SMPS Boltahe Stabilizer Circuit

Ipinapaliwanag ng artikulo ang isang solidong estado ng switch-mode na pangunahing boltahe ng stabilizer ng circuit nang walang mga relay, gamit ang isang ferrite core boost converter at isang pares ng mga kalahating-tulay na mga circuit ng driver ng mosfet. Ang ideya ay hiniling ni G. McAnthony Bernard.

Teknikal na mga detalye

Ng huli nagsimula akong tumingin ginagamit ang mga stabilizer ng boltahe sa pagpigil sa bahay upang makontrol ang supply ng utility , pagpapalakas ng boltahe kapag mababa ang utility at bumababa kapag mataas ang utility.

Ito ay binuo sa paligid ng mains transformer (iron core) na sugat sa istilo ng auto transformer na may maraming mga gripo ng 180v, 200v, 220v, 240v 260v atbp.

ang control circuit sa tulong ng isang relay ay pipili ng tamang tap para sa output. pamilyar ka yata sa aparatong ito.

Nagsimula akong mag-isip upang ipatupad ang pagpapaandar ng aparatong ito sa SMPS. Alin ang magkakaroon ng pakinabang ng pagbibigay ng pare-parehong 220vac at matatag na dalas ng 50hz nang hindi gumagamit ng mga relay.

Inilakip ko sa mail na ito ang block diagram ng konsepto.

Mangyaring ipaalam sa akin kung ano ang palagay mo, kung may katuturan na pupunta sa rutang iyon.

Talaga bang gagana ito at maglilingkod sa parehong layunin? .

Gayundin kakailanganin ko ang iyong tulong sa seksyon ng mataas na boltahe DC sa DC converter.

Pagbati
McAnthony Bernard

Ang disenyo

Ang ipinanukalang solidong estado na ferrite core based mains voltage stabilizer circuit na walang relay ay maaaring maunawaan sa pamamagitan ng pag-refer sa sumusunod na diagram at ang kasunod na paliwanag.

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

Ipinapakita ng pigura sa itaas ang aktwal na pagsasaayos para sa pagpapatupad ng isang nagpapatatag na 220V o 120V na output alintana ang mga pagbagu-bago ng input o isang over load sa pamamagitan ng paggamit ng isang pares ng mga di-nakahiwalay na yugto ng boost converter processor.

Narito ang dalawang kalahating driver ng tulay na mosfet ICs ay naging kritikal na elemento ng buong disenyo. Ang mga kasangkot na IC ay ang maraming nalalaman IRS2153 na partikular na idinisenyo para sa pagmamaneho ng mga mosfet sa isang kalahating mode na tulay nang hindi nangangailangan ng kumplikadong panlabas na circuitry.

Maaari naming makita ang dalawang magkaparehong yugto ng driver ng tulay na isinama, kung saan ang kaliwang bahagi ng driver ay ginagamit bilang boost driver stage habang ang kanang bahagi ay naka-configure para sa pagproseso ng boost boltahe sa isang 50Hz o 60Hz output ng sine wave kasabay ng isang panlabas na kontrol ng boltahe circuit

Ang mga IC ay panloob na na-program upang makabuo ng isang nakapirming 50% na cycle ng tungkulin sa mga output pinout sa pamamagitan ng isang topem na topology ng poste. Ang mga pinout na ito ay konektado sa mga power mosfet para sa pagpapatupad ng mga inilaan na conversion. Ang mga IC ay itinampok din sa isang panloob na oscillator para sa pagpapagana ng kinakailangang dalas sa output, ang rate ng dalas ay natutukoy ng isang panlabas na konektadong Rt / Ct network.

Gamit ang Shut Down Feature

Nagtatampok din ang IC ng isang shut down na pasilidad na maaaring magamit upang itigil ang output sa isang kaganapan ng isang kasalukuyang, higit sa boltahe o anumang biglaang sakuna sitwasyon.

Para sa karagdagang impormasyon sa ika ay kalahating tulay ng mga driver ng IC, maaari kang mag-refer sa artikulong ito: Half-Bridge Mosfet Driver IC IRS2153 (1) D - Mga Pinout, Ipinaliwanag ang Mga Tala ng Application

Ang mga output mula sa mga IC na ito ay lubos na balanseng nauukol sa isang napaka-sopistikadong panloob na bootstrapping at patay na oras sa pagpoproseso na matiyak ang isang perpekto at ligtas na pagpapatakbo ng mga konektadong aparato.

Sa tinalakay na SMPS mains voltage stabilizer circuit, ang kaliwang bahagi ng yugto ay ginagamit para sa pagbuo ng paligid ng 400V mula sa isang 310V input na nagmula sa pagwawasto ng mains 220V input.

Para sa isang input ng 120V, ang yugto ay maaaring itakda para sa pagbuo ng halos 200V sa pamamagitan ng ipinakita na inductor.

Ang inductor ay maaaring masugatan sa anumang pamantayan ng EE core / bobbin na pagpupulong gamit ang 3 parallel (bifilar) strands ng 0.3mm super enameled wire na tanso, at humigit-kumulang na 400 na liko.

Pagpili ng Dalas

Ang dalas ay dapat itakda sa pamamagitan ng wastong pagpili ng mga halaga ng Rt / Ct na ang isang mataas na dalas ng tungkol sa 70kHz ay ​​nakamit para sa kaliwang yugto ng boost boost, sa buong ipinakita na inductor.

Ang kanang kamay na driver ng IC ay nakaposisyon upang gumana sa itaas 400V DC mula sa boost converter pagkatapos ng naaangkop na pagwawasto at pagsasala, na maaaring nasaksihan sa diagram.

Narito ang mga halaga ng Rt at Ct ay napili para sa pagkuha ng humigit-kumulang 50Hz o 60Hz (ayon sa mga detalye ng bansa) sa buong konektadong output ng mosfets

Gayunpaman, ang output mula sa kanang bahagi ng yugto ng pagmamaneho ay maaaring kasing taas ng 550V, at kailangan itong makontrol sa nais na mga ligtas na antas, sa paligid ng 220V o 120V

Para sa isang simpleng opamp error amplifier config ay kasama, tulad ng inilalarawan sa sumusunod na diagram.

Higit sa Circuit ng Pagwawasto ng Boltahe

Tulad ng ipinakita sa diagram sa itaas, ang yugto ng pagwawasto ng boltahe ay gumagamit ng isang simpleng kumpare ng opamp para sa pagtuklas ng kalagayan ng higit sa boltahe.

Ang circuit ay kailangang itakda nang isang beses lamang upang masiyahan sa isang permanenteng nagpapatatag na boltahe sa itinakdang antas nang hindi alintana ang mga pagbagu-bago ng input o isang labis na karga, subalit ang mga ito ay maaaring hindi lumampas sa isang tinukoy na matatagalan na limitasyon ng disenyo.

Tulad ng nakalarawan na ang supply sa error amp ay nagmula sa output pagkatapos ng naaangkop na pagwawasto ng AC sa isang malinis na mababang kasalukuyang nagpapatatag ng 12V DC para sa circuit.

Ang pin # 2 ay itinalaga bilang input ng sensor para sa IC habang ang non-inverting pin # 3 ay isinangguni sa isang nakapirming 4.7V sa pamamagitan ng isang clamping zener diode network.

Ang input ng sensing ay nakuha mula sa isang hindi matatag na point sa circuit, at ang output ng IC ay na-hook up sa Ct pin ng kanang bahagi ng driver ng IC.

Gumagana ang pin na ito bilang shut down pin para sa IC at sa sandaling makaranas ito ng isang mababa sa ibaba 1/6 ng Vcc nito, agad na ibinabawas nito ang mga output feed sa mga mosfet na pinagsasara ang mga paglilitis sa isang panindigan pa rin.

Ang preset na nauugnay sa pin # 2 ng opamp ay naaangkop na nababagay na ang output mains AC ay umayos hanggang sa 220V mula sa magagamit na 450V o 500V output, o sa 120V mula sa isang output na 250V.

Hangga't ang pin # 2 ay nakakaranas ng isang mas mataas na boltahe na may sanggunian sa pin # 3, patuloy itong pinapanatili ang output na mababa na kung saan naman ay inuutos ang driver ng IC na i-shut down, subalit ang 'pag-shut down' ay agad na naitama ang input ng opamp, pinipilit ito upang bawiin ang output na mababa ang signal, at pinapanatili ng pag-ikot ang sarili sa pagwawasto ng output sa mga tumpak na antas, na tinutukoy ng setting ng presetang pin # 2.

Ang error amp circuit ay patuloy na nagpapatatag ng output na ito at dahil ang circuit ay may kalamangan ng isang makabuluhang 100% margin sa pagitan ng input source volatge at ang kinokontrol na mga halaga ng boltahe, kahit na sa ilalim ng labis na mababang kondisyon ng boltahe ang mga output ay namamahala upang ibigay ang naayos na matatag na boltahe sa pagkarga. hindi alintana ang boltahe, pareho ang nagiging totoo sa isang kaso kung ang isang walang kaparis na karga o isang labis na karga ay konektado sa output.

Pagpapabuti ng nasa itaas na Disenyo:

Ipinapakita ng maingat na pagsisiyasat na ang disenyo sa itaas ay maaaring mabago at mapagbuti nang malaki upang madagdagan ang kahusayan at kalidad ng output:

1. Ang inductor ay talagang hindi kinakailangan at maaaring alisin
2. Ang output ay dapat na ma-upgrade sa isang buong circuit ng tulay upang ang lakas ay pinakamainam para sa pag-load
3. Ang output ay dapat na isang purong sinewave at hindi isang binago tulad ng inaasahan sa disenyo sa itaas

Ang lahat ng tampok na ito ay isinasaalang-alang at alagaan sa sumusunod na na-upgrade na bersyon ng solidong state stabilizer circuit:

Pagpapatakbo ng Circuit

1. Gumagana ang IC1 tulad ng isang normal na astable multivibrator oscillator circuit, na ang dalas ay maaaring maiakma sa pamamagitan ng pagbabago ng halaga ng R1 nang naaangkop. Napagpasyahan nito ang bilang ng mga 'haligi' o 'pagpuputol' para sa output ng SPWM.
2. Ang dalas mula sa IC 1 sa pin # 3 nito ay pinapakain sa pin # 2 ng IC2 na naka-wire bilang isang generator ng PWM.
3. Ang dalas na ito ay ginawang mga triangle wave sa pin # 6 ng IC2, na inihambing ng isang sample na boltahe sa pin # 5 ng IC2
4. Ang Pin # 5 ng IC2 ay inilapat na may sample na sinewave sa 100 Hz na dalas na nakuha mula sa tulay na tagatuwid, pagkatapos na naaangkop na pagbaba ng mga pangunahing linya sa 12V.
5. Ang mga sampol na sinewave na ito ay inihambing sa pin # 7 na tatsulok na alon ng IC2, na nagreresulta sa isang proporsyonal na dimesnioned SPWM sa pin # 3 ng IC2.
6. Ngayon, ang lapad ng pulso ng SPWM na ito ay nakasalalay sa malawak ng sample na sinewaves mula sa tulay na tagapagtama. Sa madaling salita kapag ang boltahe ng AC mains ay mas mataas na gumagawa ng mas malawak na SPWMs at kapag ang boltahe ng AC mains ay mas mababa, binabawasan nito ang lapad ng SPWM at ginagawang mas makitid nang proporsyonal.
7. Ang nasa itaas na SPWM ay inverted ng isang transistor BC547, at inilapat sa mga pintuang-daan ng mga mababang gilid na mosfet ng isang buong network ng driver ng tulay.
8. Ipinapahiwatig nito na kapag ang antas ng AC mains ay babagsak ng tugon sa mga mosfet na pintuan ay magiging sa proporsyonal na mas malawak na mga SPWM, at kapag tumataas ang boltahe ng AC mains ang mga pintuan ay makakaranas ng isang proporsyonal na lumala na SPWM.
9. Ang application sa itaas ay magreresulta sa isang proporsyonal na boost ng boltahe sa kabuuan ng pagkarga na konektado sa pagitan ng H-bridge network tuwing ang AC input ay nahuhulog, at sa kabaligtaran ang karga ay dadaan sa isang proporsyonal na dami ng pagbagsak ng boltahe kung ang AC ay may gawi na tumaas sa antas ng panganib.

Paano i-set up ang Circuit

Tukuyin ang tinatayang point transfer point kung saan ang tugon ng SPWM ay maaaring magkapareho lamang sa antas ng mains AC.

Ipagpalagay na pinili mo ito upang maging sa 220V, pagkatapos ay ayusin ang 1K preset tulad na ang pagkarga na konektado sa H-tulay ay tumatanggap ng humigit-kumulang na 220V.

Iyon lang, kumpleto na ang pag-set up ngayon, at ang natitira ay awtomatikong aalagaan.

Bilang kahalili, maaari mong ayusin ang setting sa itaas patungo sa antas ng mas mababang boltahe sa threshold sa parehong pamamaraan.

Ipagpalagay na ang mas mababang threshold ay 170V, sa kasong iyon feed ng isang 170V sa circuit at ayusin ang 1K preset hanggang sa makita mo ang humigit-kumulang 210V sa buong karga o sa pagitan ng mga braso ng H-tulay.

Ang mga hakbang na ito ay nagtatapos sa pag-set up ng pamamaraan, at ang natitira ay awtomatikong ayusin ayon sa pag-input ng antas ng input ng AC.

Mahalaga : Mangyaring ikonekta ang isang mataas na halaga ng kapasitor sa pagkakasunud-sunod ng 500uF / 400V sa buong linya ng AC na naitama na pinakain sa network ng H-tulay, upang ang naayos na DC ay maabot ang hanggang sa 310V DC sa mga linya ng H-bridge BUS.