Импульсный источник питания (SMPS) 3-60V, 40A, 2400W

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