SMPS pinge stabilisaatori ahel

Artiklis selgitatakse tahke lülitusrežiimiga võrgupinge stabilisaatori vooluringid ilma releedeta, kasutades ferriitsüdamiku võimenduse muundurit ja paari poolsilla mosfeti draiveri ahelat. Idee soovis hr McAnthony Bernard.

Tehnilised kirjeldused

Hiljem hakkasin vaatama majastriimides kasutatavad pingestabilisaatorid kommunaalteenuste reguleerimiseks , suurendades pinget, kui kasulikkus on madal, ja loobumist, kui kasulikkus on kõrge.

See on ehitatud elektritrafo (rauast südamik) ümber, mis on keeratud automaattrafo stiilis, paljude kraanidega 180v, 200v, 220v, 240v 260v jne.

juhtimisahel releede abil valib väljundiks õige kraani. Ma arvan, et olete selle seadmega tuttav.

Hakkasin mõtlema selle seadme funktsiooni rakendamiseks SMPS-iga. Selle eeliseks on pideva 220vac ja stabiilse sageduse 50hz väljaandmine ilma releid kasutamata.

Sellele postile lisan idee plokkskeemi.

Palun andke mulle teada, mida te arvate, kui on mõttekas seda teed minna.

Kas see tõesti töötab ja teenib sama eesmärki? .

Samuti vajan teie abi kõrgepinge alalisvoolu muunduri jaotises.

Tervitades
McAnthony Bernard

Kujundus

Kavandatav tahke ferriitsüdamikuga põhivõrgu pinge stabilisaatori vooluahel ilma releedeta võib olla arusaadav, viidates järgmisele skeemile ja sellele järgnevale selgitusele.

RVCC = 1K. 1watt, CVCC = 0.1uF / 400V, CBOOT = 1uF / 400V

Ülaltoodud joonis näitab stabiliseeritud 220 V või 120 V väljundi rakendamise tegelikku konfiguratsiooni, sõltumata sisendi kõikumisest või ülekoormusest, kasutades paari isoleerimata võimendusmuunduri protsessori etappi.

Siin saavad kahest pooljuhi mosfet IC-st kogu disaini olulised elemendid. Kaasatud IC-deks on mitmekülgne IRS2153, mis on loodud spetsiaalselt mosfettide juhtimiseks pooleldi silla režiimis ilma keerukate väliste vooluringide vajaduseta.

Näeme kahte ühesugust poolsillajuhi etappi, kus vasakpoolset draiverit kasutatakse tõukejõu astmena, samal ajal kui paremal küljel on konfigureeritud võimenduspinge töötlemine 50Hz või 60Hz siinuslaine väljundiks koos välise pinge juhtimisega ahel.

IC-d on sisemiselt programmeeritud tootma fikseeritud 50-protsendilist töötsüklit kogu väljundsignaali kaudu totemuse pooluse topoloogia kaudu. Kavandatud konversioonide teostamiseks on need kinnitusdetailid ühendatud toitejuhtmetega. IC-del on ka sisemine ostsillaator vajaliku sageduse võimaldamiseks väljundis, sageduse kiiruse määrab väliselt ühendatud Rt / Ct võrk.

Funktsiooni Shut Down kasutamine

IC-l on ka väljalülitusseade, mida saab kasutada väljundi seiskamiseks ülevoolu, ülepinge või ootamatu katastroofilise olukorra korral.

Lisateavet th on poole silla draiveri IC-d, võite viidata sellele artiklile: Half-Bridge Mosfet draiveri IC IRS2153 (1) D - Pinouts, rakenduse märkused on selgitatud

Nende IC-de väljundid on äärmiselt tasakaalustatud tänu keerukale sisemisele alglaadimisele ja surnud aja töötlemisele, mis tagavad ühendatud seadmete täiusliku ja ohutu töö.

Käsitletud SMPS-i toitepinge stabilisaatori vooluahelas kasutatakse vasakpoolset astet umbes 400 V genereerimiseks 310 V sisendist, mis saadakse võrgu 220 V sisendi parandamise teel.

120 V sisendi jaoks võib staadiumi seada umbes 200 V tekitamiseks näidatud induktiivpooli kaudu.

Induktori võib kerida üle mis tahes standardse EE südamiku / pooli sõlme, kasutades 3 paralleelset (kahepoolset) kiudu 0,3 mm superemailitud vasktraati ja umbes 400 pööret.

Sageduse valimine

Sagedus tuleks seada, valides Rt / Ct väärtused õigesti nii, et vasakpoolse võimenduse muunduri etapil saavutatakse näidatud induktiivpoolil kõrge umbes 70 kHz sagedus.

Parempoolne draiveri IC on paigutatud töötama ülaltöötava muunduri 400 V alalisvooluga pärast asjakohast parandamist ja filtreerimist, nagu diagrammil võib näha.

Siin valitakse Rt ja Ct väärtused, et saada ühendatud mosfetite väljundis umbes 50Hz või 60Hz (vastavalt riigi spetsifikatsioonidele)

Kuid parema külje juhi etapi väljund võib olla kuni 550 V ja see tuleb reguleerida soovitud ohutule tasemele, umbes 220 V või 120 V

Selleks on lisatud lihtne opamp-veavõimendi konfiguratsioon, nagu on näidatud järgmisel skeemil.

Ülepinge korrigeerimise ahel

Nagu on näidatud ülaltoodud diagrammil, kasutab pinge korrigeerimise etapp ülipinge seisundi tuvastamiseks lihtsat opamp-komparaatorit.

Ahel peab püsiva stabiliseeritud pinge saamiseks seatud tasemel olema seadistatud ainult üks kord, olenemata sisendi kõikumisest või ülekoormusest, kuid neid ei tohi ületada üle kavandatud kindlaksmääratud lubatud piiri.

Nagu illustreeritud, saadakse veavõimendi toiteallikas pärast vahelduvvoolu asjakohast parandamist vooluahela puhtaks madalvoolu stabiliseeritud 12 V alalisvooluks.

tihvt nr 2 on tähistatud IC anduri sisendina, samas kui mitteinverteeriv tihvt nr 3 on fikseeritud 4,7 V fikseeritud zenerdioodivõrgu kaudu.

Sensorisisend eraldatakse ahela stabiliseerimata punktist ja IC väljund ühendatakse parempoolse draiveri IC Ct-tihvtiga.

See tihvt töötab IC välja lülitatava tihvtina ja niipea, kui selle Vcc on madalam kui 1/6-nda osa, tühjendab see koheselt mosfettide väljundvood, sulgedes menetluse seisma.

Opampi tihvtiga nr 2 seotud eelseadistus on asjakohaselt reguleeritud nii, et väljundvõrgu vahelduvvoolu arv on 220 V olemasolevast 450 V või 500 V väljundist või 120 V 250 V väljundist.

Niikaua kui tihvt nr 2 kogeb kõrgemat pinget kui tihvt nr 3, hoiab see oma väljundit madalal, mis omakorda käsib draiveri IC-d välja lülitada, kuid 'väljalülitamine' korrigeerib opampi sisendi koheselt, sundides seda väljundsignaali tagasivõtmiseks ja tsükkel korrigeerib väljundit ise täpsete tasemeteni, nagu on määratud tihvti nr 2 eelseadistatud seadistuses.

Veavõimendi vooluahel stabiliseerib seda väljundit ja kuna vooluahela eeliseks on sisendallika volati ja reguleeritud pingeväärtuste vaheline märkimisväärne 100% varu, suudavad väljundid pakkuda ka ülimadalatel pingetingimustel koormusele fikseeritud stabiliseeritud pinget olenemata pingest, kehtib sama ka juhul, kui väljundisse on ühendatud tasakaalustamata koormus või ülekoormus.

Ülaltoodud kujunduse täiustamine:

Hoolikas uurimine näitab, et ülaltoodud kujundust saab selle tõhususe ja väljundkvaliteedi suurendamiseks oluliselt muuta ja täiustada:

1. Induktorit pole tegelikult vaja ja selle saab eemaldada
2. Väljund tuleb täiendada täieliku silla vooluahelani, nii et võimsus oleks koormuse jaoks optimaalne
3. Väljund peab olema puhas siinuslaine, mitte modifitseeritud, nagu võib eeldada ülaltoodud kujunduses

Kõiki neid funktsioone on tahkisstabilisaatori ahela järgmises täiendatud versioonis arvesse võetud ja nende eest hoolitsetud:

Ahela töö

1. IC1 töötab nagu tavaline astabilise multivibraatori ostsillaatorahel, mille sagedust saab reguleerida R1 väärtuse asjakohase muutmisega. See otsustab SPWM-i väljundi sammaste või tükeldamise arvu.
2. Sagedus IC 1-st selle tihvti nr 3 kaudu suunatakse IC2 tihvti nr 2, mis on juhtmega PWM-generaatorina.
3. See sagedus teisendatakse kolmnurga laineteks IC2 tihvti nr 6 juures, mida võrreldakse IC2 tihvti nr 5 proovipingega
4. IC2 tihvti nr 5 rakendatakse sine-lainega 100 Hz sagedusega prooviga, mis on saadud sillalaldist, pärast seda, kui vooluvõrgust on sobivalt 12 V pinge alla lülitatud.
5. Neid siinuslaine proove võrreldakse IC2 pin # 7 kolmnurga lainetega, mille tulemuseks on proportsionaalselt dimeeritud SPWM IC2 tihvtis # 3.
6. Nüüd sõltub selle SPWM-i impulsi laius silla alaldi proovide siinuslainete amplituudist. Teisisõnu, kui vahelduvvoolu võrgupinge on suurem, tekib laiem SPWM ja kui vahelduvvoolu pinge on madalam, vähendab see SPWM laiust ja muudab selle proportsionaalselt kitsamaks.
7. Ülaltoodud SPWM on ümber pööratud BC547 transistoriga ja rakendatud täissilla draiverivõrgu madalate külgmiste mosfettide väravatele.
8. See tähendab, et kui vahelduvvoolu põhivõrgu tase langeb, on mosfeti väravate reaktsioon proportsionaalselt laiemate SPWM-ide kujul ja kui vahelduvvoolu võrgupinge suureneb, kogevad väravad SPWM-i proportsionaalselt halvenemist.
9. Ülaltoodud rakendus toob kaasa H-silla võrgu vahel ühendatud koormuse proportsionaalse pinge suurenemise, kui sisendvõrgu sisendvõrk langeb, ja vastupidi, koormus läbib proportsionaalse pinge languse, kui vahelduvvool kipub tõusma üle ohutaseme.

Kuidas vooluringi seadistada

Määrake ligikaudne keskpunkti üleminekupunkt, kus SPWM-i reaktsioon võib olla võrgu vahelduvvoolu tasemega täpselt identne.

Oletame, et valite selle väärtuseks 220 V, seejärel reguleerige 1K eelseadistust nii, et H-sillaga ühendatud koormus saaks umbes 220 V.

See on kõik, seadistamine on nüüd lõppenud ja ülejäänu eest hoolitsetakse automaatselt.

Teise võimalusena saate ülaltoodud sätte samal viisil fikseerida madalama pinge läve taseme suunas.

Oletame, et alumine künnis on 170 V, sellisel juhul toida voolu 170 V ja reguleerige 1K eelseadistust, kuni leiate üle koormuse või H-silla harude vahel umbes 210 V.

Nende sammudega lõpetatakse seadistamisprotseduur ja ülejäänud kohanevad automaatselt vastavalt sisendi vahelduvvoolu taseme muutustele.

Tähtis : Palun ühendage suure väärtusega kondensaator suurusjärgus 500uF / 400V üle H-silla võrku juhitava alalisvoolu alaldatud liini, nii et alaldatud alalisvool jõuaks üle H-silla bussiliinide kuni 310 V alalisvooluni.