
Witam.
Chciałbym przedstawić wam moją przenośną konstrukcję SSTC, której całość elektroniki mieści się w obudowie po zasilaczu ATX.
Motywacja projektu
SSTC pojawiało się już na DIY pod różnymi postaciami, lecz niemalże zawsze albo wcale nie miało obudowy, albo był to jakiś drewniany bądź (w rzadkich przypadkach) plexowy kolos, do którego wciśnięta była masa różnych płytek i kabelków.
Ja postanowiłem to zmienić - za cel postawiłem sobie taką modyfikację układu i organizację całości, by cała elektronika SSTC (zasilacz niskiego napięcia, sterownik, interrupter, no i oczywiście falownik zasilany z sieci) zmieściła się w obudowie po zasilaczu ATX (no dobra, AT).
Schemat
Zdecydowałem się na użycie zasadniczo tego samego schematu co w mojej poprzedniej konstrukcji, lecz w przypadku półmostka zrezygnowałem z MOSFETów (więc też z diod szybkich ochraniających przed przepięciami i diod schottky) na rzecz IGBT (FGH40N60SMD). Ponadto dodałem możliwość wyboru pracy pomiędzy "halfwave" (prostownik jednopołówkowy bez filtracji) a "fullwave" (mostek Greatza i kondensator 150uF jako filtracja).
Półmostek IGBT:

Sekcja zasilacza:

Sterownik:

Projekt płytki i budowa
Początkowo zamierzałem skorzystać z jakiegoś zasilacza ATX, ale potem wpadł mi w ręce stary zasilacz AT, model SPS-150LT. Uznałem, że nie warto demontować nowszych ATX i zacząłem od rozłożenia tego AT na części. W środku wyglądał tak:


Wykręciłem z niego płytkę i całość dokładnie zwymiarowałem. Przy okazji zrobiłem sobie "szkic" płytki w Eagle:

Płytka miała wymiary 145mm na 110mm. Niebieski kształt na "szkicu" oznacza radiator (wykorzystałem ten sam co był w ATX).
Obudowa wraz z oryginalną płytką z ATXa, ale już z większością elektroniki zdemontowaną:

Tak wyglądała obudowa już po wymontowaniu elektroniki zasilacza:


Całość z niedokończoną nową płytką w środku:

Prawie gotowa całość, jedynie bez wyprowadzonych potencjometrów od interruptera:

Oto filmik pokazujący, że całość upakowana w obudowę po ATX rzeczywiście działa:
Filmik pokazuje działanie przy 11 zwojach uzwojenia pierwotnego, czyli "najbezpieczniejszą" konfigurację, ale testowałem również przy 8 itp. i efekty były lepsze. Ponadto efekty widać znacznie lepiej gdy w otoczeniu jest ciemno.
Użycie MOSFETów zamiast IGBT
Niestety po jakimś czasie eksperymentów z układem IGBT FGH40N60SMD uległy uszkodzeniu, co zmusiło mnie do zastąpienia ich jakimiś odpowiednimi tranzystorami MOSFET. Udało mi się dostać IRFPE50. Są dość szybkie, ale maja wysoki rdsOn oraz są na małą moc.
MOSFETy, w przeciwieństwie do IGBT, mają znacznie wolniejsze wbudowane diody pomiędzy drenem a źródłem, więc zgodnie ze zwyczajem konstruktorów SSTC postanowiłem dodać zewnętrzne, szybkie diody. Wybrałem vs-15etx06. Niestety, na płytce nie było na nie miejsca, więc przylutowałem je od spodu:

Tutaj warto wspomnieć, że przy użyciu MOSFETów warto jeszcze dodać diody schottky w celu zablokowania ich wewnętrzych szybkich diód, ale tu zmuszony byłem sobie to odpuścić.
Na szczęście, po tej modyfikacji całość dalej mieściła się bez problemu w obudowie po zasilaczu.
Oscylogramy
Oto oscylogramy z bieżącej konfiguracji SSTC, tj. klucze IRFPE50 wraz z diodami szybkimi vs-15etx06:
Dolny klucz:
Źródło-bramka:

Źródło-dren:

Górny klucz (nie wiem dlaczego po raz kolejny w mojej SSTC górny klucz ma zakłócone przebiegi):
Źródło-bramka:

Źródło-dren

Uzwojenie pierwotne:

Przebiegi były mierzone przy zasilaniu półmostka napięciem 110V.
Galeria
Jeden breakpoint:




Dwa breakpointy:



Wyładowania w bok:



Filmik - wyładowania w bok:
Można oszacować, że wyładowania mają około 20 cm, więc jeśli uznamy dość popularny przelicznik 10kV na 1 cm, to wychodzi 200kV.

Podsumowanie i wnioski
Z tego projektu dużo się nauczyłem i gdybym miał projektować tą płytkę jeszcze raz, zrobiłbym to inaczej. Ciasne ułożenie komponentów utrudnia ewentualne naprawy i montaż/demontaż całości, ponadto ścieżki mogłyby być znacznie lepiej poprowadzone, co zmniejszyłoby pasożytnicze indukcyjności i polepszyło działanie całości. Mimo wszystko z projektu jestem zadowolony, całość jest solidna, mobilna, i zajmuje znacznie mniej miejsca niż typowe SSTC.
PS: Na prośbę mogę udostępnić pliki Eagla całości (jedna płytka pasująca do obudowy z zasilacza ATX czy tam AT), na ten moment ich nie udostępniam bo ścieżki mogłyby być pewnie poprowadzone trochę lepiej.
Cool? Ranking DIY