SMPS sprieguma stabilizatora shēma

Rakstā ir izskaidrota cietvielu slēdža režīma strāvas sprieguma stabilizatora ķēde bez relejiem, izmantojot ferīta serdeņa pastiprinātāja pārveidotāju un pāris pussiltas mosfet draiveru shēmas. Ideju pieprasīja Makntonijs Bernards.

Tehniskās specifikācijas

Vēlu es sāku skatīties sprieguma stabilizatori, ko izmanto mājas turētājā, lai regulētu komunālo pakalpojumu piegādi , palielinot spriegumu, kad lietderība ir zema, un atkāpšanos, kad lietderība ir augsta.

Tas ir veidots ap elektrotīkla transformatoru (dzelzs kodolu), kas savīts automātiskā transformatora stilā, ar daudziem krāniem 180v, 200v, 220v, 240v 260v utt.

vadības ķēde ar releju palīdzību izvēlas pareizo pieskārienu izejai. Es domāju, ka jūs pazīstat šo ierīci.

Es sāku domāt par šīs ierīces funkcijas ieviešanu ar SMPS. Kura priekšrocība būs pastāvīga 220vac un stabilas frekvences 50hz izdalīšana, neizmantojot relejus.

Šajā vēstulē man ir pievienota koncepcijas blokshēma.

Lūdzu, dariet man zināmu, ko jūs domājat, ja ir kāda jēga iet šo ceļu.

Vai tas tiešām darbosies un kalpos tam pašam mērķim? .

Arī man būs nepieciešama jūsu palīdzība augstsprieguma līdzstrāvas pārveidotāja sadaļā.

Sveicieni
Makntonijs Bernards

Dizains

Piedāvāto cietvielu ferīta serdeņa tīkla sprieguma stabilizatora ķēdi bez relejiem var saprast, atsaucoties uz šo diagrammu un turpmāko skaidrojumu.

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

Iepriekš redzamajā attēlā parādīta faktiskā konfigurācija stabilizētas 220 V vai 120 V izejas ieviešanai neatkarīgi no ieejas svārstībām vai pārslodzes, izmantojot pāris neizolētus pastiprinātāja pārveidotāja procesora posmus.

Šeit divi puse tilta vadītāja mosfet IC kļūst par izšķirošajiem visa dizaina elementiem. Iesaistītie IC ir daudzpusīgais IRS2153, kas ir īpaši paredzēts mosfetu vadīšanai pus tilta režīmā bez sarežģītas ārējās shēmas.

Mēs varam redzēt divus vienādus pus tilta draivera posmus, kur kreisās puses draiveris tiek izmantots kā pastiprinātāja draivera posms, savukārt labā puse ir konfigurēta pastiprināšanas sprieguma apstrādei 50Hz vai 60Hz sinusa viļņu izvadē kopā ar ārēju sprieguma vadību ķēde.

IC ir iekšēji ieprogrammēti, lai izveidotu fiksētu 50% darba ciklu visā izejas pinouts, izmantojot totema polu topoloģiju. Lai ieviestu paredzētos pārveidojumus, šie spraudņi ir savienoti ar barošanas blokiem. IC ir aprīkoti arī ar iekšējo oscilatoru nepieciešamās frekvences iespējošanai izejā, frekvences ātrumu nosaka ārēji savienots Rt / Ct tīkls.

Izslēgšanas funkcijas izmantošana

IC ir arī izslēgšanas iekārta, kuru var izmantot, lai apturētu izeju pārmērīgas strāvas, pārsprieguma vai pēkšņas katastrofālas situācijas gadījumā.

Lai iegūtu vairāk informācijas par th ir puse tilta vadītāja IC, jūs varat atsaukties šim rakstam: Half-Bridge Mosfet draivera IC IRS2153 (1) D - Izspraudņi, skaidrojums par lietojumprogrammām

Šo mikroshēmu izejas ir ļoti līdzsvarotas, pateicoties ļoti sarežģītai iekšējai sāknēšanas un mirušā laika apstrādei, kas nodrošina perfektu un drošu pievienoto ierīču darbību.

Apspriestajā SMPS tīkla sprieguma stabilizatora ķēdē kreisās puses pakāpi izmanto, lai ģenerētu ap 400 V no 310 V ieejas, kas iegūta, iztaisnojot tīkla 220 V ieeju.

120 V ieejai pakāpi var iestatīt, lai ģenerētu aptuveni 200 V caur parādīto induktoru.

Induktoru var satīt virs jebkura standarta EE serdeņa / spoles komplekta, izmantojot 3 paralēlus (divpusējus) pavedienus ar 0,3 mm superemalēta vara stiepli un aptuveni 400 pagriezienus.

Frekvences izvēle

Frekvence jāiestata, pareizi izvēloties Rt / Ct vērtības tā, lai kreisajā pastiprinātāja pārveidotāja posmā visā parādītajā induktorā tiktu sasniegta augsta frekvence aptuveni 70 kHz.

Labās puses draivera IC ir novietots darbam ar iepriekš minēto 400 V līdzstrāvu no pastiprinātāja pārveidotāja pēc atbilstošas ​​izlabošanas un filtrēšanas, kā tas redzams diagrammā.

Šeit tiek izvēlētas Rt un Ct vērtības, lai iegūtu aptuveni 50Hz vai 60Hz (atbilstoši valsts specifikācijām) savienotā mosfeta izvadā

Tomēr labās puses vadītāja posma izeja var sasniegt 550 V, un tas ir jāregulē vēlamajā drošajā līmenī, ap 220 V vai 120 V

Šim nolūkam ir iekļauta vienkārša opamp kļūdu pastiprinātāja konfigurācija, kā parādīts nākamajā diagrammā.

Pārsprieguma korekcijas ķēde

Kā parādīts iepriekšējā diagrammā, sprieguma korekcijas posmā pārsprieguma stāvokļa noteikšanai tiek izmantots vienkāršs opamp salīdzinātājs.

Lai iegūtu pastāvīgu stabilizētu spriegumu iestatītajā līmenī, ķēde jāiestata tikai vienu reizi, neatkarīgi no ieejas svārstībām vai pārslodzes, tomēr tās nedrīkst pārsniegt, pārsniedzot noteikto pieļaujamo konstrukcijas robežu.

Kā parādīts, kļūdas pastiprinātāja padeve tiek iegūta no izejas pēc atbilstošas ​​maiņstrāvas izlabošanas tīrā, ar zemu strāvu stabilizētā 12 V līdzstrāvas ķēdē.

tapa Nr. 2 ir norādīta par IC sensora ieeju, savukārt neinvertējošā tapa Nr. 3 ir saistīta ar fiksētu 4,7 V caur saspiešanas zenera diode tīklu.

Sensora ieeja tiek iegūta no nestabilizēta ķēdes punkta, un IC izeja tiek savienota ar labās puses draivera IC Ct tapu.

Šī tapa darbojas kā IC izslēgšanas tapa, un tiklīdz tā piedzīvo zemāku par 1/6 no tās Vcc, tā uzreiz iztukšo izvades padevi mosfetiem, apturot procesu uz vietas.

Iepriekš iestatītais, kas saistīts ar opamp tapu Nr. 2, ir atbilstoši noregulēts tā, lai izejas tīkla maiņstrāva noregulētos līdz 220 V no pieejamās 450 V vai 500 V izejas vai līdz 120 V no 250 V izejas.

Kamēr tapai Nr. 2 ir lielāks spriegums, salīdzinot ar tapu Nr. 3, tā turpina uzturēt zemu izvadi, kas savukārt pavada draivera IC izslēgt, taču 'izslēgšana' uzreiz izlabo opamp ievadi, piespiežot to lai atsauktu zemu izejas signālu, un cikls turpina pašregulēt izvadi līdz precīziem līmeņiem, kā to nosaka tapas # 2 iepriekš iestatītais iestatījums.

Kļūdu pastiprinātāja ķēde turpina stabilizēt šo izeju, un, tā kā ķēdei ir ievērojama 100% starpība starp ieejas avota volatūru un regulētajām sprieguma vērtībām, pat ļoti zema sprieguma apstākļos izejām izdodas nodrošināt slodzei fiksētu stabilizētu spriegumu neatkarīgi no sprieguma tas pats attiecas arī uz gadījumiem, kad izejā ir savienota nepārspējama slodze vai pārslodze.

Iepriekš minētā dizaina uzlabošana:

Rūpīga izmeklēšana parāda, ka iepriekš minēto dizainu var ievērojami mainīt un uzlabot, lai palielinātu tā efektivitāti un produkcijas kvalitāti:

1. Induktors faktiski nav vajadzīgs, un to var noņemt
2. Izeja jāuzlabo līdz pilnīgai tilta ķēdei, lai jauda būtu optimāla slodzei
3. Rezultātam jābūt tīram sinusoidālam, nevis modificētam, kā var sagaidīt iepriekš minētajā dizainā

Visas šīs funkcijas ir ņemtas vērā un par tām rūpējas šajā cietā stāvokļa stabilizatora ķēdes modernizētajā versijā:

Ķēdes darbība

1. IC1 darbojas kā parasta astabla multivibratora oscilatora ķēde, kuras frekvenci var noregulēt, atbilstoši mainot R1 vērtību. Tas nosaka SPWM izejas “pīlāru” vai “kapāšanas” skaitu.
2. Frekvence no IC 1 pie tās tapas # 3 tiek ievadīta IC2 tapai Nr. 2, kas ir savienota kā PWM ģenerators.
3. Šī frekvence tiek pārveidota par trīsstūra viļņiem pie IC2 tapas Nr. 6, ko salīdzina ar parauga spriegumu pie IC2 tapas Nr. 5.
4. IC2 tapu Nr. 5 pieliek ar sinewave parauga 100 Hz frekvenci, kas iegūta no tilta taisngrieža, pēc tam, kad elektrotīkls ir pienācīgi nokāpis līdz 12 V.
5. Šie sinusa viļņu paraugi tiek salīdzināti ar IC2 tapas Nr. 7 trīsstūra viļņiem, kā rezultātā IC2 tapā Nr. 3 ir proporcionāli sadalīts SPWM.
6. Tagad šī SPWM impulsa platums ir atkarīgs no tilta taisngrieža parauga sinusa viļņu amplitūdas. Citiem vārdiem sakot, ja maiņstrāvas tīkla spriegums ir lielāks, tiek ražoti plašāki SPWM un, kad maiņstrāvas tīkla spriegums ir mazāks, tas samazina SPWM platumu un proporcionāli padara to šaurāku.
7. Iepriekšminētais SPWM, kas apgriezts ar BC547 tranzistoru un piemērots pilnā tilta draiveru tīkla zemo sānu mosfetu vārtiem.
8. Tas nozīmē, ka tad, kad maiņstrāvas tīkla līmenis samazināsies, reakcija uz mosfet vārtiem būs proporcionāli plašāku SPWM formā, un, kad maiņstrāvas tīkla spriegums palielināsies, vārtiem būs proporcionāli pasliktinājusies SPWM.
9. Iepriekš minētais pielietojums radīs proporcionālu sprieguma palielinājumu visā slodzē, kas savienota starp H-tilta tīklu, ikreiz, kad ieplūdes maiņstrāvas tīkls nokrītas, un otrādi, ja slodze pārsniegs bīstamības līmeni, slodze piedzīvos proporcionālu sprieguma kritumu.

Kā izveidot ķēdi

Nosakiet aptuveno centra pārejas punktu, kur SPWM reakcija var būt tieši identiska tīkla maiņstrāvas līmenim.

Pieņemsim, ka esat izvēlējies strāvu pie 220 V, pēc tam noregulējiet 1K sākotnējo iestatījumu tā, lai slodze, kas savienota ar H tiltu, saņemtu aptuveni 220 V.

Tas ir viss, iestatīšana tagad ir pabeigta, un par pārējo tiks parūpēts automātiski.

Alternatīvi, tādā pašā veidā jūs varat noteikt iepriekšminēto iestatījumu attiecībā uz zemāko sprieguma sliekšņa līmeni.

Pieņemsim, ka apakšējais slieksnis ir 170 V, tādā gadījumā barojiet ar ķēdi 170 V un noregulējiet 1K sākotnējo iestatījumu, līdz atrodat aptuveni 210 V pāri slodzei vai starp H tilta svirām.

Ar šīm darbībām tiek pabeigta iestatīšanas procedūra, un pārējās automātiski pielāgosies atbilstoši ieejas maiņstrāvas līmeņa izmaiņām.

Svarīgs : Lūdzu, pievienojiet augstas vērtības kondensatoru 500uF / 400V secībā pāri maiņstrāvas iztaisnotajai līnijai, kas tiek ievadīta H tilta tīklā, lai iztaisnotā līdzstrāva varētu sasniegt līdz pat 310 V līdzstrāvu visā H tilta kopnes līnijās.