Регулируемый блок питания Ir2161

Обновлено: 30.06.2024

Здравствуйте друзья, кто-нибудь пробовал эту микросхему в качестве усилителя smps?
Я вижу, что у него есть плавный пуск, а также защита от короткого замыкания. Нашел на ютубе человека, сравнивающего IR2153 с этим чипом. к сожалению он был на русском и не понял ни слова из сказанного им. IR2161 — это, по сути, микросхема драйвера галогена, но мне было интересно, можно ли ее использовать для усилителя smps. Любой, кто знает лучше меня, может что-то сказать об этом чипе. Я также публикую лист данных в формате PDF.

Из таблицы данных я мог видеть, что это полумостовой драйвер, который может потреблять и выдавать около 500 мА на своем выходном драйвере. Может быть, как раз подходит для управления парой больших транзисторов, таких как IRFP450/60 и т. д. Он также способен регулировать яркость галогенных ламп, которыми он управляет. Он ездит в ZVS, поэтому создает мало электромагнитных помех. С этим чипом можно было бы сделать много вариантов, и, возможно, он мог бы управляться с помощью PFC для управления выходным напряжением. Это просто меня учили об этом. Думаю, стоит подумать о создании чего-то полезного для нас.

Я жду ваших комментариев.

ссылка оповещения

Новый участник

Выглядит интересно. Я поищу IR2161 на местном рынке.

Видео российского проекта состоит из 3-х частей, в них рассматривается теория, сборка и тестирование ИП на 2161. У него есть страница проекта, а также обсуждение на форуме.

Вот это переведено

IR2161 против IR2153. Импульсный блок питания для IR 2161

Эта статья будет интересна тем, кто собирал провайдеры на базе IR2153. На самом деле IR2153 плохо подходит для создания ИИП, из-за отсутствия штатной системы защиты от коротких замыканий и перегрузок, невозможности "диммирования" при необходимости и создания обратной связи по напряжению и току.

Больше подходит для создания IR2161. Это полумостовой импульсный преобразователь для питания галогенных ламп. Особенности 2161 - защита от перегрузки и короткого замыкания с автоматическим сбросом, плавный пуск, возможность диммирования (несколько способов), возможность построения обратной связи. После построения входного и выходного каскадов получается импульсный источник питания.
Вот схема ISP на 2161.

Разводка платы,

На плате 2161 есть функция плавного пуска (softstart). Работает это так: сразу после запуска частота внутренних часов микросхемы составляет около 125 кГц, что намного выше рабочей частоты выходной микросхемы C13C14Tr1 (около 36 кГц), в результате напряжение на вторичная обмотка Т1 будет небольшой. Внутренний генератор микросхемы управляется напряжением, его частота обратно пропорциональна напряжению на конденсаторе С7. Сразу после включения С7 начинает заряжаться от внутреннего источника тока микросхемы. Пропорционально увеличению напряжения на нем будет уменьшаться частота генератора микросхемы. При достижении 5В (около 1сек.) частота уменьшится до рабочего значения, около 36кГц, и напряжение на выходе схемы соответственно достигнет номинального значения. Таким образом реализуется плавный пуск, после его завершения IC1 переходит в рабочий режим.

Вывод CS (вывод 4) IC1 является входом внутреннего усилителя ошибки и используется для контроля тока нагрузки и выходного напряжения полумоста. В случае резкого увеличения тока нагрузки, например, при коротком замыкании, падение напряжения на токоизмерительном резисторе R7 превысит 0,56В, а значит, и на выходе 4 IC1, внутреннего компаратора переключится и остановит часы. . В фартуке и даташите есть расчеты токочувствительного датчика R7. Вывод можно сделать сразу 0,33 Ом - 100 Вт, 0,22 Ом - 200 Вт 0,1 Ом - 300 Вт, не тестировал, но можно попробовать 2 резистора параллельно на 0,1 Ом - тогда максимальная нагрузка будет 400 Вт. Тест защиты от короткого замыкания я показывал на видео. Более подробно режимы работы микросхемы IR2161 рассмотрены в даташите.
Конденсатор С3 емкостью не менее 1мкФ на 1Вт выходной мощности. С таким конденсатором нужно использовать терморезистор NTC1, например от компьютерного блока питания.

Можете произвести расчеты трансформатора, можете взять готовый, но я решил намотать его на неизвестном ферритовом кольце 29 мм. От расчетов отказался, т.к. это полумост, а на другом конце моста стоят конденсаторы С13С14, - можно ошибиться на 200%. Первичка намотана проволокой диаметром 0,5 мм. Полностью залил кольцо около 80 витков, вторичка горит в 4 провода по 0,5мм на глазок, двуполярные на 24В, 2 на 12В. Примеры расчетов трансформатора присутствуют в фартуке и техпаспорте.

Что означает блок питания?

Прежде чем мы перейдем к разнице между регулируемым и нерегулируемым блоком питания, давайте сначала разберемся, что именно означает «блок питания». В общем смысле источник питания — это любое устройство, которое подает энергию (мощность!) в электрическую цепь. Таким образом, батареи — это источники питания для фонариков, а электростанции — это источники питания для электросети.

Обычно мы имеем в виду не это, когда говорим об источниках питания. Обычно мы используем «источник питания» для обозначения схемы или устройства, которое адаптирует доступную мощность к конкретным потребностям одного устройства или набора подобных устройств. В большинстве непромышленных условий доступная мощность или входная мощность — это переменный ток, а выходная мощность — постоянный ток. Блок питания будет получать питание от электрической розетки и преобразовывать ток из переменного тока в постоянный. Итак, все ли блоки питания построены и спроектированы одинаково? Ответ - нет.

Источники питания могут быть:

Отдельные устройства (например, «кирпичи», которые мы втыкаем в стены для ноутбуков)
Встроенные устройства (например, холодильники, микроволновые печи и телевизоры)
Гибридные блоки (например, встроенные, но автономные блоки питания, используемые в настольных компьютерах)

Каждому устройству для работы требуется разное количество энергии или постоянного тока, а это означает, что блок питания должен каким-то образом регулировать напряжение, чтобы устройство не перегревалось.

Источник питания – это первое место, куда поступает электроэнергия. Большинство из них спроектированы таким образом, чтобы справляться с колебаниями электрического тока и при этом обеспечивать регулируемую или постоянную выходную мощность. В некоторых блоках питания даже есть предохранители, которые перегорают, если скачок напряжения слишком велик, чтобы защитить оборудование.

Источники питания делятся на две категории: регулируемые и нерегулируемые. В чем разница при сравнении регулируемого и нерегулируемого источника питания? Что ж, разница между регулируемым и нерегулируемым блоком питания связана с входным и выходным напряжением, необходимым для определенных устройств.

Что такое регулируемый источник питания?

Давайте начнем с изучения того, что такое регулируемый источник питания и почему это важно? Регулируемые блоки питания имеют регуляторы напряжения на выходе. Это означает, что регулятор гарантирует, что выходное напряжение всегда будет оставаться на уровне номинального значения источника питания, независимо от тока, потребляемого устройством. Любое изменение входного напряжения не повлияет на выходное напряжение из-за регуляторов.

Это работает до тех пор, пока устройство не потребляет больше номинального выходного тока источника питания. Говоря простым языком, регулируемый источник питания обеспечивает постоянное выходное напряжение, независимое от выходного тока. Регулируемый источник питания с несколькими регуляторами может обеспечивать несколько выходных напряжений для работы различных устройств. Регулируемые блоки питания поддерживают напряжение на нужном уровне и идеально подходят практически для всех типов электронных устройств благодаря плавной и стабильной подаче напряжения, которую они обеспечивают.

Что такое нерегулируемый источник питания?

Теперь, когда мы ответили, что такое регулируемый источник питания, что такое нерегулируемый источник питания? Ну, как следует из названия, разница между регулируемым и нерегулируемым источником питания заключается в том, что выходное напряжение нерегулируемого источника питания не регулируется. Нерегулируемые источники питания предназначены для получения определенного напряжения при определенном токе. То есть, если снова использовать причудливые электрические термины, нерегулируемые источники питания обеспечивают постоянное количество энергии (напряжение x ток). Выходное напряжение будет уменьшаться по мере увеличения выходного тока, и наоборот; таким образом, нерегулируемый источник питания всегда должен максимально соответствовать требованиям по напряжению и току устройства, которое он питает.

Нерегулируемые источники питания по своей природе не обеспечивают чистого (то есть постоянного) напряжения, как это делают регулируемые источники питания. Без регулятора для стабилизации выходного напряжения любое изменение входного напряжения будет отражаться на выходном напряжении. Эти небольшие изменения выходного напряжения называются «пульсирующим напряжением» и, по сути, представляют собой электрические помехи. Если требования к источнику питания и нагрузке совпадают, обычно проблем не возникает. Однако, если напряжение пульсаций достаточно велико по отношению к выходному напряжению, это повлияет на поведение цепей и устройств.

Чтобы уменьшить влияние пульсаций напряжения, конденсатор фильтра можно поместить между положительным и отрицательным выходами источника питания. Конденсатор, который сопротивляется изменениям напряжения, будет действовать как регулятор, сглаживая выходное напряжение и обеспечивая нормальную работу.

Регулируемый и нерегулируемый источник питания: что выбрать?

Так что же лучше выбрать? Это зависит от ваших потребностей.Нерегулируемые источники питания менее дороги, но они могут обеспечивать мощность, равную доступной входной мощности. Если вы питаете оборудование с чувствительной электроникой, чистая мощность является абсолютным требованием. Вы можете использовать нерегулируемый источник питания, если он точно соответствует требованиям по напряжению и току устройства, что позволяет ему работать. плавно.

Если вам нужен блок питания с несколькими выходными напряжениями постоянного тока, лучше использовать один регулируемый блок питания с несколькими выходами, чем несколько блоков с одним выходом. Стабилизированные блоки питания также более распространены и их легко найти, поскольку становится все проще производить регулируемые блоки питания, которые по-прежнему недороги. Кроме того, если используемое вами устройство является чувствительным, вы можете выбрать регулируемый источник питания, что даст вам больше уверенности в том, что ваше устройство получает правильное напряжение независимо от входного сигнала.

Если вы не знаете, какой тип источника питания вы используете для своего датчика, свяжитесь с нами сегодня! Мы поможем вам определить, используете ли вы регулируемый или нерегулируемый источник питания и какой тип датчика лучше всего подходит для ваших нужд.

*Сообщество PCBWay — это общая платформа, и мы не несем ответственности за какие-либо проблемы с дизайном.

Attribution-ShareAlike (CC BY-SA)

FNIR138PRO Ручной небольшой портативный цифровой осциллограф

Преднагреватель мини-плитки MINIWARE MHP30

Машина Pi Zero 2 Вт

Робот-манипулятор с 6 степенями свободы

Цифровой миниатюрный пинцет DT71

Отладочная плата ESP32 NodeMCU-32S Lua WiFi IoT

Petoi Bittle: робот-собака размером с ладонь

Малиновый Пи Пико

< /p>

Загрузить фото: Обзор Всего можно загрузить только 1 файл. Размер каждого файла не может превышать 2 МБ. Поддерживает JPG, JPEG, GIF, PNG, BMP

Еще от Суада Массии

Защита динамиков DEF 2021 | Защита АС DEF 2021 Все файлы для проектаУстройство предназначено для защитной акустической системы (предотвращения повреждения.
APEX BA1200 | Усилитель звука 1200W Файлы по проекту Нагрузка 4 Ома мощности данной УНЧ составляет 1 кВт. 2x110 В это максимальное значение.
Усилитель выщелачивания 700 Вт | Усилитель звука Файлы по проекту Настройка усилителя мощности 700Вт выглядит несложно, но нельзя забывать, что изменение i.
Усилитель RatNET PSA500 | Усилитель звука 500 Вт Файлы по проекту ● Источник питания: ±75 В / 15 А● Выходная мощность: 500 Вт RMS - 8 Ом; 700 Вт RMS – 4 Ом (1 000 Вт RMS – 8 Ом.
Низкочастотный генератор прямоугольных импульсов с памятью rev. 2.2 | Низкочастотный генератор прямоугольных импульсов с памятью Файлы по проекту Основы схемы микроконтроллера ATmega8A в корпусе TQFP32, выбранный с запасом, чтобы под .
ООО Резонансный импульсный источник питания - IRS27952 | LLC Резонансный ИИП на базе IRS27952 Файлы по проекту Далее приведу некоторые технические характеристики, моего экземпляра резонансного И.
Усилитель TDA7294 | Усилитель на TDA7294 Конденсаторы: CP5, CP6 – 10000мФ/50В – 2 шт. С1, С5 – 0,56мФ/63В (564) – 2 шт. (пленка или майларовы.
ООО Резонансный импульсный источник питания - L6599 | ООО Резонансный ИИП на базе L6599 Файлы по проекту Краткая справка о L6599. L6599 - контроллер полумостового, резонансного преобразования.
Усилитель Lanzar Mini | Ланзар мини Автор не установлен :(
ООО Резонансный импульсный источник питания - 250Вт | ООО Резонансный ИИП Файлы для проекта Оригинальный проект ООО Резонансный импульсный источник питания | ООО Резонансный ИИП - 250.
ООО Резонансный импульсный источник питания | LLC Резонансный ИИП - 250W Файлы для проектаСхема RPS300:Пояснения по схеме. Сетевое напряжение потребляет на входе блока питания.
Блок питания для BlackBen | Блок питания для BlackBen Усилитель BlackBen | Усилитель мощности с раздельным питанием BlackBenБлок питания усилителя. Класси.
Усилитель BlackBen | Усилитель мощности с раздельным питанием BlackBen Блок питания для BlackBen | Блок питания для защиты BlackBenSpeaker DEF 2021 | Защита АС DEF 202.
Контроллер пайки UniSolder 5.2 | Универсальный контроллер мощной паяльной станции Я намеревался создать самый универсальный контроллер для пайки, который только мог придумать. Он может управлять любым л.
Импульсный источник питания - IR2161 SE | Импульсный блок питания ~ 350 Вт. Все файлы проекта собраны в виде устройства по данной схеме.
УСИЛИТЕЛЬ САБВУФЕРА TDA7294 | Усилитель для сабвуфера Автор проекта: Ахмед Йерли
Стереоусилитель LM1875/TDA2030 | Усилитель + Выпрямитель + Защита Ас + Темброблок Файлы по проекту В качестве выходных инструментов могут быть использованы такие .
Импульсный источник питания - IR2161 TE | Импульсный блок питания ~ 200W Все файлы проектаРассматриваемое устройство подходит как новичкам, для которых этот ИИП может стать .

Для повседневных электронных устройств, особенно со встроенными схемами, требуется надежный источник постоянного напряжения, который может обеспечивать питание в любое время без каких-либо сбоев. В этом блоге мы рассмотрим две топологии конструкции источников питания, которые следует рассмотреть для вашего следующего проекта: линейные регулируемые и импульсные источники питания. Выбранный вами источник питания в конечном итоге зависит от ваших требований к эффективности, занимаемому месту, регулированию мощности, переходному времени отклика и стоимости.

Линейный регулируемый источник питания

Линейные регуляторы были предпочтительными источниками питания до 1970-х годов для преобразования переменного тока (AC) в устойчивый постоянный ток (DC) для электронных устройств. Хотя этот тип блока питания сегодня не используется так широко, он по-прежнему является лучшим выбором для приложений, требующих минимального уровня шума и пульсаций.

Они могут быть громоздкими, но источники питания с линейной стабилизацией бесшумны. (Источник изображения)

Как они работают

Основным компонентом, обеспечивающим работу линейного регулятора, является стальной или железный трансформатор. Этот преобразователь выполняет две функции:

Он действует как барьер, отделяющий вход переменного тока высокого напряжения от входа постоянного тока низкого напряжения, который также отфильтровывает любые помехи, попадающие в выходное напряжение.
Он снижает входное напряжение переменного тока со 115 В/230 В примерно до 30 В, которое затем можно преобразовать в постоянное напряжение постоянного тока.

Переменное напряжение сначала понижается трансформатором, а затем выпрямляется несколькими диодами. Затем оно сглаживается до низкого постоянного напряжения парой больших электролитических конденсаторов. Это низкое постоянное напряжение затем регулируется как постоянное выходное напряжение с помощью транзистора или интегральной схемы.

Вот блок питания с линейным стабилизатором. (Источник изображения)

Регулятор напряжения в линейном источнике питания действует как переменный резистор. Это позволяет изменять значение выходного сопротивления в соответствии с требованиями к выходной мощности. Поскольку регулятор напряжения постоянно сопротивляется току для поддержания напряжения, он также действует как рассеивающее устройство. Это означает, что полезная мощность постоянно теряется в виде тепла для поддержания постоянного уровня напряжения.

Трансформатор уже является крупным компонентом печатной платы (PCB). Из-за постоянной мощности и тепловыделения блоку питания с линейным регулятором потребуется радиатор. Только эти два компонента делают устройство очень тяжелым и громоздким по сравнению с небольшим форм-фактором импульсного источника питания.

Предпочитаемые приложения

Линейные стабилизаторы известны своей низкой эффективностью и большими размерами, но они обеспечивают бесшумное выходное напряжение. Это делает их идеальными для любого устройства, требующего высокой частоты и низкого уровня шума, например:

Схемы управления
Малошумящие усилители
Процессоры сигналов
Автоматизированное и лабораторное испытательное оборудование
Датчики и схемы сбора данных

Преимущества и недостатки

Источники питания с линейной стабилизацией могут быть громоздкими и неэффективными, но их низкий уровень шума идеально подходит для приложений, чувствительных к шуму. Некоторые преимущества и недостатки этой топологии, которые следует учитывать, включают:

Простое приложение. Линейные регуляторы могут быть реализованы в виде целого пакета и добавлены в схему только с двумя дополнительными фильтрующими конденсаторами. Это позволяет инженерам любого уровня подготовки с легкостью планировать и проектировать их с нуля.
Низкая стоимость. Если вашему устройству требуется выходная мощность менее 10 Вт, то затраты на компоненты и производство намного ниже по сравнению с импульсными источниками питания.
Низкий уровень шума/пульсаций. Линейные стабилизаторы имеют очень низкую пульсацию выходного напряжения и широкую полосу пропускания. Это делает их идеальными для любых чувствительных к шуму приложений, включая устройства связи и радио.

Недостатки

Ограниченная гибкость. Линейные регуляторы можно использовать только для понижения напряжения. Для источника питания переменного/постоянного тока трансформатор с выпрямлением и фильтрацией необходимо будет разместить перед линейным источником питания, что увеличит общие затраты и усилия.
Ограниченные результаты. Источники питания с линейной стабилизацией обеспечивают только одно выходное напряжение. Если вам нужно больше, вам нужно будет добавить отдельный линейный регулятор напряжения для каждого требуемого выхода.
Низкая эффективность. Среднее линейное регулируемое устройство достигает КПД 30-60% за счет рассеивания тепла. Это также требует добавления радиатора, который увеличивает размер и вес устройства.

В наше время энергоэффективных устройств низкий рейтинг эффективности линейного регулируемого источника питания может стать причиной сделки. Обычный блок питания с линейной стабилизацией будет работать с КПД около 60% при выходном напряжении 24 В. При потребляемой мощности 100 Вт вы теряете 40 Вт.

Прежде чем рассматривать возможность использования источника питания с линейной стабилизацией, мы настоятельно рекомендуем учитывать потери мощности на пути от входа к выходу. Вы можете быстро оценить эффективность линейного регулятора по следующей формуле:

Импульсный источник питания (SMPS)

Импульсные источники питания появились в 1970-х годах и быстро стали самым популярным способом подачи постоянного тока на электронные устройства. Что делает их такими замечательными? По сравнению с линейными регуляторами они отличаются высокой эффективностью и производительностью.

В стандартный адаптер переменного тока входит импульсный блок питания. (Источник изображения)

Как они работают

Импульсный источник питания регулирует выходное напряжение с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Этот процесс создает высокочастотный шум, но обеспечивает высокую эффективность при небольшом форм-факторе. При подключении к сети переменного тока 115 В или 230 В переменного тока сначала выпрямляются и сглаживаются набором диодов и конденсаторов, что обеспечивает высокое постоянное напряжение. Это высокое постоянное напряжение затем понижается с помощью небольшого ферритового трансформатора и набора транзисторов. Процесс понижения по-прежнему сохраняет высокую частоту переключения от 200 кГц до 500 кГц.

Низкое постоянное напряжение, наконец, преобразуется в постоянный постоянный ток с помощью другого набора диодов, конденсаторов и катушек индуктивности. Любая регулировка, необходимая для поддержания постоянного выходного напряжения, выполняется путем регулировки ширины импульса высокочастотного сигнала. Этот процесс регулирования работает через цепь обратной связи, которая постоянно отслеживает выходное напряжение и при необходимости регулирует коэффициент включения/выключения ШИМ-сигнала.

Вот импульсный блок питания, в котором деталей намного больше, чем в линейном. (Источник изображения)

Предпочитаемые приложения

Вы чаще всего найдете импульсные блоки питания, используемые в приложениях, где важны срок службы батареи и температура, например:

Электролиз, переработка отходов или применение топливных элементов
Двигатели постоянного тока, игровые автоматы, авиация и судостроение
Оборудование для исследований и разработок, производства и испытаний
Зарядка литий-ионных аккумуляторов, используемых в авиации и транспортных средствах.
Гальванопокрытие, анодирование и гальванопластика.

Преимущества и недостатки

Импульсные источники питания могут иметь более высокий КПД, чем линейные стабилизаторы, но их шум делает их плохим выбором для приложений радиосвязи и связи.Некоторые преимущества и недостатки этой топологии, которые следует учитывать, включают:

Малый форм-фактор. Понижающий трансформатор в SMPS работает на высокой частоте, что, в свою очередь, уменьшает его объем и вес. Это позволяет импульсному источнику питания иметь гораздо меньший форм-фактор, чем линейный стабилизатор.
Высокая эффективность. Регулирование напряжения в импульсном источнике питания осуществляется без отвода избыточного количества тепла. Эффективность SMPS может достигать 85–90%.
Гибкие приложения. Дополнительные обмотки могут быть добавлены к импульсному источнику питания, чтобы обеспечить более одного выходного напряжения. Импульсный источник питания с трансформаторной изоляцией также может обеспечивать выходное напряжение, которое не зависит от входного напряжения.

Недостатки

Сложный дизайн. По сравнению с линейными регуляторами планирование и проектирование импульсных источников питания обычно предназначено для специалистов по энергетике. Это не лучший выбор блока питания, если вы планируете разработать свой собственный без тщательного изучения или опыта.
Высокочастотный шум . Переключение МОП-транзистора в импульсном источнике питания приводит к появлению высокочастотных помех в выходном напряжении. Это часто требует использования радиочастотного экранирования и фильтров электромагнитных помех в устройствах, чувствительных к шуму.
Более высокая стоимость. Для более низкой выходной мощности 10 Вт или меньше дешевле использовать блок питания с линейной стабилизацией.

Источники питания с переключателями никуда не денутся, и их лучше всего использовать в приложениях, не чувствительных к шуму. Сюда входят такие устройства, как зарядные устройства для мобильных телефонов, двигатели постоянного тока и т. д.

Сравнение линейного регулятора и SMPS

Теперь мы собираемся провести окончательное сравнение между линейными регулируемыми и импульсными источниками питания при их параллельном сравнении. Некоторые из наиболее важных требований, которые необходимо учитывать, включая размер/вес, диапазон входного напряжения, рейтинг эффективности и уровень шума среди других факторов. Вот как это происходит:

Как спроектировать собственный источник питания В рамках этого блога невозможно объяснить, как спроектировать линейный регулируемый или импульсный источник питания. Тем не менее, есть несколько руководств, которыми мы хотели бы поделиться. Имейте в виду, что проектирование SMPS требует высокого уровня сложности и не рекомендуется для новичков в области проектирования электроники. Руководства по проектированию линейных регулируемых источников питания

Руководства по проектированию импульсных блоков питания

Питание включено Большинство электронных устройств в наши дни должны преобразовывать сеть переменного тока в стабильное выходное напряжение постоянного тока. Для этой цели следует рассмотреть две топологии: линейные регулируемые и импульсные источники питания. Линейное регулирование идеально подходит для приложений, требующих низкого уровня шума, в то время как импульсные источники питания лучше подходят для портативных устройств, где важно время автономной работы и эффективность. При принятии решения о том, какую топологию выбрать, всегда учитывайте требуемый рейтинг эффективности, форм-фактор, выходную стабилизацию и требования к шуму. Готовы спроектировать свой первый линейный регулируемый или импульсный источник питания? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно уже сегодня!

Читайте также: