조정 가능한 0-100V 50 Amp SMPS 회로

문제를 제거하기 위해 도구를 사용해보십시오





고전력 조정 가능한 스위칭 전원 공급 장치는 실험실 작업에 적합합니다. 시스템 설계에 사용되는 토폴로지는 스위칭 토폴로지 (반 제어 브리지)입니다.

작성 및 제출 : Dhrubajyoti Biswas



IC UC3845를 메인 컨트롤러로 사용

스위칭 전원은 IGBT 송신기로 전원이 공급되며 UC3845 회로에 의해 추가로 제어됩니다.
주전원 전압은 EMC 필터를 통해 곧바로 전달되며 C4 커패시터에서 추가로 확인 및 필터링됩니다.

용량이 높기 때문에 (50A) Re1 스위치가있는 제한 회로와 R2에서도 유입됩니다.



AT 또는 ATX 전원 공급 장치에서 가져온 릴레이 코일 및 팬은 12V에서 전원이 공급됩니다. 전력은 17V 보조 전원에서 저항을 통해 얻습니다.

팬과 릴레이 코일의 전압이 12V로 제한되도록 R1을 선택하는 것이 이상적입니다. 반면 보조 전원은 TNY267 회로를 사용하고 R27은 보조 전원의 저전압으로부터 보호를 용이하게합니다.

전류가 230V 미만이면 전원이 켜지지 않습니다. UC3845 제어 회로는 50kHz의 출력 주파수에서 47 % 듀티 사이클 (최대)을 제공합니다.

이 회로는 제너 다이오드의 도움으로 추가 전력을 공급받으며, 이는 실제로 공급 전압을 줄이는 데 도움이되며 UVLO 임계 값을 각각 13.5V 및 14.1V로 낮추는 데 도움이됩니다.

소스는 전원을 시작하고 14.1V에서 작동하기 시작합니다. 13.5V 이하로 떨어지지 않으며 불포화에서 IGBT를 보호하는 데 도움이됩니다. 그러나 UC3845의 원래 임계 값은 가능한 낮게 설정해야합니다.

Tr2 트랜스포머 작동을 돕는 MOSFET T2 회로 제어는 상위 IGBT에 플로팅 드라이브 및 갈바닉 절연을 제공합니다.

T3 및 T4의 형성 회로를 통해 IGBT의 T5 및 T6을 구동하는 데 도움이되며 스위치는 라인 전압을 Tr1 전력 변압기로 추가로 정류합니다.

출력이 정류되고 평균에 도달하면 L1 코일과 C17 커패시터에 의해 평활화됩니다. 전압 피드백은 출력에서 ​​핀 2 및 IO1로 추가로 연결됩니다.

또한 P1 전위차계를 사용하여 전원 공급 장치의 출력 전압을 설정할 수도 있습니다. 피드백의 갈바닉 절연이 필요하지 않습니다.

이 조정 가능한 SMPS의 제어 회로가 보조 SMPS와 연결되어 네트워크와의 연결을 남기지 않기 때문입니다. 전류 피드백은 전류 트랜스포머 TR3을 통해 3 핀 IO1로 바로 전달되며 과전류 보호 임계 값은 P2를 사용하여 설정할 수 있습니다.

12V 입력 공급은 ATX 전원 공급 장치에서 얻을 수 있습니다.

컨트롤러 단계 회로도

IGBT 스위칭 단계

+ U1 및 -U1은 적절한 정류 및 여과 후 주전원 220V 입력에서 파생 될 수 있습니다.

반도체에 히트 싱크 사용

또한 다이오드 D5, D5 ', D6, D6', D7, D7 ', 트랜지스터 T5 및 T6을 브리지와 함께 방열판에 배치하는 것을 잊지 마십시오. 스 너버 R22 + D8 + C14, 커패시터 C15 및 다이오드 D7을 IGBT에 가깝게 배치하도록주의해야합니다. LED1은 전원의 작동을 알리고 LED2는 오류 또는 전류 모드를 알립니다.

전압 모드에서 전원 공급이 중단되면 LED가 켜집니다. 전압 모드에서 IO1 핀 1은 2.5V로 설정되고 그렇지 않으면 일반적으로 6V입니다. LED 조명은 옵션이며 제작 과정에서 제외 할 수 있습니다.

인덕터 변압기를 만드는 방법

인덕턴스: 전력 변압기 TR1의 경우 변환 비율은 1 차 및 2 차에서 약 3 : 2 및 4 : 3입니다. EE 모양의 페라이트 코어에도 공극이 있습니다.

혼자서 감고 싶다면 6.4cm2 크기의 인버터에있는 코어를 사용하십시오.

1 차는 각각 0.5mm에서 0.6mm의 직경을 갖는 20 개의 와이어로 20 회 회전하는 것입니다. 28 개의 직경을 가진 2 차 14 회 회전은 1 차와 같은 측정입니다. 또한 구리 스트립의 권선을 만드는 것도 가능합니다.

하나의 두꺼운 와이어를 적용하는 것은 피부 효과 때문에 가능한 아이디어가 아니라는 점에 유의하는 것이 중요합니다.

이제 권선이 필요하지 않으므로 1 차 권선을 먼저 감은 다음 2 차 권선을 감을 수 있습니다. Tr2 순방향 게이트 드라이버 변압기에는 각각 16 회 권선을 갖는 3 개의 권선이 있습니다.

3 개의 꼬인 절연 벨 와이어를 사용하여 모든 권선을 한 번에 감아 야 페라이트 코어의 감긴 부분에 공극을 남기게됩니다.

다음으로 코어 부분이 약 80 ~ 120mm2 인 컴퓨터의 AT 또는 ATX 전원 공급 장치에서 주 전원을 공급받습니다. 현재 Tr3 트랜스포머는 페라이트 링에서 1 ~ 68 턴이며 여기서 턴 수 또는 크기는 중요하지 않습니다.

그러나 변압기 권선의 방향을 지정하는 프로세스를 따라야합니다. 또한 이중 초크 EMI 필터를 사용해야합니다.

출력 코일 L1에는 철 분말 링에 54uH의 병렬 인덕터 2 개가 있습니다. 총 인덕턴스는 마침내 27uH이고 코일은 직경 1.7mm의 두 개의 자기 구리 와이어로 감겨져 총 L1 단면적이 약. 9mm2.

출력 코일 L1은 음극 분기에 연결되어 다이오드의 음극에 RF 전압이 없습니다. 이것은 단열재없이 방열판에 동일한 것을 장착하는 것을 용이하게합니다.

IGBT 사양 선택

스위칭 전원 공급 장치의 최대 입력 전력은 약 2600W이고 그 결과 효율은 90 % 이상입니다. 스위칭 전원 공급 장치에서 STGW30NC60W IGBT 유형을 사용하거나 STGW30NC60WD, IRG4PC50U, IRG4PC50W 또는 IRG4PC40W와 같은 다른 변형을 사용할 수도 있습니다.

적절한 정격 전류를 가진 고속 출력 다이오드를 사용할 수도 있습니다. 최악의 시나리오에서 상위 다이오드는 평균 20A의 전류를 얻고 유사한 상황에서 하위 다이오드는 40A를 얻습니다. 따라서 하위 다이오드보다 상위 다이오드 반전 류를 사용하는 것이 좋습니다.

상위 다이오드의 경우 HFA50PA60C, STTH6010W 또는 DSEI60-06A를 사용할 수 있고 다른 두 개의 DSEI30-06A 및 HFA25PB60을 사용할 수 있습니다. 하단 또는 하단 다이오드의 경우 HFA50PA60C, STTH6010W 또는 DSEI60-06A 2 개를 사용하고 DSEI30-06A 및 HFA25PB60 4 개를 사용할 수 있습니다.

방열판의 다이오드가 60W (대략) 손실되어야하고 IGBT 손실이 50W에이를 수 있다는 것이 중요합니다. 그러나 Tr1 속성에 의존하기 때문에 D7의 손실을 확인하는 것은 매우 어렵습니다.

또한 브리지 손실은 25W에 달할 수 있습니다. S1 스위치는 특히 실험실에서 사용할 때 자주 전원을 전환하는 것이 적절하지 않을 수 있기 때문에 대기 모드에서 셧다운을 가능하게합니다. 대기 상태에서 소비량은 약 1W이며 S1은 건너 뛸 수 있습니다.

고정 전압 공급원을 구성하려는 경우에도 가능하지만 최대 효율을 위해 Tr1의 변압기 비율을 적용하는 것이 좋습니다. 예를 들어 1 차 사용시 20 턴, 2 차 사용시 1 턴 3.5V – 4V.




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