IR2153 SMPS Devresi 100W 800W

IR2153 ile yapılmış bir çok SMPS devresi paylaştım IR2153 özellikle amfi güç kaynaklarında kullanım için uygun hatta büyük firmalarda güç amfileri, mikserlerde Güç kaynağı SMPS katında IR2153 kullanıyor. (Yamaha EMX5000 mixer servis manuel ir2153) Uyguladığım IR2153 SMPS devresi üzerinde uzun süredir fırsat buldukca çalışıyorum.

Farklı amplifikatör cihazlarının SMPS şemalarından faydalanarak geliştirildi aşırı yük, kısa devre koruması, uzun süreli yük (200W) testleri yapıldı. SMPS Devresinin güç aralığı genişletilebilir bazı malzeme ve trafo nüvesine göre 100W…800W arası güç verebilir düşük güçlü uygulamalarda benim yaptığım gibi SMPS trafo sarma ile uğraşmadan kullanmak için AT-ATX Güç kaynağı trafolarını kullanabilirsiniz PC güç kaynaklarının da farklı güçlerde trafoları var

AT-ATX Transformatörler

• EI28 – 80W…100W
• EI33 – 180W…250W
• ERL35 – 250…300W

Güç verebilir (tecrübe ve tahminlerime göre 🙂 ) maks. limitlerde trafonun soğutulması gerekir gerçi amfinizi ne kadar süre yüksek güçde kullandığınıza bağlı.. Güç olayına yazının sonlarında değineceğim. PC güç kaynaklarında ki fanlı soğutma sistemi güç transistörleri, çıkış diyotlarının yanı sıra trafoyuda soğutuyor.. Aslında ısınma, verimliklik vb. devrenin çalışma frekansıyla da ilgili.. Testlerde stereo LM3886 modülünü kullandım hoparlör yerine yük direnleri bağlı videonun sonunda TDA7294 200W modül ile kısa bir sesli test var şuan elimde yüksek güçlü hoparlör yok… videoda bir çok detaya hızlıca değindim..

IR2153 SMPS Test Videosu

 

IR2153 SMPS Devre Şeması

Dikkat: Şemada C5 ve C6 kondansatörlerinin bağlantıları hatalı C6 – 10uf kondansatörünün artı bacağı IR2153 8 numaralı bacağına bağlanacak eksisi ise 6 numaralı bacağa bağlanacak C5 – 1nf kondansatör de aynı şekilde

ŞEMA DÜZENLENDİ – PCB ÇİZİMİNDE SORUN YOK

• 1. EMI filtre ve DC doğrultucu
• 2a, 2b. IR2153 entegresinin besleme voltajını sağlayan ek sargı ve regülatör katı
• 3. IR2153 Sürücü katı
• 4. Aşırı akım algılama, koruma katı
• 5. Sekonder yani DC çıkış katı
• 6. Soğutma fanı için ek 12v voltaj çıkışı

IR2153 SMPS Devresinin Özet Açıklaması

DİKKATSMPS Devresi yüksek voltaj ile çalışmaktadır dikkatli olun kondansatör bağlantılarına dikkat edin + – kutupları ters bağlarsanız yüksek voltajda büyük patlamalar olabilir devreyi çalıştırmadan önce Sigortalı Elektrik Hattı,koruyucu gözlük kullanın

DİKKAT İlk testlerde “SMPS Test İçin Lambalı Koruma” yazısında paylaştığım lambalı düzeneği kullanmanızı öneririm hatalı işlemlerde büyük arızaları önleyebilirisniz.

Öncelikle 220V girişinde filtre bobini 100nf 275VAC kondansatörler olamasada devre sorunsuz çalışır ama bu malzemeler filtre için gerekli imkanlar dahilinde veya test için kullanmayabilirsiniz fakat 10-ohm NTC ve 220uf kondansatörlere paralel bağlı dirençler gereklidir çünkü ilk açılışda ki ani yüklenmede IR2153 arızalanabilir yüksek güçlü devrelerde NTC yerine Soft-Start devreleri veya yüksek akımlı NTC ler paralel bağlanarak kullanılıyor.

IR2153 entegresinin en sevdiğim tarafı besleme voltajının basit yöntemler ile sağlanabilmesiydi genelde 5…10W direnç ile sınırlama yaparak.. fakat bu yöntem baya ısı üretiyor ve yer kaplıyor bu yüzden trafonun dışına 0.30mm telden 4 tur ek sargı yaptım DC doğrultma sonrası yaklaşık 20…23V DC voltaj sağlıyor bu voltaj transistör ve zenerli regülatör ile 16V civarına indiriliyor.

SMPS devresinin çalışma frekansı 37KHZ civarında IR2153 frekansı R17 ve C16 elemanlarının değerlerine göre belirleniyor. Frekansın yüksek olması daha iyi ama hazır ATX trafo kullandığımız için fazla yükseltemeyiz.

İlk test için; Trafo, IRF730 mosfetler ve IR2153 entegresinin montajını yapmadan önce regülatör katının ölçümünü yapın 16v zenerin katodunda 16.8V IR2153 pin 1 üzerinde 16v civarı bir voltaj görünmeli 100K 2W direnç başlangıç için gerekli voltajı sağlıyor sistem çalıştığı zaman bu direnç üzerinde fazla yük olmuyor yinede biraz ısınacak. Her şey yolunda giderse montaj sonrasında devreyi çalıştırdığınızda F+ 100 ohm direnç çıkışında 18v…20v arasında voltaj olması lazım.

IRF730 mosfetler için resimlerde gördüğünüz gibi küçük bir soğutucu yeterli, çok az ısınıyorlar. Aşırı yük, kısa devre koruma katında 0.47 ohm 3W direnç üzerindeki voltaj düşümüne göre T5 2N5551 transistörü koruma katını çalıştırarak IR2153 besleme frekansı kesime götürüyor.

Aşırı akım koruma devresi transistörlerin iç direnci, hfe değeri ve kondansatör, direnç gibi malzemelerin toleransına göre düşük güçlerde aktif olup korumaya geçebilir (ve ya tam tersi) bu durumda R15 5.6K direncin değerini düşürmeniz (veya yükseltmeniz) gerekli.

UF1010 diyorlar yerine MUR160, HER107 diyotları kullanılabilir. Sekonder katında SR5100 5A 100V diyotlar yerine daha güçlü olan TO220 kılıf diyotları kullanabilirsiniz PCB baskı devre tasarımı buna göre yapıldı

Ortak anot diyotlar

• MUR1620CTR
• U12C20A
• H16C20A
• U16C20A
• NTE6244

Ortak katot diyotlar

• H16C20C
• MUR1620
• NTE6240

ATX trafoda 5V çıkışlarını 12V fan beslemesi için değerlendirdim ek olarak NTC sensörlü fan kontrol devreside ekledim bu devrede fanı süren transistörün türüne göre R32 4.7K direnci ayarlamanız gerekli örneğin 2SD667 transistör ve benzerleri için 4.7K kullanılabilir ama yüksek güçlü TO220 kılıf transistörlerin genelinde 4.7K kullanmadan direkt kısa devre etmelisiniz.

Fanın normal sıcaklıklarda çalışmamasını istiyorsanız R35 direnci 20K…22K kullanabilirsiniz bu değerler ile 50 derece üzerinde fan çalışmaya başlar normal sıcaklıkta yavaş çalışsın isterseniz direnç değerini 33K…39K arası kullanabilirsiniz. 10K NTC amfi soğutucusuna monte edilecek.

IR2153 Anahtarlamalı güç kaynağı devresi hazır PC güç kaynağından çıkma ERL35 trafo ile 2X30V 300W verebilir daha yüksek güçler için primer katındaki yüksek voltajlı filtre kondansatörleri, mosfetler, transformatör, şönt direnç güç ve değeri giriş, çıkış diyotları, kondansatör değerleri değiştirilmeli dosya içinde ki Harbinger, Titan servis manuelleri feyz verecektir..

Transformatör hesabı için ExcellentIT SMPS Trafo hesaplama programı işinizi görür IR2153 frekans hesaplama programınıda unutmayalım tüm döküman ve programlar dosyada.. benim kullandığım trafonun nüvesi EI33`e göre biraz küçük testlerde en uygun osilatör direnç değerini 18K olarak belirledim yaptığım testler profosyonel değil boştaki, çalışmada ki ısı durumu göre ama uzun süreli testlerde hiç sorun yaşamadım.

Son olarak dik yerleştirilen 47k 2w, 100k 2w, 100 ohm 2w ve sigortayı ısı ile daralan makaron kaplamayı unutmayın ayrıca mosfetlerin soğutucu montajında yalıtım yapılmalı. Amfi güç kaynağı diyorum ama farklı projeler içinde kullanılabilir örneğin sekonder çıkış katında 2 diyotlu doğrultma yaparak 30v elde edebilirsiniz bunuda ayarlı laboratuvar güç kaynağı için kullanırsınız. 2 adet Hazır PC güç kaynağı trafosu kullanarak trafo sarmadan daha fazla güç alınabilir vs..

IR2153 SMPS Devresinin PCB baskı devre tasarımı Sprint layout 6 programı ile hazırlandı PCB boyutları 100X86mm

Güncelleme: IR2153 SMPS devresini tek çıkış için düzenleyip “Laboratuvar Güç Kaynağı 0-30V 10A (Ayarlı) K7200 Yeni PCB” ile basit bir deneme yaptım SR5100 diyotları sökmem gerekliydi ama üşendim hızlıca teste geçtim. 10A güç kaynağında röle katını söküp 0VAC hattına bağlı olan 1N4007 diyotu ayırıp 100ohm direnç üzerinden devrenin girişine bağladım. Transistör kayıpları ile maks. 24v civarı çıkış aldım..

Tek kanal çıkış olan bu düzenlemede Unuttuğum bir detay var çıkış diyotları sonrasında 20…50uh arası bobin bağlanmalı

SMPS Projesine ait PCB şema dosyaları;