Характеристики

* Вход питания 30 В постоянного тока
* Логика питания 5В постоянного тока
* Выход 1,2 В до 25 В постоянного тока
* Предел тока нагрузки регулируемый от 0 до 10А
* Светодиодный индикатор теплового отключения

Это небольшой блок питания на основе операционного усилителя OPA549, обеспечивает выходное напряжение от 1,2 до 25 В с регулируемым пределом тока от 0 до 10 А. Два встроенных потенциометра предназначены для регулировки напряжения и тока, светодиод D1- индикатор температуры. Схема работает с входным питанием 30 В постоянного тока и логическим питанием 5 В.  Для микросхемы нужен радиатор большого размера для работы с полным диапазоном тока 10А. OPA549 - операционный усилитель напряжения и тока, идеально подходящий для управления различными нагрузками. OPA549 внутренне защищен от перегрева и токовых перегрузок. Кроме того, OPA549 обеспечивает точный, выбранный пользователем предел тока. В отличие от других конструкций, в которых используется «силовой» резистор, включенный последовательно с выходом, OPA549 косвенно воспринимает нагрузку. Это позволяет регулировать предел тока от 0 А до 10 А с помощью резистора / потенциометра или осуществлять цифровое управление с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) с выходным или выходным током. Вывод Enable / Status (E / S) обеспечивает две функции. Его можно контролировать, чтобы определить, находится ли устройство в состоянии теплового отключения, и его можно принудительно установить на низкий уровень, чтобы отключить выходной каскад и эффективно отключить нагрузку. OPA549 доступен в 11-выводном корпусе. Его медная основа позволяет легко крепиться к радиатору для отличных тепловых характеристик. Работа указана в расширенном промышленном температурном диапазоне от –40 ° C до + 85 ° C.
Хотя конструкция OPA549 допускает выходные токи до 10 А, не рекомендуется, чтобы устройство работало непрерывно на этом уровне. Максимальная допустимая длительная сила тока составляет 8А. Непрерывная работа OPA549 при выходных токах, превышающих 8A, ухудшает долговременную надежность.

Источник: http://www.electronics-lab.com/

Силовая часть  собрана по мостовой схеме на мощных IGBT транзисорах B1- B4 (на схеме отсутствует ЭМИ фильтр). D1-D4 - диодный мост. R6 и RS1 - схема плавного включения,  обеспечивает постепенный заряд фильтрующего конденсатора С3, исключая бросок тока. С5, R7, R8 - схема запуска ШИМ контроллера. С2, R10 - демпфирующая цепь. LR1-LR2, D5-D8, R9, WR - регулировка выходного тока.

Список радиодеталей силового блока:

Предохранители
F1- 5A

Транзисторы  IGBT
B1, B2, B3, B4 – G20N60
 
 Диоды
D1, D2, D3, D6 – 6A10 ( 6A 1000V)
D7, D8, D9, D10 – 4148

Конденсаторы
C1 – 2,2uF 630V
C2 – 332  630V (3300pF, 3,3nF, 0,0033 uF )
C3 – 600uF 400V, электролитический
C4 – 220uF 400V, электролитический
C5 – 22uF 400V, электролитический
C6 – 104 (100nF, 0,1uF)

Резисторы
RB1, RB2, RB3, RB4 – 3,3K
R5 – 10K
R6 –100/10W
R7 – 10K/2W
R8 – 120K/2W
R9 – 150
R10 – 51/10W
RW – 510, подстроечный

Реле
RS1-  12V 10A

LR1, LR2 – трансформатор тока
ферритовое кольцо 20*12*6  2000НМ, вторичная обмотка LR2 - 100 витков провода 0,12- 0,15 мм2,  первичная обмотка  LR1— перемычка, пропущенная через кольцо.

PM1  Блок ШИМ контроллера собран на микосхемах TL494 и IR2181, способен управлять мощными IGBT или MOSFET транзисторами с током до 60А. С помощью этого блока возможно построение мощного блока питания по мостовой схеме от 1 до 3 кВт.

Список радиодеталей ШИМ контроллера:

Микросхемы
TL494
IR2181 – 2шт.

Диоды
UF 407 – 2шт.
Zener 18V

Конденсаторы
224 (200n, 0,22uF) – 3шт
103 (10n, 0,01uF) – 2шт.
102 (1000pF, 1n) – 1шт.
100uF*35V – 1шт.
100uF*16V – 1шт.

Резисторы
10 – 4шт.
51 – 1шт.
1К – 4шт.
2К – 5шт.
10К – 1шт
15К – 1шт.
82К – 2шт.

Вторичные цепи с однополярным питанием и силовой трансформатор

Силовой трансформатор изготовлен на сердечнике ЕЕ55 материал N87 . Первичная обмотка N1 - 0,35*6=35 витков, N2,N3 - 0,55*10=6+6 витков, N4-0,55=3 витка, N5 - 0,55=2 витка.

Дроссель L1 изготовлен на сердечнике ЕЕ55 материал N87 0,55*20=9 виков

Стабилизатор V1 - 12V, питание вентилятора и реле Rs1. Стабилизатор V2 - 18V, питание Шим контроллера. WR1 - регулировка выходного напряжения.

 Вторичные цепи с двухполярным питанием и силовой трансформатор

Силовой трансформатор изготовлен на сердечнике ЕЕ55 материал N87 (при расчете программой Lite-CalcIT, размер сердечника: E 42/21/20 N87) . Первичная обмотка N1 - 0,35*6=35 витков, N2,N3 - 0,55*4=9+9 витков, N4-0,55=3 витка, N5 - 0,55=2 витка.

Дроссель L1а L1b  изготовлен на сердечнике ЕЕ55 материал N87 0,55*10=9+9 виков (противоположное направление намотки).

Стабилизатор V1 - 12V, питание вентилятора и реле Rs1. Стабилизатор V2 - 18V, питание Шим контроллера. WR1 - регулировка выходного напряжения.

Печатная плата блока управления ....>>>здесь 

Импульсный блок питания собран по мостовой схеме на ШИМ контроллере SG3525 и MOSFET транзисторах IRFP460. Мощность 1000 Вт, выходное напряжение 2*70 вольт.

Полезные ссылки:

Расчет и применение трансформатора управления затворами (GDT, Gate Drive Transformer)

ExcellentIT  — расчёт импульсного трансформатора двухтактных мостовых, полумостовых и push-pull преобразователей.

Расчет трансформатора тока

Программа расчета частоты для микросхем  SG3525

SG3525.pdf

 http://320volt.com/2x70v-1000w-smps/

Схема и печатная плата (Proteus):

http://320volt.com/wp-content/uploads/2008/01/2-70v-1000w-smps.rar

 
Этот преобразователь dc- dc обеспечивает выходное напряжение в  диапазоне от 0 до100В при выходном токе 2А (максимальный выходной ток при боле низком напряжении  до 8А).  Схемы источников питания с небольшим диапазоном выходных напряжений и токов довольно часто встречаются в интернете и доступны в большинстве  магазинов, но более мощные блоки питания найти проблематично. Этот источник питания удовлетворит большую часть потребностей радиолюбителя. Единственный недостаток этой схемы  – дорогостоящие компоненты, но если посмотреть на цены устройств с подобными характеристиками этот недостаток компенсируется.
Основной компонент схемы, ИМС (U1) LT1270 - высокоэффективный импульсный  регулятор  с током до 10А.  Схема преобразователя выполнена с топологией  SEPIC  (напряжение на входе преобразователя может быть как выше, так и ниже выходного напряжения).
Преобразователь разработан для работы с входным  постоянным напряжением  от 40В до 60В. Его можно получить с помощью выпрямителя, собранного из трансформатора мощностью более 200W, диодного моста и конденсатора ( не показаны на схеме).
 Выходное напряжение источника питания  линейно изменяется от 0В до 100V с помощью потенциометра R20.
Ток ограничен двумя независимыми петлями. Первый предел тока контролируется в диапазоне от 0А до 8А установкой потенциометра R21. Этот параметр не будет зависеть от выходного напряжения. Вторая петля ограничивает наивысший возможный ток в зависимости от напряжения (R1-R5 и U2). Оптимальный доступный выходной ток является самым высоким в конфигурациях с низким выходным напряжением (около 8А), и сводится к 2А на выходе при 100В.
Трансформатор Т1 выполнен на сердечнике MPP 55076 фирмы  Magnetics (размер 35,8*22,4*10,5; проницаемость 60 µ). Его можно заменить сердечниками из других порошковых материалов, например  High Flux 58076 или Kool µ 77076. Первичная и вторичная обмотки по 57 витков медного провода 20 AWG (диаметр 0.8мм).
MPP (молибден-пермаллой) - смесь порошков, состоящая из 79% никеля, 17% железа и 4% молибдена. Молибден-пермаллой имеет наименьшие среди всех порошковых материалов потери на вихревые токи и перемагничивание, превосходную стабильность проницаемости при значительном подмагничивании постоянным током.
Дроссель L1 выполнен на сердечнике MPP 55380 – A2 имеет 18 витков проводом 18 AWG.

http://circuitswiring.com/bench-variable-power-supply-0v-100v-2a/

Файлы:

LT1270 datasheet

Magnetics core

Ссылки:

Примерное соответствие сердечников из МО-пермаллоя МП (Россия),
сердечникам  MPP

Кольцевые сердечники Magnetics

фирма БЭК

Феррит холдинг

Таблица перевода кабеля и провода AWG в миллиметры, мм

кликните покартинке чтобы увеличить изображение

Это импульсный источник питания был сделан, потому что мне был необходим мощный регулируемый источник питания для лабораторных целей. Линейный источник питания не подходит  для мощности  в 2400W. Поэтому я выбрал полумостовую схему  импульсного преобразователя. Переключение IGBT транзисторов управляется схемой  на UC3845. Схему источника питания вы можете увидеть выше. Напряжение сети проходит через фильтр ЭМС. Затем выпрямляется и фильтруется на конденсаторе С4. В связи с большим пусковым током, применена схема плавного включения  на реле Re1 и  резисторе R2. Катушка реле и вентилятор  питаются от  напряжения 12В, которое получается с помощью гасящего резистора R2 из входного напряжения U2 17V. Вспомогательная схема питания построена на TNY267. R27 обеспечивает защиту от понижения напряжения вспомогательного источника - не включается, когда менее 230 В постоянного напряжения. Схема управления на UC3845 имеет выходную частоту 50 кГц и 47% рабочего цикла. Питание  микросхемы осуществляется через стабилитрон, который уменьшает напряжение питания 17В-5.6В= 11,4V а также сдвигает пороги UVLO до 13,5 В и 14,1 В. Преобразователь запускается при 14.1 V и отключается при напряжении  ниже 13,5 V, тем самым  защищая от насыщения транзисторы IGBT.. Управление  MOSFET транзисторами, осуществляется через трансформатор TR2, обеспечивая гальваническую развязку. Обратная связь по напряжению подключена с выхода на контакт 2 IO1. Выходное напряжение блока питания регулируется с помощью потенциометра Р1.  В гальванической развязке нет необходимости, потому что цепь управления подключена к вторичной стороне SMPS и, таким образом отделена от сети. Обратная связь по току подается через трансформатор тока ТР3 на вывод 3 IO1. Пороговый ток токовой защиты регулируется Р2.
Транзисторы Т5 и Т6, диоды D5, D5, D6, D6, D7, D7, и диодный мост должны быть установлены на радиаторе. Диод D7, конденсаторы С15 и защитные цепи R22 + D8 + C14 должены быть размещены как можно ближе к IGBT. LED 1 указывает наличие напряжения сети, LED 1 показывает текущий режим (перегрузка / короткое замыкание) или ошибку. Силовой трансформатор Tr1 я использовал от источника питания PowerFULL 56V. Коэффициент трансформации составляет около 3: 2 до 4: 3, сердечник (EE формы) без воздушного зазора (для расчета своего трансформатора можно воспользоваться программами Владимира Денисенко ) . Tr2, имеет три обмотки по 16 витков каждая. Все обмотки намотаны за один раз, тремя изолированными проводами. Для TR2 использован ферритовый сердечнике EI (EE) без воздушного зазора. Я сделал его из трансформатора блока питания ПК ATX или AT. Сердечник  имеет поперечное сечение от около 80 до 120 мм2. Трансформатор тока TR3 намотан на кольцевом сердечнике из феррита. Первичная обмотка 1 виток, вторичная 68 витков.  Размер и число витков не является критическим. В  случае ошибки, требуемая регулировка производится с помощью R15. Вспомогательный силовой трансформатор TR 4 наматывается на ферритовом сердечнике EE с воздушным зазором и сечением приблизительно от 16 до 25 мм2. Его можно изготовить  из вспомогательного силового трансформатора БП ATX. Начала обмоток трансформатора (отмечены точками) должны быть соблюдены. Дроссель выходной фильтра взят  из микроволновой печи. Максимальная входная мощность этого источника около 2600W, эффективность при полной нагрузке более 90%. В этом импульсном источнике питания использованы IGBTs типа STGW30NC60W. Они могут быть заменены на IRG4PC40W, IRG4PC50W, IRG4PC50U, STGW30NC60WD или аналогичные достаточной мощности. Выходные диоды : HFA25PB60 / DSEI30-06A или один  DSEI60-06A / STTH6010W / HFA50PA60C (верхняя половина); DSEI60-06A / STTH6010W / HFA50PA60C или четыре HFA25PB60 / DSEI30-06A (нижняя половина). Радиатор диодов должен рассеивать потери примерно 60 Вт.  Для IGBT транзисторов, это значение около 50 Вт. Потребление источника питания  в режиме ожидания составляет всего 1 Вт.

Внимание!!! большинство цепей блока питания подключены к сети. Конденсаторы сохраняют опасное напряжение даже после отключения. Выходное напряжение может быть не безопасно. Источник питания имеет высокую мощность, поэтому вход переменного тока должен иметь соответствующий предохранитель, розетки и кабель, в противном случае существует риск возникновения пожара. Все, что вы делаете, вы делаете это на свой страх и риск.

  Перевод статьи: High power adjustable switching power supply (SMPS) 3-60V 40A

  Источник: http://danyk.cz