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.
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.
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.
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.
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:
- 2153+Dif+2113_100714lay.lay (78 Кб)