Circuit SMPS reglabil 0-100V 50 Amp

Sursa de comutare reglabilă de mare putere este perfectă pentru lucrările de laborator. Topologia utilizată pentru proiectarea sistemului este topologia de comutare - punte pe jumătate controlată.

Scris și trimis de: Dhrubajyoti Biswas

Utilizarea IC UC3845 ca controller principal

Alimentarea cu comutare este alimentată cu emițătoare IGBT și este controlată în continuare de circuitul UC3845.
Tensiunea rețelei trece direct prin filtrul EMC care este verificat și filtrat în continuare pe condensatorul C4.

Deoarece capacitatea este mare (50 amperi), fluxul în circuitul de limitare cu comutatorul Re1 și, de asemenea, pe R2.

Bobina și ventilatorul releului, preluate de la sursa de alimentare AT sau ATX, sunt alimentate de la 12V. Puterea se obține prin rezistor de la sursa auxiliară de 17V.

Este ideal să selectați R1 astfel încât tensiunea la ventilator și bobina releului să se limiteze la 12V. Alimentarea auxiliară pe de altă parte utilizează circuitul TNY267 și R27 facilitează protecția împotriva subtensiunii de alimentare auxiliară.

Alimentarea nu se va porni dacă curentul este mai mic de 230V. Circuitul de control UC3845 are un ciclu de funcționare de 47% (Max.) Cu o frecvență de ieșire de 50 kHz.

Circuitul este alimentat în continuare cu ajutorul diodei zener, care de fapt ajută la reducerea tensiunii de alimentare și chiar ajută la deplasarea pragului UVLO de 7,9V inferior și 8,5V superior la 13,5V și respectiv 14,1V.

Sursa inițiază puterea și începe să lucreze la 14.1V. Nu scade niciodată sub 13,5V și ajută în continuare la protejarea IGBT de desaturare. Cu toate acestea, pragul inițial al UC3845 ar trebui să se stabilească cât mai jos posibil.

Comenzile circuitului MOSFET T2, care ajută la funcționarea transformatorului Tr2, oferă unitatea plutitoare și izolarea galvanică pentru IGBT superioară.

Prin circuitele de formare a T3 și T4 ajută la acționarea T5 și T6 a IGBT, iar comutatorul rectifică în continuare tensiunea de linie la transformatorul de putere Tr1.

Deoarece ieșirea este rectificată și atinge o medie, este netezită de bobina L1 și condensatoarele C17. Feedback-ul de tensiune este conectat în continuare de la ieșire la pinul 2 și IO1.

În plus, puteți seta și tensiunea de ieșire a sursei de alimentare cu potențiometrul P1. Nu este nevoie de izolarea galvanică a feedback-ului.

Acest lucru se datorează faptului că circuitul de control al acestui SMPS reglabil este conectat cu SMPS secundar și nu lasă nicio conexiune cu rețeaua. Feedback-ul curent este trecut prin transformatorul de curent TR3 dreapta pe 3 pini IO1 și pragul de protecție la supracurent poate fi setat folosind P2.

Sursa de intrare de 12V poate fi achiziționată de la o sursă de alimentare ATX

Schema etapei controlerului

Etapa de comutare IGBT

+ U1 și -U1 pot fi derivate din rețeaua de alimentare de 220V după rectificare și filtrare corespunzătoare

Utilizarea radiatorului pentru semiconductori

De asemenea, vă rugăm să nu uitați să plasați diodele D5, D5 ', D6, D6', D7, D7 ', tranzistoarele T5 și T6 pe radiator împreună cu podul. Trebuie acordată atenție plasării snubberilor R22 + D8 + C14, condensatoarelor C15 și diodelor D7 aproape de IGBT. LED-ul1 semnalează funcționarea sursei și LED2 semnalează eroarea sau modul curent.

LED-ul luminează când alimentarea a încetat să mai funcționeze în modul tensiune. Când este în modul de tensiune, pinul IO1 1 este setat la 2,5V, altfel are de obicei 6V. Lumina cu LED-uri este o opțiune și puteți exclude același lucru în timpul realizării.

Cum se face transformatorul inductor

Inductanţă: Pentru transformatorul de putere TR1, raportul de transformare este în jur de 3: 2 și 4: 3 în primar și secundar. Există, de asemenea, un spațiu de aer în miezul de ferită, care are formă EE.

Dacă doriți să înfășurați singur, utilizați un miez așa cum este într-un invertor care ar trebui să aibă dimensiunea de aproximativ 6,4 cm2.

Primarul este de 20 de spire cu 20 de fire, fiecare având un diametru de 0,5 mm până la 0,6 mm. Secunda 14 ture cu 28 de diametre este, de asemenea, de aceeași măsurare ca cea a primarului. Mai mult, este de asemenea posibil să se creeze înfășurări de benzi de cupru.

Este important să rețineți că aplicarea unui singur fir gros nu este o idee posibilă din cauza efectului pielii.

Acum, deoarece înfășurarea nu este necesară, puteți înfășura primul primar urmat de secundar. Transformatorul de comandă pentru poarta înainte Tr2 are trei înfășurări având câte 16 spire.

Utilizând trei fire de clopot izolate răsucite, toate înfășurările trebuie să fie înfășurate simultan, lăsând orice spațiu de aer la rana miezului de ferită.

Apoi, preluarea sursei principale de alimentare de la unitatea de alimentare AT sau ATX a unui computer cu secțiunea centrală de aproximativ 80 până la 120 mm2. Transformatorul Tr3 curent este de la 1 la 68 de rotații pe inelul de ferită, iar numărul de rotații sau dimensiuni nu este critic aici.

Cu toate acestea, trebuie urmat procesul de orientare a înfășurării transformatoarelor. De asemenea, trebuie să utilizați filtru EMI cu dublu sufocator.

Bobina de ieșire L1 are doi inductori paraleli de 54uH pe inele de pulbere de fier. Inductanța totală este în cele din urmă 27uH și bobinele sunt înfășurate de două fire magnetice de cupru cu diametrul de 1,7 mm, ceea ce face ca secțiunea transversală totală L1 să fie de aprox. 9 mm2.

Bobina de ieșire L1 este atașată la o ramură negativă care nu are ca rezultat nici o tensiune RF în catodul diodei. Acest lucru facilitează montarea la fel în radiator fără izolație.

Selectarea specificațiilor IGBT

Puterea maximă de intrare a sursei de alimentare comutată este de aproximativ 2600W, iar eficiența rezultată este peste 90%. În comutarea sursei de alimentare, puteți utiliza tipul IGBT STGW30NC60W sau puteți utiliza și alte variante precum STGW30NC60WD, IRG4PC50U, IRG4PC50W sau IRG4PC40W.

Puteți utiliza, de asemenea, o diodă de ieșire rapidă, cu un nivel de curent adecvat. În cel mai rău caz, dioda superioară obține un curent mediu de 20A, în timp ce dioda inferioară în situații similare primește 40A. Astfel, este mai bine să folosiți jumătate de curent cu dioda superioară decât cea inferioară.

Pentru dioda superioară, puteți utiliza fie HFA50PA60C, STTH6010W sau DSEI60-06A, altele două DSEI30-06A și HFA25PB60. Pentru dioda inferioară sau inferioară puteți utiliza două HFA50PA60C, STTH6010W sau DSEI60-06A, altele patru DSEI30-06A și HFA25PB60.

Este important ca dioda radiatorului să piardă 60W (aprox.), Iar pierderea de IGBT să se ridice la 50W. Cu toate acestea, este destul de greu să se constate pierderea D7, deoarece este dependentă de proprietatea Tr1.

Mai mult, pierderea podului poate ajunge la 25W. Comutatorul S1 permite oprirea în modul de așteptare, în principal din cauza faptului că este posibil ca comutarea frecventă a rețelei să nu fie adecvată, mai ales atunci când este utilizat pentru laborator. În starea de așteptare, consumul este de aproximativ 1W, iar S1 poate fi omis.

Dacă doriți să construiți o sursă de alimentare cu tensiune fixă, este, de asemenea, fezabil, dar pentru același lucru este mai bine să aplicați raportul transformatorului Tr1 pentru eficiență maximă, de exemplu, în utilizarea primară 20 de spire și în utilizarea secundară 1 spire 3,5V - 4V.