БЛОК ПИТАНИЯ НА IR2153 ИЛИ IR2155
СО СТАБИЛИЗАЦИЕЙ

    Да, да, это не опечатка или провокация. Это действительно блок питания на IR2153 со стабилизированным выходным напряжением. Кроме этого данная схема может стабилизировать и ток, что делает данный блок питания весьма и весьма универсальным. Есть конечно некорые недостатки в данной конструкции, но это плата за простоту схемы.
    Не большая пояснялка.
    Идея регулировки выходного напряжения при помощи частоты не нова и тут я велосипед не изобрел. Еще пару лет назад я делал стабилизатор тока для мощных светодиодов, но во время пусконаладочных работ светодиоды погорели и топология этого блока питания была отложена.
    Вернулся я к ней по причине изыскательских работ по созданию простого, дешевого и довольно надежного блока питания.
    Нет, речь не идет о лабораторном блоке питания с регулировкой выходного напряжения от нуля до максимального значения. Речь идет имеено о блоке питания с фиксированным выходным напряжением с небольшим диапазоном регулировки. Т.е. этот преобразователь напряжения для питания какого устройства, а не проверочный источник напряжения.
    Была попытка собрать резонансный блок питания на FSFR2100, но она закончилась крахом - два раза покупал эти микрухи на Али и обоа раза брак. Первые микросхемы прекрасно работали, отлично изменяли частоту на выходе, но что то внутри было не правильно и при питании выше 130 вольт они тупо затыкались. Вторая покупка работала на сетевом напряжении, но частота гуляла и естественно гуляло выходное напряжение. В общем не срослось.
    Сама по себе IR2153 как бы не предназначена для стабилизации выходного напряжения, это микросхема для создания электронного балласта люминисцентных ламп и по сути является простым электронным трансформатором пропорционально изменяет выходное напряжение при изменении входного.
    Однако в среде радиолюбителей эта микросхема завоевала популярность при создании блоков питания из за своей простоты, а моральная старость делает стоимость этой микросхемы довольно привлекательной.
    Однако в этой микросхеме не предусмотренн ввод обратной связи, но она имеет внешние частотозадающие цепочки, следовательно на частоту преобразования можно влиять извне. Но чтобы влиять нужно изменять либо емкость конденсатора, либо сопротивление резистора, который используется именно как резистор, а не регулятор стабилизатора тока, как это сделано в TL494 или SG3525.
    Варикапы могут менять свою емкость в зависимости от поданного напряжения, но их емкость очень мала и придется их ставить несколько штук. Да и не получится гальванически развязать первичную цепь от вторичной, а это уже сразу ставит крест на этой идее.
    Остаются оптроны лампа-фоторезистор, но у лампы хоть не большая, но инерционность есть. Следовательно нужен оптрон светодиод-фоторезистор. На Али такие есть, но цену на них задрали уж слишком не обоснованную.
    Остается собрать оптрон самому, скрестив обычный белый светодиод с фоторезистором:

    Для этого была использована термоусадочная трубка черного цвета диаметром 6 мм. Для увеличения затемненности трубка одеватеся в два слоя, торцы заливаются краской или герметиком.

    Тут следуте обратить внимание на одну вещь - для изготовления данного блока питания необходимо несколько светодиодов одного типа. Один светодиод потребуется для изготовления оптрона, а остальные для индикации режимов работы. Светодиоды необходимы одного типа, поскольку соединены последовательно и нужно исключить разность протекающего через светодиоды тока.
    Первоначально была собрана схема для тестовых проверок и выяснения на сколько идея регулировка напряжения и тока с помощью изменения частоты работоспособна.

    Сразу необходимо сказать, что приведенная принципиальная схема инвертора уже прошла тюнинг и имеет все необходимые элементы и номиналы, но не совсем пригодна для изготовления. универсального блока питания, поскольку имеет некоторые неудобства в организации обратной связи.
    Дело в том, что светодиод оптрона запитывается с обратной связи по напряжению и току через логическое "ИЛИ" организованное диоды VD7 и VD8.
    Но тут есть недостаток - не понятно по какой причине изменяется выходное напряжение да и подпорка светодиодов "снизу" ограничивает использование внешнего регулятора, если в нем вдруг возникнет необходимость.
    Кроме этого возникла еще одна проблема - у величением частоты возрастает потребление самим драйвером - требуется больше энергии на открытие-закрытие силовых транзисторов. Из за увеличенного потребления увеличивается падение напряжения на токоограничивающих резисторах R1-R4 и напряжение питания самой микросхемы IR2153 уже не хватает и она самоблокируется.
    Чтобы исключить эту ситуацию как раз и пришлось использовать 4 резистора по 91 кОм, т.е. финальное сопротивление равно почти 23 кОм. Причем выделение тепла на этих резисторах тоже вполне приличное - почти 4 Вт, т.е. эта гирлянда будет греться и довольно не плохо.

    В этом варианте светодиод оптрона запитывается так же через логическое "ИЛИ", но в этот раз в качестве диодов выступают светодиоды VD1-VD3, каждый из которых индицирует режим работы.
    VD1 - индикация того, что ограничение осуществляется по напряжению.
    VD2 - индикация того, что регулировка происходит по току.
    VD3 - индицирует о том, что выходное напряжение управляется от внешнего источника.
    Так же в этом варианте изменено питание IR2153 - старт производится от резистора R2, а вот питание в рабочем режиме происходит через емкостной делитель С12. Такое решение позволяет избавится греющегося резистора токоограничения и получить изменяющееся от частоты сопротивление - реактивное сопротивление емкости уменьшается при увеличении частоты. Это позволяет сильно не беспокоится об изменяющемся потреблении при увеличении частоты - реактивное сопротивление С12 будет уменьшаться и компенсировать увеличивающееся потребление хотя бы частично. Для исключения перегрузки стабилитрона внутри микросхемы по питанию установлен отдельный стабилитрон VD5, который будет гасить излишки напряжения с емкостного делителя С12.
    Есть еще одно отличие от первоначального варианта - в качестве силовых транзисторов использованы транзисторы на 20 ампер, а вместо IR2153 используется IR2155, у которой выходной ток больше, чем у IR2153.
    О перегрузке самой IR2155 речь не идет хоть и транзисторы несколько тяжелее, но энегрия затвора остается не критичной - FQP20N60 - Qg - 74nC, резистор в затвор не более 10 Ом, STP20N65M5 - Qg 40 nC, в затвор резисторы не более 36 Ом, SPA20N60C3 и SPW20N60C3 - Qg 114 nC, эти самые тяжелые, в затвор не более 1 Ома.
    Наладка данного блока питания традиционна - сначала подается питание от отдельного источника питания на саму IR2155, и проверяется частота преобразования. Она должна быть чуть больше 20 кГц.
    Затем необходимо подать напряжение на светодиод VD3 и светодиод оптрона UH1, разумеется через токоограничивающий резистор - его нет на плате. При подаче напряжения на эту связку светодиодов частота преобразования должна превысить 200 кГц.
    После этого снимает напряжение с управляющего светодиода и уже можно подать имитацию сетевого напряжение - на С2 нужно подать 30-60 вольт и убедится, что перегрузки не происходит. Разумеется, что на плате нужно запаять перемычку под дросселе рассеивания:

ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА В LAY И ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА В SPL