Ir2153 как драйвер

2 схемы

Основные схемы подключения, подключение устройств и назначение контактов разъема

IR2153: параметры чипа, техническое описание и схемы питания

На основе микросхемы IR2153 и мощных транзисторов IGBT было разработано множество схем, таких как контроллер и генератор индукционного нагревателя, источник питания катушки Тесла, преобразователи постоянного тока, импульсные источники питания и т. д. А пакет NGTB40N120FL2WG + IR2153 лучше всего работает вместе, когда IR2153 является драйвером — генератором основных импульсов и парой биполярных транзисторов с изолированным затвором 40A/1000V, которые могут справиться с большим током нагрузки.

Схема включения IR2153

Если вы собираетесь повторить какую-либо из этих схем, вот файл с файлами платы. Схема контроллера затвора для их управления питается от 15В постоянного тока; на транзисторы выходного каскада подается напряжение до 400 В.

Бортовой импульсный блок питания IR2153

Кстати, IR2153 — это усовершенствованная версия популярного IR2155. и микросхемы IR2151, включая драйвер высоковольтного полумоста. IR2153 предоставляет больше возможностей и проще в использовании, чем предыдущий m/s. Предусмотрена функция блокировки, так что оба выхода драйвера затвора могут быть отключены при низком напряжении сигнала. Помехоустойчивость была значительно улучшена, как за счет уменьшения импульсных пиков. Наконец, особое внимание было уделено максимально полной защите от электростатических разрядов во всех клеммах.

Источник

Схема простого балласта в IR2153

В следующей статье мы рассмотрим простую схему электронного балласта на базе микросхемы IR2153 (IR2151) .

Основные параметры IR2153 следующие:

  • максимальное выходное напряжение В В по отношению к общему проводу — 600 В;
  • напряжение питания (В куб.см ) -15В;
  • ток стока (I сс ) — 5 мА;
  • максимальный ток управления 1 0 — +100 мА / -210 мА;
  • время включения (t до ) — 80 нс;
  • время выключения (t выключения ) — 40 нс;
  • пауза переключения (задержка) — 1,2 мкс.

Принципиальная схема ЭПРА на базе IR2153 представлена ​​на следующем рисунке:

Принципиальная схема IR2153

IR2153 представляет собой высокоэффективный полевой МОП-транзистор (полевой транзистор с изолированным затвором) с внутренним генератором. Является точной копией генератора, используемого в таймере серии 555, отечественный аналог — КР1006ВИ1. Он работает напрямую от шины постоянного тока через разгрузочный резистор R1.

Внутреннее регулирование напряжения предотвращает превышение V QC 15,6 В. Блокировка минимального напряжения блокирует выходы драйвера затвора VT1 и VT2, когда V dc ниже 9В.

Структурная схема блоков IR2153

DA1 имеет два выхода управления:

  • потяните вниз 5 для управления VT2;
  • верхний вывод 7 управления VT1 «плавающий», т.к. генератор импульсов управления полевым транзистором VT1 питается от плавающего источника, который составлен из элементов ВД2, С7).

При управлении силовыми ключами (VT1, VT2) микросхема IR2151 обеспечивает задержку переключения 1,2 мкс во избежание ситуации, когда транзисторы VT1 и VT2 закрыты. течет через них и тут же выключает оба транзистора.

Примечание.

Этот балласт предназначен для питания одной или двух ламп мощностью 40 (36) Вт (ток лампы 0,43 А) переменного тока 220 В 50 Гц. использовать две лампочки по 40 Вт, необходимо выполнить элементы, отмеченные пунктиром (EL2, L3, C11, RK3). Следует отметить, что для стабильной работы номиналы элементов в параллельных ветвях должны быть одинаковыми (L3, C11 = L2, C10) и одинаковой должна быть длина проводов, подводимых к лампам. .

При использовании драйвера на две лампы лучше применять частотный нагрев электродов (без ПТК). Этот способ будет рассмотрен в следующей статье (описание ЭПРА на микросхеме IR53HD420 ).

При использовании ламп другой мощности (18-30 Вт) необходимо изменить номинальные значения L2 = 1,8-1,5 мГн (в таком порядке); при использовании газоразрядных ламп мощностью 60-80 Вт — L2 = 1-0,85 мГн и R2 — из условия согласования F r = F b (формулы для расчета этих частот приведены ниже).

Читайте также:  Neverhood как пройти мышку

Сетевое напряжение 220 В подается на сетевой фильтр (ЭМС-фильтр), образованный элементами С1, L1, С2, С3. Необходимость их использования обусловлена ​​тем, что ключевые преобразователи являются источниками электромагнитных высокочастотных помех, сетевые кабели которых излучают в окружающее пространство в качестве антенн.

Действующие российские и зарубежные стандарты регламентируют уровни радиопомех. создаваемые этими устройствами. Хорошие результаты дают двухсекционные LC-фильтры и экранирование всей конструкции.

На входе сетевого фильтра установлена ​​традиционная сетевая защита от перенапряжения и импульсная защита от помех, включающая варистор РУ1 и предохранитель FU1. Термистор NTC RK1 ограничивает бросок входного тока, вызванный зарядкой емкостного фильтра С4 на входе инвертора при подключении ЭПРА к сети

Затем диодный мост VD1 выпрямляет сетевое напряжение и конденсаторы С4 его сглаживают. Цепочка R1C5 питает микросхему DA1 — IR2153. Частота внутреннего генератора F r микросхемы задается элементами R2=15 кОм; С6 = 1 нФ по формуле:

Резонансная частота первичного контура F 6 задается элементами L2 = 1,24 мГн ; С10 = 10нФ по формуле:

Правило.

Для обеспечения хорошего резонанса необходимо следующее. условия: частота внутреннего генератора должна быть примерно равна резонансной частоте первичного контура, т.е. F r= F b

In наш случай, это он следует правилу. Элементы VD2, С7 образуют плавающий источник питания (бутстрап) формирователя импульсов для управления полевым транзистором VT1. Элементы R5, C9 — демпфирующая цепь (снаббер), предотвращающая щелканье (паразитная работа тиристора в структуре КМОП-контроллера) оконечных каскадов микросхемы. R3, R4 — ограничительные подзатворные резисторы, они ограничивают наведенные токи, а также защищают оконечные каскады микросхемы от взломав. Увеличивать (в широких пределах) сопротивление этих резисторов не рекомендуется, так как это может вызвать самопроизвольное открывание силовых транзисторов.

Конструкция и детали

Сетевой фильтр индуктивности L1 наматывается на ферритовое кольцо К32х20х6 М2000НМ двухжильным сетевым кабелем до полного заполнения окна. Блок питания телевизора, видеомагнитофона, компьютера можно заменить дросселем PFP.

Хорошие результаты шумоподавления обеспечивают специализированные фильтры EPCOS:

Преддроссель электронный L2 выполнен на магнитопроводе формы W из феррита М2000НМ. Размер жилы Ø5х5 с зазором 8 = 0,4 мм. В нашем случае величина зазора равна толщине зазора между контактными поверхностями половинок магнитопровода. Магнитопровод можно заменить на Шбхб с зазором 8 = 0,5 мм; Ø7х7 с зазором 8 = 0,8 мм.

Читайте также:  Argox 203dt драйвер как установить

Для создания зазора необходимо между контактными поверхностями разместить прокладку из немагнитного материала (стеклотекстолита без фольги или гетинакса) подходящей толщины половинок магнитопровода и скрепите эпоксидным клеем.

Примечание

Значение индуктивности катушки индуктивности (при постоянном числе витков) зависит от величины немагнитного зазора. При уменьшении зазора индуктивность увеличивается, при увеличении — уменьшается. Уменьшать зазор не рекомендуется, так как это приведет к насыщению сердцевины.

При насыщении сердечника его относительная магнитная проницаемость резко падает, что приводит к уменьшению пропорциональной индуктивности. Уменьшение индуктивности вызывает ускоренный рост тока через дроссель и его нагрев. Ток через ЛЛ также увеличивается, что отрицательно сказывается на сроке его службы. Ускоренное нарастание тока через дроссель вызывает также перегрузки силовых ключей VT1, VT2 импульсными токами, повышенные омические потери в ключах, их перегрев и преждевременный выход из строя.

Обмотка L2 — 143 витка из проволоки ПЭВ-2 диаметром 0,25 мм. Межслойная изоляция — лакоткань. Намотка — обороты.

Основные размеры Ш-образных сердечников (состоят из двух одинаковых Ш-образных сердечников) из магнитомягких ферритов (по ГОСТ 18614-79 ) приведены в следующей таблице:

Видео-гайд: Ir2153 как драйвер


Транзисторы VT1, VT2 — IRF720, высокоэффективные полевые транзисторы с изолированным затвором. МОП-транзистор представляет собой полевой транзистор на основе оксида металла и полупроводника; в бытовом варианте МОП-транзисторы представляют собой полевые транзисторы структуры металл-оксид-полупроводник.

Рассмотрим их параметры:

  • DC Drain ток (7 D ) — 3,3 А;
  • импульсный ток потребления (7 ДМ ) — 13 А;
  • максимальное напряжение между коллектором и истоком (В ДС ) — 400 В;
  • максимальная потеря мощности (P D ) 50 Вт;
  • диапазон рабочих температур (Г.) — от -55 до +150°С;
  • сопротивление в открытом состоянии — 1,8 Ом;
  • общий заряд затвора (Q G ) — 20 нКл; Входная емкость
  • МКС ) — 410пФ.
    При выборе и замене транзисторов (сравнение в таблице ниже) для электронных балластов следует помнить, что на сегодняшний день количество компаний, выпускающих полевые транзисторы, довольно велико (IR, STMicro, Toshiba, Fairchild, Infineon и др.).

Ассортимент транзисторов постоянно расширяется, появляются более совершенные с улучшенными свойствами. Параметры, на которые следует обратить особое внимание:

  • постоянный ток стока (ID);
  • максимальное напряжение коллектор-исток (VDS);
  • открытый резистор, RDS(вкл.);
  • общий заряд затвора (QG);
  • входная емкость

Возможные замены транзистора для электронного балласта:

  • IRF730, IRF820, IRFBC30A (международный выпрямитель) ;
  • STP4NC50, STP4NB50, STP6NC50, STP6NB50 (STMicroelectronics);
  • Полевые транзисторы серий Infineon LightMos, CoolMOS, SPD03N60C3, ILD03E60, STP03NK60Z;
  • PHILIPS PHX3N50E и т. д.

Транзисторы установлены на небольших пластинчатых радиаторах. Длина проводов между выходами регулятора 5.7, сопротивления в цепях затворов R3, R4 и затвора полевых транзисторов должны быть как можно меньше.

Диодный мост VD1 — импортный RS207; допустимый постоянный ток 2 А; обратное напряжение 1000 В. Его можно заменить четырьмя диодами с соответствующими параметрами.

Диод VD2 ультрабыстрый (сверхбыстрый) класс — обратное напряжение не менее 400 В; допустимый длительный постоянный ток — 1 А; обратное время восстановления 35 нс. Совместим с 11DF4, BYV26B/C/D, HER156, HER157, HER105-HER108, HER205-HER208, SF18, SF28, SF106-SF109, BYT1-600. Этот диод нужно разместить как можно ближе к микросхеме.

Читайте также:  Rolsen приставка как включить

Микросхема

DA1 — IR2153, сменная IR2152, IR2151, IR2153D, IR21531, 1R2154, IR2155, L62151, MC, MPIC2151 . При использовании IR2153D диод VD2 не нужен, т.к. он установлен внутри микросхемы.

Резисторы R1-R5 — ОМЛТ или МЛТ.

Конденсаторы С1 —СЗ — К73-17 на 630 В; С4 — электролитический (импортный) на номинальное напряжение не ниже 350 В; С5 — электролитический на 25 В; С6 — керамический на 50 В; С7 — керамический или К73-17 на напряжение не менее 60 В; С8, С9 — К73-17 на 400 В; C10 — Полипропилен К78-2 на 1600 В.

РУ1 Варистор EPCOS — S14K275, S20K275, замена TVR (FNR) 14431, TVR (FNR) 20431 или CH2-1a-430 V

Термистор (термистор) RK1 с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) — SCK 105 (10 Ом, 5 А) или от EPCOS — B57234-S10-M, B57364-S 100-M.

Термистор можно заменить проволочным резистором 4,7 Ом 3-5 Вт.

Термистор PTC RK2 представляет собой термистор PTC (с положительным температурным коэффициентом) с положительной температурой. коэффициент. Разработчики IR2153 рекомендуют использовать позистор Vishay Cera-Mite — 307C1260. Его основные параметры:

  • номинальное сопротивление при +25°С — 850 Ом;
  • мгновенное действующее значение (максимально допустимое значение), подаваемое на позистор при включении лампы — 520 В;
  • постоянная действующее напряжение (максимально допустимое значение), подаваемое на позистор при нормальной работе лампы, -175 В;
  • максимально допустимый ток переключения (переход ПТК в высокоомное состояние) — 190 мА;
  • Диаметр термистора составляет 7 мм.

Возможна замена термистора РК2 на импульсные термисторы EPCOS (количество циклов переключения 50000-100000): B59339-A1801-P20, B59339-A1501-P20, B529020-J5290200, B5290200-A1321 -П20.

Из широко применяемого терморезистора СТ15-2-220 системы размагничивания ТВ ЗУСЦТ можно изготовить термисторы с требуемыми параметрами в количестве, достаточном для восьми ЭПРА. После разборки пластикового корпуса две «таблетки». Алмазным напильником два файла разрезаются поперек друг друга, как показано на изображении ниже, и разрезаются на четыре части вдоль файлов.

Очень трудно припаять провода к металлическим поверхностям, изготовленным таким образом. Как показано на рисунке выше, в печатной плате (поз. 3) делается прямоугольное отверстие и фрагмент «таблетки» (поз. 1) зажимается между упругими контактами (поз. 2), приваренными к печатной плате. Подбирая размер фрагмента, можно добиться нужного времени нагрева лампы.

Конфигурация

Разброс параметров элементов С6, L2, SU может потребовать подстройки частоты регулятора. Равенство частоты основного генератора микросхемы IR2153 с резонансной частотой контура L2C10 проще добиться подбором резистора для установки частоты R2. Для этого его удобно временно заменить парой последовательно соединенных резисторов: постоянным (10-12 кОм) и подстроечным (10-15 кОм). Критерием правильной регулировки является надежный пуск (питание) и постоянное горение лампы.

Балласт смонтирован на печатной плате из стекловолокна и помещен в защитный алюминиевый корпус. Компоновка печатной платы и компонентов показана на следующем рисунке:

Для получения дополнительной информации о том, как работает электронный балласт, обратитесь к этой статье:

Электронные устройства (балласт). Принцип действия.

Источник: Давиденко Ю.В. N. 500 схем для радиолюбителей Современные схемы освещения. Эффективное питание люминесцентных, галогенных, светодиодных ламп, элементов Умного дома

Источник

Поделиться с друзьями
ГроФорум