業余打造500W半橋試驗電源
在電源網看了許多有益的文章,只是由于本人并非專業人士,所以并不多產,以致于想分享喜悅而又拿不出手,但電子愛好之心卻是有增無減。
我當初就是想制作電動車60V電壓等級正弦逆變,而這個試驗電源初衷純粹是為了代替60V串聯電瓶做的,不必來回于電動車與工作室之間。結果就越學越多,越做越多,越陷越深。
先看成品圖:
目前空載測試輸出60VDC很穩定,只是變壓器不太合理,有點小叫。2小時空載各器件溫度沒有變化。沒有帶載,因為沒有負載。
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一、電源制作是帶著幾個問題而設計:
1.拓撲問題,對于500W,比較過全橋與半橋,由于全橋管子多,驅動芯片也多,加上我考慮的是嘗試驅動驗證,太多驅動芯片不利于驗證,最后理所當然選半橋了。
2.控制芯片。參考了前人一些成功的案例,
(1)PWM振蕩芯片選3525,芯片PWM雙路輸出,內置死區,穩壓反饋。。。功能已合我意,并且我也用過許多次了;
(2)功率驅動芯片選IR2110S,這個也是老生常談的芯片了,一個2110S靠自舉電路就可以直接驅動上下功率管,給我的明顯好處就是使得設計線路簡潔明了。
3.芯片供電問題,曾經想過有什么自激供電,但思前想后,最終還是回歸到利用小反激輔助電源來供電。這樣好處是供電功率夠,能做多路供電,可為半橋前后隔離提供輔助供電。
前后隔離和穩壓問題。這在畫圖分析時也是考慮比較多的,在下面分解時就會說到了。
二、
(1)主功率圖
功率圖中規中矩,元件選擇根據實際功率選擇即可。其中這個初級隔直電容取值我的依據是容抗公式Rc=2*pi*F*C,如果不對請指正。有人說正常的情況下可以不用隔直電容,也有人說最好加上隔直電容,反正先保留意見,各自根據個人的技術高低和控制電路的架設取舍。
(2)控制電路:
控制電路比較有意思,首先我吸收了像老壽啊等各大高手的經驗,通過二極管進行電氣的單向流動,起到一定的強弱電隔離作用,也就是圖上見到的D10,D11,D8三個二極管了。當功率管壞掉的情況下,最多是2110芯片電路部分損壞,而3525芯片電路避免遭殃。減少了元件燒壞的可能。
其次3525穩壓的過程,沒有嚴謹的數學構建分析,而是從邏輯控制上掌握。因為穩壓通過光耦隔離,反應到VF處時已經是非高電平就是低電平,此時3525若不加反饋補償,在431穩壓情況下很容易想像3525的占空調節可能一下為0,一下最大的不連貫情形。此時我采取的是C20,R34,R31,R33的回路,讓誤差輸出腳9腳反饋通過這串回路,進而調節3525的反相端,最終占空比不會夸張地變化。如此形成有效的調節。這就是為什么要有這個接法的思考。
(3)次級穩壓圖:
輔助電源14V的地和功率地相接,14AV的地和次級地相接。回路走法清晰,符合電路原理。相互隔離。
(4)過流保護圖:
次級通過817光耦實現初次級的電氣隔離,其中穩壓靠431和3525的1腳配合,過流靠
限流電阻取樣,通過比較器LM393拉通光耦,間接調節3525占空比。
(5)反激輔助電源:
輔助電源的芯片有許多,我只是以我現買有的VIPER22A作為應用。變壓器是EE19。