ennek a tápegységnek a generálási frekvenciáját az R4 ellenállás és a C6 kondenzátor állítja be, amely az RT (2. érintkező) és CT (3. érintkező) kapcsaira van csatlakoztatva. A mikroáramkör optimális generálási frekvenciája 40 – 70 kHz, erre a tartományra van kiválasztva a Tr1 transzformátormag. A mikroáramkör egyik jellemzője a generálás leállítása a CT kimenet mínuszra történő rövidre zárásával. Ez az elv arra szolgál, hogy megvédje a mikroáramkört a rövidzárlattól egy adott áramforrás kimenetén.

Az IR2153 kapcsolóüzemű tápegység elektromos kapcsolási rajza

A tápegység működési elve

Tehát az első tápegység, nevezzük „nagyfeszültségűnek”:

Az áramkör klasszikus a kapcsolóüzemű tápegységeimhez. A meghajtót egy ellenálláson keresztül közvetlenül a hálózatról táplálják, ami csökkenti az ellenállás által disszipált teljesítményt a +310 V-os busz tápellátásához képest. Ennek a tápegységnek van egy lágyindító (bekapcsolási áramkorlátozó) áramköre a relén. A lágyindítást a C2 oltókondenzátor táplálja 230 V-os hálózatról. Ez a tápegység rövidzárlat és túlterhelés elleni védelemmel van felszerelve a másodlagos áramkörökben. A benne lévő áramérzékelő az R11 ellenállás, és a védelem kioldó áramát az R10 trimmelő ellenállás szabályozza. Amikor a védelem kiold, a HL1 LED világít. Ez a tápegység akár +/-70V bipoláris kimeneti feszültséget is biztosíthat (ezekkel a diódákkal a tápegység szekunder áramkörében). A tápegység impulzustranszformátorának van egy primer tekercselés 50 menetes és négy azonos, egyenként 23 menetes szekunder tekercs. A vezeték keresztmetszetét és a transzformátor magját az adott tápegységből nyerni kívánt teljesítmény alapján kell kiválasztani.

A második tápegységet hagyományosan „önellátású UPS-nek” nevezzük:

Ennek az egységnek az előző tápegységéhez hasonló áramköre van, de alapvető különbség az előző tápegységből az, hogy ebben az áramkörben a meghajtó a transzformátor külön tekercséből táplálja magát egy oltóellenálláson keresztül. Az áramkör többi csomópontja megegyezik az előzőleg bemutatott áramkörrel. Ennek az egységnek a kimeneti teljesítményét és kimeneti feszültségét nemcsak a transzformátor paraméterei és az IR2153 meghajtó képességei korlátozzák, hanem a tápegység másodlagos áramkörében használt diódák képességei is. Az én esetemben KD213A. Ezekkel a diódákkal a kimeneti feszültség nem lehet több 90 V-nál, a kimeneti áram pedig nem lehet több 2-3 A-nál. A kimeneti áram csak akkor lehet nagyobb, ha radiátorokat használnak a KD213A diódák hűtésére. Érdemes emellett a T2 gázkarnál megállni. Ez az induktor egy közös gyűrűs magra van feltekerve (más típusú magok is használhatók), a kimeneti áramnak megfelelő keresztmetszetű vezetékkel. A transzformátort, mint az előző esetben, speciális számítógépes programok segítségével számítják ki a megfelelő teljesítményre.

A harmadik számú tápegység, nevezzük „erős 460 tranzisztorral” vagy egyszerűen „erős 460-as”:

Ez a séma már lényegesen eltér a fent bemutatott korábbi sémáktól. Két fő különbség van: a rövidzárlat és a túlterhelés elleni védelem itt egy áramváltón történik, a második különbség a két további tranzisztor jelenléte a billentyűk előtt, amelyek lehetővé teszik a nagy teljesítményű kapcsolók (IRFP460) nagy bemeneti kapacitásának leválasztását. az illesztőprogram kimenetéről. További apró és jelentéktelen különbség, hogy a lágyindító áramkör korlátozó ellenállása nem a +310V-os buszban található, mint az előző áramkörökben, hanem a 230V-os primer áramkörben. Az áramkör tartalmaz egy, a primer tekercssel párhuzamosan kapcsolt snubber-t is impulzus transzformátor az áramellátás minőségének javítása érdekében. Az előző sémákhoz hasonlóan a védelem érzékenységét egy trimmelő ellenállás (jelen esetben R12) szabályozza, a védelem aktiválását pedig a HL1 LED jelzi. Az áramváltó bármilyen kis magra van feltekerve, amely kéznél van, a szekunder tekercsek egy kis átmérőjű, 0,2-0,3 mm átmérőjű huzallal vannak feltekerve, két, egyenként 50 menetes tekercs, a primer tekercs pedig egy menetes kereszt huzal. -szakasz elegendő a kimeneti teljesítményéhez.

És a mai utolsó impulzus: impulzus blokk izzók tápegysége” – nevezzük így.

Igen igen, ne csodálkozz. Egyik nap szükség volt egy gitár-előerősítő összeszerelésére, de nem volt kéznél a szükséges transzformátor, és akkor ez az impulzusgenerátor, amelyet erre az alkalomra építettek, nagyon kisegített. A séma maximális egyszerűségében különbözik az előző háromtól. Az áramkör önmagában nem rendelkezik rövidzárlat elleni védelemmel a terhelésben, de ebben az esetben nincs szükség ilyen védelemre, mivel a szekunder +260 V-os busz kimeneti áramát az R6 ellenállás, a szekunder kimeneti áramot pedig az R6 ellenállás korlátozza. A +5 V-os buszt a 7805 stabilizátor belső túlterhelés-védelmi áramköre korlátozza. Az R1 korlátozza a maximális indítóáramot, és segít elzárni a hálózati zajt.

A tápegység IR2153 mikroáramkörre épülő félhidas áramkörrel épül fel. Ennek a blokknak a kimenetén bármilyen feszültséget kaphat, amire szüksége van, minden a transzformátor szekunder tekercsének paramétereitől függ.

Nézzük meg közelebbről a kapcsolóüzemű tápegység áramkörét.

A tápegység teljesítménye ezekkel az alkatrészekkel körülbelül 150 watt.

Az AC hálózati feszültség egy biztosítékon és termisztoron keresztül jut a dióda egyenirányítóhoz.

Az egyenirányító után van egy elektrolit kondenzátor, amely nagy árammal töltődik fel, amikor a készüléket bekapcsolják a hálózatba, a termisztor éppen korlátozza ezt az áramot. 400-450 V feszültségű kondenzátor szükséges. További állandó nyomásáramkapcsolókhoz megy. Egyszerre egy korlátozó ellenálláson keresztül és egyenirányító dióda tápellátást kap az IR2153 chip.

Erőteljes ellenállásra van szüksége, legalább 2 wattos, jobb, ha 5 wattosat vesz. A mikroáramkör tápfeszültségét egy kis elektrolit kondenzátor simítja, amelynek kapacitása 100-470 μF, előnyösen 35 Volt. A mikroáramkör téglalap alakú impulzusok sorozatát kezdi produkálni, amelynek frekvenciája az időzítő áramkör összetevőinek névleges értékétől függ, a frekvencia 45 kHz körül van.

A kimeneten egy felezőpontos egyenirányító van felszerelve. Egyenirányító diódaszerelvény formájában, to-220 házban. Ha a kimeneti feszültséget 40 V-on belülre tervezik, akkor használhatja a számítógép tápegységeiből forrasztott dióda szerelvényeket.

A feszültségnövelő kondenzátort a felső térkapcsoló megfelelő működésére tervezték, a kapacitás attól függ, hogy melyik tranzisztort használják, de átlagosan 1 μF elegendő a legtöbb esetben.

Mielőtt elkezdené, ellenőriznie kell a generátor működését. Ebből a célból körülbelül 15 V egyenfeszültséget biztosítanak külső áramforrásról a mikroáramkör jelzett érintkezőire.
Ezután ellenőrizni kell a téglalap alakú impulzusok jelenlétét a terepi kapcsolók kapuján, az impulzusoknak teljesen azonosnak kell lenniük, azonos frekvenciájúak és töltetűek.
Az áramforrás első indítását egy 220 V-os, körülbelül 40 watt teljesítményű biztonsági izzólámpán keresztül kell végrehajtani, fokozottan ügyeljen arra, hogy működés közben ne érintse meg a táblát, a készülék hálózatról való leválasztása után várjon néhány percet, amíg A nagyfeszültségű kondenzátor a megfelelő ellenálláson keresztül kisül.
Nagyon fontos kiemelni, hogy ez az áramkör nem rendelkezik rövidzárlat elleni védelemmel, így minden rövidzárlat, még a rövid távú is, a tápkapcsolók és az IR2153 mikroáramkör meghibásodásához vezet, ezért legyen óvatos.

Egyszerűsített híd az IR2153-on- egy eszköz, például egy híd, amely egy univerzális meghajtón van a vezérléshez térhatású tranzisztorok, joggal tekinthető az egyik leghatékonyabb átalakító modulnak. De egy ilyen eszköz összeszereléséhez jelentős pénzügyi befektetésekre lesz szükség, és figyelembe kell venni a gyártás technológiai bonyolultságát is. Ez az, ha egy nagy teljesítményű, több kilowattos híd megépítését vállalja, akkor igen, lesznek nehézségek.

De ha az alábbi diagramot használja, akkor nem lesz probléma, különösen azért, mert az eszközt két népszerű IR2153 chipre szerelték össze, amelyek nagyfeszültségű meghajtók belső generátorral. A mikroáramkörök csatlakoztatásának elve elterjedt, és többször tesztelték félhídon. Ez a funkció azt eredményezi, hogy az R bemenetről először a második chipet kell órajelezni.

Elektronikus alkatrészek minősítése:

B1- dióda híd RS2007, RS3507 és hasonlók. Pár száz wattnál nagyobb teljesítmény esetén radiátort kell felszerelni rá.
C1, C7 - elektrolitok 630...1000 µF x 400 V
R1, R5 - 33..56kOhm 2W. A pontosabb számításhoz használhatja a képletet
R=310/(2*Cshutter*15,6*fwork+0,003)
C2, C5 - elektrolitok 220uF 25V
C8, C9 - kerámia 0,1uF 25V
R8 - 2 Ohm 0,25 W
R9 - 24 kOhm
R10 - 6 kOhm
R2, C3 - az IR2153 adatlapjából számítva a szükséges gyakoriság alapján
IC1, IC2 - IR2153, IR2153D, IR21531 (ha IR2153D-t használ, akkor ne telepítse a D1-et és a D2-t!)
D1, D2, D3, D4 - UF4007, BYW26C, BY329 vagy más hasonló ultragyors diódák
C4, C6 - tantál 22uF 25V
R3, R4, R6, R7 - 10...30Ohm 0,25W (alacsonyabb érték nehéz kapuknál, magasabb érték könnyű kapuknál)
Q1, Q2, Q3, Q4 - IRF840 vagy valami hasonló. Minden az Ön igényeitől függ

Ami például a számításokat illeti: R2, C3, mint fentebb említettük, az adatlapból kell meghatározni, és sok program létezik a számításokhoz. Ha valakinek ez egy sűrű erdő, akkor úgy gondolom, hogy akkor egyáltalán nem kell tervezni.

Az alábbiakban egy nyomtatott áramköri kártya található, amelyen az alkatrészek és beépítési helyük meg van jelölve.

Ennek a hídnak a terhelése lehet egy TV vízszintes pásztázó kimeneti transzformátora, SSTC tekercs vagy valami hasonló, de a teljesítmény nem haladhatja meg az 1000 W-ot. Ha nagy teljesítményt használ, akkor nincs garancia a mikroáramkör stabil működésére. Ha azonban továbbra is nagy teljesítmények megvalósítására van szükség, akkor a 310 V-os szűrőkörbe kondenzátorokat kell hozzáadni, akkor fennáll annak a lehetősége, hogy nagy teljesítményen tökéletesen működik.

Technikai információ

1. Indításkor a szűrőáramkörben lévő kondenzátorok folyamatos töltési ciklusa következtében erős impulzusáram-lökés jön létre. Ebben az esetben a megszakítók működhetnek, ha ez megtörténik, akkor a hálózati áramkörbe egy NTC termisztort kell beépíteni, amely az impulzusos tápegységek és az elektronikus előtétrendszerek védelmére szolgál, az értékek előzetes kiválasztásával ​a szükséges áramerősségnek megfelelően.
2. Kimeneti transzformátor terhelésként történő csatlakoztatásakor a primer tekercset legalább 65 fordulattal fel kell tekerni.
3. Az elemek elrendezésekor nyomtatott áramkör, a legjobb, ha a mikroáramkörök alá dugaszolóaljzatokat szerelünk fel, és az áramkör telepítésének teljes befejezése után helyezzük bele magát a mikroáramkört.