Reguleeritav 0-100V 50 Amp SMPS-ahel

Suure võimsusega reguleeritav lülititoiteallikas sobib suurepäraselt laboratoorseks tööks. Süsteemi kujundamiseks kasutatud topoloogia on topoloogia vahetamine - pooljuhitav sild.

Kirjutanud ja esitanud: Dhrubajyoti Biswas

Kasutades IC UC3845 peakontrollerina

Lülitusvarustuse toiteallikaks on IGBT saatjad ja seda juhib täiendavalt UC3845 vooluring.
Toitepinge läheb otse läbi EMC-filtri, mida täiendavalt kontrollitakse ja filtreeritakse C4 kondensaatoril.

Kuna läbilaskevõime on suur (50 amprit), siis sissevool piiramisahelasse Re1 lülitiga ja ka R2-le.

AT- või ATX-toiteallikast võetud relee mähis ja ventilaator toituvad 12 V-st. Võimsus saadakse takisti kaudu 17 V abiallikast.

Ideaalne on valida R1 nii, et ventilaatori ja relee mähise pinge piirduks 12 V-ga. Abivarustuses kasutatakse seevastu TNY267 vooluahelat ja R27 hõlbustab kaitset abitoiteallika alarõhu eest.

Toide ei lülitu sisse, kui vool on alla 230 V. UC3845 juhtimisahel saavutab 47% töötsükli (maks.) Väljundsagedusega 50 kHz.

Vooluahelat toidetakse edasi zenerdioodi abil, mis tegelikult aitab vähendada toitepinget ja aitab isegi UVLO künnist vastavalt madalamal 7,9 V ja ülemisel 8,5 V üle 13,5 V ja 14,1 V.

Allik käivitab toite ja hakkab tööle 14,1 V pingel. See ei lähe kunagi alla 13,5 V ja aitab veelgi kaitsta IGBT-d desaturatsiooni eest. UC3845 algne künnis peaks aga olema võimalikult madal.

MOSFET T2 vooluahela juhtimine, mis aitab Tr2 trafol töötada, pakub ülemise IGBT jaoks ujuvat ajamit ja galvaanilist isolatsiooni.

Just T3 ja T4 moodustavate vooluahelate kaudu aitab see juhtida IGBT T5 ja T6 ning lüliti parandab Tr1-trafo liinipinget veelgi.

Kuna väljund on alaldatud ja jõuab keskmiseni, tasandatakse see L1 mähise ja C17 kondensaatorite abil. Pinge tagasiside ühendatakse väljundist edasi tihvti 2 ja IO1-ga.

Lisaks saate P1 potentsiomeetriga seada ka toiteallika väljundpinge. Tagasiside galvaanilist eraldamist pole vaja.

Sellepärast, et selle reguleeritava SMPS-i juhtimisahel on ühendatud sekundaarse SMPS-iga ja ei jäta ühendust võrguga. Voolu tagasiside edastatakse voolutrafo TR3 kaudu otse 3-kontaktilisele IO1-le ja ülekoormuse kaitselävi saab määrata P2 abil.

12 V sisendtoite võib hankida ATX toiteallikast

Kontrolleri etapiskeem

IGBT lülitusetapp

+ U1 ja -U1 võib tuletada 220 V võrgu sisendist pärast asjakohast puhastamist ja filtreerimist

Radiaatori kasutamine pooljuhtide jaoks

Samuti pidage meeles, et koos sillaga tuleb jahutusradiaatorile paigutada dioodid D5, D5 ', D6, D6', D7, D7 ', transistorid T5 ja T6. Hoolitseda tuleks selle eest, et snorgeldajad R22 + D8 + C14, kondensaatorid C15 ja dioodid D7 asuksid IGBT lähedal. LED1 annab märku toiteallika toimimisest ja LED2 annab vea või praeguse režiimi.

LED süttib, kui toiteallikas on pingerežiimis lakanud töötamast. Pinge režiimis on IO1 tihvt 1 seatud väärtusele 2,5 V, muidu on sellel tavaliselt 6 V. LED-valgus on võimalus ja võite selle valmistamise ajal välja jätta.

Kuidas teha induktiivtrafot

Induktiivsus: Trafo TR1 korral on muundumissuhe primaarses ja sekundaarses umbes 3: 2 ja 4: 3. Samuti on EE-kujulises ferriitsüdamikus õhuvahe.

Kui otsite tuult üksi, kasutage inverteris olevat südamikku, mille suurus peaks olema umbes 6,4 cm2.

Peamine on 20 pööret 20 juhtmega, mille läbimõõt on 0,5–0,6 mm. Sekundaarne 14 pööret 28 läbimõõduga on samuti sama mõõtmega nagu esmane. Pealegi on võimalik luua ka vaskribade mähiseid.

Oluline on märkida, et ühe paksu traadi pealekandmine pole naha mõju tõttu võimalik.

Kuna mähistamist pole vaja, võite esmalt keerata esmase ja seejärel sekundaarse. Tr2 esivärava draiveri trafol on kolm mähist, millel on kummalgi 16 pööret.

Kolme keerutatud isoleeritud kellajuhtme abil tuleb kõik mähised korraga haavata, jättes ferriitsüdamiku haavale õhuvahe.

Seejärel võtke põhitoiteallikas arvuti AT või ATX toiteallikast, mille südamiku osa on umbes 80 kuni 120 mm2. Praegusel Tr3 trafol on ferriitsõrmus sisse lülitatud 1 kuni 68 ja pöörete arv või suurus pole siin kriitiline.

Siiski tuleb järgida trafode mähise suunamise protsessi. Samuti peate kasutama topeltkraaniga EMI filtrit.

Väljundmähisel L1 on rauapulbrirõngastel kaks paralleelset induktorit 54uH. Kogu induktiivsus on lõpuks 27uH ja poolid on keritud kahe 1,7 mm läbimõõduga magnetvasktraadiga, mis muudab kogu L1 ristlõike umbes. 9 mm2.

Väljundmähis L1 on kinnitatud negatiivse haru külge, mis ei tekita dioodkatoodis RF-pinget. See hõlbustab sama paigaldamist jahutusradiaatorisse ilma isolatsioonita.

IGBT spetsifikatsioonide valimine

Lülitatava toiteallika maksimaalne sisendvõimsus on umbes 2600W ja sellest tulenev kasutegur on üle 90%. Toiteallikas saate kasutada STGW30NC60W IGBT tüüpi või kasutada ka muid variante nagu STGW30NC60WD, IRG4PC50U, IRG4PC50W või IRG4PC40W.

Võite kasutada ka piisava voolutugevusega kiirväljunddioodi. Halvimal juhul saab ülemise dioodi keskmine vool 20A, samas kui alumine diood 40A. Seega on parem kasutada ülemise dioodi poolvoolu kui alumist.

Ülemise dioodi jaoks võite kasutada kas HFA50PA60C, STTH6010W või DSEI60-06A kahte muud DSEI30-06A ja HFA25PB60. Alumise või alumise dioodi jaoks võite kasutada kahte seadet HFA50PA60C, STTH6010W või DSEI60-06A, veel nelja DSEI30-06A ja HFA25PB60.

On oluline, et jahutusradiaadi diood peaks kaotama 60 W (umbes) ja IGBT kaotus võib olla 50 W. Kuid D7 kadu on üsna raske kindlaks teha, kuna see sõltub Tr1 omadusest.

Pealegi võib silla kaotus olla 25 W. S1 lüliti võimaldab ooterežiimis väljalülitamist peamiselt seetõttu, et võrgu sagedane ümberlülitamine ei pruugi olla õige, eriti kui seda kasutatakse laboris. Ooteseisundis on tarbimine umbes 1W ja S1 võib vahele jätta.

Kui soovite ehitada fikseeritud pingeallikat, on see ka teostatav, kuid sama jaoks on maksimaalse efektiivsuse saavutamiseks parem kasutada Tr1 trafo suhet, näiteks esmasel kasutamisel 20 pööret ja teisesel kasutamisel 1 pööret 3,5 V - 4 V.