Naaayos na 0-100V 50 Amp SMPS Circuit

Ang mataas na lakas na naaangkop na paglipat ng supply ng kuryente ay perpekto para sa layunin ng gawain sa laboratoryo. Ang topology na ginamit upang idisenyo ang system ay lumilipat ng topology - kalahating kinokontrol na tulay.

Nakasulat at Isinumite ni: Dhrubajyoti Biswas

Paggamit ng IC UC3845 bilang Pangunahing Controller

Ang supply ng switching ay pinalakas ng IGBT transmitter at higit na kinokontrol ng UC3845 circuit.
Ang boltahe ng mains ay dumidiretso sa pamamagitan ng filter ng EMC na kung saan ay karagdagang nasuri at na-filter sa C4 capacitor.

Tulad ng mataas na kapasidad (50 amps), ang pag-agos sa limiting circuit na may Re1 switch at din sa R2.

Ang relay coil at fan, na kinuha mula sa AT o ATX power supply ay pinalakas mula sa 12V. Ang kuryente ay nakuha sa pamamagitan ng risistor mula sa 17V na pantulong na suplay.

Mainam na piliin ang R1 upang ang boltahe sa fan at ang relay coil ay naglilimita sa 12V. Ang panustos na pandiwang pantulong sa kabilang banda ay gumagamit ng circuit na TNY267 at pinapabilis ng R27 ang proteksyon mula sa ilalim ng boltahe ng kapangyarihang pandiwang pantulong.

Hindi bubuksan ang kuryente kung ang kasalukuyang mas mababa sa 230V. Ang mga control circuit ng UC3845 ay nagreresulta sa 47% duty cycle (Max.) Na may dalas ng output na 50 kHz.

Ang circuit ay karagdagang pinalakas sa tulong ng zener diode, na talagang tumutulong upang mabawasan ang boltahe ng suplay at kahit na makakatulong upang ilipat ang threshold ng UVLO ng mas mababang 7.9V at itaas na 8.5V sa 13.5V at 14.1V ayon sa pagkakabanggit.

Ang pinagmulan ay pinasimulan ang lakas at nagsisimulang magtrabaho sa 14.1V. Ito ay hindi kailanman napupunta sa ibaba 13.5V at karagdagang tumutulong upang maprotektahan ang IGBT mula sa kawalan ng timbang. Gayunpaman, ang orihinal na threshold ng UC3845 ay dapat na itakda bilang mababang hangga't maaari.

Ang mga kontrol ng MOSFET T2 circuit, na makakatulong upang gumawa ng Tr2 transpormer na trabaho ay nag-aalok ng lumulutang drive at galvanic paghihiwalay para sa itaas na IGBT.

Ito ay sa pamamagitan ng pagbubuo ng mga circuit ng T3 at T4 na makakatulong ito upang himukin ang T5 at T6 ng IGBT at ang switch ay karagdagang pagwawasto ng boltahe ng linya sa Tr1 power transformer.

Tulad ng output ay naitama at umabot sa isang average, ito ay smoothed ng L1 coil at C17 capacitors. Ang feedback ng boltahe ay karagdagang konektado mula sa output hanggang sa pin 2 at IO1.

Bukod dito, maaari mo ring itakda ang output boltahe ng suplay ng kuryente na may P1 potentiometer. Hindi na kailangan ang pag-iisa ng galvanic ng puna.

Ito ay dahil ang control circuit ng naaayos na SMPS na ito ay konektado sa pangalawang SMPS at hindi nag-iiwan ng koneksyon sa network. Ang kasalukuyang feedback ay naipasa sa kasalukuyang transpormer TR3 pakanan papunta sa 3 pin IO1 at ang overcurrent protection threshold ay maaaring itakda gamit ang P2.

Ang 12V input supply ay maaaring makuha mula sa isang ATX power supply

Ang Controller Stage Schematic

Ang IGBT Switching Stage

+ U1 at -U1 ay maaaring makuha mula sa mains 220V input pagkatapos ng naaangkop na pagwawasto at pagsasala

Paggamit ng Heatsink para sa Semiconductors

Gayundin, mangyaring tandaan na ilagay ang mga diode D5, D5 ', D6, D6', D7, D7 ', transistors T5 at T6 sa heat sink kasama ang tulay. Dapat mag-ingat upang mailagay ang mga snubber R22 + D8 + C14, mga capacitor C15 at diode D7 na malapit sa IGBT. Ang signal ng LED1 ang pagpapatakbo ng supply at signal ng LED2 ang error o ang kasalukuyang mode.

Ang LED ay kumikinang kapag ang supply ay tumigil sa paggana sa boltahe mode. Kapag nasa boltahe mode, ang IO1 pin 1 ay nakatakda sa 2.5V kung hindi man ay karaniwang may6V ito. Ang LED light ay isang pagpipilian at maaari mong ibukod ang pareho sa paggawa.

Paano Gawin ang Inductor Transformer

Inductance: Para sa power transformer TR1, ang ratio ng pagbabago ay nasa paligid ng 3: 2 at 4: 3 sa pangunahin at pangalawa. Mayroon ding puwang ng hangin sa ferrite core na hugis EE.

Kung naghahanap ka para i-wind ang iyong sarili, gumamit ng isang core dahil ito ay nasa isang inverter na dapat laki sa paligid ng 6.4 cm2.

Ang pangunahing ay ng 20 liko na may 20 wires na ang bawat isa ay may diameter na sumusukat sa 0.5mm hanggang 0.6mm. Ang pangalawang 14 na liko na may 28 diameter ay pareho ng pagsukat tulad ng pangunahin. Bukod dito, posible ring lumikha ng mga paikot-ikot na tanso na piraso.

Mahalagang tandaan na ang aplikasyon ng solong makapal na kawad ay hindi isang posibleng ideya dahil sa epekto ng balat.

Ngayon dahil hindi kinakailangan ang paikot-ikot, maaari mong i-wind ang pangunahing na unang sinusundan ng pangalawa. Ang Tr2 forward gate driver transformer ay nagtataglay ng tatlong paikot-ikot na mayroong 16 na liko bawat isa.

Ito ay sa pamamagitan ng paggamit ng tatlong baluktot na insulated na mga wire ng kampanilya na ang lahat ng mga paikot-ikot ay dapat na nasugatan kaagad na iniiwan ang anumang agwat ng hangin sa sugat ng ferrite core.

Susunod, pagkuha ng pangunahing supply ng kuryente mula sa AT o ATX power supply unit ng isang computer na may pangunahing seksyon na halos 80 hanggang 120mm2. Ang kasalukuyang Tr3 transpormer ay nasa 1 hanggang 68 na pag-on ang ferrite ring at ang bilang ng mga liko o laki ay hindi kritikal dito.

Gayunpaman, ang proseso upang i-orient ang paikot-ikot ng mga transformer ay dapat na sundin. Gayundin kailangan mong gumamit ng double choke EMI filter.

Ang output coil L1 ay may dalawang parallel inductor na 54uH sa mga singsing na pulbos na bakal. Ang kabuuang inductance ay sa wakas 27uH at ang mga coil ay nasugatan ng dalawang magnetic wires na tanso na 1.7mm ang lapad, na ginagawang tinatayang ang kabuuang seksyon ng L1. 9 mm2.

Ang output coil L1 ay nakakabit sa isang negatibong sangay na nagreresulta walang boltahe ng RF sa katod ng diode. Pinapadali nito ang pag-mounting pareho sa heat sink nang walang pagkakabukod.

Pagpili ng Mga Detalye ng IGBT

Ang max na lakas ng pag-input ng naka-switch na supply ng kuryente ay nasa paligid ng 2600W at ang resulta na kahusayan ay higit sa 90%. Sa paglipat ng supply ng kuryente, maaari mong gamitin ang uri ng STGW30NC60W IGBT o maaari mo ring gamitin ang iba pang mga pagkakaiba-iba tulad ng STGW30NC60WD, IRG4PC50U, IRG4PC50W o IRG4PC40W.

Maaari mo ring gamitin ang isang mabilis na output diode na mayroong sapat na kasalukuyang rating. Sa pinakapangit na sitwasyon, ang itaas na diode ay nakakakuha ng average na kasalukuyang 20A habang ang mas mababang diode sa katulad na sitwasyon ay nakakakuha ng 40A. Sa gayon mas mahusay na gumamit ng itaas na diode na kalahating-kasalukuyang kaysa sa mas mababang isa.

Para sa itaas na diode, maaari mong gamitin, alinman sa HFA50PA60C, STTH6010W o ​​DSEI60-06A iba pa ang dalawang DSEI30-06A at HFA25PB60. Para sa mas mababa o ilalim na diode maaari kang gumamit ng dalawang HFA50PA60C, STTH6010W o ​​DSEI60-06A iba pa apat na DSEI30-06A at HFA25PB60.

Mahalaga na ang diode ng heat sink ay dapat mawalan ng 60W (tinatayang) at ang pagkawala sa IGBT ay maaaring umabot sa 50W. Gayunpaman, medyo mahirap matiyak ang pagkawala ng D7 dahil nakasalalay ito sa pag-aari ng Tr1.

Bukod dito, ang pagkawala ng tulay ay maaaring umabot sa 25W. Ang S1 switch ay nagbibigay-daan sa pag-shutdown sa standby mode lalo na dahil sa madalas na paglipat ng mains ay maaaring hindi maayos, partikular na kapag ginagamit ito para sa laboratoryo. Sa standby na estado, ang pagkonsumo ay sa paligid ng 1W at maaaring laktawan ang S1.

Kung naghahanap ka upang bumuo ng isang nakapirming mapagkukunan ng supply ng boltahe, posible rin ito ngunit para sa parehong mas mahusay na mag-apply ng transformer ratio ng Tr1 para sa maximum na kahusayan, halimbawa, sa pangunahing paggamit ng 20 liko at sa pangalawang paggamit ng 1 liko para sa 3.5V - 4V.