Описание микросхемы 1156ЕУ2 (UC1825, UC2825, UC3825) (10+)
ШИМ контроллер 1156ЕУ2 и его аналоги
Микросхема 1156ЕУ2 — типичный ШИМ — контроллер. Основные принципы работы и выводы ШИМ — контроллера описаны в статье по ссылке. Эта микросхема предназначена для управления силовыми ключами на полевых транзисторах. Микросхема имеет выводы для управления двухтактным силовым какадом. Для управления однотактным выходным каскадом применяется контроллер 1156ЕУ3 / К1156ЕУ3 / КР1156ЕУ3. 1156ЕУ2 / К1156ЕУ2 / КР1156ЕУ2 может применяться для управления биполярными транзисторами. Зарубежный аналог — UC1825, UC2825, UC3825. В России микросхема выпускается в пластмассовом и никелевом корпусах. В пластмассовом корпусе она много дешевле, а преимуществ никелевого корпуса мы не заметили.
Параметры 1156ЕУ2
Здесь я приведу основные параметры этого контроллера. Общие принципы работы по ссылке выше.
Вашему вниманию подборки материалов:
Конструирование источников питания и преобразователей напряжения Разработка источников питания и преобразователей напряжения. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам
Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам
Максимальный импульсный управляющий ток: 1.5 А. Это означает, что выход микросхемы должен быть соединен с затором полевого транзистора через токоограничивающий резистор 10 Ом при напряжении питания 15 В и 20 Ом, при питании 30 В.
Ток мягкого запуска: 9 мкА.
Опорное (образцовое) напряжение: 5.1 В.
Разница между максимальным и минимальным напряжением, задающим длительность импульса (Напряжение для сравнения) (Ramp Valley to Peak): 1.8 В. Эта величина нужна при расчете цепей компенсации контура обратной связи по напряжению. При минимальном напряжении микросхема вообще не открывает силовые ключи, при максимальном — открывает каждый ключ практически на половину периода.
Напряжение на выводе ограничения тока, при котором ток начинает ограничиваться: 1 В.
Напряжение на выводе ограничения тока, при котором происходит рестарт контроллера: 1.4 В. При таком напряжении ножка мягкого старта замыкается на общий провод.
Минимальное напряжение питания: 9.2 В.
Максимальное напряжение питания: 30 В.
Максимальная частота работы контролера: 1 МГц. Реальная частота задается резистором RT и конденсатором CT. К резистору RT приложено напряжение 3 В. Конденсатор CT заряжается током, равным удвоенному току через резистор RT (по нашим данным именно удвоенному, хотя документация говорит о токе, равном току через резистор, но чтобы за период произошло открытие обоих плеч, ток должен быть удвоенным). Когда напряжение достигает 2 В, происходит сброс напряжения до нуля. Так что частота может быть вычислена по формуле:
[Частота работы контроллера, кГц] = 3 / [Сопротивление резистора RT, кОм] / [Емкость конденсатора CT, мкФ] / 2
Описание микросхемы 1156ЕУ2 (UC1825, UC2825, UC3825) (10+)
ШИМ контроллер 1156ЕУ2 и его аналоги
Микросхема 1156ЕУ2 — типичный ШИМ — контроллер. Основные принципы работы и выводы ШИМ — контроллера описаны в статье по ссылке. Эта микросхема предназначена для управления силовыми ключами на полевых транзисторах. Микросхема имеет выводы для управления двухтактным силовым какадом. Для управления однотактным выходным каскадом применяется контроллер 1156ЕУ3 / К1156ЕУ3 / КР1156ЕУ3. 1156ЕУ2 / К1156ЕУ2 / КР1156ЕУ2 может применяться для управления биполярными транзисторами. Зарубежный аналог — UC1825, UC2825, UC3825. В России микросхема выпускается в пластмассовом и никелевом корпусах. В пластмассовом корпусе она много дешевле, а преимуществ никелевого корпуса мы не заметили.
Параметры 1156ЕУ2
Здесь я приведу основные параметры этого контроллера. Общие принципы работы по ссылке выше.
Вашему вниманию подборки материалов:
Конструирование источников питания и преобразователей напряжения Разработка источников питания и преобразователей напряжения. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам
Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам
Максимальный импульсный управляющий ток: 1.5 А. Это означает, что выход микросхемы должен быть соединен с затором полевого транзистора через токоограничивающий резистор 10 Ом при напряжении питания 15 В и 20 Ом, при питании 30 В.
Ток мягкого запуска: 9 мкА.
Опорное (образцовое) напряжение: 5.1 В.
Разница между максимальным и минимальным напряжением, задающим длительность импульса (Напряжение для сравнения) (Ramp Valley to Peak): 1.8 В. Эта величина нужна при расчете цепей компенсации контура обратной связи по напряжению. При минимальном напряжении микросхема вообще не открывает силовые ключи, при максимальном — открывает каждый ключ практически на половину периода.
Напряжение на выводе ограничения тока, при котором ток начинает ограничиваться: 1 В.
Напряжение на выводе ограничения тока, при котором происходит рестарт контроллера: 1.4 В. При таком напряжении ножка мягкого старта замыкается на общий провод.
Минимальное напряжение питания: 9.2 В.
Максимальное напряжение питания: 30 В.
Максимальная частота работы контролера: 1 МГц. Реальная частота задается резистором RT и конденсатором CT. К резистору RT приложено напряжение 3 В. Конденсатор CT заряжается током, равным удвоенному току через резистор RT (по нашим данным именно удвоенному, хотя документация говорит о токе, равном току через резистор, но чтобы за период произошло открытие обоих плеч, ток должен быть удвоенным). Когда напряжение достигает 2 В, происходит сброс напряжения до нуля. Так что частота может быть вычислена по формуле:
[Частота работы контроллера, кГц] = 3 / [Сопротивление резистора RT, кОм] / [Емкость конденсатора CT, мкФ] / 2
Полумостовой инвертор управляется ШИМ-контроллером UC3825. Эта микросхема часто применяется в сварочных инверторах и предназначена для преобразовательной техники. У контроллера есть два хороших свойства: наличие драйверов на выходе (до 1.5А в пике); быстродействующая защита по току.
Полумост испытан на контуре индукционного нагревателя и на активной нагрузке в 1кВт (утюги). Принцип работы самого индукционного нагревателя рассмотрен в другой статье.
Всё устройство состоит из блока управления и силового блока.
Рисунок 1 — Схема блока управления
В блок управления входят ШИМ-контроллер UC3825(далее генератор) и трансформатор управления (GDT). Генератор генерирует два управляющих сигнала которые усиливаются транзисторами VT3/VT4 после чего развязываются с помощью GDT — TV2. Трансформатор управления намотан на феррите М2000НМ1 К28-16-9 проводом МГТФ, все обмотки по 30 витков. Схемы на выходе (после GDT) разряжают затворы ключей, через транзисторы VT1/VT2. В зависимости от потребностей и типа силовых ключей, элементы частотозадающей цепи R9/C4 могут быть заменены на другие. С номиналами указанными на схеме, частоту можно регулировать в пределах 25-75 кГц. Резистором R6 регулируется скважность, но, при работе в резонансных режимах, лучше его не трогать, т.к. в малой степени изменяется и частота (в пределах
1%).
Защита по току работает следующим образом. Сигнал от трансформатора тока выпрямляется мостом VD9..VD12, далее через делитель R10/R13 подается на вход Ilim. Когда на 9 ноге напряжение достигает 1,0 В — срабатывает ограничение тока (ШИМ), когда амплитуда достигает 1,4 В — управляющие импульсы блокируются. Регулировка уставки осуществляется подстройкой R13. Данный блок давал фронты около 200нс на нагрузке 10нФ (вместо затворов). Его можно доработать для управления мостом, добавив две вторичные обмотки в GDT и цепи разряда затворов.
Рисунок 2 — Схема силового блока
В состав данного блока входят выпрямитель, инвертор и трансформатор тока. Полумост построен на распространенных IGBT транзисторах IRG4PC50U, которые спокойно прокачивают 27A. От токов самоиндукции нагрузки ключи зашунтированы диодами VD5/VD6. Диоды VD3/VD4 блокируют внутренние медленные диоды в ключах. Стабилитроны VD1/VD2 предохраняют затворы от перенапряжения. Трансформатор тока TA1 содержит обмотку в 50 витков и намотан на феррите М2000НМ1 (как GDT). Амплитуда выходного напряжения полумоста равна половине питающего. В этом заключается недостаток такой топологии по сравнению с полным мостом.
