Драйвер IR2153 пользуется большой популярностью при построении различных источников питания. Всем хорош: прост, надёжен и не требует большой компонентной обвязки. Но есть существенный недостаток - нет возможности регулировать выходное напряжение. Ранее я опробовал возможность регулирования выходного напряжения в небольших пределах (до 30%) путём изменения скважности выходных импульсов с IR2153, которые подаются на затворы выходных ключей. Но этот принцип работает только при использовании однополупериодного выпрямления напряжения с выходного трансформатора и, поэтому, не пригоден для построения мощных источников. Поэтому идея найти способ "заставить" IR2153 работать в режиме регулировки от 0 до 100% не пропадала. И родилась она практически сразу, после опробования метода со скважностью импульсов. Вот только до эксперимента моё тело не доходило несколько лет.
И вот вчера вечером перед сном свершилось. Я заставил себя сесть и попробовать метод вживую. А он прост, как "медный грош" - релейный способ управления генератором, благо IR2153 позволяет это делать. Метод этот не штатный и в технический данных не описан. Но, как аварийная остановка генератора, приведён. Сомнения были в том, сможет ли релейный режим в IR2153 работать долговременно в диапазоне изменяемых периодов переключений. Суть метода сродни методу ШИМ, только генератор работает регулируемыми по длительности пачками импульсов, поступающих на силовой трансформатор. Период (Т) этих пачек неизменен, а их длительность может меняться от 0 до Т.
Для эксперимента использовал уже готовую плату одного из своих источников, а в качестве манипулятора (модулятор АМ с коэффициентом модуляции 100%) собрал предельно простую схему генератора импульсов с изменяемой скважностью в пределах от 0 до 100% на ещё одной микросхеме IR2153, с выхода которой через промежуточный ключ на транзисторе осуществлялась манипуляция основной генерирующей IR2153. Частоту генерации силовых колебаний можно было изменять в пределах 30...100 кГц, а период управляющих импульсов (по памяти) составлял около 0,22 мс (частота около 4,5 кГц).
В полумостовом генераторе выходные ключи были на IRF740. Сначала испытывал работу схемы без подключения к выходу силового трансформатора. Заработала сразу, как и задумывалось. После нескольких минут работы основная м/сх IR2153 была холодная, значит для неё перегрузок нет. Регулировка скважности пачек силовых колебаний происходила в полном диапазоне от 0 до 100%. Силовые ключи тоже не перегревались. Изменение частоты силовых колебаний в полном интервале 30...100 кГц тоже происходило без губительных последствий. Теперь осталось испытать схему с подключённым трансформатором и нагрузкой.
В качестве трансформатора использовал сетевой синфазный дроссель для подавления помех. У него две одинаковые обмотки. Одну подключил к выходу полумоста, а вторую оставил пока "на воздухе". Благо, мои ИП регулируются по питающему полумост напряжению и я всегда начинаю с нуля. Подключил осциллограф параллельно входной обмотке и стал прибавлять напряжение питания полумоста. На экране импульсы, близкие к прямоугольным со скруглениями углов. Обычное дело. Но при изменении скважности управляющих импульсов начинается чехарда - возрастает звон и наблюдается перескок в количестве периодов в пачке. Понятно, что требуется демпфирование. Нагрузка и сыграет эту роль. Подключаю ко второй обмотке керамический резистор на 470 Ом, 1 Вт. Теперь полный порядок, никаких звонов, но резистор уже красный. Выключаю питание, остывает резистор и я тоже. Вывожу скважность на ноль и прибавляю напряжение на мосте. Полёт нормальный. Довёл до 300 В, дыма нет, осциллограф подключён к нагрузке. Увеличиваю скважность, появляется узенькая пачка силовых колебаний, что-то около одного периода с амплитудой 150 В. Нагрузочный резистор уже потеплел. Очень плавно увеличиваю скважность и замечаю, что возможен режим даже с частью силового периода. Но при этом, ведь, в трансформаторе должна появится и постоянная составляющая тока! А у меня в трансформаторе ферритовый кольцевой (пусть и квадратной формы) сердечник без магнитного зазора. Это не здорово! И, тем не менее, эксперимент надо доводить до конца. Быстро увеличиваю скважность до 100% (максимальная выходная мощность), смотрю то экран, то на резистор. На экране полный порядок, хорошие импульсы без звонов и срывов, а резистор уже красный, почти белый. Выключаю. Трогаю трансформатор, силовые транзисторы - всё в норме. Расчётная мощность на резисторе около 47 Вт. Частота силовых колебаний была около 50 кГц. Повторяю включения с меньшей скважностью (чтобы не сжечь нагрузку) для проверки регулировки мощности на выходе. Она прекрасно регулируется от нуля до максимума!
Но авария, всё-таки, случилась 
. При уменьшении частоты силовых колебаний от 100 до 30 кГц произошёл бах! Выходные транзисторы пробились (а возможно и раскачивающая их IR2153).
Наступила настоящая ночь и я, плюнув на свой эксперимент, пошёл спать. Схема и прочие картинки после, когда я их создам и размещу на хостинге.
Отредактировано ВиНи (2021-09-06 13:24:10)
. Ему и проверять. Микросхемы теперь у него есть, может собрать.
.