Säädettävä 0-100V 50 A: n SMPS-piiri

Suuritehoinen, säädettävä kytkentävirtalähde on täydellinen laboratoriotyöhön. Järjestelmän suunnittelussa käytetty topologia on vaihtava topologia - puoliohjattu silta.

Kirjoittanut ja lähettäjä: Dhrubajyoti Biswas

IC UC3845: n käyttö pääohjaimena

Kytkentäsyöttö saa virtansa IGBT-lähettimillä ja sitä ohjataan edelleen UC3845-piirillä.
Verkkojännite kulkee suoraan EMC-suodattimen läpi, joka tarkistetaan ja suodatetaan edelleen C4-kondensaattorilla.

Koska kapasiteetti on suuri (50 ampeeria), sisäänvirtaus rajoituspiiriin Re1-kytkimellä ja myös R2: lla.

Releen kela ja tuuletin, jotka on otettu AT- tai ATX-virtalähteestä, saavat virtaa 12 V: sta. Teho saadaan vastuksen kautta 17 V: n apujännitteestä.

On ihanteellista valita R1 siten, että puhaltimen ja releen käämin jännite rajoittuu 12 V: iin. Lisäsyöttö toisaalta käyttää TNY267-piiriä ja R27 helpottaa suojaa aputehon alijännitteeltä.

Virta ei käynnisty, jos virta on alle 230 V. UC3845-ohjauspiiri tuottaa 47%: n käyttöjakson (enintään) lähtötaajuudella 50 kHz.

Piiri saa edelleen virtaa zener-diodin avulla, mikä todella auttaa vähentämään syöttöjännitettä ja jopa siirtämään UVLO-kynnyksen alemmasta 7,9 V: sta ja ylemmästä 8,5 V: sta 13,5 V: een ja 14,1 V: iin.

Lähde käynnistää virran ja alkaa toimia 14,1 V: n jännitteellä. Se ei koskaan mene alle 13,5 V: n ja auttaa edelleen suojaamaan IGBT: tä desaturaatiolta. UC3845: n alkuperäisen kynnyksen tulisi kuitenkin olla mahdollisimman alhainen.

MOSFET T2 -piirin ohjaimet, jotka auttavat Tr2-muuntajia toimimaan, tarjoavat kelluvan käytön ja galvaanisen eristyksen ylemmälle IGBT: lle.

T3: n ja T4: n muodostavien piirien kautta se auttaa ajamaan IGBT: n T5: tä ja T6: ta ja kytkin tasoittaa edelleen verkkojännitteen Tr1-muuntajalle.

Kun lähtö on tasattu ja saavuttaa keskiarvon, se tasoitetaan L1-kelalla ja C17-kondensaattoreilla. Jännitteen takaisinkytkentä kytketään edelleen lähdöstä napaan 2 ja IO1.

Lisäksi voit asettaa virtalähteen lähtöjännitteen P1-potentiometrillä. Takaisinkytkentää ei tarvitse galvaanisesti eristää.

Tämä johtuu siitä, että tämän säädettävän SMPS: n ohjauspiiri on kytketty toissijaiseen SMPS: ään eikä jätä mitään yhteyttä verkkoon. Nykyinen takaisinkytkentä johdetaan virtamuuntajan TR3 kautta suoraan 3-napaiselle IO1: lle ja ylivirtasuojakynnys voidaan asettaa P2: lla.

12 V: n syöttöjännite voidaan hankkia ATX-virtalähteestä

Ohjaimen vaihekaavio

IGBT-kytkentävaihe

+ U1 ja -U1 voidaan johtaa 220 V: n verkkojännitteestä asianmukaisen korjaamisen ja suodattamisen jälkeen

Jäähdytyselementin käyttäminen puolijohteille

Muista myös sijoittaa diodit D5, D5 ', D6, D6', D7, D7 ', transistorit T5 ja T6 jäähdytyselementtiin sillan kanssa. Huolehdi siitä, että snubberit R22 + D8 + C14, kondensaattorit C15 ja diodit D7 ovat lähellä IGBT: tä. LED1 ilmoittaa virtalähteen toiminnasta ja LED2 ilmoittaa virheestä tai nykyisestä tilasta.

LED palaa, kun syöttö on lakannut toimimasta jännitetilassa. Jännitetilassa IO1-nasta 1 on asetettu arvoon 2,5 V, muuten sillä on yleensä 6 V. LED-valo on vaihtoehto, ja voit jättää sen pois valmistuksen aikana.

Kuinka tehdä induktorimuuntaja

Induktanssi: Tehomuuntajan TR1 muunnossuhde on noin 3: 2 ja 4: 3 primäärisessä ja sekundäärisessä. Eri-muotoisessa ferriittisydämessä on myös ilmarako.

Jos etsit tuulta yksin, käytä ydintä sellaisessa taajuusmuuttajassa, jonka koko on noin 6,4 cm2.

Ensisijainen on 20 kierrosta ja 20 johtoa, joista jokaisen halkaisija on 0,5 - 0,6 mm. Toissijainen 14 kierrosta, joiden halkaisija on 28, on myös saman mittainen kuin ensisijainen. Lisäksi on myös mahdollista luoda kuparinauhojen käämit.

On tärkeää huomata, että yksittäisen paksun langan kiinnittäminen ei ole mahdollista ihovaikutuksen takia.

Koska käämitystä ei vaadita, voit ensin kelata ensisijaisen ja sitten toisen. Tr2-etuportin kuljettajamuuntajassa on kolme käämiä, joissa on 16 kierrosta.

Käyttämällä kolmea kierrettyä eristettyä kellojohtoa kaikki käämit on haavoittava kerralla, jolloin ferriittisydämen haavaan jää mahdollinen ilmarako.

Seuraavaksi otetaan päävirtalähde tietokoneen AT- tai ATX-virtalähteestä, jonka ydinosa on noin 80--120 mm2. Nykyinen Tr3-muuntaja on 1 - 68 kierrosta ferriittirenkaassa, eikä kierrosten lukumäärä tai koko ole tässä kriittinen.

Muuntajien käämityksen suuntaamista on kuitenkin noudatettava. Lisäksi sinun on käytettävä kaksoiskuristimen EMI-suodatinta.

Lähtöpuolalla L1 on kaksi yhdensuuntaista 54uH: n induktoria rautajauherenkaissa. Kokonaisinduktanssi on lopulta 27uH ja kelat kääritään kahdella halkaisijaltaan 1,7 mm: n magneettisella kuparilangalla, mikä tekee L1: n kokonaispoikkileikkauksesta noin. 9 mm2.

Lähtöpuola L1 on kiinnitetty negatiiviseen haaraan, joka ei aiheuta RF-jännitettä diodikatodissa. Tämä helpottaa saman asentamista jäähdytyselementtiin ilman eristystä.

IGBT-määritysten valitseminen

Kytketyn virtalähteen suurin syöttöteho on noin 2600 W ja tuloksena oleva hyötysuhde on yli 90%. Kytkentävirtalähteessä voit käyttää STGW30NC60W IGBT -tyyppiä tai myös muita variantteja, kuten STGW30NC60WD, IRG4PC50U, IRG4PC50W tai IRG4PC40W.

Voit myös käyttää nopeaa lähtödiodia, jolla on riittävä virtaluokitus. Pahimmassa tapauksessa ylempi diodi saa keskimääräisen virran 20A, kun taas alempi diodi vastaavassa tilanteessa 40A. Siksi on parempi käyttää ylempää diodin puolivirtaa kuin alempaa.

Ylädiodina voit käyttää joko HFA50PA60C, STTH6010W tai DSEI60-06A muuta kahta DSEI30-06A ja HFA25PB60. Alemman tai alemman diodin voit käyttää kahta HFA50PA60C, STTH6010W tai DSEI60-06A muuta neljä DSEI30-06A ja HFA25PB60.

On tärkeää, että jäähdytyselementin diodin on menetettävä 60 W (noin) ja IGBT: n häviö voi olla 50 W. D7: n menetystä on kuitenkin melko vaikea varmistaa, koska se riippuu Tr1-ominaisuudesta.

Lisäksi sillan menetys voi olla 25 W. S1-kytkin mahdollistaa sammutuksen valmiustilassa lähinnä siksi, että usein käytettävä verkkokytkin ei välttämättä ole oikea, varsinkin kun sitä käytetään laboratoriossa. Valmiustilassa kulutus on noin 1 W ja S1 voidaan ohittaa.

Jos aiot rakentaa kiinteän jännitelähteen, se on myös mahdollista, mutta samalle on parempi käyttää Tr1-muuntajan suhdetta maksimaalisen hyötysuhteen saavuttamiseksi, esimerkiksi ensisijaisessa käytössä 20 kierrosta ja toissijaisessa käytössä 1 kierros 3,5 V - 4 V.