对于饲养多达1,5KW使用和误用的IR2153的 – ElettroAmici

该项目将在手册被认为是 IR2153, 或者更好的将理论呈现为不同的脉冲电源的建设的基础. IR2153 它与内部振荡器的高电压驱动器. 它可以实现开关电源功率高达 1,5 千瓦 基于具有最小的电路的半电桥电路.

鉴于在文章中说 IR2153 并在标题中也存在车型 IR2151和IR2155 浩

做了一桌 其中突出的主要区别,

他们是可以互换的，直到所涉及的权力是不高, 但是，直到我们下面 300w ^ 没有什么能够阻止你乱用了三选一, 如果你不想冒险，你仍然应该得到最强 IR2155.

在这篇文章中我也解释这些差异，当代替他人使用模板.

有相同的集成的两个版本, 它们仅区别在于二极管的存在下，升压电压:

的框图。 IR2153

功能图 IR2153D 具有内部二极管D1

下图显示了在输入级由三个运算放大器和触发器SR的:

起初我没有注意到, ragionandoci一些心理雾已经消失了，我意识到，我已经看到了类似的电路, 匝匝甚至在距离 50 年继续使用 555!!

的框图。 555

最初，当应用电压C1放电和运算放大器的反相输入端是零, 和非非反相输入端具有由电阻分压器提供的正电压. 其结果是，全部三个具有在逻辑电平一个输出电压. 因为R输入是具有零电平活性对输出条件没有影响, 但在S输入将设置C1开始通过电阻R充电触发器的输出Q1.

上的Ct上的电压的过程中由蓝色线表示, 红色在OP的输出电压1, 绿色OP的输出2, 玫瑰，触发器的输出Q和Q输出芥末否认.

只要在CT上的电压超过 5 V输出，OP2 VA零, 继续载荷C1 的电压达到值比在略高 10 伏而这一次变为零OP的输出1, 这又导致零触发器的Q输出. 从这点C1开始通过电阻器R排出1, 并尽快两端的电压会低于有点” 10V L'uscita在1 返回到 1. 当电容器上的电压的Ct变得不太 5V中的OP的输出2 将重置触发器，并重新启动充电的Ct.

在芯片有两个附加的模块 UV DETECT Ë 逻辑. 在其中第一个是负责启用C的充电过程1 只有高于某一电源电压，并产生所必需的防止两结局第二延迟脉冲是导电的，同时通过短路过功率级中的电源.接下来是逻辑电平为中间和上部甲板到下一个除法.

考虑的典型简化方案 IR2153:

我脚 8, 7 Ë 6, 分别, 是输出VB, HO和VS, 就是说, 电源管理上支 (VB), 最后阶段的试点 (HO) 和负的控制模块的上部分支的 (VS). 要注意这样的事实，当下面的分支是活跃, 二极管D1开始加载C3事实与T2导通时，电容器实际上是连接到地. 一旦输出改变状态T2分离 , 并经由T1 HO进入导通. 在这一点上, 在VS上的电压开始增加了整体正电源的平, 鉴于在这些条件下T1具有欧姆的十分之一的电阻.

事实证明，导通的晶体管的维护需要至少一个栅极电压 8 伏比电源电压高, 它提供了精确的C3装 15 伏特, 让您随时T1导通, 由于能量存储在它时，T2为导电由于D1. 在此阶段，同一二极管不允许电容器到同一电源放电. 一旦冲动控制引脚 7 终止T1打开晶体管和关闭在其位置T2, 再次充电电容器C3的一个电压 15 V. 所述C3值在很大程度上取决于在其是导电的T1的时间. 您应该避免使用电解质以上工作频率 10千赫, 尽管这种Ic为能够从操作 10赫兹为300KHz.

从几乎工作 40 Ë80KHZ 通过使用，将足够的电力容量 220nF的 , 要确保你选择的值 1uF的. 振荡器的频率, 它可以从该曲线图在集成的数据来确定, 为方便起见，我附上一份.

选择一个合适的MOSFET

在下表中，我总结了最常用的MOSFET，我找到了解决这个集成的特性. 如果一个有用的，你必须寻找等值破损的情况下，, 在我们可以在我们身上的模型之间选择表进行筛选，虽然不是完全等效顺利反正.

它可用于从头电源设计.

相对栅极电阻的计算

因为它是已知, 场效应晶体管的动态特性不被它的寄生电容的值，其特征在于更精确地, 但是从总电荷栅极-QG的. 所述的Qg参数值在数学上由脉冲电流用的晶体管的开关时间的栅极互连, 从而允许显影剂适当地计算所述控制节点. 举个例子MOSFET的IRF840非常普遍，存在于表.

与漏极电流Id = 8 一个, 漏极 - 源极电压Vds = 400 V和栅极 - 源极电压Vgs = 10 V, 的栅极电荷Qg为= 63 NC.

应指定具有相同的Vgs, 栅极电荷随着漏极电流Id的并与在电压Vds的减小而减小, 在可见的计算，这两个电压是对于良好的采取由制造商提供的价值, 小的变化不影响计算的最终结果. 我们将计算控制电路的参数, 只要有必要达到接通晶体管吨的时间= 120 NS. 要做到这一点, 司机控制电流的值必须:

T =的Qg /吨= 63 X 10-9/ 120 ×10-9 = 0.525 (一个) (1)

当在栅极Vg的控制电压脉冲的幅值= 15 V, 驱动器输出电阻的总和和限制电阻器的电阻必须不超过:

RMAX = Vg的/ IG = 15 / 0.525 = 29 (欧姆) (2)

我们计算出驾驶员的级联输出芯片的输出电阻 IR2155:

罗恩= VCC / I最大= 15V / 210MA = 71,43 欧姆 的roff = VCC / I最大= 15V / 420MA = 35,71 欧姆

考虑到值根据下式计算 (2) RMAX = 29 欧姆, 我们的结论是晶体管的规定速度 IRF840 它不能由司机IR2155获得. 如果在栅极电路中，电阻Rg被安装= 22 欧姆, 晶体管的点火时间被定义如下:

REON = RG + RF, 鸽子

RE = 总阻力

RF =驱动器输出阻抗,

在功率晶体管的栅极电路RG =外部电阻

久纱野水= + 71,43 = 93,43 欧姆; 离子= ​​Vg的/ RE, 鸽子

离子=驱动电流

控制栅极电压的VG =值

离子= 15 / 93,43 =160毫安; 吨=的Qg /离子= 63 X 10-9 / 0,16 = 392 纳秒 睡眠时间可以与上述的公式来计算:

REoff = RF + RG = 35,71 + 22 = 57,71 欧姆;

Ioff = Vg的/ Reoff = 15/58 =259毫安

TOFF =的Qg / Ioff = 63 X 10-9 / 0,26 = 242nS 要获得的实时有必要添加在物理上采用晶体管来传递从一个阶段到另一个阶段时的值，这是为，对于条件为40ns，80ns的和将被关断的实时

音 392 + 40 = 432nS, ËToff的 242 + 80 = 322nS.

现在，仍有待确定的功率晶体管是否有时间到第二个开始前完全附近平仓. 一个TAL罚款, 我们添加Ton和Toff得到 432 + 322 = 754 纳秒, 相当于 0,754 μS.

从数据显示， 死的时间 的IR2151不能使用，因为它是 0,6 μS.

在数据表它说，死区时间 (小费。) 它是固定的，取决于型号, 但也有从它出现的是一个很尴尬的数字 死的时间 是 10% 控制脉冲持续时间的:

为了打消疑虑, 我做了一些测试与基本电路的双通道示波器，看看有什么出来, 事情孩子的好奇心，我从来没有失去new've, 这是结果:

功率为 15 V和频率为 95 千赫. 正如你从照片看, 用扫描 1 μS, 的停顿的长度是比特“多于一个除法, 完全匹配 1,2 μS. 此外，降低频率，你可以看到如下:

正如你可以从图片中看到的频率 47 千赫, 暂停时间几乎是不变, 那么说，死区时间的部分 (小费。) 1,2 毫秒是真实的. 由于电路都已在运作中, 这是不可能抑制另一个实验, 降低供电电压，以确保发电机的频率并没有增加. 结果是如下图像:

然而, 的期望没有道理, 而不是增加频率我亲眼目睹了其还原, 但幸运的是，该变化小于 2%.

价值可以忽略不计考虑的更多的供应比变化 30%. 还应该注意的是，暂停时间略有增加. 这其实是相当不错的, 当控制电压减小稍微改变打开和关闭所述功率晶体管的时间，并提高在这种情况下，断裂是非常有用的. 需要注意的是 UV DETECT 其功能, 块的过度降低电源，然后重新激活芯片时，它超出最小电平的情况下，振荡器. 现在回到我们的例子, 与栅极电阻 22 欧姆关闭和开启仍 0,754 美国CON IRF840, 这个值小于暂停 1,2 我们, 典型的芯片本身的. 所以, 通过电阻器的IR2155和IR2153 22 欧姆可以控制IRF840, 但肯定IR2151将被丢弃, 以及过低的死区时间，因为晶体管需要注意的 259 mA和 160 毫安, 而IR2151具有最大值是 210 mA和 100 妈. 明显, 因此能够提高安装在功率晶体管的栅极的电阻, 但在这种情况下，有一种超越死区时间的风险. 为了减少在开关电源中的功率晶体管的开关噪声并联使用分流电阻与电容器串联到变压器的绕组. 这个节点被称为缓冲. 抑制范围的电阻器选择具有的评估 5-10 倍大于MOSFET的漏极 - 源极电阻.

的电容由下式确定: C = TDT / 30 个R TDT是上和下晶体管的截止时间.

基于这样的事实，过渡量3RC的时间, 必须 10 倍小于TDT的持续时间. 缓冲延迟打开和FET控制电压波动的关闭相对于它门的力矩，并减少在漏极和栅极之间的电压变化率. 结果, 冲动的电流脉冲的峰值是轻微的，其使用寿命更长. 几乎不改变导通时间段, 阻尼电路显著降低了FET关断时间，并且限制了产生的干扰频谱, 您可以在位置绘制indifferemtemente并行找到它或直接向trasgormatore的绕组, 两个配置之间的差异是如此边际都应被认为是在实践中可互换.

下面是一些实用的图案周围可见.

在几乎没有下面的方案表示变压器线圈的数量，因为他们是根据变压器本身的特点，还因为在大多数情况下，没有指定，我发现图案被计算. 用最简单的开关电源 IR2153 这是具有最小功能的电子变压器:

在方案 1, 没有多余的功能, 和次级被由一对双肖特基二极管中的两个双极型功率整流器形成. 的能力， 220 uF的 输出到桥接与的经验公式计算 1 uF的 每对负载瓦. 在这种情况下，它被用于立体声放大器 100w ^ 每信道. 在变压器的初级两个电容器2U2被放置在从所述范围 1 一个2U2 .

该功率取决于变压器磁芯和功率晶体管在理论上的最大电流可达到 1500 瓦. 在实践中, 在该方案中这取决于晶体管温度的最大电流 STP10NK60Z, 最大电流 10 一个 如果你只有 25 度. 当硅盐的温度，以 100 度降低到 5,7一个, 和谈论硅的温度, 而不是散热片的温度. 因此，最大功率必须根据所划分晶体管电流被选择 3, 如果你给一个功率放大器和除以 4, 如果一个馈送恒定负荷, 如白炽灯. 也就是说，你可以在理论上电源放大器

10/3 = 3,3A 3,3A X 155V = 511W totali.

对于恒定负载 10/4 = 2,5 一个 2,5 甲X 155V = 387W.

从计算参考一个固定的电压由 155V, 它来自哪里该值? 它是从有效电压导出上以最大功率的平滑电容器, 的值是经验性的，但, 这是不是从真正的价值很大不同，使我们能够简化我们的生活，从没有真正太大的偏差.

在这两种情况下，理论化的收益率 100%, 无法达成 .

还, 想要得到的最大功率 1500w ^ 考虑到需要 1 uF的 为负载功率的每瓦主电源容量的, 它需要一个或多个电容器去的 1500 uF的 道达尔和加载它们应该是一个软起动，以免在每个开关跳计数器.

更大的权力，并在下面的方案电流保护 2:

这是由过载保护由于实施电流互感器. 在大多数情况下，你使用的铁氧体环直径为 12 一个 16 毫米, 其中通过包封 60 一个 80 绝缘电线直径的双线线圈 0,1 毫米. 以形成用于所述次级绕组的中心抽头. 初级绕组通过缠绕一到两个线圈由, 有时为了方便，也使得它转弯半, 当它进入功能降低了集成电路的电源引起, 得益于内部保护停止最后的驱动. 一旦scaricatosi电解质SCR关闭和改革返回权权力运行的最终规则. 两个电阻 62ķ 并联允许喂集成具有良好的初级功率偏移 (180 … 240V). 在为了不使内部的齐纳二极管，如果它使用从外部 1,3 W上的 15 V. 基于围绕底部晶体管的附加电路允许逐渐开始具有较低频率, 直到完全充电的 ± 80 V 电容器 1000 uF的.

与分离器 330K-4K7 和与它连接的二极管从电解初期加入 4U7, 在晶体管这样的栅极电压，这增加了振荡器的容量, 只是足够的时间来对电容器充电也不会超负荷变压器铁氧体.

在此时间之后，晶体管岛和集成回在其工作频率运行.

缓冲网络的存在消除了杂波引起进给器的相当一部分.

脉冲电源的另一个实施例能够提供给负载的 1500 W¯¯包含主电源软启动系统而次级具有过载保护, 还它创建用于风扇的冷却翅片的强制通风张力. 功率MOSFET的快速关断的问题是由两个晶体管BD138来解决, 它们与放电极简单的MOSFET的栅电容.

这样的系统允许使用相对有力的元件的 IRFPS37N50A, SPW35N60C3, 更何况和 IRFP360ØIRFP460. 在电源二极管电桥的主点火电压的时间到达时通过电阻器 360 欧姆, 由于继电器是开放的. 还, 电阻器两端的电压 47ķ 它被施加到芯片, 经由两个电阻同时 33 是肯定的 360 其是指FAN终端和继电器线圈. 有了它们，电容器逐渐从充电 100uF的 由于继电器线圈的第二部分是一个齐纳二极管的一部分和SCR一旦该电压达到 13V 这将触发，将激发继电器的SCR. 在这里，你必须记住的是， IR2155 已经开始的大约电源电压来操作 9 V, 然后在其上已经工作原理是产生用于驱动初级控制脉冲继电器的激励.

驾驶，与开放继电器经过电阻器发生与看出，减小的功率 360. 该特技以限制副电源滤波电容器的充电电流是很重要. 一旦继电器线圈由晶闸管励磁他交往既分流限流电阻. 在变压器中，提供进一步的绕组用于供给冷却风扇 (风扇), 它与限流电阻.

最近，我被要求低电压稳定，但是从高起动电压启动, 下面的一个是一个优雅的解决这个问题的, 所述MOSFET T2被利用，就好像它是一个二极管, 当你爬上的紧张局势找到恢复二极管承受高电流肯定比常见的MOSFET更贵.

方案 5 使用IR2155用于升压电路. 在这个方案, 上述高身高者被连接到电源电压:

如前述实施例中, 功率晶体管的关闭与两个BD140制成. 最初，汽车电池与12V的边缘的一部分，并且然后供给电压稳定在 15 通过额外的电压抑制的二极管V, 的限流电阻和齐纳稳定化集成的电源电压. 不存在在图中有一个热开关被固定在散热片, 它会通过关闭集成停止REM电压. 这些二极管必须是快了快了SF16系列, HER106, 等等.

有了这个，我想我已经澄清了这一系列集成的许多方面, 但作为最后的治疗, 地方，我用我的功放适配器 200+200w ^, 从垃圾填埋场与来自PC电源恢复变压器实现保存.

尤尼卡除了电阻器构成的图和缓冲网络中不存在 100 欧姆用串联电容器从 100 pF的在平行于所述次级每个二极管.

这种后续修饰还使它适用于传统的线性放大器.

在这里面有一个软启动的EMI滤波器和过度吸收保护, 许多无源器件的是原电, 为什么别处寻找什么，我手头上有?

我故意什么文章的东西真的很不错的说，没有解释这一最新方案，看看.

Amilcare问候