Узел плавного старта в БП на микросхеме IR2153

Схема (рис.1) не содержит ничего необычного для схемотехники преобразователя с применением микросхемы IR2153, за исключением добавления в схему узла плавного запуска, выполненного на компонентах Q1, R2, R3, C2, C4. Само понятие "плавный запуск" в силовой электронике имеет за плечами не один десяток лет так же, как и принцип, примененный в данном случае для устройств не имеющих управления шириной выходного импульса - медленный (в данном случае - в течении 1-2 секунд) спад частоты до ее рабочего значения в момент старта преобразователя. Идея "частотного" плавного запуска достаточно проста: при высокой стартовой частоте преобразования (в разумных пределах, гарантировано сохраняющих работоспособность силовых ключей на частоте старта), реактивное сопротивление первичной обмотки силового трансформатора настолько высоко, что трансформатор не может мгновенно отдать большую мощность в нагрузку и, соответственно, ток, протекающий через силовые ключи преобразователя во время заряда "выходных" конденсаторов большой емкости, не будет экстремально большим. При подаче напряжения (~220V) на клеммы АС1.1-АС1.2, плавный заряд "входного" конденсатора С8 и стартовое ограничение тока через мостовой выпрямитель VD2 обеспечивается NTC-термистором R1. Напряжение питания для старта микросхемы U1 обеспечивается диодом VD1 и резистором R7. Эти же компоненты могут при необходимости могут быть использованы и для долговременной работы. После подачи питания на схему управления и достижении уровня напряжения на конденсаторе С1 достаточного для активации микросхемы U1, запускается ее тактовый генератор со стартовой частотой следования импульсов на ее выходах около 200кГц. При этом задействованы элементы времязадающей цепи R5, PR2, C5. Как только напряжение на конденсаторе C2 (заряжаемом через резистор R2) достигнет уровня, достаточного для начала отпирания полевого транзистора Q1, его канал в соответствии с уровнем напряжения на затворе начинает плавно уменьшать собственное сопротивление, изменяя параметры времязадающей цепи тактового генератора  U1 за счет емкости конденсатора С4 подключенного последовательно с каналом Q1 к входу Rt U1. Частота следования импульсов на выходах микросхемы плавно уменьшается до рабочего значения 30-35кГц, что вполне приемлемо для использования в данном БП трансформатора от компьютерного БП.

Схема остальных узлов БП на микросхеме IR2153 достаточно подробно описана в литературе, равно, как и узла защиты на тиристоре VS1, поэтому в данной статье описание этих узлов не предусмотрено. Разработанные специально для данного БП различные варианты печатных плат показаны на рисунках ниже. На рис.2-рис.9 изображены варианты печатных плат для БП с узлом плавного запуска, на рис.10-рис.13 - фотографии двух вариантов изготовленных БП. Силовой трансформатор для установки на плату подойдет от большинства двухтактных схем БП-АТ/ АТХ. Предварительно следует оценить "правильность" цоколевки выводов трансформатора и его габариты.

О подключении и мерах безопасности. Процесс наладки лучше организовать с подачей сетевого напряжения через развязывающий трансформатор ~220/~220В и подключенной в разрыв между одним из входных питающих проводов между БП и развязывающим трансформатором балластного сопротивления (токового ограничителя) в виде лампы накаливания, рассчитанной на напряжение осветительной сети (~220В) и мощностью 100-150Вт. Применение развязывающего трансформатора защитит при случайном касании от попадания под потенциал осветительной сети, а лампа в случае неправильного монтажа или действий предохранит электронные компоненты от повреждения. Установка выключателя в разрыв одного из питающих проводов для оперативного отключения не будет лишней. Обмотка силового тр-ра Tr1 имеет неиспользуемые выводы вторичной обмотки, к концу одной из которых относительно "вторичного" общего провода следует подключить индикатор-нагрузку в виде маломощной галогенной лампы 12В/20Вт для оценки работоспособности БП при первом включении. Контроль осциллографом следует осуществлять по любой из вторичных обмоток (так безопаснее для самого осциллографа).

О наладке. Перед первым включением необходима проверка работы микросхемы U1 с установкой частоты генерации на ее выходах. Для этого следует подать напряжение от любого источника питания напряжением 10-15В плюсовым проводом в точку соединения катодов VD1, VD6 через резистор 10-20Ом и минусовым проводом - на "первичный" общий провод питания. Рабочая частота генерации IR2153 устанавливается триммером PR2 при запаянной перемычке между стоком-истоком транзистора Q1. Конденсатор С5 подбирается таким образом, чтобы стартовая частота превышала значение рабочей в 5-8 раз. Время спада частоты подбирается элементами схемы R2, C2.

Теги:

• DipTrace