Здесь представлена принципиальная схема блока питания, собранная на популярной микросхеме IR2153, которая особенно хорошо подходит для использования в усилителях мощности в качестве управляющего драйвера высокого напряжения. Микросхему IR2153 используют даже крупные компании в усилителях, микшерах, преобразователях и других подобных устройств.
Над этой, предложенной здесь для повторения схемой ИИП, я работаю уже давно, и по необходимости вношу некоторые усовершенствованные изменения. Также, неоднократно проводил ее испытания в составе разных устройств на перегрузку, короткое замыкание, длительную нагрузку (200Вт).
Данная принципиальная схемы блока питания дает возможность расширить диапазон мощности, в зависимости от использовании некоторых материалов и сердечника трансформатора. Она может выдавать мощность от 100 Вт до 800 Вт. В случае если нет специально изготовленного для этой схемы трансформатора, то вы спокойно можете использовать трансформаторы от блока питания AT-ATX, как это я делаю в маломощных конструкциях. Блоки питания ПК, также имеют трансформаторы разной мощности.
- EI28 — 80 Вт… 100 Вт
- EI33 — 180 Вт… 250 Вт
- ERL35 — 250… 300Вт
При длительной работе усилителя на максимальной мощности, требуется хорошо охлаждать схему блока питания. Я расскажу о проблеме питания в конце статьи. Система принудительного охлаждения в блоках питания ПК охлаждает силовые транзисторы, выходные диоды, а также трансформатор. Собственно, нагрев, КПД и т.д., так же относится к рабочей частоте схемы. В тестах использовал стерео модуль LM3886, вместо громкоговорителя подключал нагрузочные резисторы. В представленном ниже видео показан небольшой тест звука с модулем TDA7294 200W.
Тестовое видео IR2153 SMPS
Принципиальная схема блока питания
Обозначение модулей на принципиальной схеме блока питания
Схема блока питания, показанная выше, имеет входящие в нее модули следующего назначения:
- Фильтр электромагнитных помех и выпрямитель постоянного тока
- 2a, 2b. Дополнительная обмотка и транзисторный регулятор, обеспечивающая питающее напряжение для интегрированной микросхемы IR2153
- Модуль драйвера IR2153
- Обнаружение перегрузки по току, схема защиты
- Вторичный, то есть выходной каскад постоянного тока
- Дополнительный выход напряжения 12v для вентилятора охлаждения
Краткое описание принципиальной схемы блока питания IR2153
ВНИМАНИЕ! Цепь импульсного источника питания работает с высоким напряжением. Будьте осторожны с подключениями конденсаторов. Если вы перепутаете полярность электролитических конденсаторов, то при включении устройства может произойти взрыв емкостей электролитов и плавление силовых проводов в цепи высокого напряжения. Поэтому при включении используйте защитные очки.
Прежде всего, даже если на входе 220 В нет катушки фильтра, а вместо ее конденсаторы 100 нФ 275 В переменного тока, схема работает плавно, но эти элементы находятся в пределах своих возможностей, необходимых для фильтра или тестирования, но резисторы, подключенные параллельно к 10-омному NTC и конденсаторам 220 мкФ необходимы.
Моя любимая часть интегральной схемы IR2153 заключалась в том, что напряжение питания можно было обеспечить простыми методами, обычно ограничительным резистором 5… 10 Вт, но этот метод генерирует много тепла и занимает много места, поэтому я сделал 4 дополнительных витка обмотки из провода 0,30 мм поверх трансформатора и получил после выпрямления постоянное напряжение около 20v.
Принципиальная схема блока питания рассчитана на рабочую частоту около 37 кГц, частота IR2153 определяется по значениям элементов R17 и C16. Лучше, если частота будет повыше, но поскольку мы используем готовый преобразователь ATX, мы не можем ее слишком сильно увеличивать.
Для первого теста; Перед установкой трансформатора, интегрированного МОП-транзистора IRF730 и IR2153, измерьте уровень напряжения регулятора на катоде стабилитрона, должно появиться около 16 В на выводе 1 микросхемы IR2153. Резистор 100 кОм 2 Вт обеспечивает необходимое напряжение для запуска. Если все идет хорошо, то при включении цепи после установки на выходе резистора F + 100 Ом должно быть напряжение в диапазоне 18… 20 В.
Как видно на снимках, для полевых МОП-транзисторов IRF730 достаточно небольшого кулера.
При падении напряжения на резисторе 0,47 Ом 3 Вт на уровне защиты от короткого замыкания, перегрузка активирует цепь защиты транзистора T5 2N5551, и частота питания IR2153 снижается.
Схема защиты от сверхтока может быть активна при низких мощностях в зависимости от внутреннего сопротивления транзисторов, значения hfe и допуска элементов, таких как конденсаторы и резисторы (или наоборот), в этом случае вам необходимо уменьшить значение резистора R15 5.6К.
Вместо UF1010 можно использовать диоды MUR160, HER107. Вместо диодов SR5100 5A 100V во вторичной цепи можно использовать более мощные диоды в корпусе TO220. Конструкция печатной платы выполнена соответствующим образом.
Общие анодные диоды
- MUR1620CTR
- U12C20A
- H16C20A
- U16C20A
- NTE6244
Общие катодные диоды
- H16C20C
- MUR1620
- NTE6240
В трансформаторе ATX имеются выходы 5 В для питания вентилятора 12 В., кроме того, я добавил схему управления вентилятором с датчиками NTC. В этой конструкции нужно настроить резистор R32 4,7 кОм в зависимости от типа транзистора, управляющего вентилятором, например, для транзисторов 2SD667 и т.п. можно использовать 4,7 кОм, но для транзисторов в корпусе TO220 высокой мощности можно использовать напрямую без использования 4,7 кОм. Вы должны закоротить их.
Если вы хотите, чтобы вентилятор не работал при нормальной температуре, вы можете использовать сопротивление R35 20K… 22K. При этих значениях вентилятор начнет работать при температуре выше 50 градусов. Если вы хотите, чтобы он работал медленно при нормальной температуре, вы можете использовать значение сопротивления от 33 кОм до 39 кОм. Устанавливается на охладитель усилителя 10K NTC.
Готовая выходная схема источника питания ПК IR2153 с трансформатором ERL35, может дать 2X30 В и мощность 300 Вт, но тогда конденсаторы фильтра высокого напряжения, МОП-транзисторы, трансформатор, мощность и значение входного шунтирующего резистора, а также номинальные значения выходных диодов и конденсаторов должны быть изменены в большую сторону.
Наконец, не забудьте поместить вертикально установленные резисторы 47k 2w, 100k 2w, 100 Ом 2w и предохранить в термоусадочные трубки, а также установить выходные полевые транзисторы на радиатор через изоляционные прокладки.
Я называю это блоком питания усилителя, но его можно использовать в разных устройствах, например, вы можете получить 30 В выпрямленного напряжения используя два диода во вторичной цепи выходного каскада, а затем использовать его для регулируемого лабораторного блока питания. Используя 2 готовых трансформатора питания ПК, можно получить больше мощности без намотки трансформатора и т.д.
Конструкция печатной платы IR2153 блока питания была подготовлена программой Sprint 6. Размеры печатной платы 100 X 86 мм.
Файлы для скачивания: Архив с файлами блока питания