SMPS įtampos stabilizatoriaus grandinė

Išbandykite Mūsų Instrumentą, Kaip Pašalinti Problemas





Straipsnyje paaiškinta kietojo kūno perjungimo režimo tinklo įtampos stabilizatoriaus grandinė be relių, naudojant ferito šerdies stiprinimo keitiklį ir porą pusiau tilto „mosfet“ tvarkyklių grandinių. Idėjos paprašė ponas McAnthony Bernardas.

Techninės specifikacijos

Vėlai pradėjau žiūrėti įtampos stabilizatoriai, naudojami namų triumuose, siekiant reguliuoti komunalinių paslaugų tiekimą , didinant įtampą, kai naudingumas mažas, ir atsisakius, kai naudingumas didelis.



Jis pastatytas aplink tinklo transformatorių (geležies šerdį), suvyniotą automatinio transformatoriaus stiliumi, su daugeliu 180v, 200v, 220v, 240v 260v ir kt.

valdymo grandinė relių pagalba parenka tinkamą čiaupą išėjimui. spėju, kad esate susipažinęs su šiuo įrenginiu.



Pradėjau galvoti, kaip šio įrenginio funkciją įgyvendinti su SMPS. Tai bus naudinga išduodant pastovų 220vac ir stabilų 50hz dažnį nenaudojant relių.

Šiame laiške pridedu idėjos blokinę schemą.

Praneškite, ką manote, jei prasminga eiti tuo keliu.

Ar tai tikrai veiks ir tarnaus tam pačiam tikslui? .

Taip pat man reikės jūsų pagalbos aukštos įtampos nuolatinės srovės keitiklių skyriuje.

Pagarbiai
McAnthony Bernard

Dizainas

Siūlomą kietojo kūno ferito šerdies tinklo įtampos stabilizatoriaus grandinę be relių galima suprasti remiantis šia diagrama ir tolesniu paaiškinimu.

RVCC = 1K. 1 vatas, CVCC = 0,1 uF / 400 V, CBOOT = 1 uF / 400 V

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodyta faktinė stabilizuoto 220 V arba 120 V išėjimo konfigūracija, neatsižvelgiant į įvesties svyravimus ar per didelę apkrovą, naudojant keletą neizoliuotų pakėlimo keitiklio procesoriaus etapų.

Čia du pusės tilto vairuotojo „mosfet“ IC tampa svarbiausiais viso dizaino elementais. IC yra universalus IRS2153, kuris buvo sukurtas specialiai važiuoti mosfetais pusės tilto režimu, nereikalaujant sudėtingos išorinės grandinės.

Galime pamatyti du identiškus pusės tilto tvarkyklės etapus, kur kairiosios pusės tvarkyklė naudojama kaip padidinimo tvarkyklės pakopa, o dešinė pusė yra sukonfigūruota apdoroti stiprinimo įtampą į 50Hz arba 60Hz sinusinės bangos išvestį kartu su išoriniu įtampos valdymu grandinė.

IC yra iš vidaus užprogramuoti taip, kad gautų fiksuotą 50% darbo ciklą per išvesties kontaktus per totemo polių topologiją. Šie kontaktai yra sujungti su maitinimo blokais, kad būtų galima įgyvendinti numatytas konversijas. IC taip pat yra su vidiniu osciliatoriumi, leidžiančiu reikalingą dažnį išėjime, dažnio greitį nustato išoriškai prijungtas Rt / Ct tinklas.

„Išjungti“ funkcijos naudojimas

IC taip pat yra išjungimo įrenginys, kuris gali būti naudojamas sustabdyti išvestį esant per didelei srovei, per didele įtampa ar staiga katastrofiškai.

Norėdami gauti daugiau informacijos apie tūkst yra pusės tilto vairuotojo IC, galite nurodyti prie šio straipsnio: „Half-Bridge Mosfet“ tvarkyklės IC IRS2153 (1) D - Ištraukiamieji elementai, paaiškintos taikymo pastabos

Šių IC išvestys yra labai subalansuotos dėl labai sudėtingo vidinio paleidimo ir neveikiančio laiko apdorojimo, kurie užtikrina nepriekaištingą ir saugų prijungtų prietaisų veikimą.

Aptariamoje SMPS tinklo įtampos stabilizatoriaus grandinėje kairiojo šono pakopa naudojama generuoti apie 400 V iš 310 V įėjimo, gaunamo ištaisius 220 V įtampą.

120 V įėjimui pakopa gali būti nustatyta generuoti maždaug 200 V per rodomą induktorių.

Induktorius gali būti suvyniotas per bet kurį standartinį EE šerdies / ritės mazgą, naudojant 3 lygiagrečias (dvišales) sruogas 0,3 mm superemaliuotos varinės vielos ir maždaug 400 apsisukimų.

Dažnio pasirinkimas

Dažnis turėtų būti nustatytas teisingai pasirinkus Rt / Ct reikšmes, kad kairiajame padidinimo keitiklio etape būtų pasiektas aukštas apie 70 kHz dažnis per rodomą induktorių.

Dešinės pusės vairuotojo IC yra tinkamas dirbti su aukščiau esančia 400 V nuolatine srove iš padidinimo keitiklio po atitinkamo ištaisymo ir filtravimo, kaip matyti diagramoje.

Čia parenkamos Rt ir Ct reikšmės, kad būtų galima gauti maždaug 50Hz arba 60Hz (pagal šalies specifikacijas) prijungtoje „mosfets“ išvestyje

Tačiau iš dešinės pusės vairuotojo pakopos išėjimas gali siekti 550 V, ir tai reikia reguliuoti iki norimo saugaus lygio - maždaug 220 V arba 120 V

Tam pridedama paprasta „Opamp“ klaidų stiprintuvo konfigūracija, kaip parodyta šioje diagramoje.

Per įtampos korekcijos grandinė

Kaip parodyta aukščiau pateiktoje diagramoje, įtampos korekcijos etape naudojamas paprastas „Opamp“ palyginamasis elementas, siekiant nustatyti per didelę įtampą.

Kontūrą reikia nustatyti tik vieną kartą, kad būtų užtikrinta nuolatinė stabilizuota įtampa nustatytame lygyje, neatsižvelgiant į įėjimo svyravimus ar perkrovą, tačiau jų negalima viršyti per nustatytą leistiną projekto ribą.

Kaip parodyta, tiekimas į paklaidos stiprintuvą gaunamas iš išėjimo, tinkamai ištaisius kintamosios srovės grandinę į švarią mažos srovės stabilizuotą 12 V nuolatinę srovę.

kaištis Nr. 2 yra skirtas jutiklio įėjimui IC, o neinvertuojantis kaištis Nr. 3 nurodomas fiksuotu 4,7 V per užveržimo zenerio diodų tinklą.

Jutimo įvestis ištraukiama iš nestabilizuoto grandinės taško, o IC išvestis yra sujungta su dešinės pusės vairuotojo IC Ct kaiščiu.

Šis kaištis veikia kaip IC išjungimo kaištis ir, kai tik jis patenka į žemesnę nei 1/6 savo Vcc dalį, jis nedelsdamas ištuština išvesties srautus į mosfetus, sustabdydamas procesą.

Iš anksto nustatytas su „Opamp“ kaiščiu Nr. 2 yra tinkamai sureguliuotas taip, kad išėjimo tinklo kintamosios srovės įtampa nusileistų iki 220 V nuo turimos 450 V arba 500 V išvesties arba iki 120 V iš 250 V išėjimo.

Kol kaištis Nr. 2 patiria didesnę įtampą, palyginti su kaiščiu Nr. 3, jis ir toliau išlaiko žemą išėjimą, o tai savo ruožtu liepia tvarkyklės IC išjungti, tačiau 'išjungimas' akimirksniu ištaiso opampo įvestį, priversdamas jį kad išeitų žemas išėjimo signalas, o ciklas nuolat koreguoja išvestį iki tikslių lygių, nustatytų iš anksto nustatytu kaiščio Nr. 2 nustatymu.

Klaidų stiprintuvo grandinė stabilizuoja šią išvestį, o kadangi grandinės pranašumas yra didelis 100% skirtumas tarp įvesties šaltinio tūrio ir reguliuojamos įtampos vertės, net esant labai žemai įtampai, išėjimai sugeba tiekti pastovią stabilizuotą įtampą apkrovai nepaisant įtampos, tas pats pasakytina ir tuo atveju, kai prie išėjimo yra prijungta neprilygstama apkrova arba perkrova.

Pirmiau minėto dizaino tobulinimas:

Kruopštus tyrimas rodo, kad aukščiau pateiktą dizainą galima labai pakeisti ir patobulinti, siekiant padidinti jo efektyvumą ir produkcijos kokybę:

  1. Induktoriaus iš tikrųjų nereikia ir jį galima nuimti
  2. Išėjimas turi būti atnaujintas iki visos tilto grandinės, kad galia būtų optimali apkrovai
  3. Išvestis turi būti gryna sinuso banga, o ne modifikuota, kaip galima tikėtis pirmiau pateiktame projekte

Visos šios funkcijos buvo apsvarstytos ir jomis buvo pasirūpinta šioje atnaujintoje kietojo kūno stabilizatoriaus grandinės versijoje:

Grandinės valdymas

  1. IC1 veikia kaip įprasta astabiliojo multivibratoriaus osciliatoriaus grandinė, kurios dažnį galima reguliuoti tinkamai pakeičiant R1 reikšmę. Tai lemia SPWM išvesties „stulpų“ arba „kapojimo“ skaičių.
  2. Dažnis nuo IC 1 prie jo kaiščio Nr. 3 yra tiekiamas į IC2 kaištį Nr. 2, kuris yra prijungtas kaip PWM generatorius.
  3. Šis dažnis paverčiamas trikampio bangomis IC2 kaištyje Nr. 6, kuris lyginamas su mėginio įtampa IC2 kaištyje Nr. 5
  4. IC2 kaištis Nr. 5 taikomas su sinusinės bangos bandiniu 100 Hz dažniu, gautu iš tilto lygintuvo, tinkamai nuleidus elektros tinklą iki 12 V.
  5. Šie sinusinių bangų mėginiai yra lyginami su kaiščio 7 trikampio IC2 bangomis, todėl IC2 kaištyje Nr. 3 yra proporcingai suskaidytas SPWM.
  6. Dabar šio SPWM impulso plotis priklauso nuo tilto lygintuvo imamų sinusinių bangų amplitudės. Kitaip tariant, kai kintamosios srovės įtampa yra didesnė, gaunami platesni SPWM, o kai kintamosios įtampos įtampa yra mažesnė, tai sumažina SPWM plotį ir proporcingai susiaurina.
  7. Aukščiau pateiktas SPWM, apverstas BC547 tranzistoriumi ir pritaikytas prie viso tilto vairuotojo tinklo žemų šoninių skydų vartų.
  8. Tai reiškia, kad kai kintamosios srovės tinklo lygis sumažės, atsakas į „mosfet“ vartus bus proporcingai platesnių SPWM pavidalu, o kai padidės kintamosios srovės įtampa, vartai patirs proporcingai blogėjantį SPWM.
  9. Pirmiau minėta programa sukels proporcingą įtampos padidėjimą visoje apkrovoje, sujungtoje tarp H-tilto tinklo, kai įeina kintamosios srovės tinklas, ir atvirkščiai, apkrova patirs proporcingą įtampos kritimą, jei kintamosios srovės įtampa padidės virš pavojingo lygio.

Kaip nustatyti grandinę

Nustatykite apytikslį centro perėjimo tašką, kur SPWM atsakas gali būti visiškai identiškas tinklo kintamosios srovės lygiui.

Tarkime, kad jį pasirinksite esant 220 V įtampai, tada sureguliuokite 1K nustatymą taip, kad apkrova, prijungta prie H tilto, gautų maždaug 220 V įtampą.

Viskas, sąranka dabar baigta, o likusia dalimi bus pasirūpinta automatiškai.

Arba tokiu pat būdu galite nustatyti aukščiau pateiktą nustatymą link žemesnės įtampos slenksčio lygio.

Tarkime, kad apatinė riba yra 170 V, tokiu atveju maitinkite grandinę 170 V įtampa ir sureguliuokite 1K iš anksto nustatytą padėtį, kol apkrovoje arba tarp H tilto rankenų rasite maždaug 210 V įtampą.

Šie veiksmai užbaigia nustatymo procedūrą, o likusi dalis bus automatiškai sureguliuota pagal įvesties kintamosios srovės lygio pokyčius.

Svarbu : Prašome prijungti didelės vertės kondensatorių, lygų 500uF / 400V, per kintamosios srovės ištaisytą liniją, tiekiamą į H tilto tinklą, kad ištaisyta nuolatinė įtampa galėtų pasiekti iki 310 V nuolatinę įtampą per H tilto magistralės linijas.




Pora: 3,3 V, 5 V įtampos reguliatoriaus grandinės su diodais ir tranzistoriais darymas Kitas: paprasta muzikinio durų varpo grandinė