De instelbare schakelende voeding met hoog vermogen is perfect voor laboratoriumwerk. De topologie die wordt gebruikt om het systeem te ontwerpen, is de schakeltopologie - halfgestuurde brug.
Geschreven en ingediend door: Dhrubajyoti Biswas
IC UC3845 gebruiken als de hoofdcontroller
De schakelende voeding wordt gevoed met IGBT-zenders en wordt verder bestuurd door het UC3845-circuit.
De netspanning gaat dwars door het EMC-filter dat verder wordt gecontroleerd en gefilterd op C4-condensator.
Omdat het vermogen hoog is (50 Ampère), is de instroom in het begrenzingscircuit met Re1 schakelaar en ook op R2.
De relaisspoel en -ventilator, afkomstig van AT- of ATX-voeding, worden gevoed door 12V. Het vermogen wordt verkregen via de weerstand van een 17V hulpvoeding.
Het is ideaal om R1 te selecteren, zodat de spanning bij de ventilator en de relaisspoel beperkt is tot 12V. De hulpvoeding daarentegen maakt gebruik van het TNY267-circuit en R27 vergemakkelijkt de bescherming tegen onderspanning van de hulpvoeding.
De stroom wordt niet ingeschakeld als de stroom lager is dan 230V. Het UC3845-stuurcircuit resulteert in een inschakelduur van 47% (max.) Met een uitgangsfrequentie van 50 kHz.
Het circuit wordt verder gevoed met behulp van de zenerdiode, die daadwerkelijk helpt om de voedingsspanning te verlagen en zelfs helpt om de UVLO-drempel van lagere 7,9 V en bovenste 8,5 V te verschuiven naar respectievelijk 13,5 V en 14,1 V.
De bron start de stroom en begint te werken op 14.1V. Het gaat nooit onder de 13,5V en helpt verder om IGBT te beschermen tegen desaturatie. De oorspronkelijke drempel van UC3845 moet echter zo laag mogelijk worden ingesteld.
De MOSFET T2-circuitbediening, die helpt om de Tr2-transformator te laten werken, biedt een zwevende aandrijving en galvanische isolatie voor de bovenste IGBT.
Het is door de vormende circuits van T3 en T4 dat het helpt om T5 en T6 van IGBT aan te drijven en de schakelaar corrigeert de lijnspanning verder naar de Tr1-voedingstransformator.
Als de output wordt gelijkgericht en een gemiddelde bereikt, wordt deze afgevlakt door L1-spoel en C17-condensatoren. De spanningsterugkoppeling is verder verbonden van de uitgang naar de pin 2 en IO1.
Verder kun je met potmeter P1 ook de uitgangsspanning van de voeding instellen. Er is geen galvanische isolatie van feedback nodig.
Het is omdat het stuurcircuit van deze instelbare SMPS is verbonden met de secundaire SMPS en geen verbinding met het netwerk laat. De stroomterugkoppeling wordt door de stroomtransformator TR3 rechtstreeks naar 3-pins IO1 geleid en de overstroombeveiligingsdrempel kan worden ingesteld met P2.
De 12V-ingangsspanning kan worden verkregen via een ATX-voeding
Het Controller Stage Schematic
De IGBT-overstapfase
+ U1 en -U1 kunnen worden afgeleid van de 220V-netspanning na gepaste rectificatie en filtratie
Heatsink gebruiken voor de halfgeleiders
Denk er ook aan om de diodes D5, D5 ', D6, D6', D7, D7 ', transistors T5 en T6 samen met de brug op het koellichaam te plaatsen. Er moet voor worden gezorgd dat dempers R22 + D8 + C14, condensatoren C15 en diodes D7 dicht bij IGBT worden geplaatst. De LED1 signaleert de werking van de voeding en LED2 signaleert de fout of de huidige modus.
De LED licht op als de voeding niet meer werkt in de spanningsmodus. In de spanningsmodus is de IO1-pin 1 ingesteld op 2,5 V, anders heeft deze meestal 6 V. LED-licht is een optie en u mag dit tijdens het maken uitsluiten.
Hoe de inductor-transformator te maken
Inductie: Voor vermogenstransformator TR1 is de transformatieverhouding ongeveer 3: 2 en 4: 3 in primair en secundair. Er is ook een luchtspleet in de ferrietkern die EE-vormig is.
Als u helemaal alleen wilt winden, gebruik dan een kern zoals deze in een omvormer zit die ongeveer 6,4 cm2 moet zijn.
De primaire is 20 windingen met 20 draden met elk een diameter van 0,5 mm tot 0,6 mm. De secundaire 14 windingen met 28 diameters hebben ook dezelfde afmeting als die van de primaire. Bovendien is het ook mogelijk om wikkelingen van koperstrips te maken.
Het is belangrijk op te merken dat het aanbrengen van enkele dikke draad geen mogelijk idee is vanwege het skin-effect.
Nu, aangezien de wikkeling niet nodig is, kunt u eerst de primaire winden, gevolgd door de secundaire. Tr2 voorwaartse poortaanstuurtransformator heeft drie wikkelingen met elk 16 windingen.
Door drie getwiste geïsoleerde beldraden te gebruiken, moeten alle wikkelingen in één keer worden gewikkeld, waardoor er een luchtspleet overblijft bij de wond van de ferrietkern.
Vervolgens neemt u de hoofdvoeding van de AT- of ATX-voedingseenheid van een computer met een kerngedeelte van ongeveer 80 tot 120 mm2. De huidige Tr3-transformator is van 1 tot 68 omwentelingen ferrietring en het aantal omwentelingen of de grootte is hier niet kritisch.
Het proces om de wikkeling van transformatoren te oriënteren, moet echter worden gevolgd. U moet ook een EMI-filter met dubbele smoorspoel gebruiken.
De uitgangsspoel L1 heeft twee parallelle smoorspoelen van 54uH op ijzeren poederringen. De totale inductantie is uiteindelijk 27uH en de spoelen zijn gewikkeld door twee magnetische koperdraden van 1,7 mm in diameter, waardoor de totale doorsnede L1 ongeveer bedraagt. 9 mm2.
De uitgangsspoel L1 is verbonden met een negatieve tak waardoor er geen HF-spanning in de kathode of diode ontstaat. Dit vergemakkelijkt de montage in het koellichaam zonder enige isolatie.
De IGBT-specificaties selecteren
Het maximale ingangsvermogen van de geschakelde voeding is ongeveer 2600W en het resulterende rendement is meer dan 90%. Bij schakelende voeding kunt u het STGW30NC60W IGBT-type gebruiken of u kunt ook andere varianten gebruiken, zoals STGW30NC60WD, IRG4PC50U, IRG4PC50W of IRG4PC40W.
U kunt ook een snelle uitgangsdiode gebruiken met voldoende stroomsterkte. In het ergste geval krijgt de bovenste diode een gemiddelde stroom van 20 A, terwijl de onderste diode in een vergelijkbare situatie 40 A krijgt. Het is dus beter om de halve stroom van de bovenste diode te gebruiken dan de onderste.
Voor de bovenste diode kunt u HFA50PA60C, STTH6010W of DSEI60-06A gebruiken, anders twee DSEI30-06A en HFA25PB60. Voor een onderste of onderste diode kunt u twee HFA50PA60C, STTH6010W of DSEI60-06A gebruiken, anders vier DSEI30-06A en HFA25PB60.
Het is belangrijk dat de diode van het koellichaam 60W (ongeveer) moet verliezen en het verlies in IGBT kan oplopen tot 50W. Het is echter vrij moeilijk om het verlies van D7 vast te stellen, aangezien het afhankelijk is van Tr1-eigenschap.
Bovendien kan het brugverlies oplopen tot 25W. De S1-schakelaar maakt uitschakeling in stand-bymodus mogelijk, voornamelijk omdat het veelvuldig schakelen van de netspanning mogelijk niet correct is, vooral bij gebruik in het laboratorium. In de standby-toestand is het verbruik ongeveer 1W en kan S1 worden overgeslagen.
Als u een voedingsbron met een vaste spanning wilt construeren, is dit ook haalbaar, maar voor hetzelfde is het beter om de transformatorverhouding van Tr1 toe te passen voor maximale efficiëntie, bijvoorbeeld in het primaire gebruik 20 windingen en in secundair gebruik 1 draai voor 3,5V - 4V.
Een paar: Eenvoudig waterverwarmingsalarmcircuit Volgende: Een draadloos deurbelcircuit maken
