ИИП для УМЗЧ на базе IR2156 [2019]

[Nem0]

В настоящей статье речь пойдет об импульсном источнике питания (ИИП) для усилителей мощности звуковой частоты (УМЗЧ) на базе популярной микросхемы - IR2156 от International Rectifier (в настоящее время приобретена Infineon Technologies). По не совсем непонятным для меня причинам, несмотря на высокую популярность данной микросхемы в радиолюбительских кругах и даже профессионалов серийно изготавливающих и выпускающих ИИП для УМЗЧ на ее базе, в открытом доступе мне так и не удалось найти ни одной полноценной статьи об IR2156, ни одного законченного, доведенного до ума устройства собранного на ее базе. Все что удалось найти лишь сомнительного качества наработки неизвестных умельцев и фотографии готовых заводских устройств. В принципе, ситуация такая же, что и была в свое время с не менее популярными IR2153 и IR2161. Поэтому в очередной раз пришлось брать все в свои руки чтобы наконец заполнить и этот пробел в рядах импульсных источников питания. Данная статья будет полезна как новичкам, так и уже имеющим опыт в построение ИИП, и даже тем, кто уже ранее имел опыт общения с IR2156. Из этой статьи каждый сможет почерпнуть для себя что-то полезное. Описываемый блок питания прост в повторении, поэтому его можно рекомендовать даже новичкам, возможно для кого-то он станет первым импульсным источником питания собранным самостоятельно.

Схема:

 

Полная и актуальная версия статьи

Автор оставляет за собой право вносить изменения в статью и связанные с нею материалы. Актуальная версия версия статьи находиться по ссылке выше.

 

Первый повторенный по статье ИИП (автор - Александр Дегтерев):

 

Статья на сайте Паяльник - https://cxem.net/pitanie/5-380.php
Проверенная печатная плата - http://cxem.net/pitanie/files/5-380_2156_00-1.lay
Калькулятор для расчета ИИП и трансформатора - http://cxem.net/pitanie/files/5-380_2156_calc_(by_Nem0).xlsx

[Реклама]

[BAFI]

в нашем полку пополнение) ваш опыт и знания нам очень помогут - ес лишний раз дадите по носу - благодарю)

[Реклама]

Реле, разъемы, вентиляторы, корпуса, микросхемы, конденсаторы и много другое!

Скидки до 20% на сайте электронного дискаунтера ТМ Электроникс.

Бесплатная доставка в любую точку России + кэшбэк 15%.

Всем кто сделает заказ в сентябре, начислим 3000 баллов на аккаунт. 1 балл = 1 рублю!

Подробнее

[Сергей_74]

Зачетная работа! Статья превосходная, спасибо вам @Nem0

[Лёха58]

Да, да.  Уже рисуем печатки  . Набросок из г.. и палок для tda2050, низкопрофильный на EL33, нагрузочные/разрядные резисторы навесом.

Скрытый текст

 

Edited December 1, 2019 by Лёха58

[icemanoid]

Спасибо за подробное описание схемы!  Хочу использовать такой блок совместно с китайским модулями на TDA7293,  в которых по цепям питания питания уже  установлены конденсаторы 2200uFx50V.  В стерео УМЗЧ  суммарная емкость нагрузки будет 6400uF на плечо. Выдержит ли блок?

И еще:  в схемы на ir2153 часто ставят  RC снаббер параллельно первичной обмотке трансформатора, но в вашей схеме его нет.  В теме про ir2161 было написано, что снаббер  мешает работе  Adaptive Dead Time,  поэтому ставить его не надо.  Но  в IR2156 ADT не реализован,  поэтому снаббер может уменьшить коммутационные помехи.  Не проверяли ли работу снаббера на практике ?

[Stranger21]

Дошел до IR2156 снова .

Без зазора в трансе есть залом на первичке .

Проложил бумагу от чека , ну 0.1 наверное . Итог залом пропал , ровная трапеция 

Думаю на этом ставлю точку.

Сердечник конечно же греется на хх . ну теплый . Ключи ледяные . 

Я думаю что нагрева сердечника в случае с молотилкой не избежать .

Результаты работы - так себе. Нагрузку нормально он не держит . 300-400ват дает просадку 5-6 вольт . 

При подключении реального усилителя , питание "играет" музыку . или Синус ) ... это ужасно если чесно .

ну и сравнение трех БП на одном УМЗЧ классд TDA8954 

Первый БЖТ +-37 вольт , 1-2ватт выход на 4ом 1кгц 

АТХ на SG3528 +-38 , стабилизация обоих плеч 

Ну и наконец IR2156

 

Оба ИИП шумят , если например руку положить на радиатор транзисторов , то Шумы резко возрастают , особенно если вторую руку поднести к усилителю.

Но АТХ все таки лучше. Довести до ума еще конечно его нужно и можно .

 

[BAFI]

@Stranger21 разница большая ? с зазором и нет - нагрев трансформатора ?

[Stranger21]

Только что, BAFI сказал:

с зазором и нет

помоему нет . измерять нечем . На ощупь все также.

Вообще кроме красивой осцилограммы зазор ни на что не влияет . 

Ну может с ним ключи совсем лед как выключенные. без зазора немного теплые , совсем чуть чуть .

Может быть стоит вместо зазора уменьшать число витков первички . подводя трансформатор к насыщению. но ... 

[BAFI]

тогда получается и снабер не нужен , трансформатор по-моему лучше опытным путем первичку подбирать ,имхо , увеличьте входную емкость - шумы и просадки убавятся , а на радиатор почему реагирует - не заземлен?

[Stranger21]

4 минуты назад, BAFI сказал:

увеличьте входную емкость - шумы и просадки убавятся

Да , знаю. Просадка при 650мкв против 330 , уже меньше , и главное 100Гц уже на вольт меньше . Итого для 300-400 вт нужна 1000кмф входная емкость ) 

 

нашел один АТХ , там ККМ есть , попробую его включить и запитать 2156 от ККМ . 

Радиаторы горячей части сидят на Высокой земле . Там же грязно . Антенна наоборот .   Все без корпуса . в корпусе будет уже заземление .  и перегородка от усилителя.

 

7 минут назад, BAFI сказал:

опытным путем первичку подбирать

И как ставить опыт ? .. по расчетам 41 виток на 40кГц , трансформатор от АТХ там 37кГц и 42 витка . все совпало с заводскими расчетами ) 

Может по этому залому конечно и подобрать .. хз. не силен в этом

[BAFI]

а фото печати не покажите ? просто ради интереса , я на контролере без стаба добился 18 мВ - емкость 500 мкф - но есть не большие высокочастотные помехи , каких то проблем от того что радиатор трогаешь - не заметил , ну да по-моему бесполезно без ККМ  для УМЗЧ иип делать, просадки все равно будут , имхо.

Edited February 29, 2020 by BAFI

[Stranger21]

7 часов назад, BAFI сказал:

фото печати

Выше где-то скрин вроде давал. Плата под 2161 se4 , переходник на 2156

[BAFI]

Чет не помню ,отпишитесь как подклучите ККМ - плиз) интересно тесты посмотреть.

Edited March 1, 2020 by BAFI

[Stranger21]

Странное , посмотрел что проиходит на вторичке , до диодов. 

Там прямоугольник. 

Но при увеличении нагрузки - реальный УМЗЧ на 4 Ома играет синус 1кГц , ватт на 50-100, прямоугольник начинает ломать пополам фронты , и полку немного кривит . При этом слом с шумом вч . 

Фото дерьмово вышло 

Это почему так ?  не может ли это являтся причиной просадки ?  Уровень то особо не проседает . а постоянка при этом падает на 3-4 вольта в каждом плече . 

Диоды от АТХ  SF1603 , сдвоенные , по два. итого мост собран из 8 одиночных диодов , 4 корпуса. 16ампер 150 вольт.

Китаец прислал MUR1520 но есть сомнения в подлинности , как проверить не знаю (  

 

[BAFI]

я попал с этими диодами от али - дико греются при нагрузке , купил в чиде - при нагрузке 150 ватт - еле теплые

[Stranger21]

Только что, BAFI сказал:

я попал с этими диодами от али

как можно доказать что левак ? как измерить ? 

получил мосфеты 740 , сразу ткнул в тестер , там 1.5ома , зафоткал , деньги вернули в этот же день . 

А вот диоды тестер кажет 450мв падение и все .. на 15 ампер он или нет как измерить не знаю ( 

[BAFI]

они по разному звонятся на тестере - я их сравнивал с чидовским - потому выкинул ) ес что магазинчик - фантастическая электроника) на али - не советую.

Edited March 1, 2020 by BAFI

[zato4nik]

2 часа назад, Stranger21 сказал:

Это почему так ?

RC на диодах есть?

[Stranger21]

Только что, zato4nik сказал:

RC на диодах

Нету. 

по опыту от их добавления только хуже . 

В АТХ ставят. Но я и там убрал , шумов стало меньше . 

 

[BAFI]

звон диодов вроде как и индуктивность хорошо гасит , может все таки поставить в первичку снабер - ради интереса ,имхо.

[Stranger21]

Первичка под нагрузкой

Без нагрузки

Снаббер может и нужно .

Амплитуда тоже падает под нагрузкой 

[BAFI]

вот это под нагрузкой 150 ватт -нижнее плечо - снабер я так и не поставил - нет вообще - ни вторичка - ни первичка  - сделан на контролере - но смысла нет - так как не задействована ОС и коэф. заполнения у этой МС максимум 49 %,, трансформатор тор , возможно ошибка печати это вносит - силовой контур растянут и из-за этого увеличен импеданс контура - но это нужно проверить - не утверждаю конечно .  

[Stranger21]

Вопрос - почему автор не использует типовое решение с мостом от АТХ ?  вот так 

Будет же выгодно во всем! во первых емкости на 200вольт более доступны , и менее габаритны , можно например взять 4х 820мкфх200в  это уже даст итоговую емкость 820 мкф! что хватает с запасом на 400вт . 

Во вторых по мне это даст бОльшую мощьность моста.

нужно будет попробовать это реализовать . 

Edited March 2, 2020 by Stranger21

[Nem0]

2 часа назад, Stranger21 сказал:

почему автор не использует типовое решение с мостом от АТХ ?  вот так 

Нашли на кого ровняться - на дешманские АТХ блоки. Ну не расстраивайте меня.

2 часа назад, Stranger21 сказал:

Будет же выгодно во всем! во первых емкости на 200вольт более доступны

Любые емкости, в любом магазине одинаково доступны. Конечно, если вы не предпочитаете БэУшный хлам из АТХ блоков, но это не мой путь.

2 часа назад, Stranger21 сказал:

и менее габаритны

При равной емкости 200 В менее габаритны, чем 400 В. Оно и логично: меньше напряжение - меньше конденсатор. Но при равной емкости, два 200 В, с учетом их последовательного соединения, займут на плате гораздо больше места, чем один 400 В. Сравним один 330 мкФ 400 В и два по 680 мкФ 200 В включенные последовательно. Емкость примерно одинаковая - 330 и 340 мкФ, соответственно. Самый мелкий конденсатор 680 мкФ мкФ 200 В в каталоге LCSC имеет габариты Ф22х45, самый мелкий конденсатор 330 мкФ 400 В, в том же каталоге, имеет габариты Ф22х50. 

2 часа назад, Stranger21 сказал:

Во вторых по мне это даст бОльшую мощьность моста.

Ничего это не даст. Вообще ничего. Импеданс электролита с ростом частоты резко возрастает из-за преобладания индуктивной составляющей импеданса. Смотрите даташит. Если конечно найдете даташит на свои БэУшные конденсаторы. Кроме того, если посмотрите внимательно, то сможете заметить, что электролиты делителя включены последовательно с пленкой малой емкости (в вашем случае 2,2 мкФ), а что происходит с емкостью при последовательном соединении? Правильно! В результате, поставили вы хоть 1000 мкФ в плече, результирующая емкость будет менее 2,2 мкФ.  C=2,2*1000/2,2+1000=2,19 мкФ (и это в идеале, без учета паразитных составляющих импеданса реального электролита).

 

[Stranger21]

1 час назад, Nem0 сказал:

Ничего это не даст.

Однако "дешевые" АТХ , я лично так бы не сказал FSP для меня как Айтишника показатель наилучшего качества, Работают Годами в режиме 24/7 при этом 820х200 остаются ЖИВЫМИ . я еще ни одной емкости не выкинул , все проходят измерения отлично.  А выкидываю хлама на работе коробками! . 

При этом на АТХ Нет проблем с 100ГЦ на выходе ! ее там просто НЕТ. 

А схема показанная тут - имеет мощьность отсилы ват 50 . потому что с емкостью 220мкф больше и не снять ! 1мкфх1вт Х2 +15% . Поднятие емкости хоть как то снижает уровень просадки выходного и уменьшает 100Гц на выходе. 

4х 820 х200в  буду пробовать ставить  + 2.2 пленка . может таких пленок х4 тоже поставлю.

нужно ЧТО ТО сделать с этой "игрушечной" схемой , чтобы она ЗАРАБОТАЛА !!! в текущем виде она НЕ пригодна. Она даже в холостую гонит 100гц На выход !