Импульсный стабилизатор

Импульсный стабилизатор - коммутационная схема, работающая в замкнутом контуре и регулирующая выходные параметры ИП. Рассмотрим один из ее примеров.

Тема разработки мощных импульсных источников питания до сих пор является актуальной. На рис. 1.35 приведена схема полумостового преобразователя напряжения, реализованного на современной элементной базе с одной первичной обмоткой.

Цепи входного выпрямителя определяются выходной мощностью преобразователя.

При выходной мощности до 100 Вт в качестве диодного моста можно использовать DB107. При увеличении мощности можно использовать мосты типа BR310 и более мощные. Выпрямитель во вторичной обмотке импульсного трансформатора можно выполнить по любой схеме, в зависимости от параметров и характера нагрузки.

Рис. 1.35. Электрическая схема полумостового преобразователя напряжения

Подстроенный резистор R4 предназначен для изменения частоты автогенератора в широких пределах.

В качестве автогенератора используется одна микросхема IR2153 (можно использовать любую из микросхем: IR2151D, IR2152D, IR2155D, IR21531D). Отличительная особенность рассматриваемых микросхем с индексом "D" от микросхем без индекса - в первом случае в автогенератор уже встроен высоковольтный диод для питания цепи управления выходного транзисторного ключа.

Внешний вид типичного ИИП представлен на рис. 1.36.

Рис. 1.36 Внешний вид типичного ИИП

Автогенератор IR2153 имеет внешнее регулирование частоты (R4), фиксированную паузу 1,2 мкс, миниатюрный DIP-8 корпус.

В автогенератор встроен стабилитрон на напряжение 15,6 В, который стабилизирует напряжение питания, получаемое через токо-ограничительный резистор R2 от цепи основного питания.

В качестве выходных ключей необходимо использовать мощные MOSFET транзисторы с встроенным диодом защиты, например IRFBC40.

При питании от сети 220 В допустимое напряжение сток-исток MOSFET транзистора должно быть не менее 400 В. Величина его тока определяется необходимой мощностью преобразователя.

Фактически выходная мощность определяется только применяемыми выходными транзисторами (выбор MOSFET транзисторов огромен, диапазон токов от единиц до сотен ампер), драйвера - IR2103 "еле справляется" с транзисторами IRFZ46, и более мощные транзисторы она может просто не раскачать.

Идеальная замена - микросхема IR2183 - полный аналог по характеристикам, цоколевке выводов и типу корпуса, но с выходным током до 1,7 А. Ее следует просто впаять на место IR2103, без каких-либо изменений на плате. Емкость конденсатора С5 в таком случае желательно увеличить в несколько раз (минимум 1 мкФ), он должен быть пленочным.

Токоограничительные резисторы R5 и R6 в цепях затвора предназначены для ограничения выходного тока управления при перезаряде входной емкости MOSFET транзисторов.

При выходной мощности 50 Вт и более необходимо мощные MOSFET транзисторы устанавливать на радиаторы.

Рабочая частота автогенератора задается одной RC-цепью.

Рекомендуется использовать резистор сопротивлением не менее 5 кОм. Частота генерации определяется формулой:

F = 1/1,38 х(R1 +75)хС1.

где R1 - в омах, С1 - в фарадах.

При сборке платы необходимо обеспечить электростатическую защиту MOSFET транзисторов. Запаивать в плату их надо в последнюю очередь.

Выбор рабочей частоты и расчет выходного трансформатора не раз описывались в литературе для радиолюбителей.

Для регулировки в широком диапазоне времени паузы между импульсами подходят микросхемы-автогенераторы IR2156 или IR21571.

Авторы: Кашкаров А. П., Колдунов А. С.

Источник: www.diagram.com.ua