Ремонт&Сервис
 

Новости

О нас

О журнале Р&С

Архив Р&С

номера

разделы

Анонсы Р&C

ПОКУПАЕМ от АдоЯ

Архив АдоЯ

Файловый архив

Приглашаем

Реклама

Подписка

Где купить

Наши партнеры

Поиск Р&С

ТРИЗ

Запчасти

Архив_новости

 

Журнал

Реммаркет

схемы новости электроники

Ремонт аппаратуры (схемы, справочники, документация)

 
Ежемесячный журнал по ремонту и обслуживанию электронной техники

• бытовая техника

• аудиотехника

• техника связи

• телевизионная техника

• оргтехника

• видеотехника

• телефония

• элементная база

 

Архив/Номера/№3–2010

Назад
 
 
 

Виктор Ткаченко

 
 
 

Диагностика микросхемы управления инвертором ИБП IR2101

В этом материале пойдет речь о центральном звене схемотехники источников бесперебойного питания (ИБП) — контроллере инвертора, в частности, автор описывает диагностику довольно распространенной микросхемы IR2101 фирмы International Rectifier.

 

Общие сведения

Одним из важнейших элементов любого ИБП является инвертор, который позволяет преобразовывать напряжение постоянного тока аккумулятора в выходное напряжение переменного тока ИБП. Инвертор представляет собой несколько транзисторов (их количество определяется мощностью инвертора), переключающихся в определенной последовательности. Алгоритм переключения транзисторов инвертора и определяет форму выходного напряжения ИБП. А поэтому, схема управления инвертором, без преувеличения является центральным звеном всей схемотехники источника бесперебойного питания.

Рис. 1. Эквивалентная схема инвертора ИБП

Эквивалентная схема инвертора ИБП представлена на рис. 1. С вторичной (повышающей) обмотки силового трансформатора Т1 снимается переменное напряжение величиной 220…230 В. Источником тока в первичной обмотке является аккумулятор ИБП. Для создания переменного тока в обмотке Т1 используются транзисторные ключи, которые коммутируются по определенному алгоритму, задаваемому микропроцессором или схемой ШИМ контроллера.

Рис. 2. Фаза 1 — открыты транзисторы Q1, Q4

Рис. 3. Фаза 2 — открыты транзисторы Q2, Q3

Для создания первой полуволны переменного тока открываются, например, транзисторы Q1 и Q4, при этом через Т1 течет ток, направление которого показано на рис. 2. Для создания второй полуволны открываются транзисторы Q2 и Q3, при этом через Т1 течет ток в противоположном направлении (рис. 3). Вот так, поочередно коммутируя транзисторы Q1, Q2, Q3 и Q4, создается переменный выходной ток ИБП. В представленной схеме можно выделить „верхние» ключи (Q1, Q2) и „нижние» ключи (Q3, Q4). Через верхние ключи к обмотке трансформатора прикладывается питающее напряжение от аккумулятора, а через нижние ключи обмотка подключается на общий провод.

Рис. 4. Параллельное включение транзисторов инвертора

В реальных схемах ИБП каждый из ключей Q1, Q2, Q3 и Q4 может выполняться в виде целого ряда параллельно включенных транзисторов, имеющих общее управление (рис. 4). Мощные ключевые транзисторы инвертора в подавляющем своем большинстве являются транзисторами типа MOSFET или IGBT. Управление транзисторами этого типа требует некоторых особенностей, в том числе – для обеспечения ключевого режима транзисторов необходимо использование двухтактного комплементарного каскада для формирования импульсов на затворе (рис. 5).

Рис. 5. Двухтактные комплементарные выходные каскады управляющей схемы для управления MOSFET-транзисторами

Для упрощения схемы, снижения стоимости и повышения технологичности производства печатного монтажа в современных ИБП применяются микросхемы, обеспечивающие формирование управляющих сигналов инвертора. Эти микросхемы часто называют драйверами транзисторов инвертора. Одним из примеров микросхем драйверов может служить IR2101, в частности, она используется в источнике бесперебойного питания APC „BackUPS BF500GR/BF350GR».

Описание микросхемы IR2101

Микросхема IR2101 представляет собой формирователь сигналов для управления высоковольтными транзисторами MOSFET и IGBT, коммутирующими напряжение до 600 В. Микросхема обеспечивает независимое управление транзисторами „верхних» и „нижних» ключей, позволяя переключать их с очень высокой скоростью. Микросхема управляется сигналами логических уровней CMOS и LSTTL. Выходные каскады микросхемы являются сильноточными, позволяя тем самым увеличить скорость переключения транзисторов MOSFET и IGBT. Микросхема производится в двух типах корпусов (рис. 6): DIP-8 (IR2101) и SO-8 (IR2101S).Типовой вариант включения микросхемы представлен на рис. 7.

Рис. 7. Типовой вариант включения микросхемы IR2101

Выходом HO управляется „верхний» ключ, а выходом LO – „нижний» ключ. Длительность и соотношение импульсов на выходах HO и LO определяется сигналами на входах микросхемы – HIN и LIN.

Основные характеристики выходных импульсов IR2101 представлены в табл. 1.

Таблица 1. Основные характеристики выходных импульсов IR2101

Параметр Обозначение Значение
Предельное напряжение смещения на управляемых транзисторах Voffset 600 В
Выходной ток (вытекающий) Io(+) 100 мА
Выходной ток (втекающий) Io(–) 210 мА
Напряжение на выходах Vout 10…20 В
Время включения ton 130 нс
Время выключения toff 90 нс
Согласованная задержка 30 нс

Скачать статью...

 
 
 

Свежий номер

№5–2022

Опрос

Обратная связь

 

Издательство СОЛОН-ПРЕСС

 

RB2 Network.
 
Rambler's Top100

© Издательство «Ремонт и Сервис 21», 1998-2007. Все права защищены.
Воспроизведение материалов сайта, журналов «Ремонт & Сервис», «Покупаем от А до Я» и справочника «Ремонт и сервис электронной техники» в любом виде, полностью или частично, допускается только с письменного разрешения издательства «Ремонт и Сервис 21».

 
RB2 Network.