Запропоновано схемні рішення лабораторного імпульсного блоку живлення на
IR2153 з можливістю захисту за струмомThe circuit solutions of the laboratory pulse power supply unit on the IR2153 with the possibility of current protection are proposed

Kovalyova, Tetiana

Mazur, Andrii

Ковальова, Тетяна

Мазур, Андрій

Electronic archive of Ternopil National Ivan Puluj Technical University

Матеріали IV Всеукраїнської науково-технічної конференції ТЕОРЕТИЧНІ ТА ПРИКЛАДНІ АСПЕКТИ РАДІОТЕХНІКИ, ПРИЛАДОБУДУВАННЯ І КОМП’ЮТЕРНИХ ТЕХНОЛОГІЙ 2019 122 Секція: ЕЛЕКТРОЖИВЛЕННЯ РАДІОЕЛЕКТРОННОЇ АПАРАТУРИ Керівник: доц. Володимир Яськів УДК 621.314.6 Тетяна Ковальова, Андрій Мазур Чернігівський національний технологічний університет Коледж транспорту та комп'ютерних технологій ЧНТУ, Україна ІМПУЛЬСНИЙ БЛОК ЖИВЛЕННЯ НА IR2153 Запропоновано схемні рішення лабораторного імпульсного блоку живлення на IR2153 з можливістю захисту за струмом. Ключові слова: блок живлення, випрямляч, стабілізація, напруга, струм. Tetiana Kovalyova, Andrii Mazur PULSE POWER SUPPLY ON IR2153 The circuit solutions of the laboratory pulse power supply unit on the IR2153 with the possibility of current protection are proposed. Keywords: power supply, rectifier, stabilization, voltage, current. Вступ Тема імпульсних джерел живлення досить актуальна і цікава, і є однією з найважливіших областей силової електроніки. Даний напрямок електроніки перспективний і стрімко розвивається. І його основною метою є розробка потужних пристроїв живлення, що відповідають сучасним вимогам надійності, якості, довговічності, мінімізації маси, розмірів, енерго- і матеріалоємності. Практично вся сучасна електроніка, включаючи ЕОМ, аудіо-, відеотехніку та інші сучасні пристрої живляться від компактних імпульсних блоків живлення, що ще раз підтверджує актуальність подальшого розвитку зазначеної області джерел живлення.  Головна проблема, яка стоїть перед розробниками джерел живлення - це максимальне підвищення його ККД, що дає змогу економити природні ресурси, які витрачаються на видобуток цієї електричної енергії та зменшення їх габаритних розмірів, а це вимагає зменшення розмірів його складових частин.  Лабораторний блок живлення розрахований на підключення до нього всілякої низьковольтної електронної техніки, забезпечення побутових електронних потреб, зручний при ремонті апаратури, зарядки акумуляторів і незамінний в лабораторних роботах. Завдяки невисокій вартості розробки та великому попиту, на ринку представлений досить широкий спектр джерел живлення. Метою роботи є дослідження переваг імпульсних блоків живлення та вибір оптимального схемотехнічного рішення побудови лабораторних імпульсних джерел струму та напруги [1], [6]. Результати дослідження Принцип роботи блоків живлення з перетворенням напруги полягає в тому, що вхідна напруга перетворюється в змінну напругу з частотою 30-60 кГц. Подальше її перетворення здійснюється по класичних методах. Практично всі джерела імпульсного живлення незначно відрізняються за конструкцією і працюють по типовій схемі (рис.1). Матеріали IV Всеукраїнської науково-технічної конференції ТЕОРЕТИЧНІ ТА ПРИКЛАДНІ АСПЕКТИ РАДІОТЕХНІКИ, ПРИЛАДОБУДУВАННЯ І КОМП’ЮТЕРНИХ ТЕХНОЛОГІЙ 2019 123 Рис. 1. Структурна схема імпульсного блоку живлення Алгоритм роботи імпульсного блоку живлення: - живлення поступає на мережевий фільтр, його завдання мінімізувати мережеві перешкоди, що виникають внаслідок роботи; - далі випрямлячем та згладжувальним фільтром синусоїдна напруга перетворюється в імпульсну постійну та згладжується; - інвертором формуються прямокутні високочастотні сигнали; - далі імпульсний трансформатор (ІТ) необхідний для автоматичного генераторного режиму, подачі напруги на ланцюги захисту та навантаження. ІТ забезпечує гальванічну розв'язку між ланцюгами високої та низької напруги [2]. В роботі проаналізовано різні схемотехнічні рішення щодо побудови лабораторного імпульсного блоку живлення, наведені їхні недоліки та запропоновано оптимальну схему реалізації на мікросхемі IR2153 (рис. 2), яка являє собою інтегрований напівмостовий драйвер з генератором, що включена по типовій схемі. Технічні характеристики імпульсного блоку живлення: - вхідна напруга, В      220 В ± 10% - номінальна вихідна напруга, В    12 В ±2% - номінальний вихідний струм, не менше  1,5 А Імпульсний блок живлення видає стабілізовану живлячу напругу за рахунок використання принципів взаємодії елементів інверторної схеми. Мережева напруга 220 В через запобіжник FU1 та термістор NTC поступає на мережевий фільтр, побудований на дроселях L1, L2 та конденсаторах С1, С2, на діодний міст DA1, який виконує роль випрямляча. Для усунення пульсації випрямленої напруги застосовуються два високовольтних конденсатори С4, С5 та резистори R2, R3. Така схема обрана виключно для зменшення габаритів блоку живлення та собівартості. Мережевий фільтр згладжує пульсації вхідної напруги, а термістор слугує для ослаблення стрибка напруги при включенні. Живлення інтегральної мікросхемі IR2153 (DA2) здійснюється від 220 В через гасячий конденсатор С3, резистор R1 та елементи VD1, VD2, VD4, конденсатор С6 та стабілітрон VD3.  Мікросхема DA2 створює для живлення первинної обмотки трансформатора Т1 прямокутні імпульси, орієнтовно з частотою 40 кГц, яка визначається ємністю конденсатора С7 та опором резистора R6. У ланцюги транзисторів VT3, VT4 підключена первинна обмотка трансформатора Т1. Матеріали IV Всеукраїнської науково-технічної конференції ТЕОРЕТИЧНІ ТА ПРИКЛАДНІ АСПЕКТИ РАДІОТЕХНІКИ, ПРИЛАДОБУДУВАННЯ І КОМП’ЮТЕРНИХ ТЕХНОЛОГІЙ 2019 124  Рис. 2. Схема електрична принципова імпульсного блоку живлення  на IR2153 Керуюча напруга на затвори цих транзисторів надходить з мікросхеми DA2 через резистори R8, R9.  Випрямлячі вихідної напруги виконані за двонапівперіодною схемою на діодах Шотткі VD5, VD6; пульсації згладжуються фільтром на дроселі L3, конденсаторах С14, С15. Резистори R2, R3, R17 використані для розрядження електролітичних конденсаторів С4, С5 та С14. Y-конденсатор С13, підключений між мінусом високовольтної та низьковольтної частин, гасить електромагнітні перешкоди на вихідний обмотці блоку живлення. Снаббери в обв'язці трансформатора С10, R14, С11, R15, С12, R16 призначені для зменшення пульсацій на виході блока живлення.  В імпульсному блоці живлення застосованний ланцюг захисту за струмом. Струм захисту регулюється за допомогою підлаштування змінного резистора R8, підключенного до шунта на резисторах R12, R13, номінали яких змінюються в залежності від максимальної вихідної потужності. Чим вона більше, тим менший потрібен опір. Наприклад, для потужності до 150 Вт потрібні резистори на 0,3 Ом. Якщо потужність 300 Вт, то краще використовувати резистори на 0,2 Ом. Висновки В роботі запропоновано схему лабораторного імпульсного блоку живлення на мікросхемі IR2153 з можливістю перемикання напруги 12В на 30В. Схема має ряд переваг, а саме підвищення ККД схеми, схему захисту за струмом від короткого замикання.   Література 1. Блоки питания электронных устройств - устройство и принцип работы основных схем [Електронний ресурс]. Режим доступу до ресурсу : http://elektruk.info/main/praktika/643-bloki-pitaniya-elektronnyh-ustroystv.html. 2. Імпульсний блок живлення з регулятором напруги 1 … .32 V потужністю 200 W [Електронний ресурс]. Режим доступу до ресурсу : http://ua.nauchebe.net/2010/06/impulsnij-blok-zhivlennya-z-regulyatorom-naprugi-1-32-v-potuzhnistyu-200-w//. 3. Москатов Е. Методика и программа расчета импульсного трансформатора двухтактного преобразователя / Москатов Е. − Радио, 2006, № 6 − ст.35-37. 4. Области применения силовых источников питания [Електронний ресурс]. Режим доступу до ресурсу : http://www.power 2000.ru/apply_obl.html. 5. Регулювання та ремонт імпульсних джерел живлення [Електронний ресурс]. Режим доступу до ресурсу : http://radio-vtc.inf.ua/doc/less2_2.htm. 6. Що таке імпульсний блок живлення і чим він відрізняється від звичайного аналогового [Електронний ресурс]. Режим доступу до ресурсу. 

Pulse power supply on IR2153

http://elartu.tntu.edu.ua/bitstream/lib/28803/2/TPARP_2019_Kovalyova_T-Pulse_power_supply_on_122-124.pdf

Pulse power supply on IR2153

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Ternopil National Ivan Puluj Technical University