Circuit SMPS ajustable de 0 a 100 V de 50 amperis

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





La font d'alimentació de commutació ajustable d'alta potència és perfecta per al treball de laboratori. La topologia utilitzada per dissenyar el sistema és la topologia de commutació: pont mig controlat.

Escrit i enviat per: Dhrubajyoti Biswas



Utilitzant IC UC3845 com a controlador principal

El subministrament de commutació s’alimenta amb transmissors IGBT i es controla a més mitjançant un circuit UC3845.
La tensió de la xarxa passa directament pel filtre EMC, que es comprova i filtra a través del condensador C4.

Com que la capacitat és elevada (50 amperes), l’entrada al circuit limitador amb interruptor Re1 i també a R2.



La bobina i el ventilador del relé, extrets de la font d'alimentació AT o ATX, s'alimenten a partir de 12V. La potència s’obté a través de la resistència a partir de l’alimentació auxiliar de 17V.

És ideal seleccionar R1 de manera que la tensió del ventilador i de la bobina del relé es limiti a 12V. D'altra banda, el subministrament auxiliar utilitza circuit TNY267 i R27 facilita la protecció contra la baixa tensió d'alimentació auxiliar.

L'alimentació no s'encendrà si el corrent és inferior a 230V. El circuit de control UC3845 té un cicle de treball del 47% (màx.) Amb una freqüència de sortida de 50 kHz.

El circuit s’alimenta amb l’ajut del díode zener, que en realitat ajuda a reduir la tensió d’alimentació i, fins i tot, ajuda a canviar el llindar UVLO de 7,9V inferior i 8,5V superior a 13,5V i 14,1V respectivament.

La font inicia l'alimentació i comença a treballar a 14,1V. Mai baixa per sota dels 13,5 V i, a més, ajuda a protegir la IGBT de la desaturació. No obstant això, el llindar original de la UC3845 s'ha d'establir el més baix possible.

Els controls del circuit MOSFET T2, que ajuden a fer funcionar el transformador Tr2, ofereixen unitat flotant i aïllament galvànic per a la IGBT superior.

És a través dels circuits de formació de T3 i T4 que ajuda a conduir T5 i T6 d’IGBT i el commutador rectifica encara més la tensió de línia al transformador de potència Tr1.

A mesura que la sortida es rectifica i arriba a la mitjana, es suavitza mitjançant bobines L1 i condensadors C17. La retroalimentació de la tensió es connecta a més des de la sortida al pin 2 i IO1.

A més, també podeu configurar el voltatge de sortida de la font d'alimentació amb un potenciòmetre P1. No cal aïllament galvànic de la retroalimentació.

Es deu al fet que el circuit de control d’aquest SMPS ajustable està connectat amb el SMPS secundari i no deixa cap connexió amb la xarxa. La retroalimentació actual es fa passar pel transformador de corrent TR3 a la dreta a 3 pins IO1 i es pot establir el llindar de protecció contra sobrecorrent mitjançant P2.

Es pot adquirir una font d’entrada de 12V a partir d’una font d’alimentació ATX

L'esquema de l'etapa del controlador

L'etapa de commutació IGBT

+ U1 i -U1 es poden derivar de l'entrada de corrent de 220V després de la rectificació i filtració adequades

Ús del dissipador de calor per als semiconductors

Recordeu també de col·locar els díodes D5, D5 ', D6, D6', D7, D7 ', els transistors T5 i T6 al dissipador de calor juntament amb el pont. S’ha de tenir precaució per col·locar els snubbers R22 + D8 + C14, els condensadors C15 i els díodes D7 a prop de l’IGBT. El LED1 indica el funcionament del subministrament i el LED2 indica l’error o el mode actual.

El LED s’encén quan el subministrament ha deixat de funcionar en mode tensió. Quan es troba en mode de tensió, el pin IO1 1 s’estableix a 2,5 V, sinó que sol tenir 6 V. La llum LED és una opció i podeu excloure-la durant la fabricació.

Com fer el transformador d’inductor

Inductància: Per al transformador de potència TR1, la relació de transformació és al voltant de 3: 2 i 4: 3 a primària i secundària. També hi ha un buit d'aire al nucli de ferrita que té forma EE.

Si voleu enrotllar-lo tot sol, utilitzeu un nucli ja que es troba en un inversor que hauria de tenir una mida d’uns 6,4 cm2.

El principal és de 20 voltes amb 20 cables de cadascun amb un diàmetre de 0,5 mm a 0,6 mm. El secundari de 14 voltes amb 28 diàmetres també té la mateixa mesura que el de primària. A més, també és possible crear bobinats de tires de coure.

És important tenir en compte que l’aplicació d’un filferro gruixut únic no és una idea possible a causa de l’efecte de la pell.

Ara, ja que no és obligatori l’enrotllament, podeu enrotllar primer el primer seguit del secundari. El transformador de controlador de porta endavant Tr2 té tres bobinatges de 16 voltes cadascun.

És mitjançant l'ús de tres cables de campana aïllats i retorçats que s'han de ferir tots els bobinats alhora deixant qualsevol buit d'aire a la ferida del nucli de ferrita.

A continuació, prenent la font d'alimentació principal de la font d'alimentació AT o ATX d'un ordinador amb una secció central d'entre 80 i 120 mm2. El transformador Tr3 actual és d’1 a 68 activats en l’anell de ferrita i el nombre de voltes o la mida no són crítics aquí.

No obstant això, cal seguir el procés per orientar el bobinat dels transformadors. També heu d’utilitzar un filtre EMI de doble estrangulament.

La bobina de sortida L1 té dos inductors paral·lels de 54uH en anells de pols de ferro. La inductància total és finalment de 27 uH i les bobines són enrotllades per dos cables de coure magnètics de 1,7 mm de diàmetre, cosa que fa que la secció transversal total de L1 sigui d'aprox. 9 mm2.

La bobina de sortida L1 està connectada a una branca negativa que no produeix cap tensió RF al càtode del díode. Això facilita el muntatge del mateix al dissipador de calor sense cap tipus d’aïllament.

Selecció de les especificacions IGBT

La potència màxima d’entrada de la font d’alimentació commutada és d’uns 2600 W i l’eficiència resultant és superior al 90%. En la font d'alimentació de commutació, podeu utilitzar el tipus IGBT STGW30NC60W o també podeu utilitzar altres variants com STGW30NC60WD, IRG4PC50U, IRG4PC50W o IRG4PC40W.

També podeu utilitzar un díode de sortida ràpida que tingui una corrent adequada. En el pitjor dels casos, el díode superior obté un corrent mitjà de 20A mentre que el díode inferior en una situació similar obté 40A. Per tant, és millor utilitzar mig corrent de díode superior que el inferior.

Per al díode superior, podeu utilitzar HFA50PA60C, STTH6010W o ​​DSEI60-06A, o bé dos DSEI30-06A i HFA25PB60. Per a díodes inferiors o inferiors, podeu utilitzar dos HFA50PA60C, STTH6010W o ​​DSEI60-06A, altres quatre DSEI30-06A i HFA25PB60.

És important que el díode del dissipador de calor perdi 60 W (aprox.) I la pèrdua d’IGBT pugui arribar a 50 W. No obstant això, és bastant difícil determinar la pèrdua de D7, ja que depèn de la propietat Tr1.

A més, la pèrdua del pont pot arribar als 25W. L’interruptor S1 permet l’aturada en mode d’espera principalment perquè la freqüència de commutació de xarxa pot no ser adequada, específicament quan s’utilitza per al laboratori. En estat d’espera, el consum és d’uns 1W i S1 es pot ometre.

Si voleu construir una font de subministrament de tensió fixa, també és factible, però per a la mateixa és millor aplicar una relació de transformador de Tr1 per obtenir la màxima eficiència, per exemple, en l’ús primari de 20 girs i en l’ús secundari 1 volta per 3,5V - 4V.




Anterior: Circuit d'alarma d'escalfador d'aigua simple Següent: Fer un circuit de timbre sense fils