Pecinta kelenjar - selamat datang di bawah kucing.
Persyaratan TK
- Catu daya dari jaringan tiga fase jika terjadi kerusakan / hilangnya satu atau dua fase
- Tegangan fase 230V ± 20%
- Tidak diperlukan koreksi faktor daya
- Daya keluaran 10W
- Tegangan keluaran 15V
Mari kita hitung dalam kisaran tegangan input yang diperbaiki persyaratan ini dicurahkan. Batas bawah adalah putusnya dua fase, tegangan fase 184 V.Kami mendapatkan amplitudo dari tegangan yang diperbaiki 259 V. Dari nilai ini, Anda perlu mengurangi penurunan dalam kapasitas input. Biarkan nilai ini, katakanlah, 59V (pastikan untuk memeriksanya nanti di papan tempat memotong roti), kami mendapatkan 200V DC, ini adalah tegangan input minimum.
Batas atas. Semua fase hadir, tegangan fase 276V. Kami mendapatkan 276 * √2 * √3 = 674V.
Bagian daya
Dengan kekuatan 10W, pilihan topologi sudah jelas - konverter flyback. Dalam hal memilih transistor daya, opsi dimungkinkan:
- Sakelar tegangan tinggi. Kami memilih transistor untuk 800 - 1000 V.
- Penyertaan kode kas. Sambungan seri dua transistor pada tegangan yang lebih rendah. Prinsip umum dari pendekatan ini dijelaskan dalam artikel . Ada desain referensi seperti dari Texas dan ini dari Infineon.
Umpan balik, metode stabilisasi
Opsi berikut dapat dibedakan:
- "Klasik" dengan umpan balik melalui optocoupler. Skema yang dapat dimengerti dan tersebar luas, tidak memerlukan komentar tambahan.
- Stabilisasi belitan daya. Dalam versi ini, tegangan pada belitan umpan pengontrol PWM distabilkan. Dalam hal ini, tegangan pada belitan keluaran lebih atau kurang stabil. Dalam perwujudan ini, kualitas stabilisasi bergantung pada koefisien kopling antar belitan.
- Regulator Sisi Utama (PSR). Teknologi yang relatif baru yang memungkinkan Anda mencapai pembentukan karakteristik persegi panjang dari catu daya (CV / CC). Ini dilakukan hanya dari sisi utama (pengkopling-optik tidak diperlukan). Pabrikan yang berbeda memiliki variasi yang berbeda, tetapi prinsip umumnya didasarkan pada pengambilan sampel tegangan dari belitan daya tambahan (untuk memastikan stabilisasi tegangan), serta arus kunci (untuk memastikan stabilisasi arus). Fitur lainnya adalah sering kali merupakan PFM daripada modulator PWM.
Saya memutuskan untuk memilih solusi klasik - ambil transistor 800-900V dan berikan umpan balik melalui optocoupler.
Perhitungan trafo
Ngomong-ngomong, perlu dicatat bahwa dalam konverter flyback ini bukan trafo, tetapi choke dua belitan. Aku menulis hanya dalam kasus, untuk menginformasikan para pembaca perfeksionis yang saya sadar dan mencegah
Dalam praktik saya sebagai pengembang elektronika daya, saya menggunakan berbagai metode kalkulasi, dan sering kali merupakan kombinasi di antaranya. Dalam hal ini, saya menggunakan metode sederhana dan cepat - perhitungan menggunakan utilitas flyback ("program Orang Tua") dengan verifikasi berikutnya pada model.
Perhitungannya terlihat seperti ini:
Beberapa catatan dan rekomendasi perhitungan:
- (DCM), (CCM) . – , ;
- ;
- , . , 300-400 . , ;
- 0,5 – ;
- R DSon - kami mengambil nilai nominal dari DS dan mengalikannya dengan 1,3-1,5 (peningkatan resistansi saluran dari suhu);
- Kepadatan arus pada belitan dapat diambil dalam kisaran yang cukup luas. Mulai dari 5-8 A / mm2 (dengan konveksi alami) dan hingga 15-20 A / mm2 (pendinginan paksa catu daya atau penggunaan radiator untuk trafo.)
Saya ingin memperingatkan pengembang pemula, utilitas tidak akan menghitung semuanya untuk Anda - ini hanya alat yang juga perlu Anda ketahui cara menggunakannya. Sebagai ilustrasi, saya akan memberikan beberapa contoh perhitungan yang tidak berhasil.
Tegangan pantul disetel terlalu rendah, sehingga siklus kerja terlalu rendah:
Daya terlalu tinggi diatur untuk ukuran inti tertentu, oleh karena itu, celahnya terlalu besar - transformator akan memanas karena tekuk bidang di celah, dan induktansi kebocoran juga akan meningkat:
Simulasi bagian daya
Saya ingin segera mencatat bahwa ini adalah "model ideal", yaitu model tanpa memperhitungkan parameter parasit. Bidang penerapan model ini agak sempit - Anda tidak dapat melihatnya di saluran pembuangan dari induktansi kebocoran, dering pada dioda keluaran dan hal-hal serupa lainnya. Untuk apa Anda dapat menggunakan model ini:
- Memeriksa perhitungan trafo dalam hal siklus kerja;
- Perhitungan arus rata-rata dan efektif melalui transistor dan dioda keluaran;
- Perhitungan arus efektif dari kapasitor keluaran;
- Perhitungan arus efektif kapasitor input (Anda perlu memodifikasi model dengan menambahkan penyearah dan sumber tegangan AC ke input).
Modelnya tersedia di sini . Diagram model:
Tidak ada umpan balik tegangan, oleh karena itu, untuk memastikan nilai yang tepat dari tegangan keluaran, siklus kerja pulsa harus dipilih. Ini dilakukan berdasarkan nilai yang diperoleh saat menghitung transformator. Dengan tegangan input 675V, siklus kerja 0,103 diperoleh, yang sesuai dengan lebar pulsa 1030 ns. Dalam model, saya mendapat nilai 886 ns - sangat dekat, kita dapat berasumsi bahwa kita berhasil.
Parameter sumber V2:
Terlihat bahwa model tidak menggunakan jumlah lilitan, tetapi induktansi lilitan transformator. Bagaimana cara menentukan induktansi dari belitan sekunder, karena "Program Orang Tua" tidak menghitung? Hitung dengan metode apa pun sesuai dengan parameter yang diketahui dari bagian inti, jarak dan jumlah belokan. Untuk penghitungan cepat, saya sarankan menggunakan satu utilitas yang sangat berguna. Alat Desain Magnetik dari TDK / Epcos. Ada versi online dan versi desktop. Saya biasanya menggunakan versi desktop, karena ketika saya mulai menggunakannya, belum ada versi online.
Mungkin ketika saya punya waktu saya akan menulis deskripsi terperinci tentang semua kemampuan alat ini, tetapi untuk saat ini, panduan singkat tentang cara menghitung induktansi belitan:
- Core calculations;
- Core , Material ;
- Al value;
- s – , ;
- Calculate, Al L-Al;
- N ;
- Calculate L .
Saat menghitung parameter untuk inti berbentuk E, celah Al - Air dengan fluks pinggiran (E-core) digunakan , untuk semua bentuk inti lainnya kami hitung dalam celah Al - Air tanpa fluks pinggiran .
Sirkuit catu daya
Seperti yang saya katakan, skema ini cukup klasik. Ada hal yang perlu diperhatikan - tegangan input cukup tinggi, sehingga kapasitor input terdiri dari dua yang dihubungkan secara seri. Dalam hal ini, sangat penting untuk menggunakan resistor penyeimbang R4… R7.
Adapun papan sirkuit tercetak - tidak ada yang istimewa juga, proyeknya tidak rumit. Namun, untuk produk dengan tegangan (agak tinggi), perhatian khusus harus diberikan pada jarak bebas. Saya tidak membuat celah yang sangat besar, karena saya berencana untuk mengisinya dengan senyawa.
Debugging catu daya
Debugging adalah proses dimana papan berubah menjadi ini:
Ini tentu saja lelucon dan tidak selalu terjadi (biasanya bahkan lebih buruk), namun, memulai dan men-debug catu daya adalah topik yang sangat menghibur.
Daftar periksa kecil yang harus dilakukan selama debugging dan pengujian awal. Jika kita berbicara tentang parameter kritis yang dapat menyebabkan pelanggaran operasi normal, maka Anda perlu memeriksa:
- Frekuensi kerja;
- Tegangan pada input ketika daya diterapkan dalam lompatan (dengan adanya choke pada input, mungkin ada proses resonansi dan kelebihan tegangan pada yang disediakan);
- Tegangan di saluran keluar dari sakelar daya pada tegangan input maksimum;
- Tegangan di saluran keluar dari sakelar daya pada tegangan input maksimum dan hubung singkat pada output;
- ;
- 8 ( – , , );
- ;
- -;
- ;
- ;
- . , – . .
Jika saya lupa sesuatu - tulis di komentar, mungkin dengan bantuan kecerdasan kolektif kami akan menyusun daftar tes kritis yang lebih rinci.
Kesimpulan
Saya tidak memiliki tujuan untuk mendeskripsikan keseluruhan proses pengembangan secara penuh - saya hanya menunjukkan beberapa poin. Jika Anda memiliki pertanyaan tentang perkembangan ini - tanyakan di komentar, saya akan dengan senang hati menjawab!
Kekuatan itu keren - hadapi itu.