Reguliuojama 0–100 V 50 amperų SMPS grandinė

Didelės galios reguliuojamas perjungimo maitinimo šaltinis puikiai tinka laboratorijos darbams. Topologija, naudojama projektuojant sistemą, yra perjungiama topologija - pusiau valdomas tiltas.

Parašė ir pateikė: Dhrubajyoti Biswas

Naudojant IC UC3845 kaip pagrindinį valdiklį

Perjungimo maitinimas maitinamas IGBT siųstuvais ir toliau valdomas UC3845 grandine.
Tinklo įtampa eina tiesiai per EMC filtrą, kuris toliau tikrinamas ir filtruojamas ant C4 kondensatoriaus.

Kadangi galia yra didelė (50 amperų), įtekėjimas į ribojimo grandinę su Re1 jungikliu ir R2.

Relės ritė ir ventiliatorius, paimti iš AT arba ATX maitinimo šaltinio, maitinami iš 12 V įtampos. Galia gaunama per rezistorių iš 17 V pagalbinio maitinimo šaltinio.

Idealiausia pasirinkti R1, kad ventiliatoriaus ir relės ritės įtampa būtų 12 V. Kita vertus, pagalbinis maitinimas naudoja TNY267 grandinę, o R27 palengvina apsaugą nuo nepakankamos pagalbinės galios įtampos.

Maitinimas neįsijungs, jei srovė yra mažesnė nei 230 V. UC3845 valdymo grandinė pasiekia 47% darbo ciklą (maks.), Kai išėjimo dažnis yra 50 kHz.

Kontūras toliau maitinamas naudojant „zener“ diodą, kuris iš tikrųjų padeda sumažinti maitinimo įtampą ir netgi padeda perkelti UVLO slenkstį, atitinkamai žemesnį 7,9 V ir viršutinį 8,5 V, į 13,5 V ir 14,1 V.

Šaltinis įjungia maitinimą ir pradeda veikti 14,1 V įtampa. Jis niekada nenusileidžia žemiau 13,5 V ir dar labiau padeda apsaugoti IGBT nuo desatūracijos. Tačiau pradinis UC3845 slenkstis turėtų būti kuo žemesnis.

„MOSFET T2“ grandinės valdikliai, padedantys Tr2 transformatoriui veikti, suteikia plaukiojančią pavarą ir galvaninę izoliaciją viršutinei IGBT.

Per T3 ir T4 formavimo grandines tai padeda vairuoti IGBT T5 ir T6, o jungiklis dar labiau ištaiso Tr1 galios transformatoriaus linijos įtampą.

Kai išvestis yra ištaisyta ir pasiekia vidurkį, ją išlygina L1 ritės ir C17 kondensatoriai. Įtampos grįžtamasis ryšys yra toliau prijungtas nuo išėjimo prie kaiščio 2 ir IO1.

Be to, P1 potenciometru galite nustatyti maitinimo šaltinio išėjimo įtampą. Nereikia grįžtamojo ryšio galvaninės izoliacijos.

Taip yra todėl, kad šio reguliuojamo SMPS valdymo grandinė yra prijungta prie antrinio SMPS ir nepalieka jokio ryšio su tinklu. Srovės grįžtamasis ryšys per srovės transformatorių TR3 perduodamas tiesiai į 3 kontaktų IO1, o viršsrovės apsaugos slenkstį galima nustatyti naudojant P2.

12 V įvesties maitinimą galima gauti iš ATX maitinimo šaltinio

Valdiklio etapo schema

IGBT perjungimo etapas

+ U1 ir -U1 gali būti gaunami iš 220V įtampos tinklo po atitinkamo ištaisymo ir filtravimo

Radiatoriaus naudojimas puslaidininkiams

Taip pat nepamirškite ant šilumos kriauklės kartu su tiltu uždėti diodus D5, D5 ', D6, D6', D7, D7 ', tranzistorius T5 ir T6. Reikėtų pasirūpinti, kad snukeriai R22 + D8 + C14, kondensatoriai C15 ir D7 diodai būtų arti IGBT. LED1 signalizuoja apie maitinimo šaltinio veikimą, o LED2 - apie klaidą arba esamą režimą.

Šviesos diodas šviečia, kai maitinimas nustoja veikti įtampos režimu. Kai yra įtampos režimas, IO1 kaištis 1 yra nustatytas į 2,5 V, kitaip jis paprastai turi 6 V. Šviesos diodų lemputė yra pasirinkimo galimybė, todėl gamindami galite netaikyti to paties.

Kaip padaryti induktoriaus transformatorių

Induktyvumas: Galios transformatoriaus TR1 transformacijos santykis yra maždaug 3: 2 ir 4: 3 pirminiame ir antriniame. EE formos ferito šerdyje taip pat yra oro tarpas.

Jei norite patys vėti, naudokite šerdį, esantį keitiklyje, kurio dydis turėtų būti apie 6,4 cm2.

Pagrindinis yra 20 posūkių su 20 laidų, kurių kiekvieno skersmuo yra nuo 0,5 mm iki 0,6 mm. Antriniai 14 apsisukimų su 28 skersmenimis taip pat yra tokio paties matavimo kaip ir pirminiai. Be to, taip pat galima sukurti varinių juostų apvijas.

Svarbu pažymėti, kad vienos odos storio vielos uždėjimas nėra įmanomas dėl odos efekto.

Kadangi vyniojimas nereikalingas, pirmiausia galite vynioti pagrindinį, paskui antrinį. Tr2 priekinių vartų vairuotojo transformatorius turi tris apvijas, kurių kiekviena turi 16 apsisukimų.

Naudojant tris susuktus izoliuotus varpelio laidus, visos apvijos turi būti suvyniotos vienu metu, paliekant bet kokį oro tarpą prie ferito šerdies žaizdos.

Tada paimkite pagrindinį maitinimo šaltinį iš kompiuterio AT arba ATX maitinimo bloko, kurio pagrindinė dalis yra nuo 80 iki 120 mm2. Dabartinis Tr3 transformatorius yra nuo 1 iki 68 įjungiantis ferito žiedą, o posūkių skaičius ar dydis čia nėra svarbus.

Tačiau reikia laikytis transformatorių apvijos orientavimo proceso. Taip pat reikia naudoti dvigubo droselio EMI filtrą.

Išvesties ritė L1 turi du lygiagrečius induktorius 54uH ant geležies miltelių žiedų. Pagaliau bendras induktyvumas yra 27 uH, o ritės suvyniotos dviem 1,7 mm skersmens magnetiniais variniais laidais, todėl bendras L1 skerspjūvis yra maždaug. 9 mm2.

Išėjimo ritė L1 pritvirtinta prie neigiamos šakos, dėl kurios diodo katode RF įtampa nesusidaro. Tai palengvina to paties montavimą šilumos kriaukle be jokios izoliacijos.

IGBT specifikacijų pasirinkimas

Maksimali įjungto maitinimo šaltinio įvesties galia yra apie 2600 W, o gaunamas efektyvumas viršija 90%. Perjungimo maitinimo šaltinyje galite naudoti STGW30NC60W IGBT tipą arba taip pat naudoti kitus variantus, tokius kaip STGW30NC60WD, IRG4PC50U, IRG4PC50W arba IRG4PC40W.

Taip pat galite naudoti greito išėjimo diodą, turintį tinkamą srovės reitingą. Blogiausiu atveju viršutinis diodas gauna vidutinę srovę 20A, o apatinis diodas panašioje situacijoje - 40A. Taigi geriau naudoti viršutinę diodo pusę srovę nei apatinę.

Viršutiniam diodui galite naudoti HFA50PA60C, STTH6010W arba DSEI60-06A, dar du DSEI30-06A ir HFA25PB60. Apatiniam arba apatiniam diodui galite naudoti du HFA50PA60C, STTH6010W arba DSEI60-06A, dar keturis DSEI30-06A ir HFA25PB60.

Svarbu, kad šilumos kriauklės diodas turėtų prarasti 60 W (apytiksliai), o IGBT nuostoliai gali siekti 50 W. Tačiau nustatyti D7 praradimą yra gana sunku, nes jis priklauso nuo Tr1 savybių.

Be to, tilto nuostoliai gali būti 25 W. S1 jungiklis įjungia budėjimą laukimo režimu pirmiausia dėl to, kad dažnas maitinimo perjungimas gali būti netinkamas, ypač naudojant laboratorijoje. Budėjimo režimu sunaudojama maždaug 1W, o S1 galima praleisti.

Jei norite sukurti fiksuoto įtampos maitinimo šaltinį, tai taip pat įmanoma, tačiau tam pačiam tikslui geriau naudoti Tr1 transformatorių santykį, kad būtų maksimalus efektyvumas, pavyzdžiui, pirminiam naudojimui 20 apsisukimų, o antriniam - 1 apsisukimui. 3,5 V - 4 V.