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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA
Reattori elettronici. Un semplice alimentatore elettronico sul chip IR2153. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Alimentatori per lampade fluorescenti Consideriamo un semplice circuito di zavorra elettronica basato sul chip IR2153 (IR2151), mostrato in Fig. 3.14. Parametri principali di IR2153 sono le seguenti:
Lo schema elettrico di un alimentatore elettronico basato su IR2153 è mostrato in Fig. 3.15. IR2153 è un driver MOSFET (transistor a effetto di campo con gate isolato) ad alta potenza con un oscillatore interno. È una copia esatta del generatore utilizzato nel timer della serie 555, l'analogo domestico è KR1006VI1. Funziona direttamente dal bus CC attraverso il resistore di spegnimento R1. La regolazione interna della tensione impedisce la sovratensione Vcc superiore a 15,6 V. Il blocco di sottotensione blocca entrambe le uscite del comando del cancello VT1 e VT2 quando la tensione è Vcc sotto 9 V. DA1 ha due uscite di controllo:
Quando si gestiscono i tasti di accensione (VT1, VT2), il chip IR2151 fornisce un ritardo di commutazione di 1,2 μs per evitare una situazione in cui i transistor VT1 e VT2 sono contemporaneamente aperti e la corrente li attraversa, disabilitando istantaneamente entrambi i transistor. Questo alimentatore è progettato per alimentare una o due lampade con una potenza di 40 (36) W (corrente della lampada - 0,43 A) da una rete di corrente alternata di 220 V 50 Hz. Quando si utilizzano due lampade da 40 W è necessario sommare gli elementi evidenziati con linea tratteggiata (EL2, L3, C11, RK3). Va notato che per un funzionamento stabile i valori degli elementi nei rami paralleli devono essere uguali (L3, C11 = L2, C10) e la lunghezza dei fili collegati alle lampade deve essere la stessa. Consiglio. Quando si utilizza un driver per due lampade, è preferibile utilizzare il riscaldamento a frequenza degli elettrodi (senza posistori). Questo metodo verrà descritto di seguito (quando si descrivono i reattori elettronici sul chip IR53HD420). Quando si utilizzano lampade di potenza diversa (18-30 W), i valori devono essere modificati L2 = 1,8-1,5 mH (rispettivamente); quando si utilizzano lampade con una potenza di 60-80 W - L2 = 1-0,85 mH e R2 - dalla condizione Fг ~Fб (di seguito sono riportate le formule per il calcolo di tali frequenze). Viene fornita la tensione di rete 220 V filtro di rete (filtro di compatibilità elettromagnetica) formato dagli elementi C1, L1, C2, C3. La necessità del suo utilizzo è dovuta al fatto che i convertitori chiave sono fonti di interferenze elettromagnetiche in radiofrequenza, che i cavi della rete irradiano nello spazio circostante come antenne. Gli attuali standard russi e stranieri regolano i livelli di interferenze radio generate da questi dispositivi. I filtri LC a due livelli e la schermatura dell'intera struttura danno buoni risultati. All'ingresso del filtro di rete è inclusa un'unità tradizionale per la protezione contro le sovratensioni di rete e il rumore impulsivo, comprendente un varistore RU1 e un fusibile FU1. Il termistore RK1 a coefficiente di temperatura negativo (NTC) limita il picco di corrente in ingresso causato dalla carica del filtro capacitivo C4 all'ingresso dell'inverter quando il reattore elettronico è collegato alla rete. Successivamente, la tensione di rete viene raddrizzata dal ponte a diodi VD1 e livellata dai condensatori C4. La catena R1C5 alimenta il chip DAI - IR2153. La frequenza dell'oscillatore interno FT del microcircuito è fissata dagli elementi R2 = 15 kOhm; C6 = 1 nF secondo la formula
La frequenza di risonanza del circuito di zavorra F6 è fissata dagli elementi L2 = 1,24 mH; C10 = 10 nF secondo la formula
Per garantire una buona risonanza, è necessario soddisfare la seguente condizione: la frequenza dell'oscillatore interno deve essere approssimativamente uguale alla frequenza di risonanza del circuito di zavorra, ovvero Fg ~ Fb. Nel nostro caso, questa regola è soddisfatta. Elementi VD2, modulo C7 alimentatore flottante (bootstrap). formatore di impulsi di controllo del transistor ad effetto di campo .VT1. Gli elementi R5, C9 sono un circuito di smorzamento (snubber) che impedisce il bloccaggio (attivazione di un tiristore parassita nella struttura del driver CMOS) degli stadi di uscita del microcircuito. R3, R4 sono resistori di gate limitanti, limitano le correnti indotte e proteggono anche gli stadi di uscita del microcircuito dal blocco. Non è consigliabile aumentare (in larga misura) la resistenza di questi resistori, poiché ciò può portare all'apertura spontanea dei transistor di potenza. Costruzione e dettagli. L'induttanza del filtro di linea L1 è avvolta su un anello di ferrite K32x20x6 M2000NM con un cavo di rete bipolare fino al completo riempimento della finestra. È possibile sostituire l'alimentazione di un televisore, videoregistratore o computer con un'induttanza di un PFP. Buoni risultati di soppressione del rumore si ottengono con filtri EPCOS specializzati: B8414-D-B30; В8410-В-А14. L'induttanza del reattore elettronico L2 è realizzata su un nucleo magnetico a forma di W in ferrite M2000NM. Dimensioni del nucleo W5x5 con distanza 8 = 0,4 mm. La dimensione dello spazio nel nostro caso è lo spessore della guarnizione tra le superfici di contatto delle metà del circuito magnetico. È possibile sostituire il nucleo magnetico con Ш6х6 con uno spazio vuoto δ = 0,5 mm; Ш7х7 con uno spazio vuoto δ = 0,8 mm. Per creare un divario è necessario interporre tra le superfici di contatto delle metà del circuito magnetico delle guarnizioni in materiale non magnetico (vetroresina non lamina o getinax) di spessore adeguato e fissarle con colla epossidica. Il valore dell'induttanza dell'induttore (a numero costante di spire) dipende dalla dimensione del traferro non magnetico. Quando il divario diminuisce, l'induttanza aumenta e quando aumenta diminuisce. Non è consigliabile ridurre la dimensione del gap poiché ciò porta alla saturazione del nucleo. Quando il nucleo è saturo, la sua permeabilità magnetica relativa diminuisce bruscamente, il che comporta una proporzionale diminuzione dell'induttanza. Una diminuzione dell'induttanza provoca un aumento accelerato della corrente attraverso l'induttore e il suo riscaldamento. Aumenta anche la corrente che passa attraverso LL, il che influisce negativamente sulla sua durata. La corrente in rapido aumento attraverso l'induttore provoca anche sovraccarichi di corrente d'urto degli interruttori di potenza VT1, VT2, maggiori perdite ohmiche negli interruttori, loro surriscaldamento e guasto prematuro. Avvolgimento L2 - 143 giri di filo PEV-2 con un diametro di 0,25 mm. Isolamento interstrato - panno verniciato. Avvolgimento - girare per girare. Le dimensioni principali del nucleo a forma di Wc (costituito da due nuclei identici a forma di W) realizzati con ferriti magnetiche morbide (secondo GOST 18614-79) sono riportati nella tabella. 3.2. Tabella 3.2. Dimensioni principali dei nuclei a forma di W
Transistori VT1, VT2 - IRF720, transistor ad effetto di campo ad alta potenza con gate isolato. MOSFET è un transistor a effetto di campo a semiconduttore a ossido di metallo; nella versione domestica, i MOS PT sono transistor ad effetto di campo della struttura a semiconduttore di ossido di metallo. Considera i loro parametri:
Quando si scelgono e si sostituiscono i transistor (confronto nella Tabella 3.3) per i reattori elettronici dovrebbe essere ricordatoche oggi il numero di aziende che producono transistor ad effetto di campo è piuttosto ampio (IR, STMicro, Toshiba, Fairchild, Infineon, ecc.). La gamma di transistor è in continua espansione e ne compaiono di più avanzati con caratteristiche migliorate. Parametri a cui dovresti prestare particolare attenzione:
possibile transistor di ricambio per reattore elettronico: IRF730, IRF820, IRFBC30A (raddrizzatore internazionale); STP4NC50, STP4NB50, STP6NC50, STP6NB50 (STMicroelectronics); transistor ad effetto di campo della serie Infineon (infineon.com) LightMos, CoolMOS, SPD03N60C3, ILD03E60, STP03NK60Z; PHX3N50E di PHILIPS, ecc. I transistor sono installati su radiatori a piastre piccole. La lunghezza dei conduttori tra le uscite del driver 5, 7, i resistori nei circuiti di gate R3, R4 e le porte dei transistor ad effetto di campo dovrebbe essere minima. Tabella 3.3. Tabella comparativa con i parametri di alcuni transistor per alimentatori elettronici
Ponte a diodi VD1 - RS207 importato; corrente diretta consentita 2 A; tensione inversa 1000 V. Può essere sostituito con quattro diodi con i parametri appropriati. Diodo VD2 classe ultraveloce (ultraveloce) - tensione inversa di almeno 400 V; corrente continua continua consentita - 1 A; tempo di recupero inverso - 35 ns. Adatto: 11DF4, BYV26B/C/D, HER156, HER157, HER105-HER108, HER205-HER208, SF18, SF28, SF106-SF109, BYT1-600. Questo diodo dovrebbe essere posizionato il più vicino possibile al chip. Il chip DAI è IR2153, è sostituibile con IR2152, IR2151, IR2153D, IR21531, IR2154, IR2155, L6569, MC2151, MPIC2151. Quando si utilizza l'IR2153D, il diodo VD2 non è necessario poiché è installato all'interno del chip. Resistori R1-R5 - OMLT o MLT. Condensatori C1-C3 - K73-17 a 630 V; C4 - elettrolitico (importato) con una tensione nominale di almeno 350 V; C5 - elettrolitico a 25 V; C6 - ceramica 50 V; C7 - ceramica o K73-17 per una tensione di almeno 60 V; C8, C9 - K73-17 a 400 V; SYU - polipropilene K78-2 a 1600 6. Varistore RU1 di EPCOS - S14K275, S20K275, sostituire con TVR (FNR) 14431, TVR (FNR) 20431 o domestico CH2-1a-430 V. Termistore (termistore) RK1 con coefficiente di temperatura negativo (NTC - Negative Temperature Coefficient) - SCK 105 (10 Ohm, 5 A) o da EPCOS - B57234-S10-M, B57364-S100-M. Il termistore può essere sostituito con un resistore a filo avvolto da 4,7 ohm con una potenza di 3-5 watt. Il posistore RK2 è un termistore PTC (Positive Temperature Coefficient) con un coefficiente di temperatura positivo. Gli sviluppatori di IR2153 consigliano di utilizzare un posistore di Vishay Cera-Mite - 307C1260. Il suo parametri principali:
Una possibile sostituzione del posistore RK2 sono i posistori a impulsi di EPCOS (numero di cicli di commutazione 50000-100000): B59339-A1801-P20, B59339-A1501-P20, B59320-J120-A20, B59339-A1321-P20. I resistori PTC con i parametri necessari in quantità sufficienti per otto reattori elettronici possono essere realizzati dal resistore PT ST15-2-220 ampiamente utilizzato del sistema di smagnetizzazione ZUSTST TV. Dopo aver smontato la custodia in plastica, vengono rimosse due “compresse”. Utilizzando una lima diamantata, eseguire su ciascuno due tagli trasversali, come mostrato in Fig. 3.17, e spezzarlo lungo le tacche in quattro parti. Consiglio. È molto difficile saldare i conduttori alle superfici metallizzate di un posistore realizzato in questo modo. Pertanto, come mostrato in Fig. 3.18, praticare un foro rettangolare nel circuito stampato (rif. 3) e fissare un pezzo della “tavoletta” (rif. 1) tra i contatti elastici (rif. 2) saldati ai conduttori stampati. Selezionando la dimensione del frammento, è possibile ottenere la durata desiderata di riscaldamento della lampada.
Consiglio. Se la lampada fluorescente è destinata ad essere utilizzata in modalità on-off poco frequente, è possibile omettere il posistore. registrazione. La diffusione dei parametri degli elementi C6, L2, SY potrebbe richiedere la regolazione della frequenza del driver. Il modo più semplice per ottenere l'uguaglianza della frequenza dell'oscillatore principale del microcircuito IR2153 con la frequenza di risonanza del circuito L2C10 è selezionare il resistore di impostazione della frequenza R2. Per fare ciò conviene sostituirlo temporaneamente con una coppia di resistenze collegate in serie: costante (10-12 kOhm) e trimmer (10-15 kOhm). Il criterio per una corretta impostazione è l'avvio affidabile (accensione) e la combustione stabile della lampada. L'alimentatore è assemblato su un circuito stampato in lamina di fibra di vetro e posto in un involucro schermante in alluminio. Il circuito stampato e la disposizione degli elementi sono mostrati in Fig. 3.19.
Autore: Koryakin-Chernyak S.L.
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Commenti sull'articolo: Pietro E come calcolare l'induttore e i condensatori per due lampade da 9W? Jurassic C8 non influisce sulla tua risonanza? Va in sequenza da 10 sulla formula. ospite Molto bene ospite Domanda: da dove verrà la corrente quando si accende il transistor inferiore, quando si spegne quello superiore?
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