Представляю вашему вниманию импульсный источник питания на базе микросхемы IR2161. Эта микросхема является контроллером балластов галогенных ламп, но благодаря своему набору функций отлично подходит для создания на ее основе импульсных блоков питания. Микросхема имеет встроенную защиту от перегрузки и короткого замыкания, софт-старт, защиту от перегрева и адаптивное мертвое время.
Стандартная схема включения микросхемы IR2161:
Предлагаемая автором схема импульсного источника питания на базе микросхемы IR2161:
Схема позволяет построить на ее основе импульсный источник питания для УМЗЧ или других целей, с выходной мощностью до 300 Вт.
О схеме. На входе блока питания установлены термистор и предохранитель. Термистор (10 Ом, 3 А), взят из компьютерного блока питания ATX. Предохранитель установлен на ток 3,15 А.
Далее по схеме следует сетевой фильтр, который построен на элементах C1, L1 и C2. Дроссель L1, так же как и термистор был позаимствован из компьютерного блока питания, индуктивность каждой из его обмоток - 10 мГн.
В зависимости от версии печатной платы, сетевое напряжение выпрямляется диодным мостом RS607 (6 А, 700 В) или диодным мостом, построенном на четырех дискретных диодах 1N5408 (3 А, 1000 В). Вместо диодного моста RS607 можно применить другой диодный мост, рассчитанный на ток от 4 А. Сетевой диодный мост VDS1 необходимо устанавливать оставляя его выводы как можно большей длины.
Пульсации выпрямленного сетевого напряжения сглаживаются высоковольтным электролитическим конденсатором С8 (330 мкФ х 400 В). Емкость конденсатора C8 выбирается из расчета 1 мкФ на 1 Вт выходной мощности блока питания. Конденсатор С5 необходим для борьбы с высокочастотными составляющими в первичной цепи блока питания.
Контроллер IR2161 запитан через цепь VD1, R2, R3. Резисторы R2 и R3 рассеивают около 2 Вт тепла, поэтому в процессе работы нагреваются до 70-80 градусов Цельсия. Конденсатор С3 предназначен для сглаживания пульсаций напряжения питания контроллера.
Конденсатор С4 задает все временные постоянные, включая время работы софт-старта. Производитель рекомендует в его качестве использовать конденсатор емкостью 100 нФ.
Диод VD2 должен быть ультрабыстрым, в его качестве отлично подойдет диод HER108.
Затворные резисторы R4 и R5 выбираются исходя из того, какие применяются ключевые транзисторы. В случае указанных в схеме IRF740, оптимальным номиналом затворных резисторов будет - 22 Ом.
Внимание! При покупке IRF740 необходимо быть крайне внимательным, чтобы не нарваться на подделку, которые встречаются очень часто, особенно на Aliexpress, для этого важно знать как выглядит поддельный IRF740.
На иллюстрации сверху, показаны два вида оригинальных IRF740 производства Vishay и производства IR, а также типичная подделка, которая часто встречается на Aliexpress и в других магазинах.
Кроме внешнего вида, подделку от оригинала легко отличить с помощью транзистор-тестера:
Если установить в панельку транзистор-тестера оригинальный транзистор, то отображаемое значение емкость будет: C=2,6...2,7 нФ. Подделки имеют гораздо меньший кристалл, чем оригинальный транзистор и поэтому транзистор-тестер, в случае установки в него поддельного транзистора, выдаст другое - меньшее значение емкости: C=0,9...1,5 нФ.
Постойте, но ведь в даташите IRF740 указана емкость 1,4 нФ, почему тогда оригинал должен иметь емкость около 2,7 нФ? Подобный вопрос обязательно должен у кого-нибудь возникнуть. Отвечаю. Емкость, указанная в даташите измерена при совершенно других условиях (напряжение затвор-исток = 0 В, напряжение сток-исток = 25 В, частота = 1 МГц), отличных от тех, при которых измеряет емкость транзистор-тестер, поэтому сравнивать значение емкостей из транзистор-тестера и даташита - просто бессмысленно.
И последнее. Кто-то наверняка сказал: ну и что, что не оригинал, зато дешевле, какая разница?! Хорошо, если бы разница была только в цене, но нет! Оригинальный транзистор - это транзистор, который соответствует всем заявленным производителем параметрам из даташита. Поддельный транзистор - это транзистор, который не соответствует никаким параметрам. По сути, подделка - это другой транзистор. Подделка, на которой написано "IRF740", по своим параметрам может являться чем угодно, но только не IRF740. Часто подделка - это другой, более дешевый и маломощный транзистор, перемаркированный под другой, более дорогой транзистор. Другими словами, по-простому, если собрав ИИП на оригинальных IRF740 вы сможете легко и непринужденно, долговременно снять 300 Вт мощности, а кратковременно и того больше, то собрав тот же ИИП на поддельных "IRF740", вы можете получить фейерверк при попытке снять более 100 Вт, а иногда даже при первом же включении.
Номиналы элементов R6 и C7 рекомендованы производителем, поэтому автор просто решил прислушаться к данной рекомендации.
Резистор R7 задает ток срабатывания защита от перегрузки и короткого замыкания. Приблизительно выбрать номинал резистора R7 под определенное значение выходной мощности блока питания, можно руководствуясь таблицей ниже:
Значения сопротивления резистора R7, указанные в таблице - приблизительные, поэтому в реальности значение выходной мощности, при котором будет происходить срабатывание токовой защиты, может отличаться. Лучше всего номинал R7 подбирать экспериментально.
Цепь C10 и R8 предназначена для гашения выбросов напряжения на первичной обмотке трансформатора. Конденсатор C12 предназначен для уменьшения помех генерируемых импульсным блоком питания.
Т1 - основной, силовой трансформатор. Он рассчитывается с применением специализированных компьютерных программ. В авторском варианте блока питания, первичная обмотка намотана проводом диаметром 0,5 мм и содержит 50 витков. Вторичные обмотки - две, по 13 витков. Они намотаны в два провода по 0,5 мм. С точки зрения снижения скин-эффекта, обмотки лучше мотать в несколько тонких проводов, чем одним толстым. Сердечник для силового трансформатора, как и многое другое, был взят из компьютерного блока питания ATX.
VDS2 диодный мост цепей вторичного питания. В его составе необходимо применять только ультрабыстрые диоды, либо диоды Шоттки. Диоды выбираются исходя их выходного напряжения и тока. В авторском варианте источника питания применены диоды SF54 (5 A, 200 В). С этими диодами можно безопасно снимать с каждого плеча блока питания до 2,7 А. Диоды SF54 необходимо устанавливать на плату таким образом, чтобы выводы диода были как можно большей длины - это необходимо для эффективного отвода и рассеивания тепла от кристаллов диодов. При необходимости получить больший выходной ток, необходимо применять диоды в корпусе ТО-220 и предусмотреть возможность крепления их к радиатору. Для установки таких диодов необходимо будет немного изменить печатную плату.
Индуктивности L1 и L2 взяты из компьютерного блока питания. Представляют они из себя катушки, содержащие по 5-7 витков провода, намотанные на ферритовом стержне.
Конденсаторы С13 и С15 предназначены для подавления высокочастотных помех во вторичных цепях питания. Электролитические конденсаторы С14 и С16 выбираются исходя из требуемой выходной мощности блока питания, соотношение примерно следующие: 470 мкФ на каждые 100 Вт выходной мощности.
Правильно собранный из исправных деталей, блок питания, начинает работать сразу же после первого включения и в какой-либо настройке и регулировке не нуждается.
К статье прилагаются два варианта печатных плат:
Первый - с выпрямителем VDS1 на основе дискретных диодов 1N5408.
И второй вариант - с выпрямителем на основе диодной сборки RS607 (или ей аналогичных):
Перечень применяемых радиоэлементов:
Ссылки:
Место первой публикации - сайт "Паяльник" -
https://cxem.net/pitanie/5-338.php
Версия статьи в сообществе Nem0 в ВК -
https://vk.com/@nem0_audio-ir2161
Файлы:
Первый вариант авторской печатной платы с сетевым выпрямителем на дискретных диодах - https://disk.yandex.by/d/M7f7AGebSO61aA
Второй вариант авторской печатной платы с сетевым выпрямителем на основе диодной сборки - https://disk.yandex.by/d/-sMZ2HPS8sNwsQ
Дата первой публикации: 10 мая 2017
Дата изменения: 7 марта 2022