Круг стабилизатора напона СМПС

У чланку је објашњено круг мрежног стабилизатора напона са преклопним режимом без релеја, користећи претварач појачања феритног језгра и неколико склопних покретачких склопова МОСФЕТ-а. Идеју је затражио господин МцАнтхони Бернард.

Техничке спецификације

Касно сам почео да гледам стабилизатори напона који се користе у кући за регулацију снабдевања комуналним предузећима , појачавајући напон када је комунална мрежа ниска и одступајући када је корисна снага велика.

Изграђен је око мрежног трансформатора (гвозденог језгра) намотаног у стилу ауто-трансформатора са много славина од 180в, 200в, 220в, 240в 260в итд.

управљачки круг уз помоћ релеја бира прави славину за излаз. Претпостављам да сте упознати са овим уређајем.

Почео сам да размишљам како да имплементирам функцију овог уређаја са СМПС. Што ће имати користи од давања константних 220вац и стабилне фреквенције од 50Хз без употребе релеја.

У ову пошту сам приложио блок дијаграм концепта.

Молимо вас да ме обавестите шта мислите ако има смисла ићи тим путем.

Да ли ће заиста функционисати и служити у исту сврху? .

Такође ће ми требати ваша помоћ у високонапонском ДЦ-ДЦ претварачу.

Поздрави
МцАнтхони Бернард

Дизајн

Предложени круг мрежног стабилизатора напона заснованог на феритном језгру без релеја може се разумети позивањем на следећи дијаграм и објашњење које следи.

РВЦЦ = 1К.1ватт, ЦВЦЦ = 0.1уФ / 400В, ЦБООТ = 1уФ / 400В

Горња слика приказује стварну конфигурацију за примену стабилизованог излаза од 220 В или 120 В без обзира на флуктуације улаза или прекомерно оптерећење коришћењем неколико не-изолованих степени процесора појачивача претварача.

Овде два ИЦ-а мосфет-а с пола моста постају пресудни елементи целог дизајна. Укључене ИЦ су свестрани ИРС2153 који су дизајнирани посебно за вожњу МОСФЕТ-ова у режиму полумоста без потребе за сложеним спољним склоповима.

Уграђене су две идентичне фазе половичног управљачког програма, где се леви бочни погон користи као ступањ појачавачког покретача, док је десна конфигурисана за обраду појачаног напона у 50Хз или 60Хз синусни излаз у комбинацији са спољном контролом напона струјно коло.

ИЦ су интерно програмирани да производе фиксни радни циклус од 50% преко излазних пиноута кроз топологију тотемског пола. Ови пиноути су повезани са мрежним мосфетима напајања за спровођење предвиђених конверзија. ИЦ-ови су такође опремљени унутрашњим осцилатором за омогућавање потребне фреквенције на излазу, брзина фреквенције одређена је споља повезаном Рт / Цт мрежом.

Коришћење функције искључивања

ИЦ такође има искључен уређај који се може користити за заустављање излаза у случају прекомерне струје, пренапона или било које изненадне катастрофалне ситуације.

За више информација о тх је полу-мост возача ИЦ, можете се обратити на овај чланак: Полу-мост Мосфет управљачки програм ИЦ ИРС2153 (1) Д - Пиноутс, објашњене напомене о примени

Излази са ових ИЦ-а су изузетно уравнотежени захваљујући високо софистицираном унутрашњем покретању и обнављању мртвог времена који осигуравају савршен и сигуран рад повезаних уређаја.

У разматраном кругу стабилизатора мрежног напона СМПС, лева бочна степеница се користи за генерисање око 400В од улаза 310В изведеног исправљањем мрежног улаза 220В.

За улаз од 120 В, степен се може поставити за генерисање око 200 В кроз приказану индуктивност.

Индуктор се може намотати на било који стандардни ЕЕ језгро / калем помоћу 3 паралелне (бифиларне) нити од 0,3 мм супер емајлиране бакарне жице и приближно 400 завоја.

Одабир фреквенције

Фреквенцију треба подесити правилним одабиром вредности Рт / Цт тако да се постигне висока фреквенција од око 70кХз за леву фазу претварача појачања, преко приказане индуктивности.

ИЦ десног бочног управљачког склопа постављен је тако да ради са горњим 400В једносмерне струје из претварача појачања након одговарајућег исправљања и филтрирања, као што се може видети на дијаграму.

Овде су вредности Рт и Цт одабране за постизање приближно 50Хз или 60Хз (према спецификацијама за земљу) на повезаним излазима МОСФЕТ-а.

Међутим, излаз са десног бочног степена возача може бити и до 550В, а то треба регулисати до жељених сигурних нивоа, око 220В или 120В

За ово је укључена једноставна конфигурација појачала са грешком опампа, као што је приказано на следећем дијаграму.

Круг за корекцију пренапона

Као што је приказано на горњем дијаграму, фаза корекције напона користи једноставну компаратору опампа за откривање стања пренапона.

Коло је потребно подесити само једном да би се уживао трајни стабилизовани напон на подешеном нивоу без обзира на улазне флуктуације или преоптерећење, али оне не смеју бити прекорачене преко одређене дозвољене границе дизајна.

Као што је илустровано, напајање појачала за грешке изведено је из излаза након одговарајућег исправљања наизменичне струје у 12В једносмерну струју стационарно ниске струје за коло.

пин # 2 је назначен као улаз сензора за ИЦ док је неинвертујући пин # 3 референциран на фиксних 4,7В кроз стезну мрежу зенер диода.

Улаз за очитавање извлачи се из нестабилизоване тачке у колу, а излаз ИЦ-а је повезан са Цт пином десне стране ИЦ управљачког програма.

Овај пин функционира као искључени пин за ИЦ и чим осети ниску вредност испод 1/6 од свог Вцц-а, он тренутно пригушује излазне феедове на МОСФЕТ-ове, чиме се поступак зауставља.

Унапред подешена поставка повезана са пином бр. 2 опампера је одговарајуће подешена тако да се излазна мрежна струја спусти на 220 В са расположивих 450 В или 500 В излаза или на 120 В са 250 В излаза.

Све док пин # 2 доживљава већи напон у односу на пин # 3, он наставља да одржава свој излаз нижим, што заузврат наређује да се управљачки модул искључи, међутим, 'искључивање' тренутно исправља улаз опампа, присиљавајући га да повуче свој излазни ниски сигнал, а циклус наставља да сам коригује излаз на тачне нивое, како је одређено унапред подешеним пином # 2.

Коло појачавача грешака непрекидно стабилизује овај излаз, а с обзиром да круг има предност од значајне 100% маргине између волатге улазног извора и регулисаних вредности напона, чак и под условима изузетно ниског напона, излази успевају да обезбеде фиксни стабилизовани напон оптерећењу без обзира на напон, исто постаје тачно у случају када је на излаз спојено неупоредиво оптерећење или преоптерећење.

Побољшање горе наведеног дизајна:

Пажљива истрага показује да се горњи дизајн може знатно изменити и побољшати како би се повећала његова ефикасност и квалитет резултата:

1. Пригушница заправо није потребна и може се уклонити
2. Излаз мора бити надограђен до пуног круга моста тако да снага буде оптимална за оптерећење
3. Излаз мора бити чисти синусни талас, а не модификовани као што се може очекивати у горњем дизајну

Све ове особине су разматране и збринуте у следећој надограђеној верзији круга чврстог стања стабилизатора:

Цирцуит Оператион

1. ИЦ1 ради као нормално нестабилно коло мултивибратор осцилатора, чија се фреквенција може прилагодити одговарајућом променом вредности Р1. Овим се одлучује о броју 'стубова' или 'уситњавања' за излаз СПВМ-а.
2. Фреквенција од ИЦ 1 на њеном пин-у 3 доводи се на пин # 2 ИЦ2 који је повезан као ПВМ генератор.
3. Ова фреквенција се претвара у таласе троугла на пину 6 на ИЦ2, што се упоређује напоном узорка на пину 5 на ИЦ2
4. Пин бр. 5 ИЦ2 примењује се на узорак синусног таласа фреквенције 100 Хз добијен од исправљача моста, након одговарајућег спуштања мреже на 12В.
5. Ови узорци синусних таласа се упоређују са таласима ИЦ2 троугла игле 7, што резултира пропорционално затамњеним СПВМ-ом на пину 3 ИЦ2.
6. Ширина импулса овог СПВМ-а сада зависи од амплитуде синусних таласа узорка из исправљача моста. Другим речима, када је мрежни напон наизменичног напона већи, производи се шири СПВМ, а када је напон на мрежи наизменичног напона нижи, смањује ширину СПВМ-а и сразмерно је ужем.
7. Горњи СПВМ је инвертован транзистором БЦ547 и примењен је на капије доњих бочних мосфетова мреже пуних мостова.
8. То имплицира да ће, када падне мрежни напон, одзив на мосфет капијама бити у облику пропорционално ширих СПВМ-а, а када се мрежни напон повећа, гејтови ће сразмерно погоршати СПВМ.
9. Горња апликација ће резултирати сразмерним појачањем напона на оптерећењу повезаном између мреже Х-моста кад год улазна мрежа наизменичне струје падне, а обрнуто, оптерећење ће проћи кроз пропорционални пад напона ако АЦ надиђе изнад нивоа опасности.

Како поставити круг

Одредите приближну средишњу тачку прелаза где би одзив СПВМ могао бити идентичан нивоу мрежног наизменичног напона.

Претпоставимо да одаберете да буде на 220В, а затим подесите унапред подешену 1К тако да терет повезан на Х-мост прима приближно 220В.

То је све, подешавање је сада завршено, а за остало ће се аутоматски побринути.

На исти начин, можете на исти начин поправити горњу поставку према доњем нивоу прага напона.

Претпоставимо да је доњи праг 170В, у том случају напојите 170В у коло и подесите унапред подешену 1К док не пронађете приближно 210В преко терета или између кракова Х-моста.

Овим корацима се завршава поступак подешавања, а остатак ће се аутоматски прилагодити према улазним променама нивоа наизменичне струје.

Важно : Молимо повежите кондензатор велике вредности реда 500уФ / 400В преко исправљене линије наизменичне струје која се напаја у мрежу Х-моста, тако да исправљени једносмерни ток може да достигне до 310В једносмерне струје преко БУС-линија Х-моста.