Prezentowany zasilacz impulsowy został wykonany, ponieważ autor potrzebował regulowanego zasilacza laboratoryjnego o dużej mocy. Układ regulatora liniowego przy tej mocy (2400W) byłby niemożliwy do zastosowania. Z tego powodu wybrana została topologia przetwornicy przepustowej (forward) z dwoma kluczami, czyli ze sterowanym w połowie mostkiem. Wykorzystane zotały tranzystory IGBT, a rolę sterownika pełni układ UC3845. Napięcie sieciowe najpierw przechodzi przez filtr przeciwzakłóceniowy, następnie jest prostowane i filtrowane kondensatorami C4. W celu obniżenia prądu startowego, szeregowo został włączony stopniowy włącznik z Re1 i R2. Cewka przekaźnika i wentylator (z zasilacza od komputera) są zasilane z 12V, uzyskane poprzez obniżenie napięcia 17V z pomocniczego zasilacza. R1 należy dobrać tak, aby napięcie na wspomnianej cewce oraz wentylatorze wynosiło 12V. Zasilacz pomocniczy został zbudowany w oparciu o układ TNY267. R27 realizuję ochronę podnapięciową tegoż zasilacza - nie uruchomi się przy napięciu mniejszym niż 230V szczytowo. Sterownik UC3845 ma na wyjściu sygnał o częstotliwości 50kHz i maksymalnym wypełnieniu 47%. Jest on zasilany przez diodę Zenera, która obniża napięcie zasilania o 5,6V (uzyskując 11,4V), a także przesuwa progi UVLO z 7,9V (dolny) i 8,5V (górny) na odpowiednio 13,5 i 14,1V. Wobec tego, zasilacz zacznie pracować przy 14,1V, a nigdy nie będzie poniżej 13,5, dzięki czemu uzyskano ochronę IGBT przed pracą bez nasycenia. Oryginalnie nie było to możliwe, gdyż progi UC3845 były zbyt niskie. Wspomniany układ steruje MOSFETem T2, który z kolei zasila transformator sterujący Tr2. Dzięki temu uzyskana została izolacja galwaniczna oraz pływające sterowanie. Transformator ten, poprzez układy kształtujące z T3 i T4 steruje bramkami IGBT T5 i T6. Tranzystory te przełączają wyprostowane napięcie sieci (325V), zasilając transformator mocy Tr1. Napięcie z uzwojenia wtórnego tego transformatora jest następnie prostowany z użyciem prostownika włączonego w układzie przepustowym, i wyładzany dławikiem L1 i kondensatorami C17. Zwrotne sprzężenie napięciowe jest doprowaczone z wyjścia do wyprowadzenia 2 układu IO1. Napięcie można ustawiać za pomocą potencjometru P1. Izolacja galwaniczna sprzężenia zwrotnego nie jest konieczna, poniważ sterownik został połączony ze stroną wtórną napięcia i odizolowany od sieci. Sprzężenie zwrotne prądowe zostało zrealizowane z użyciem przekładnika prądowego Tr3 i doprowadzone do wyprowadzenia 3. układu IO1. Próg limitu prądu można nastawić używając P2.
Tranzystory T5, T6, diody D5, D5', D6, D6', D7, D7' i mostek koniecznie muszą zostać umieszczone na radiatorze. Diody D7, kondensatory C15 i obwody ochronne RDC R22+D8+C14 powinny znajdować się jak najbliżej IGBT. LED 1 sygnalizuje włączenie urządzenia, LED2 - tryb ograniczenia prądu lub błąd. Będzie ona świecić, gdy układ nie pracuje w trybie stabilizacja napięcia. W stanie tej stabilizacji na wyprowadzeniu 1. IO1 jest 2,5V, w pozostałych przypadkach około 6V. Sygnalizację LED można pominąć.
Cewki: Transformator wyjściowy Tr1 został użyty gotowy - ze starego zasilacza dużej mocy 56V. Przekładnia transformatora mieści się pomiędzy 3:2 a 4:3, a jego rdzeń jest ferrytowy w kształcie EE, bez szczeliny. Gdyby ktoś chciał sam go nawinąć, należy użyć rdzenia podobnego jak w spawarce inwerterowej, czyli około 6,4cm² (akceptowalny zakres to 6-8cm²). Uzwojenie pierwotne powinno składać się z 20 zwojów nawiniętych 20 drutami o średnicy 0,5-0,6mm, a na wtórnym należy nawinąć 14 zwojów 28 drutami o tejże średnicy. Można wykorzystać także taśmy miedziane. Niestety użycie pojedynczego grubego drutu nie jest możliwe ze względu na zjawisko naskórkowości (praca przy dużych częstotliwościach). Dzielone uzwojenia nie są wymagane, można nawinąć na przykład najpierw pierwotne a później wtórne. Transformator sterujący Tr2 ma trzy uzwojenia 16 zwojów. Nawinięte są one naraz (trójfilarnie) trzema skręconymi izolowanymi (telefonicznymi) przewodami. Rdzeń jest EI (może być EE) bez szczeliny, wzięty z transformatora mocy z zasilacza ATX. Rdzeń ten ma przekrój środkowej kolumny około 80..120mm². Przekładnik prądowy Tr3 składa się z uzwojeń 1 zwój i 68 zwojów na rdzeniu toroidalnym. Wielkość ani ilość zwojów nie są krytyczne. Przy innej przekładni należy skorygować wartość R15. Transformator zasilacza pomocniczego Tr4 został nawinięty na rdzeniu ferrytowym EE ze szczeliną, i przekrojem śr. kolumny około 16-25mm². Pochodzi on z transformatora pomocniczej przetwornicy wspomnianego zasilacza ATX. Kierunek włączenia uzwojeń wszystkich transformatorów (oznaczone kropkami) musi być koniecznie prawidłowy. Jako dławik sprzężony filtra sieciowego można zastosować na przykład ten wymontowany z mikrofalówki. Dławik wyjściowy L1, tak jak transformator, też pochodzi z zasilacza 56V. Składa się z dwóch równoległych dławików 54µH na rdzeniach proszkowych, a wynikowa indukcyjność wynosi 27µH. Każdy dławik jest nawinięty dwoma emaliowanymi drutami 1,7mm. Całkowity przekrój przewodu wynosi wobec tego około 9mm².
L1 jest włączony po stronie minusa, dzięki czemu na katodach diod nie ma wielkiej częstotliwości i można je zamocować do radiatora (albo jego części) bez izolacji. Maksymalny pobór prądu zasilacza to około 2600W, a sprawność przy pełnym obciążeniu przekracza 90%.
Wykorzystane zostały tranzystory IGBT typu STGW30NC60W. Można je zastąpić na przykład IRG4PC40W, IRG4PC50W, IRG4PC50U, STGW30NC60WD lub podobnymi o odpowiedniej mocy i szybkości. Diody wyjściowe mogą być jakiekolwiek typu szybkiego, o wystarczającym prądzie roboczym. Dla diod górnych (D5) prąd średni nie przekracza 20A, dla dolnych (D6) - 40A. W ten sposób, górne diody można dobrać na połowę prądu tych dolnych. Górne mogą być to na przykład dwie HFA25PB60 / DSEI30-06A albo jedna DSEI60-06A / STTH6010W / HFA50PA60C. Dolne - dwie DSEI60-06A / STTH6010W / HFA50PA60C albo cztery HFA25PB60 / DSEI30-06A. Radiator diod należy obliczyć na moc strat rzędu 60W. Łączna moc strat na IGBT może dochodzić do 50W. Straty na D7 trudno wyznaczyć, poniważ zależą one od parametrów Tr1 (indukcyjność własna i rozproszenia). Maksymalne straty w mostku to około 25W.
Układ połączeń zasilacza przypomina ten wykorzystany w spawarce, ponieważ jest on sprawdzony. Przełącznik S1 umożliwia awaryjne wyłączanie zasilacza, poniważ częste wyłączanie zasilacza o takiej mocy wyłącznikiem sieciowym nie jest zalecane (szczególnie przy pracy jako zasilacz laboratoryjny).
Pobór mocy w stanie wyłączonym to tylko ok. 1W. S1 można pominąć. Zasilacz można zbudować także jako źródło stałego napięcia. W takim przypadku dobrze byłoby zoptymalizować parametry transformatora Tr1 (przekładnia) dla najwyższej sprawności (na przykład pierwotne 20zw, a wtórne 1zw na 3,5-4V).
Uwaga - budowa zasilacza impulsowego nie jest przeznaczona dla początkujących, ponieważ większość jego układu jest połączona z siecią. Przy niestarannej budowie na wyjściu układu może pojawić się napięcie sieci! Także normalne napięcie wyjściowe może przekraczać napięcie dotykowo bezpieczne. Jest to zasilacz o wielkiej mocy, który musi być dobrze zabezpieczony. Konieczne jest także zastosowanie odpowiedniego przewodu zasilającego. Kondensatory wewnątrz urządzenia mogą pozostać naładowane także po wyłączeniu zasilania. Autor (ani tłumacz) nie bierze żadnej odpowiedzialności za utratę zdrowia ani za zniszczenie majątku.
Źródło: http://danyk.wz.cz/reg60v.html
Tłumaczenie z języka czeskiego: k4be
Schemat zasilacza.
Gotowe urządzenie.
Panel przedni zasilacza - regulacja napięcia, ograniczenia prądowego, wyłącznik awaryjny S1 i kontrolki LED.
Obudowa z zasilacza 56V przerobiona w celu montażu zasilacza 3-60V.
Oryginalny panel przedni.
Obudowa z wentylatorem 8cm.
Radiator, Tr1, L1, C17 ze starego zasilacza - elementy będą użyte w konstrukcji.
Mocowanie D5 i D6.
IGBT i diody "resetujące" D7 na radiatorze i płytka przygotowana do frezowania.
Gotowy transformator sterujący Tr2.
Początek tworzenia płytki.
Zamontowana część mocy, układ sterujący i TR2.
Wykonanie transformatora pomocniczego 17V Tr4 (po lewej karkas ze rdzeniem, po prawej uzw. pierwotne)
Skończone uzwojenie wtórne, gotowy transformator.
Montaż zasilacza pomocniczego.
Płytka z poprzedniego zasilacza, z zamontowanymi diodami LED 1 i LED 2.
Zasilacz pomocniczy po przylutowaniu Tr4.
Zasilacz i kondensatory C4 (3x 680µ).
Sztuczne obciążenie do testowania zasilacza. Grzałka 230V 2000W z bojlera przerobiona na 57,5V 2000W. 3 doprowadzenia - środkowy odczep i oba końce grzałki zostały połączone w jedno wyprowadzenie. Wyprowadzenie drugie to odczepy wykonane na ¼ i ¾. Dzięki temu grzałka dzieli się na 4 takie same części połączone równolegle. Napięcie grzałki przez to dzieli się przez 4, rezystancja przez 16, a moc zostaje jednakowa.
Żarząca się grzałka dołączona do zasilacza.
Filtr i włącznik rozruchowy.
Testowanie zasilacza z dolną częścią obudowy.
Wnętrze gotowego zasilacza.
Cool? Ranking DIY
