Nastaviteľný obvod SMPS 0-100 V 50 Amp

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





Vysoko výkonný nastaviteľný spínaný zdroj je ideálny pre laboratórne práce. Topológia použitá na návrh systému je prepínacia topológia - polovične riadený most.

Napísal a predložil: Dhrubajyoti Biswas



Používanie IC UC3845 ako hlavného radiča

Spínaný zdroj je napájaný vysielačmi IGBT a je ďalej riadený obvodom UC3845.
Sieťové napätie ide priamo cez EMC filter, ktorý sa ďalej kontroluje a filtruje na kondenzátore C4.

Pretože kapacita je vysoká (50 ampérov), je prítok do obmedzovacieho okruhu prepínačom Re1 a tiež na R2.



Cievka relé a ventilátor, napájané z napájacieho zdroja AT alebo ATX, sú napájané z 12V. Energia sa získava cez odpor z pomocného zdroja 17V.

Ideálne je zvoliť R1 tak, aby napätie na ventilátore a cievke relé bolo obmedzené na 12V. Na druhej strane pomocné napájanie využíva obvod TNY267 a R27 uľahčuje ochranu pred podpätím pomocného napájania.

Ak je prúd menší ako 230 V, napájanie sa nezapne. Výsledkom riadiaceho obvodu UC3845 je 47% pracovný cyklus (max.) S výstupnou frekvenciou 50 kHz.

Obvod je ďalej napájaný pomocou zenerovej diódy, ktorá skutočne pomáha znižovať napájacie napätie a dokonca pomáha posunúť prahovú hodnotu UVLO z dolných 7,9 V a horných 8,5 V na 13,5 V, respektíve 14,1 V.

Zdroj inicializuje napájanie a začne pracovať na 14,1 V. Nikdy neklesne pod 13,5 V a ďalej pomáha chrániť IGBT pred desaturáciou. Pôvodná hranica UC3845 by sa však mala nastaviť na čo najnižšiu úroveň.

Ovládanie obvodu MOSFET T2, ktoré pomáha pri práci transformátora Tr2, ponúka plávajúci pohon a galvanické oddelenie pre horný IGBT.

Je to cez tvarovacie obvody T3 a T4, ktoré pomáhajú riadiť T5 a T6 IGBT a prepínač ďalej usmerňuje sieťové napätie do výkonového transformátora Tr1.

Keď je výstup usmernený a dosahuje priemer, je vyhladený cievkou L1 a kondenzátormi C17. Napäťová spätná väzba je ďalej pripojená z výstupu na pin 2 a IO1.

Ďalej môžete tiež nastaviť výstupné napätie napájacieho zdroja potenciometrom P1. Nie je potrebné galvanické oddelenie spätnej väzby.

Je to tak preto, lebo riadiaci obvod tohto nastaviteľného SMPS je prepojený so sekundárnym SMPS a nezanecháva žiadne spojenie so sieťou. Aktuálna spätná väzba je vedená cez prúdový transformátor TR3 priamo na 3 piny IO1 a prahovú hodnotu nadprúdovej ochrany je možné nastaviť pomocou P2.

Napájanie 12V je možné získať z napájacieho zdroja ATX

Schéma fázy ovládača

Fáza prechodu na IGBT

+ U1 a -U1 môžu byť odvodené zo sieťového vstupu 220V po príslušnej rektifikácii a filtrácii

Používanie chladiča pre polovodiče

Nezabudnite tiež umiestniť diódy D5, D5 ', D6, D6', D7, D7 ', tranzistory T5 a T6 na chladič spolu s mostom. Je potrebné dbať na to, aby sa tlmivky R22 + D8 + C14, kondenzátory C15 a diódy D7 umiestnili blízko IGBT. LED1 signalizuje činnosť napájania a LED2 signalizuje chybu alebo aktuálny režim.

LED dióda svieti, keď prestane pracovať napájanie v napäťovom režime. V napäťovom režime je pin 1 IO1 nastavený na 2,5 V, inak má zvyčajne 6 V. LED svetlo je voliteľnou možnosťou a môžete ho pri výrobe vylúčiť.

Ako vyrobiť induktorový transformátor

Indukčnosť: Pre silový transformátor TR1 je transformačný pomer okolo 3: 2 a 4: 3 v primárnom a sekundárnom. Vo feritovom jadre, ktoré má tvar EE, je tiež vzduchová medzera.

Ak hľadáte vietor sami, použite jadro, aké je v invertore, ktorý by mal mať veľkosť okolo 6,4 cm2.

Primár má 20 závitov s 20 drôtmi, z ktorých každý má priemer 0,5 až 0,6 mm. Sekundárne 14 závitov s 28 priemermi má tiež rovnaké meranie ako primárne. Ďalej je tiež možné vytvoriť vinutie z medených pásov.

Je dôležité poznamenať, že použitie jediného hrubého drôtu nie je možný nápad z dôvodu efektu pokožky.

Pretože navíjanie nie je potrebné, môžete najskôr navinúť primárne a potom sekundárne. Budiaci transformátor prednej brány Tr2 má tri vinutia, z ktorých každé má 16 závitov.

Všetky vinutia sa musia navinúť naraz pomocou troch skrútených izolovaných zvonových drôtov, aby pri navinutí feritového jadra zostala akákoľvek vzduchová medzera.

Ďalej vezmeme hlavný zdroj napájania z napájacieho zdroja AT alebo ATX počítača s jadrovou časťou okolo 80 až 120 mm2. Aktuálny transformátor Tr3 má na feritovom krúžku 1 až 68 otáčok a počet závitov alebo veľkosť tu nie je rozhodujúci.

Musí sa však dodržať proces orientácie vinutia transformátorov. Musíte tiež použiť dvojitý tlmivkový EMI filter.

Výstupná cievka L1 má dva paralelné tlmivky 54uH na krúžkoch zo železného prášku. Celková indukčnosť je nakoniec 27uH a cievky sú navinuté dvoma magnetickými medenými drôtmi s priemerom 1,7 mm, čo činí celkový prierez L1 na cca. 9 mm2.

Výstupná cievka L1 je pripojená k zápornej vetve, ktorá nemá za následok žiadne vysokofrekvenčné napätie v katóde diódy. To uľahčuje jeho inštaláciu do chladiča bez akejkoľvek izolácie.

Výber špecifikácií IGBT

Maximálny príkon spínaného zdroja je okolo 2 600 W a výsledná účinnosť je nad 90%. Pri spínaní napájania môžete použiť typ IGBT STGW30NC60W alebo môžete použiť aj iné varianty ako STGW30NC60WD, IRG4PC50U, IRG4PC50W alebo IRG4PC40W.

Môžete tiež použiť rýchlu výstupnú diódu s adekvátnym prúdovým zaťažením. V najhoršom prípade dostane horná dióda priemerný prúd 20A, zatiaľ čo dolná dióda v podobnej situácii 40A. Preto je lepšie používať horný diódový polovičný prúd ako dolný.

Pre hornú diódu môžete použiť buď HFA50PA60C, STTH6010W alebo DSEI60-06A, iné dva DSEI30-06A a HFA25PB60. Pre dolnú alebo spodnú diódu môžete použiť dve HFA50PA60C, STTH6010W alebo DSEI60-06A, iné štyri DSEI30-06A a HFA25PB60.

Je dôležité, aby dióda chladiča musela stratiť 60 W (približne) a strata IGBT môže predstavovať 50 W. Je však dosť ťažké zistiť stratu D7, pretože je závislá na vlastnosti Tr1.

Strata mostíka môže navyše predstavovať 25 W. Prepínač S1 umožňuje vypnutie v pohotovostnom režime predovšetkým z dôvodu častého prepínania zo siete, ktoré nemusí byť správne, najmä ak sa používa v laboratóriu. V pohotovostnom stave je spotreba okolo 1W a S1 je možné preskočiť.

Ak hľadáte konštrukciu pevného zdroja napätia, je to tiež možné, ale rovnako je lepšie použiť transformátorový pomer Tr1 pre maximálnu účinnosť, napríklad pri primárnom použití 20 závitov a pri sekundárnom použití 1 závit pre 3,5 V - 4 V.




Dvojica: Jednoduchý alarmový obvod ohrievača vody Ďalej: Vytvorenie obvodu bezdrôtového zvončeka