POZOR! Tento obvod generuje vysoká napětí. Je zde riziko úrazu elektrickým proudem. Neberu žádnou zodpovědnost za jakékoliv následky (zranění, legální problémy či cokoliv jiného) stavby tohoto zařízení. Vše je BEZ ZÁRUKY A NA VAŠE VLASTNÍ RIZIKO.
Celé zařízení (klikněte pro plné rozlišení)
Jedná se o malý polomůstek s oscilátorem určený k buzení VN traf. Případně jde využít i k jiným věcem. Výstup má střídavý obdélníkovitý průběh. Tento obvod je založen na integrovaném obvodu IR2153 (případně podobném, např. IR2153D, IRS2153D, IRS21531D, L6571 atd. - případně i např. TS19706 či GR8853 při použití externí Zenerovy diody). Jedná se o budič MOSFETů se zabudovaným oscilátorem, deadtime, podpěťovou ochranou a Zenerovou diodem.
Schéma zapojení (klikněte pro plné rozlišení)
Vstupní napětí je přivedeno na konektor P2. Dále následuje dvojice kondenzátorů C5, C6 (přibližně 330 µF, dimenzované ideálně alespoň na napájecí napětí zdroje, měly by být kvalitní a měly by mít nízký ESR), které slouží jako filtrační kapacita a dělič napětí. Je vhodné k nim paralelně připojit fóliové či keramické kondenzátory o hodnotě okolo 1 µF. K nim jsou ještě připojeny rezistory R5, R6 (4,7 kΩ) a diody D2, D3.
Integrovaný obvod IR2153 je napájen přes rezistor R2, jeho napájení je dále filtrováno kondenzátory C1, C2. Tento integrovaný obvod má zabudovanou Zenerovu diodu paralelně k Vcc/COM, která omezí jeho napájecí napětí na něco okolo 15 V. Ve schématu je vypsaná tabulka různých napětí a hodnot rezistoru R2.
Pracovní frekvenci určuje kondenzátor C3, trimr RV1 a rezistor R3 (1,5 nF, 10 kΩ, 15 kΩ). V tomto případě se frekvence pohybuje někde mezi 20 až 30 kHz - záleží na nastavení trimru RV1. Tuto frekvenci jde upravit změnou hodnoty těchto součástek, ale není vhodné přesahovat cca 50 kHz kvůli velkému deadtime.
Napájení pro buzení horního MOSFETu je zajištěno pomocí diody D1 (pokud se použije IO se zabudovanou diodou, např. IR2153D, není nutná) a kondenzátoru C4, který by měl být fóliový nebo keramický. U MOSFETů jsou ještě rezistory R3, R4 (47 Ω - mezi budičem IR2153 a MOSFETy), R7, R8 (10 kΩ, lze použít i o něco větší - mezi gate a source MOSFETů).
MOSFETy jsou umístěny na chladičích, v závislosti na zátěži a na typu MOSFETů se mohou více či méně zahřívat (obávám se, že zde použité IRFZ44N jsou padělky - kvůli vyššímu Rds - někdy je vyměním). Použil jsem malé hliníkové chladiče z AliExpressu o velikosti 21x15x10 mm.
Primární vinutí vysokonapěťového transformátoru je připojeno ke konektoru P1. Já jsem použil pro test malé trafo z plazmakoule se střídavým výstupem. Na odkrytou část jádra transformátorku jsem namotal 5 závitů. Je vhodné použít drát o nějakém větším průřezu, tečou zde proudy v řádu několika ampér, případně i více.
Integrovaný obvod IR2153 lze použít i v různých zdrojích, předřadnících či budičích vysokonapěťových traf pracujících přímo z usměrněné sítě (230V~), viz například Danykovy stránky.
Soubory pro KiCad 4 (schéma, návrh DPS) jsou ke stažení zde here.
Výboj (12V napájení) (klikněte pro plné rozlišení)