Sirkuit SMPS 0-100V 50 Amp yang dapat disesuaikan

Catu daya switching yang dapat disesuaikan dengan daya tinggi sempurna untuk tujuan pekerjaan laboratorium. Topologi yang digunakan untuk merancang sistem adalah topologi switching - jembatan setengah terkontrol.

Ditulis dan Dikirim oleh: Dhrubajyoti Biswas

Menggunakan IC UC3845 sebagai Pengontrol Utama

Suplai switching didukung dengan pemancar IGBT dan selanjutnya dikendalikan oleh sirkuit UC3845.
Tegangan listrik langsung melalui filter EMC yang selanjutnya diperiksa dan disaring pada kapasitor C4.

Karena kapasitasnya tinggi (50 amp), aliran masuk di rangkaian pembatas dengan sakelar Re1 dan juga pada R2.

Koil dan kipas relai, diambil dari catu daya AT atau ATX, dialiri daya dari 12V. Daya diperoleh melalui resistor dari suplai tambahan 17V.

Sangat ideal untuk memilih R1 sehingga tegangan pada kipas dan koil relai dibatasi hingga 12V. Di sisi lain, suplai tambahan menggunakan sirkuit TNY267 dan R27 memfasilitasi perlindungan dari tegangan listrik tambahan.

Daya tidak akan menyala jika arus kurang dari 230V. Rangkaian kendali UC3845 menghasilkan duty cycle 47% (Maks.) Dengan frekuensi keluaran 50 kHz.

Sirkuit ini selanjutnya didukung dengan bantuan dioda zener, yang sebenarnya membantu mengurangi tegangan suplai dan bahkan membantu menggeser ambang UVLO dari 7,9V bawah dan atas 8,5V ke 13,5V dan 14,1V.

Sumber memulai daya dan mulai bekerja pada 14.1V. Ini tidak pernah turun di bawah 13.5V dan selanjutnya membantu melindungi IGBT dari desaturasi. Namun, ambang batas awal UC3845 harus disetel serendah mungkin.

Kontrol sirkuit MOSFET T2, yang membantu membuat trafo Tr2 berfungsi, menawarkan penggerak mengambang dan isolasi galvanik untuk IGBT atas.

Melalui rangkaian pembentuk T3 dan T4 yang membantu untuk menggerakkan T5 dan T6 dari IGBT dan sakelar selanjutnya memperbaiki tegangan saluran ke transformator daya Tr1.

Ketika output diperbaiki dan mencapai rata-rata, itu dihaluskan oleh koil L1 dan kapasitor C17. Umpan balik tegangan selanjutnya dihubungkan dari output ke pin 2 dan IO1.

Selain itu, Anda juga dapat mengatur tegangan keluaran catu daya dengan potensiometer P1. Tidak perlu isolasi umpan balik galvanik.

Itu karena sirkuit kontrol dari SMPS yang dapat disesuaikan ini terhubung dengan SMP sekunder dan tidak meninggalkan koneksi dengan jaringan. Umpan balik arus dilewatkan melalui trafo arus TR3 langsung ke 3 pin IO1 dan ambang perlindungan arus lebih dapat diatur menggunakan P2.

Suplai input 12V dapat diperoleh dari catu daya ATX

Skema Tahap Pengontrol

Tahap Pengalihan IGBT

+ U1 dan -U1 dapat diturunkan dari masukan listrik 220V setelah penyearah dan penyaringan yang sesuai

Menggunakan Heatsink untuk Semikonduktor

Juga, harap ingat untuk menempatkan dioda D5, D5 ', D6, D6', D7, D7 ', transistor T5 dan T6 pada heat sink bersama dengan bridge. Perawatan harus dilakukan untuk menempatkan snubber R22 + D8 + C14, kapasitor C15 dan dioda D7 dekat dengan IGBT. LED1 menandakan pengoperasian suplai dan LED2 menandakan kesalahan atau mode saat ini.

LED menyala ketika suplai berhenti bekerja dalam mode voltase. Ketika dalam mode tegangan, IO1 pin 1 diatur ke 2.5V lain biasanya memiliki 6V. Lampu LED adalah opsi dan Anda dapat mengecualikan hal yang sama selama pembuatan.

Cara Membuat Trafo Induktor

Induktansi: Untuk trafo daya TR1, rasio transformasinya sekitar 3: 2 dan 4: 3 pada primer dan sekunder. Ada juga celah udara di inti ferit yang berbentuk EE.

Jika Anda mencari angin sendiri, gunakan inti seperti pada inverter yang berukuran sekitar 6,4 cm2.

Primer terdiri dari 20 putaran dengan 20 kabel dengan masing-masing memiliki diameter berukuran 0,5 mm hingga 0,6 mm. 14 lilitan sekunder dengan 28 diameter juga memiliki ukuran yang sama seperti primer. Selain itu, dimungkinkan juga untuk membuat gulungan strip tembaga.

Penting untuk dicatat bahwa penggunaan kawat tebal tunggal bukanlah ide yang mungkin karena efek kulitnya.

Sekarang karena belitan tidak diperlukan, Anda dapat memutar yang utama terlebih dahulu diikuti oleh yang sekunder. Tr2 trafo driver gerbang depan memiliki tiga lilitan yang masing-masing memiliki 16 lilitan.

Dengan menggunakan tiga kabel bel berinsulasi bengkok bahwa semua belitan harus dilukai sekaligus meninggalkan celah udara pada luka inti ferit.

Selanjutnya, mengambil catu daya utama dari unit catu daya AT atau ATX komputer dengan bagian inti sekitar 80 hingga 120mm2. Trafo Tr3 saat ini dari 1 hingga 68 menghidupkan cincin ferit dan jumlah putaran atau ukuran tidak penting di sini.

Namun, proses untuk mengarahkan belitan transformator harus diikuti. Anda juga perlu menggunakan filter EMI tersedak ganda.

Kumparan keluaran L1 memiliki dua induktor paralel 54uH pada cincin bubuk besi. Induktansi total akhirnya 27uH dan kumparan dilukai oleh dua kabel tembaga magnetik berdiameter 1,7mm, yang membuat total penampang L1 menjadi kira-kira. 9 mm2.

Kumparan keluaran L1 dipasang ke cabang negatif yang tidak menghasilkan tegangan RF di katoda dioda. Ini memfasilitasi pemasangan yang sama di unit pendingin tanpa isolasi apa pun.

Memilih Spesifikasi IGBT

Daya input maksimum dari catu daya yang diaktifkan adalah sekitar 2600W dan efisiensi yang dihasilkan di atas 90%. Dalam switching power supply, Anda dapat menggunakan tipe STGW30NC60W IGBT atau Anda juga dapat menggunakan varian lain seperti STGW30NC60WD, IRG4PC50U, IRG4PC50W atau IRG4PC40W.

Anda juga dapat menggunakan dioda keluaran cepat yang memiliki peringkat arus yang memadai. Dalam skenario kasus terburuk, dioda atas mendapat arus rata-rata 20A sedangkan dioda bawah dalam situasi serupa mendapat 40A. Jadi lebih baik menggunakan dioda setengah arus atas daripada yang lebih rendah.

Untuk dioda atas, Anda dapat menggunakan, baik HFA50PA60C, STTH6010W atau DSEI60-06A atau dua DSEI30-06A dan HFA25PB60. Untuk dioda bawah atau bawah Anda dapat menggunakan dua HFA50PA60C, STTH6010W atau DSEI60-06A lainnya empat DSEI30-06A dan HFA25PB60.

Penting bahwa dioda unit pendingin harus kehilangan 60W (perkiraan) dan kehilangan IGBT mungkin mencapai 50W. Namun, cukup sulit untuk memastikan kerugian D7 karena bergantung pada properti Tr1.

Selain itu, jembatan yang hilang bisa mencapai 25W. Sakelar S1 memungkinkan pemadaman dalam mode siaga terutama karena seringnya pemindahan sumber listrik mungkin tidak tepat, khususnya saat menggunakannya untuk laboratorium. Dalam keadaan standby, konsumsi sekitar 1W dan S1 bisa dilewati.

Jika Anda ingin membangun sumber suplai tegangan tetap, itu juga layak tetapi untuk hal yang sama, lebih baik menerapkan rasio trafo Tr1 untuk efisiensi maksimum, misalnya, dalam penggunaan utama 20 putaran dan penggunaan sekunder 1 putaran untuk 3,5V - 4V.