Начало » Практика » Блоки питания » Компактный модуль управления ключами ИИП на SG3525

 
 
 

Компактный модуль управления ключами ИИП на SG3525

📆22.08.22   ✒️-=Sm()kE=-   🔎992   💬0  

Очень важным при разработке импульсных источников питания я считаю вопрос управления ключами. Радиолюбители, к сожалению, обычно стремятся к упрощению схем, иногда игнорируя вопросы надежности работы. Отсюда же любовь к ИИП на самоосцилирующих драйверах типа IR2153: меньше деталей — легче собрать.
Камрады, пора прекращать эту пагубную практику. Предлагаю результат моих трудов — универсальный компактный модуль на специализированном чипе SG3525.


Камрад, здесь железо для этого проекта



Схема и принцип работы

Принципиальная схема модуля изображена на рисунке:

В основе модуля управления — микросхема SG3525, отличающаяся надежностью и стабильностью работы, не капризная к умеренным помехам, обладающая встроенным софт-стартом и изученная всесторонне. Именно она является ядром модуля, формирует сигналы управления ключами при подаче на модуль сигнала запуска, обеспечивает отключение управления ключами при наличии сигналов об отключении (как внешнего так и внутримодульного), выдает опорное напряжение для изменения коэффициента заполнения.

На модуль может поступать напряжение с трансформатора тока, установленного в цепи основного трансформатора ИИП, для контроля протекающего через него тока, позволяя предотвращать ситуации, когда трансформатор входит в насыщение или останавливая перегрузку по току. Модуль выпрямляет ток, преобразует в напряжение при помощи шунта и далее интегрирует полученное напряжение. Результат интегрирования поступает через подстроечный резистор на компаратор LM397, который сравнивает его с опорным напряжением.

Если напряжение на входе компаратора оказывается выше опорного, то компаратор запускает таймер LM555D, который зажигает красный светодиод и на время отключает генерацию сигналов управления SG3525, отключая, таким образом нагрузку. Подстроечным резистором можно в небольших пределах управлять напряжением на входе компаратора, подстраивая, таким образом, момент срабатывания защиты. Через некоторое время таймер сбрасывается в изначальное состояние и генерация сигналов управления ключами возобновляется. Если перегрузка по току не устранена, то все повторяется.

Таким образом, в случае наличия перегрузки по току обеспечивается гораздо более щадящий режим работы ключей, чем в случае банального ограничения тока на нагрузке, с помощью уменьшения скважности управляющих сигналов. Дело в том, что в моменты отключения управляющих сигналов ключи закрываются, и кристаллы ключей остывают, в отличие от простого ограничения по току, когда ключи могут работать исключительно на сопротивление переходов и первичной обмотки трансформатора, что наоборот, увеличивает нагрев, который может привести к тепловому пробою.

Конструкция, детали, печатная плата

Модуль выполнен на двухстороннем печатной плате, имеет компактные размеры 30×39 мм, что даже при вертикальном монтаже позволяет использовать его для "1U"-устройств. Снизу платы установлены штыревые контакты, позволяющие удобно впаивать модуль вертикально в основную плату ИИП.

SMD детали располагаются только с одной стороны:


С обратной стороны только подстроечный резистор для настройки порога срабатывания токовой защиты:


Все резисторы, светодиод и постоянные конденсаторы типоразмера 0805, диоды — SOT23-3, стабилитрон — SOD80C (допускается установка стабилитрона в корпусе SOD-123), танталовые конденсаторы SMC_A и SMC_D. Допускается как индивидуальная пайка паяльником, так и оплавлением в печи.

Собранный из исправных деталей модуль не нуждается в дополнительной настройке и начинает работать сразу при замыкании контакта «START» на землю.

Сигнал управления ключами от микросхемы до штыревых контактов передается по дифференциальной паре с выровненной длиной дорожек, при проектировании основной платы рекомендуется поступать аналогично.

Модуль может напрямую подключается к драйверам ключей. К трансформатору управления затворами (ТГР, GDT и пр. обозначения) рекомендуется подключать модуль используя ультрабыстрые диоды или диоды Шоттки для защиты микросхемы от перенапряжения ЭДС самоиндукции трансформатора:


Контакт «-I» предназначен для аналогового или релейного («традиционного») регулирования скважностью управляющего ключами сигнала. Аналоговое регулирование обеспечивается смещением напряжения на контакте «-I». Изначально на нем 2.55 в — половина напряжения, подаваемого на контакт «VREF» (5.1 в). Если изменить напряжение в сторону увеличения, то скважность будет уменьшаться, и наоборот, при изменении напряжения на контакте в сторону уменьшения, то скважность будет увеличиваться. Таким образом, модуль отлично подключается к модулям аналоговой гальванической изоляции систем обратной связи.

Классическое релейное регулирование обеспечивается транзисторной оптопарой, транзисторная часть которой подключается к модулю, а светодиодная — к схеме со стабилитроном, постоянным или управляемым:


Работает это следующим образом: на управляющий электрод программируемого стабилитрона подается напряжение с выхода ИИП через делитель. Когда напряжение на выходе возрастает на столько, что на выходе делителя напряжение достигает порога, стабилитрон открывается, загорается светодиод оптопары и контакт «-I» через транзистор оптопары подтягивается к напряжению «VREF». Напряжение на контакте «-I» возрастает и скважность уменьшается.

Напряжение на выходе, при этом, уменьшается, как и напряжение на делителе, вследствие чего стабилитрон закрывается, светодиод оптопары гасится, транзистор оптопары закрывается, напряжение на контакте «-I» уменьшается и скважность увеличивается. Все повторяется по кругу.

Для успокоения обратной связи, которая может начать колебания из-за задержки между изменением напряжения на выходе и реакции микросхемы ШИМ, переходящие в осцилляцию обратной связи, в модуле установлены компоненты компенсации.

Для отключения генерации сигналов управления ключами, например, в случае аварии, используется контакт «SHUTDOWN» модуля. Для отключения его необходимо подтянуть к напряжению питания через резистор 470 Ом — 1 кОм. Отключение сигнала управления ключами будет незамедлительное.

Самостоятельная сборка

В оригинальном виде сборка предполагается на платах заводского изготовления, ввиду достаточно высокой сложности.
Хотя, если есть навыки хардкорщика-платомейкера, то можно сделать плату ЛУТом или фоторезистом, делая переходы со стороны на сторону тонкими проводками.

Для сборки желательно обладать подходящим набором инструментов, как тонкий пинцет и паяльник с тонким жалом или станция. Шаг выводов достаточно малый, а плотность монтажа может оказаться высокой для начинающих радиолюбителей.

Не стоит забывать, что микросхемы чувствительны к статическому электричеству, потому следует соблюдать осторожность. Монтаж осуществляется последовательно от самых низких к самым высоким компонентам. При монтаже паяльником следует использовать больше флюса- это позволит избежать смачивание припоем поверхности платы и исключить «сопли» из припоя.

Файлы

🎁Схема и плата в САПР EAGLE  104.53 Kb ⇣ 14
🎁Список деталей в формате Microsoft Excel 2003  2.48 Kb ⇣ 10
Хочу заметить, что плата на фотографиях немного расходится с платой в проекте. Дело в том, что я не рассчитал длину подстроечного резистора и, соответственно, не туда воткнул его. Многооборотник торчал за пределы ПП и, чтобы спустить его пониже, необходимо было переместить ряд деталей.

Быстрый заказ заводских печатных плат проекта

Компактный модуль управления ключами ИИП на SG3525Пройдите по ссылке ниже. Добавьте платы в корзину, одну или сразу несколько (так дешевле доставка). Все настройки уже сделаны. Вы можете поменять количество плат, цвет маски и т.п., но будьте осторожны, делайте с умом.
Ждите одобрения инженерами, оплачивайте онлайн, выбирайте самую дешёвую доставку из предложенных и ждите бандерольку с трекингом.
🎁Заказать плату модуля управления ИИП на SG3525

Спасибо за внимание!
 

Читательское голосование

Нравится

Статью одобрили 20 читателей.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.
 

Поделись с друзьями!

 

 

Связанные материалы

 

Схема на Датагоре. Новая статья Доработка модуля китайского вольтметра... ПрелюдияИзучая как-то бескрайние просторы Интернета на предмет китайских полезностей, наткнулся я...
Схема на Датагоре. Новая статья Проект «BRASS». Часть 2. Блок ДУ и mp3-модуль... Привет, камрады! Всех с майскими праздниками Мира, Труда, Радио и Победы! В первой части статьи о...
Схема на Датагоре. Новая статья Часы с GPS-синхронизацией времени и винтажными индикаторами ИН-12. Наш вариант Nixie Tube Clock... Не думал, что спустя много лет я вернусь к часам на газоразрядных индикаторах. В конце 70-х я...
Схема на Датагоре. Новая статья Простой Soft-start для усилителя мощности ЗЧ... Это простое приспособление позволяет повысить надежность УМЗЧ и уменьшить помехи в сети в момент...
Схема на Датагоре. Новая статья Вторая жизнь лампового радиоприемника Philips 592LN (Голландия, 1947). Часть 4. Модуль BlueTooth OVC3860... Привет, датагорцы! В этой части моего повествования речь пойдёт о модуле BlueTooth OVC3860 (далее...
Схема на Датагоре. Новая статья Вторая жизнь лампового радиоприемника Philips 592LN (Голландия, 1947). Часть 5... В этой части статьи речь пойдет: — о предварительном усилителе и его питании, — о питании модуля...
Схема на Датагоре. Новая статья Однофазный привод постоянного тока... В основе разработки электропривода лежит принцип работы следящего привода с одноконтурной системой...
Схема на Датагоре. Новая статья Двухполярный блок питания из готовых китайских модулей dc-dc step down LM2596... Нынче стали доступны готовые модули импульсных преобразователей напряжения на микросхеме LM2596....
Схема на Датагоре. Новая статья Реинкарнация компьютерных БП. Часть 2... Если уж брать от убитого компьютерного БП, то - по максимуму. А это значит, что кроме перечисленных...
Схема на Датагоре. Новая статья SHT10 + Atmega8: Микроконтроллерный модуль управления вентилятором санузла, v2... Доброго дня, сограждане! Представляю вторую версию блока управления вентилятором для ванной,...
Схема на Датагоре. Новая статья Микроконтроллерный регулятор мощности на Atmega16... На фото представлен действующий макет регулятора мощности, схема которого (с небольшими...
Схема на Датагоре. Новая статья Визуализация для микроконтроллера. Часть 6. LCD дисплей 1.6" (130×130) на SSD1283A... Всем привет! Недавно возникла необходимость замены TFT-дисплея на базе контроллера st7735,...
 

Комментарии, вопросы, ответы, дополнения, отзывы

 

Добавить комментарий, вопрос, отзыв 💬

Камрады, будьте дружелюбны, соблюдайте правила!

  • Смайлы и люди
    Животные и природа
    Еда и напитки
    Активность
    Путешествия и места
    Предметы
    Символы
    Флаги