English version

Regulovatelny zdroj 3-60V 40A

    Tento spínany zdroj vznikl, proto?e jsem pot?eboval regulovatelny laboratorní zdroj vět?ího vykonu. Lineární topologie by byla pro tento vykon (2400W) nepou?itelná. Zvolil jsem tedy topologii jedno?inného propustného zdroje se dvěma spína?i neboli polo?ízeny m?stek. V mém ?lánku o zdrojích je to topologie II.D. Zdroj pou?ívá tranzistory IGBT a je ?ízen obvodem UC3845. Sí?ové napětí prochází nejprve odru?ovacím filtrem. Poté je usměrněno m?stkem a filtrováno na kondenzátorech C4. Kv?li omezení proudového nárazu je v cestě zapojen stupňovy spína? s Re1 a R2. Cívka relé a ventilátor (z PC zdroje AT/ATX) jsou napájeny z 12V, které je získáno sra?ením z pomocného zdroje 17V. R1 zvolte tak, aby napětí na cívce relé a ventilátoru bylo 12V. Pomocny zdroj vyu?ívá obvod TNY267. Podobá se zdroji popsanému zde. R27 zaji??uje podpě?ovou ochranu pomocného zdroje - nezapne se p?i méně ne? 230V ss. ?ídící obvod UC3845 má na vystupu frekvenci 50kHz a maximální st?ídu 47%. Je napájen p?es zenerovu diodu, která sni?uje napájecí napětí o 5,6V (tedy na 11,4V) a také posouvá prahy UVLO z 7,9V (dolní) a 8,5V (horní) na 13,5V a 14,1V. Zdroj tedy za?ne pracovat p?i napájení 14,1V a nikdy nebude bě?et pod 13,5V, co? chrání IGBT p?ed desaturací. P?vodní prahy obvodu UC3845 byly toti? posazené p?íli? nízko. Obvod ovládá MOSFET T2, ktery ?ídí propustné budící trafo Tr2. To zaji??uje galvanické oddělení a plovoucí buzení. P?es tvarovací obvody s T3 a T4 budí gejty IGBT T5 a T6. Ty poté spínají usměrněné sí?ové napětí (325V) do vykonového trafa Tr1. Jeho vystup je poté usměrněn propustnym usměrňova?em a vyhlazen tlumivkou L1 a kondenzátory C17. Napě?ová zpětná vazba Je zavedena z vystupu do 2. vyvodu IO1. Napětí lze nastavovat pomocí potenciometru P1. Galvanické oddělení zpětné vazby není nutné, proto?e ?ídící obvod je spojen se sekundární stranou zdroje a oddělen od sítě. Proudová zpětná vazba je zavedena p?es proudové trafo Tr3 do 3. vyvodu IO1. Práh proudové ochrany je mo?no nastavit pomocí P2.
    Tranzistory T5 a T6, diody D5, D5', D6, D6', D7, D7', a m?stek je nutno umístit na chladi?. Diody D7, kondenzátory C15 a ochranné RDC ?lánky R22+D8+C14 je nutno umístit co nejblí?e k IGBT. LED 1 signalizuje zapnutí zdroje, LED 2 signalizuje proudovy mód nebo chybu. Rozsvítí se, kdy? zdroj nepracuje v napě?ovém módu. V napě?ovém módu je na vyvodu 1 IO1 2,5V, jinak je na něm cca 6V. LED signálky je mo?né vynechat.
    Induk?nosti: Vykonové trafo Tr1 jsem pou?il hotové ze starého vykonného zdroje 56V. Transforma?ní poměr primár:sekundár je cca 3:2 a? 4:3 a jádro je feritové EE bez vzduchové mezery. Pokud byste ho chtěli sami vinout, pou?ijte podobné jádro jako v mém svá?ecím invertoru, tedy cca 6,4cm2 (únosné je rozmezí 6-8cm2). Na primár naviňte 20z 20ti dráty pr?měru 0,5 - 0,6mm a na sekundár 14z 28mi dráty stejného pr?měru. Mo?né je i vinutí pomocí měděnych pásk?. Naopak pou?ití jediného silného vodi?e mo?né není z d?vod? povrchového jevu (pracuje se s vysokymi frekvencemi). Dělení vinutí není nutné, naviňte nap?. nejprve primár a poté sekundár. Budící trafo Tr2 má t?i vinutí po 16 závitech. Jsou vinuta v?echna najednou (trifilárně) t?emi spirálově svinutymi izolovanymi zvonkovymi dráty. Je navinuto na feritovém jád?e EI (m??e byt EE) bez vzduch. mezery z vykonového trafa z PC zdroje ATX, pop?. AT. Jádro má pr??ez st?. sloupku cca 80 - 120mm2. Proudové trafo Tr3 je má 1z a 68z na feritovém krou?ku a velikost ani po?et závit? není kriticky. P?i jiném po?tu závit? upravte R15. Trafo pomocného zdroje Tr4 je navinuto na feritovém EE jád?e se vzduchovou mezerou a pr??ezem st?. sloupku cca 16 - 25mm2. Pochází z trafa pomocného zdroje vykuchaného ATX. Orientace vinutí v?ech traf (ozna?ené te?kami) je nutno dodr?et. Dvojitá tlumivka sí?ového filtru m??e byt nap?. z mikrovlnky. Vystupní tlumivka L1 pochází té? ze zdroje 56V. Je slo?ena ze dvou paralelních tlumivek 54uH na ?elezoprachovych krou?cích a celková induk?nost je tedy 27uH. Ka?dá tlumivka je vinuta dvěma lakovanymi měděnymi dráty 1,7mm. Celkovy pr??ez vodi?? je tedy cca 9mm2.
    L1 je zapojená do záporné větve, tak?e na katodách diod není vf napětí a lze je p?ipevnit na chladi? (nebo jeho ?ást) bez izolace. Maximální p?íkon zdroje je okolo 2600W a ú?innost p?i plném zatí?ení více ne? 90%. Ve zdroji jsem pou?il IGBT typu STGW30NC60W. Lze je nahradit nap?. i typy IRG4PC40W, IRG4PC50W, IRG4PC50U, STGW30NC60WD nebo podobnymi dostate?ně vykonnymi a rychlymi. Vystupní diody mohou byt jakékoliv rychlé s dostate?nym proudem. Horní diody (D5) vidí st?ední proud nejvíce 20A, dolní diody (D6) nejvíce 40A. Horní diody je tedy mo?né dimenzovat na polovi?ní proud, ne? ty dolní. Horní diody mohou byt nap?. dvě HFA25PB60 / DSEI30-06A nebo jedna DSEI60-06A / STTH6010W / HFA50PA60C. Dolní mohou byt dvě DSEI60-06A / STTH6010W / HFA50PA60C nebo ?ty?i HFA25PB60 / DSEI30-06A. Chladi? diod musí po?ítat se ztrátou cca 60W. Ztráta IGBT m??e byt dohromady a? 50W. Ztráta D7 je tě?ko odhadnutelná, proto?e závisí na vlastnostech Tr1 (induk?nost a rozptyl). Ztráta m?stku je do 25W. Zdroj pou?ívá podobné zapojení jako svá?ecí invertor, proto?e se osvěd?ilo. Spína? S1 umo?ňuje pohotovostní vypínání zdroje, proto?e ?asté vypínání takto vykonného zdroje sí?ovym vypína?em by nebylo vhodné (zvlá?tě p?i pou?ití jako laboratorní zdroj). Spot?eba ve vypnutém stavu je jen cca 1W. S1 lze vypustit. Zdroj je mo?né postavit také jako zdroj pevného napětí. V takovém p?ípadě je vhodné optimalizovat transforma?ní poměr Tr1 pro nejlep?í ú?innost (nap?. primár 20z a sekundár 1z pro ka?dé 3,5 - 4V).

     Pozor! Impulzní zdroj není ur?en za?áte?ník?m, proto?e vět?ina jeho obvod? je spojena se sítí. P?i ?patné konstrukci se na jeho vystup m??e dostat sí?ové napětí! Vystupní napětí m??e p?ekra?ovat bezpe?né dotykové napětí. Jedná se o zdroj velkého vykonu, ktery je t?eba vhodně jistit. Je také nutno dostate?ně dimenzovat napájecí p?ívod. Kondenzátory mohou z?stat nabité i po vypnutí. V?e děláte na vlastní nebezpe?í, za p?ípadné újmy na zdraví nebo majetku neberu zodpovědnost.

Schéma regulovatelného spínaného zdroje 3-60V 40A
Schéma regulovatelného spínaného zdroje 3-60V 40A - klikněte pro zvět?ení



Hotovy zdroj


?elní panel zdroje - regulace napětí, omezení proudu, pohotovostní vypína? S1 a kontrolky LED.


Krabice od zdroje 56V p?ipravená na vestavbu zdroje 3 - 60V.


P?vodní ?elní panel


Krabice s ventilátorem 8cm.


Chladi?, Tr1, L1 a C17 ze starého zdroje, které budou vyu?ity ke stavbě.





P?ipevněné D5 a D6.


IGBT a resetovací diody D7 na chladi?i a deska p?ipravená na vyrobu brou?áku.


Hotové budící trafo Tr2.


Za?íná tvorba desky.


osazena vykonová ?ást, ?ídící obvod a Tr2.





Vyroba pomocného trafa 17V Tr4 (vlevo kostra s jádrem, vpravo primár)


Dokon?eny sekundár a hotové trafo.


Osazování pomocného zdroje.


Deska z p?vodního zdroje osazená diodami LED 1 a LED 2.


Pomocny zdroj po p?iletování Tr4.


Zdroj a kondenzátory C4 (3x 680u)


Umělá zátě? pro testování zdroje: Spirála 230V 2000W z boileru upravená na 57,5V 2000W. P?ipojil jsem 3 odbo?ky, st?ední odbo?ka a oba konce spirály jsou jeden vyvod. Druhy vyvod jsou odbo?ky na 1/4 a 3/4. Tím se spirála rozdělí na 4 stejné díly zapojené paralelně. Napětí spirály se sní?í na ?tvrtinu, odpor na ?estnáctinu a vykon z?stane zachován.


?hnoucí spirála p?ipojená ke zdroji.


Filtr a stupňovy spína?.


Testování zdroje se spodní ?ástí krabice


Vnit?ek hotového zdroje.


Video - testování zdroje se spirálou, tahání vyboj? se spirálou v sérii a regulace ?árovek 2x 500W 230V.


Video - Vyboje s měděnou a hliníkovou elektrodou.


Video - testování po vestavbě do hliníkové krabice.



P?idáno: 23. 10. 2010
zpět na úvodní stránku
手机捕鱼游戏