Блок питания (инвертор) с адаптивным ограничением тока (часть 2)

Объясняем, как работает блок питания с инвертором и адаптивным ограничением тока. Узнайте о его преимуществах и возможных вариантах применения.

Тем, кто не знаком с содержанием первой статьи, очень рекомендую сначала прочесть первую. Если Вы это не сделаете, весь смысл написанного ниже, Вам будут не понятен, как бы Вы не старались.

В заключении предыдущей статьи, я писал, что дальнейшее изменение инвертора я не планирую. Но обстоятельства, как  всегда у меня бывает, изменились. Ещё совсем недавно казалось, что все возможные варианты построения сигнальной части с использованием микросхемы IR2153, уже рассмотрены, и ничего нового здесь придумать, а тем более — упростить, уже нельзя. Но я вновь удивлен. Нет предела совершенству (шучу).

Но обо всём — по-порядку.

Схема ниже — это просто полная схема инвертора с использованием LM393 в сигнальной части. Привожу просто для Вашего удобства — в первой части статьи — её не было.

Блок Питания Инвертор Адаптивное Ограничение Тока

Две схемы ниже — примеры использования в сигнальной части не оптических, а обычных драйверов для полумостов. Специально привожу в качестве примера сразу две схемы, чтобы было понятно, что возможны очень разные варианты их использования. Но чтобы без затруднений использовать подобные драйвера, необходимо внимательно почитать даташиты, разобраться, как они устроены и их особенности. Даже если Вы познакомитесь лишь с теми двумя драйверами, которые изображены на схемах, это сильно облегчит Вам жизнь.

Блок Питания Инвертор Адаптивное Ограничение Тока

Блок Питания Инвертор Адаптивное Ограничение Тока

Должен обратить Ваше внимание на то, две приведённые выше схемы именно в таком виде я не паял, но вся силовая часть с указанными драйверами именно в таком включении, используется уже давно и успешно…Будем надеяться, что драйверы,  подмены сигнальной части не заметят.n И ещё один нюанс — во всех схемах я увеличил номинал ёмкости RC цепи, стоящей между управляющим электродом и катодом TL431, до 10 нФ ( с прежним номиналом, при большой нагрузке инвертора, в цепи обратной связи возникал неприятный паразитный колебательный процесс).

Ещё одно важное отличие — в схемах с обычными драйверами, логика работы компараторов в схеме сигнальной части с применением LM393, изменена. Здесь они формируют «нормальные» ( а не инверсные, как необходимо для оптических драйверов) импульсы — с активной частью из нуля в единицу.

Применение подобных драйверов в данных инверторах даже более предпочтительно, чем оптических потому, что они имеют очень высокое входное  сопротивление ( более 100 Ком ), что значительно уменьшает общее потребление тока сигнальной частью. И наличие триггера Шмидта на входе оказывается совсем не лишним…

Именно эти два обстоятельства, подтолкнули меня попробовать сделать ещё один вариант сигнальной части. Его реализация сулила большие выгоды. И надежды оправдались. Вот как выглядит наш «новый победитель». Он умиляет своей простотой и аскетизмом. Вся эта сигнальная часть потребляет всего 4 мА — балластный резистор — отдыхает.

Блок Питания Инвертор Адаптивное Ограничение Тока

Собрал его на маленькой плате и проверил совместно с силовой частью. Результат порадовал — хорошо управляется (формирует импульсы от нуля до максимума), мало ест. Элементы в верхнем и нижнем каналах не подбирал — просто поставил одинаковые номиналы.

Есть совет по правильному выбору номинала балластного резистора.

Упоминаю про это особо, вот почему — у микросхемы IR2153 есть встроенный стабилитрон на 15,6V в цепи питания. Надо помнить об этом. Критерий выбора номинала балластного резистора, следующий — подбором номинала необходимо добиться, чтобы напряжение питания сигнальной части при средней нагрузке инвертора установилось в районе (14,5-14,8) Вольт. Если выбрать номинал меньший достаточного, то есть риск, что напряжение достигнет 15,6 Вольт, при этом откроется защитный стабилитрон, и сигнальная часть начнёт потреблять больший ток, попусту греющий балластный резистор. Если номинал балластного резистора будет великоват, то при большой нагрузке инвертора напряжение питания инвертора будет проседать до (9-10) Вольт. Это не опасно, но просто — бессмысленно.

Несмотря на свою простоту, подобный инвертор можно сделать довольно мощным. Указанные на схеме драйверы имеют довольно большие допустимые пиковые токи — у IR2113S +/- 2 Ампера, а у FAN7371 до +/- 4 Ампера. Что позволяет использовать достаточно мощные силовые ключи (или их пары).

Изображение ниже — рисунок всей платы и субмодуль сигнальной части с использованием драйвера IR2113S. Так как силовая часть инвертора практически неизменна, и особых нареканий не вызывает, исполнение сигнальной части в виде субмодуля оказалось очень удобным.

Блок Питания Инвертор Адаптивное Ограничение Тока

На этот раз зарекаться, что сигнальная часть больше изменяться не будет — не буду. Но, откровенно говоря, она уже и так до безобразия проста — и хотеть от неё большего — просто неразумно.

Если возникнут вопросы , замечания и изменения, достойные освещения в рамках данной статьи — статья будет дополнена.

Тема на форуме с обсуждением статьи

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *