แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตช์ปรับกำลังสูงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับวัตถุประสงค์ในการทำงานในห้องปฏิบัติการ โทโพโลยีที่ใช้ในการออกแบบระบบคือการสลับโทโพโลยี - สะพานควบคุมครึ่งหนึ่ง
เขียนและส่งโดย: Dhrubajyoti Biswas
ใช้ IC UC3845 เป็นตัวควบคุมหลัก
แหล่งจ่ายสวิตชิ่งใช้พลังงานจากเครื่องส่งสัญญาณ IGBT และควบคุมเพิ่มเติมโดยวงจร UC3845
แรงดันไฟหลักตรงผ่านตัวกรอง EMC ซึ่งได้รับการตรวจสอบและกรองเพิ่มเติมบนตัวเก็บประจุ C4
เนื่องจากความจุสูง (50 แอมป์) การไหลเข้าในวงจร จำกัด ด้วยสวิตช์ Re1 และบน R2
ขดลวดรีเลย์และพัดลมที่นำมาจากแหล่งจ่ายไฟ AT หรือ ATX ใช้พลังงานจาก 12V กำลังรับผ่านตัวต้านทานจากแหล่งจ่ายเสริม 17V
เหมาะอย่างยิ่งที่จะเลือก R1 เพื่อให้แรงดันไฟฟ้าที่พัดลมและขดลวดรีเลย์ จำกัด ไว้ที่ 12V ในทางกลับกันแหล่งจ่ายไฟเสริมใช้วงจร TNY267 และ R27 อำนวยความสะดวกในการป้องกันจากแรงดันไฟฟ้าต่ำของกำลังเสริม
พลังงานจะไม่เปิดหากกระแสไฟฟ้าน้อยกว่า 230V วงจรควบคุม UC3845 ให้ผลลัพธ์เป็นรอบการทำงาน 47% (สูงสุด) ด้วยความถี่เอาต์พุต 50 kHz
วงจรนี้ได้รับการขับเคลื่อนเพิ่มเติมด้วยความช่วยเหลือของซีเนอร์ไดโอดซึ่งช่วยลดแรงดันไฟฟ้าและยังช่วยในการเปลี่ยนเกณฑ์ UVLO ที่ต่ำกว่า 7.9V และ 8.5V บนเป็น 13.5V และ 14.1V ตามลำดับ
แหล่งจ่ายไฟเริ่มต้นและเริ่มทำงานที่ 14.1V ไม่เคยต่ำกว่า 13.5V และยังช่วยปกป้อง IGBT จากความไม่อิ่มตัว อย่างไรก็ตามเกณฑ์เดิมของ UC3845 ควรกำหนดให้ต่ำที่สุด
การควบคุมวงจร MOSFET T2 ซึ่งช่วยในการทำงานของหม้อแปลง Tr2 มีไดรฟ์ลอยและการแยกไฟฟ้าสำหรับ IGBT ด้านบน
ผ่านวงจรการขึ้นรูปของ T3 และ T4 เพื่อช่วยในการขับเคลื่อน T5 และ T6 ของ IGBT และสวิตช์จะแก้ไขแรงดันไฟฟ้าของสายให้เป็นหม้อแปลงไฟฟ้า Tr1
เมื่อเอาต์พุตได้รับการแก้ไขและถึงค่าเฉลี่ยจึงถูกทำให้เรียบโดยขดลวด L1 และตัวเก็บประจุ C17 ข้อเสนอแนะแรงดันไฟฟ้าเชื่อมต่อเพิ่มเติมจากเอาต์พุตไปยังขา 2 และ IO1
นอกจากนี้คุณยังสามารถตั้งค่าแรงดันขาออกของแหล่งจ่ายไฟด้วยโพเทนชิออมิเตอร์ P1 ไม่จำเป็นต้องแยกข้อเสนอแนะด้วยกัลวานิก
เป็นเพราะวงจรควบคุมของ SMPS แบบปรับได้นี้เชื่อมต่อกับ SMPS รองและไม่เชื่อมต่อกับเครือข่าย ข้อเสนอแนะปัจจุบันจะถูกส่งผ่านหม้อแปลงกระแส TR3 ไปยัง 3 พิน IO1 และสามารถกำหนดเกณฑ์การป้องกันกระแสเกินได้โดยใช้ P2
แหล่งจ่ายไฟเข้า 12V อาจได้มาจากแหล่งจ่ายไฟ ATX
แผนผังของ Controller Stage
ขั้นตอนการเปลี่ยน IGBT
+ U1 และ -U1 อาจได้มาจากอินพุต 220V หลักหลังจากการแก้ไขและการกรองที่เหมาะสม
การใช้ฮีทซิงค์สำหรับอุปกรณ์กึ่งตัวนำ
นอกจากนี้โปรดอย่าลืมวางไดโอด D5, D5 ', D6, D6', D7, D7 ', ทรานซิสเตอร์ T5 และ T6 บนแผงระบายความร้อนพร้อมกับบริดจ์ ควรใช้ความระมัดระวังในการวาง snubbers R22 + D8 + C14 ตัวเก็บประจุ C15 และไดโอด D7 ใกล้กับ IGBT LED1 ส่งสัญญาณการทำงานของแหล่งจ่ายและ LED2 ส่งสัญญาณข้อผิดพลาดหรือโหมดปัจจุบัน
ไฟ LED จะติดสว่างเมื่อแหล่งจ่ายหยุดทำงานในโหมดแรงดันไฟฟ้า เมื่ออยู่ในโหมดแรงดันขา IO1 1 จะถูกตั้งค่าเป็น 2.5V มิฉะนั้นมักจะมี 6V ไฟ LED เป็นตัวเลือกและคุณอาจไม่รวมสิ่งเดียวกันในระหว่างการทำ
วิธีการสร้างตัวเหนี่ยวนำหม้อแปลง
ตัวเหนี่ยวนำ: สำหรับหม้อแปลงไฟฟ้า TR1 อัตราส่วนการแปลงจะอยู่ที่ประมาณ 3: 2 และ 4: 3 ในระดับประถมศึกษาและมัธยมศึกษา นอกจากนี้ยังมีช่องว่างอากาศในแกนเฟอร์ไรต์ซึ่งเป็นรูป EE
หากคุณกำลังมองหาที่จะไขลานด้วยตัวเองให้ใช้แกนที่อยู่ในอินเวอร์เตอร์ซึ่งควรมีขนาดประมาณ 6.4 ซม.
หลักคือ 20 รอบ 20 สายโดยแต่ละเส้นมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5 มม. ถึง 0.6 มม. 14 รอบรองที่มี 28 เส้นผ่านศูนย์กลางก็มีการวัดเดียวกันเช่นเดียวกับหลัก นอกจากนี้ยังสามารถสร้างขดลวดของแถบทองแดงได้อีกด้วย
สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าการใช้ลวดหนาเส้นเดียวไม่ใช่ความคิดที่เป็นไปได้เนื่องจากผลกระทบต่อผิวหนัง
ตอนนี้เนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้การคดเคี้ยวคุณอาจหมุนตัวหลักก่อนตามด้วยตัวรอง หม้อแปลงตัวขับประตูเดินหน้า Tr2 มีขดลวดสามเส้นที่มีรอบละ 16 รอบ
โดยใช้สายกระดิ่งหุ้มฉนวนสามเส้นที่ขดลวดทั้งหมดจะต้องได้รับบาดเจ็บในคราวเดียวโดยปล่อยให้มีช่องว่างอากาศที่แผลของแกนเฟอร์ไรต์
จากนั้นรับแหล่งจ่ายไฟหลักจากหน่วยจ่ายไฟ AT หรือ ATX ของคอมพิวเตอร์ที่มีส่วนหลักประมาณ 80 ถึง 120 มม. 2 หม้อแปลง Tr3 ปัจจุบันอยู่ที่ 1 ถึง 68 เปิดวงแหวนเฟอร์ไรต์และจำนวนรอบหรือขนาดไม่สำคัญที่นี่
อย่างไรก็ตามต้องปฏิบัติตามกระบวนการในการปรับทิศทางการคดเคี้ยวของหม้อแปลง นอกจากนี้คุณต้องใช้ตัวกรอง EMI แบบ double choke
ขดลวดขาออก L1 มีตัวเหนี่ยวนำสองตัวขนาน 54uH บนวงแหวนผงเหล็ก ในที่สุดความเหนี่ยวนำทั้งหมดคือ 27uH และขดลวดได้รับบาดเจ็บจากสายทองแดงแม่เหล็กสองเส้นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.7 มม. ซึ่งทำให้หน้าตัด L1 ทั้งหมดเป็นประมาณ 9 มม. 2.
ขดลวดขาออก L1 ติดอยู่กับสาขาลบซึ่งส่งผลให้ไม่มีแรงดันไฟฟ้า RF ในแคโทดของไดโอด สิ่งนี้ช่วยให้การติดตั้งแบบเดียวกันในแผงระบายความร้อนโดยไม่ต้องมีฉนวนใด ๆ
การเลือกข้อกำหนด IGBT
กำลังไฟฟ้าเข้าสูงสุดของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตช์อยู่ที่ประมาณ 2600W และประสิทธิภาพผลลัพธ์สูงกว่า 90% ในการเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟคุณสามารถใช้ประเภท STGW30NC60W IGBT หรือคุณยังสามารถใช้รูปแบบอื่น ๆ เช่น STGW30NC60WD, IRG4PC50U, IRG4PC50W หรือ IRG4PC40W
คุณยังสามารถใช้ไดโอดเอาต์พุตที่รวดเร็วที่มีพิกัดกระแสไฟฟ้าเพียงพอ ในกรณีที่เลวร้ายที่สุดไดโอดด้านบนจะได้รับกระแสเฉลี่ย 20A ในขณะที่ไดโอดตัวล่างในสถานการณ์เดียวกันจะได้รับ 40A ดังนั้นจึงควรใช้ครึ่งกระแสบนของไดโอดมากกว่าอันล่าง
สำหรับไดโอดตัวบนคุณสามารถใช้ได้ทั้ง HFA50PA60C, STTH6010W หรือ DSEI60-06A อีกสอง DSEI30-06A และ HFA25PB60 สำหรับไดโอดตัวล่างหรือตัวล่างคุณสามารถใช้ HFA50PA60C, STTH6010W หรือ DSEI60-06A อีกสองตัว DSEI30-06A และ HFA25PB60 อีกสี่ตัว
เป็นสิ่งสำคัญที่ไดโอดของตัวระบายความร้อนจะต้องสูญเสีย 60W (โดยประมาณ) และการสูญเสียใน IGBT อาจคิดเป็น 50W อย่างไรก็ตามมันค่อนข้างยากที่จะตรวจสอบการสูญหายของ D7 เนื่องจากขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของ Tr1
ยิ่งไปกว่านั้นการสูญเสียสะพานอาจคิดเป็น 25W สวิตช์ S1 ช่วยให้สามารถปิดเครื่องในโหมดสแตนด์บายได้เป็นหลักเนื่องจากการเปลี่ยนไฟหลักบ่อยๆอาจไม่เหมาะสมโดยเฉพาะเมื่อใช้ในห้องปฏิบัติการ ในสถานะสแตนด์บายการบริโภคจะอยู่ที่ประมาณ 1W และสามารถข้าม S1 ได้
หากคุณต้องการสร้างแหล่งจ่ายแรงดันคงที่ก็เป็นไปได้เช่นกัน แต่ในทางเดียวกันควรใช้อัตราส่วนหม้อแปลงของ Tr1 เพื่อประสิทธิภาพสูงสุดเช่นในการใช้งานหลัก 20 รอบและในการใช้งานรอง 1 รอบสำหรับ 3.5V - 4V.
คู่ของ: วงจรเตือนภัยเครื่องทำน้ำอุ่นอย่างง่าย ถัดไป: การสร้างวงจรออดไร้สาย
