Меню сайта |
|
|
Все про машину |
|
|
Статистика |
Онлайн всего: 1 Гостей: 1 Пользователей: 0 |
|
Форма входа |
|
|
|
| | |
| Главная » 2013 » Октябрь » 9 » Інверторний блок живлення для заводу автомобіля
20:05 Інверторний блок живлення для заводу автомобіля |
Інверторний блок живлення для заводу автомобіля
Стоїть без діла у мене машина , їздити не доводиться , але за порадою автолюбителів потрібно її заводити раз на місяць. Акумулятор
має обмежений термін служби 4 роки , от і народилася у мене ідея після
складання кількох інверторних зварювальних апаратів зробити пускач для
двигуна , ціною деталей приблизно як акумулятор 45 ампер годину .
Цей
пускач можна застосовувати як з акумулятором , так і без нього , а з
акумулятором йому буде навіть легше заводити навіть більш масивні
двигуни . Я заводив без акумулятора двигун 88 коней. Напруга
11.2 вольта для блоку живлення я вибрав , тому що стартери розраховані з
урахуванням просідання акумулятора як раз 10 ... 11 Вольт.
Цей БП має стабілізацію по напрузі і захист від замикання обмежує максимальний струм 224 ампера .
Робота
заснована за принципом повного відкриття і повного закриття потужних
складових транзисторів , зібраних за технологією IGBT , це дає мінімум
електричних втрат на ключах IGBT .
Регулювання
на виході джерела струму і напруги заснована за рахунок зміни ширини
імпульсів управління силових ключів , на частоті 56 кГц. Це
коли частота стабільна і не змінюється ні за яких діях БП , міняється
тільки ширина або тривалість напруги в діапазоні від 0% .... 45% ширини імпульсу , інші 55% - це нульовий рівень на керуючому ключі.
Трансформатор
зібраний на феритових сердечнику , завдяки якому можна будувати на
таких високих тактових частотах ( 56 кГц) без втрат на вихрові струми ,
які бувають в металевих сердечниках . Потужні і швидкі IGBT транзистори також дають таку можливість.
Ви запитаєте , а навіщо такі високі частоти? Справа в тому , що чим вище , частота тим менше потрібно витків обмотки мотати на трансформатор. А якщо це так , то обмотку можна робити з товстого дроту , що дає маленькі втрати на трансформаторі з високим ККД 95 %.
Трансформатор
виходить легкий і маленький , а широтне імпульсне управління ( ШІМ )
дає менші втрати в порівнянні з аналоговою стабілізацією напруги , де
потужність розсіюється на потужних транзисторах .
Деякі
з вас помітять , що трансформатор підключається до джерела живлення під
час тактів відразу двома ключами , один до плюса інший до мінуса , а не
одним ключем як буває у схемі побудованої за принципом ФліБак .
Справа
в тому , що схема ФліБак має великі втрати на викид індуктивної обмотки
який розсіюється на резисторі , ця потужність складає 10 .. 15% від
повної потужності джерела , що не годиться для побудови потужних джерел в
кілька кіловат .
У
цій схемі цей недолік значно усунутий , так як викид пішов через діоди
VD18 VD19 назад в харчування моста , що підвищує ще ККД.
Але ви скажіть , а як же втрати на додатковому ключі ? А я вам скажу , що вони становлять не більше 40 Ватт , Флі Бак має ці втрати на розсівом резистори до 300 ... 400 Ватт.
IGBT
- IRG4PC50W швидко відкривається , а ось зі швидкістю закриття у нього
гірше , що веде в момент закриття до імпульсних нагріванню кристала
транзистора потужністю 1 кВт , хоча ця потужність і тривати не довго ,
але вона велика .
Для
того щоб знизити цю миттєву потужність , між колектором і емітером IGBT
підключена ланцюжок з С16 R24 VD31 , теж саме і з верхнім IGBT , яка
знижує потужність виділяється на кристалі в момент закриття IGBT . Але підвищує миттєву потужність у момент відкриття , але не так сильно , тому відкриття відбувається дуже швидко. У
момент відкриття IGBT C16 розряджається через резистор R24 , а в момент
закриття заряджається через швидкий діод VD31 , затягуючи фронт підйому
напруги , поки закривається IGBT знижуючи виділяється потужність на
ключі .
Ще
цей ланцюжок добре бореться з резонуючими викидами трансформатора , не
даючи ключу наближатися до пробійна напрузі вище 600 вольт.
IGBT представляє з себе складовою транзистор з польового та біполярного транзистора PNP . Польовий транзистор управляє біполярним . Для його управління потрібні прямокутні імпульси амплітудою трохи менше 12 Вольт і не більше 18 Вольт із запасом .
Для
цієї мети я застосував спеціальні оптрони HCPL3120 або 3180 з
можливістю робочої імпульсного навантаження 2 ампера за паспортом 2.5
ампера , але з деяких причин рекомендується не перевищувати 2 ампера .
Коли
напруга на світлодіоді оптрона з'являється вхід 2 і 1,3,4 , то на
виході формується потужний імпульс струму амплітудою 15.8 вольта
обмежений резисторами R55 R48 .
А
коли напруга на світлодіоді пропадає , йде спад амплітуди який
відкриває транзистор Т2 і Т4 і створюючи більш великий струм , на цей
раз одному резисторі R48 і R58 швидко розріджуючи ємність конденсатора
IGBT ключа.
Міст
з драйверами на оптронів збирається єдиним блоком на радіаторі від
комп'ютера Pentium 4 , який має плоска підстава , на якому зручно
кріпити через теплопроводящую пасту без прокладок IGBT . Попередньо потрібно радіатор розпиляти на дві частини , щоб верхній ключ і нижній не мали електричного контакту. Діоди
потрібно кріпити через слюдяну прокладку до тих же радіаторів ,
з'єднувати всі силові з'єднання рекомендується коротким навісним
монтажем. На шину живлення там же потрібно припаяти 8 штук плівкових конденсаторів по 150 нФ 630вольт .
Вихідна обмотка силового трансформатора і дросель
Вихідна
напруга вторинки без навантаження досягає 50 вольт , яке випрямляється
діодами VD19 VD20 і надходить на дросель , на якому відбувається
згладжування і ділення напруги навпіл , під певним навантаженням .
У
циклі насичення дроселя , коли IGBT відкриті , настає фаза насичення
дроселя L3 , а коли IGBT закрилися , настає фаза розряду дроселя через
замок діод VD22 VD21 , тим самим випрямляючи струм в допомогу
конденсатору на великих токах.
Широтноімпульсна модуляція ( стабілізація і обмеження струму)
Це
пристрій мозок блоку живлення UC2845 , який створює робочий такт із
змінною шириною імпульсу , залежно від напруги на входах 1 і 2 та струму
на вході 3 .
Вхід
2 - це вхід підсилювача мікросхеми , вихід 1 - це вихід підсилювача ,
який змінює робочий струм інвертора , змінюючи ширину імпульсу дуже
дискретно , створюючи навантажувальну характеристику залежно від напруги
зворотного зв'язку виходу БП і входу мікросхеми під виведенням 2 , на
якому мікросхема підтримує напругу 2.5 вольта.
Якщо
напруга на вході 2 падає на кілька мілівольт , ширина ставати ширше ,
якщо напруга перевищує 2.5 вольта , ширина звужується .
Резистор
R2 і R1 відповідають за стабільність блоку живлення залежно від
навантаження, якщо напруга сильно просідає під великими струмами виходу ,
то потрібно збільшити опір резистора R1.
Буває
в процесі настройки блок починає під'юджувати , тоді потрібно
поманіпуліровать резистором R1 і ємностями конденсаторів С1 і С2. Якщо це не допомагає , то можна спробувати зменшити кількість витків дроселя L3.
Гучного дзвону трансформатора не повинно бути , тому що це може призвести до вигоряння IGBT , повинно бути не голосніше комара.
Якщо це все не допомогло , то потрібно додати кілька конденсаторів за 1мкф на 3 канал блоку живлення.
Плата силових конденсаторів 1320 мкФ
Під
час включення блоку живлення в мережу відбувається великий кидок струму
, який виводить з ладу діодні збірку VD8 під час зарядки цих ємностей.
Щоб
цього не було , потрібен резистор обмежує струм включення R11 , а коли
ці конденсатори зарядяться , таймер на польовому транзисторі зімкне
контакти і зашунтірует реле , даючи робочому струму надходити на міст з
трансформатором .
Таймер
на VT1 також розмикає контакти реле К2 , дозволяючи роботу ШІМу , до
цього робота заборонена , щоб конденсатори могли нормально зарядитися
просажівая резистор R11 .
Налаштування
Живити силовий міст напругою 15 вольт , простежити правильну роботу моста перевірка на ляпи і неточність пайки. Потім
живити міст напругою мережі , тільки в розрив між +310 вольт , де
конденсатори 1320 мкФ і конденсатори 150 нФ 8штук поставити лампочку на
150 ... 200 Ватт.
Підключити
осцилограф на колектор емітер нижнього силового ключа , подивитися на
викиди , щоб вони були в нормі , зазвичай не вище 330 вольт виставляючи
тактову частоту Шиман , все нижче і нижче домогтися появи маленького
загину імпульсу свідчить про перенасичення трансформатора , виміряти цю
тактову частоту поділити її на 2
і результат додати до цієї частоті на якій стався загин і буде робочою
тактовою частотою вашого трансформатора яку потрібно виставити . Тобто робоча частота повинна бути на половину частоти перенасичення сердечника вище.
Наступний
етап - живити міст через чайник на 2 кВт , від'єднати зворотний зв'язок
ШІМ по напрузі , подати регульоване напруга на резистор R2 там , де він
з'єднується зі стабілітроном D4 від 5 вольт до 0 , тим самим регулюючи
струм замикання від 30 ампер ... до 200 ампер
Запам
струм на мінімум ближче до 5вольт і прибрати конденсатор С23 , замкнути
вихід блоку , якщо ви почули дзвін - очевидно струмове кільце потрібно
пропустити провід в інший бік.
Перевірити фразіровку обмоток силового трансформатора. Підключити
осцилограф на нижній ключ і збільшуючи навантаження спостерігати , щоб
не було дзвону і сплесків напруги вище 350 ... 400 вольт дійти до
максимального струму , який дозволить баласт чайник або інший опір .
Простежити температуру радіатора моста , щоб дві половинки радіатора нагрівалися однаково , що свідчить про якісні ключах мосту.
Підключити
зворотний зв'язок по напрузі , поставити конденсатор С23 , виміряти
напругу , щоб воно було в межі норми 11 .. 11.2 Вольта .
Навантажити
джерело не великим навантаженням 40 Ватт , домогтися тихої роботи
змінюючи кількість витків на дроселі L3 , якщо це не допомагає ,
потрібно збільшити ємність конденсаторів С1 С2.
Якщо
це теж не допомогло , потрібно розташувати плату ШІМ подалі від
перешкод силового трансформатора і дроселя і блоку живлення.
Зробити
з алюмінієвого проводу баластний резистор перетином 4кВ мм довжиною 10
... 15 метрів , покласти його у воду , також домогтися тихої роботи без
генережа .
Прибрати
чайник , з'єднати прямо і починаючи від малого струму слухаючи і
спостерігаючи за осцилографом нижнього ключа дійти до максимального
струму баластіка з тихою роботою схеми .
Якщо слідувати цим рекомендаціям у вас все вийде .
Завантажити друковані плати в форматі LAY
|
Категория: Схеми |
Просмотров: 454 |
Добавил: FreeDOM
| Рейтинг: 0.0/0 |
| |
| | |
|
Поиск |
|
|
Календарь |
|
|
Архив записей |
|
|
|