业余打造500W半桥试验电源
在电源网看了许多有益的文章,只是由于本人并非专业人士,所以并不多产,以致于想分享喜悦而又拿不出手,但电子爱好之心却是有增无减。
我当初就是想制作电动车60V电压等级正弦逆变,而这个试验电源初衷纯粹是为了代替60V串联电瓶做的,不必来回于电动车与工作室之间。结果就越学越多,越做越多,越陷越深。
先看成品图:
目前空载测试输出60VDC很稳定,只是变压器不太合理,有点小叫。2小时空载各器件温度没有变化。没有带载,因为没有负载。
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一、电源制作是带着几个问题而设计:
1.拓扑问题,对于500W,比较过全桥与半桥,由于全桥管子多,驱动芯片也多,加上我考虑的是尝试驱动验证,太多驱动芯片不利于验证,最后理所当然选半桥了。
2.控制芯片。参考了前人一些成功的案例,
(1)PWM振荡芯片选3525,芯片PWM双路输出,内置死区,稳压反馈。。。功能已合我意,并且我也用过许多次了;
(2)功率驱动芯片选IR2110S,这个也是老生常谈的芯片了,一个2110S靠自举电路就可以直接驱动上下功率管,给我的明显好处就是使得设计线路简洁明了。
3.芯片供电问题,曾经想过有什么自激供电,但思前想后,最终还是回归到利用小反激辅助电源来供电。这样好处是供电功率够,能做多路供电,可为半桥前后隔离提供辅助供电。
前后隔离和稳压问题。这在画图分析时也是考虑比较多的,在下面分解时就会说到了。
二、
(1)主功率图
功率图中规中矩,元件选择根据实际功率选择即可。其中这个初级隔直电容取值我的依据是容抗公式Rc=2*pi*F*C,如果不对请指正。有人说正常的情况下可以不用隔直电容,也有人说最好加上隔直电容,反正先保留意见,各自根据个人的技术高低和控制电路的架设取舍。
(2)控制电路:
控制电路比较有意思,首先我吸收了像老寿啊等各大高手的经验,通过二极管进行电气的单向流动,起到一定的强弱电隔离作用,也就是图上见到的D10,D11,D8三个二极管了。当功率管坏掉的情况下,最多是2110芯片电路部分损坏,而3525芯片电路避免遭殃。减少了元件烧坏的可能。
其次3525稳压的过程,没有严谨的数学构建分析,而是从逻辑控制上掌握。因为稳压通过光耦隔离,反应到VF处时已经是非高电平就是低电平,此时3525若不加反馈补偿,在431稳压情况下很容易想像3525的占空调节可能一下为0,一下最大的不连贯情形。此时我采取的是C20,R34,R31,R33的回路,让误差输出脚9脚反馈通过这串回路,进而调节3525的反相端,最终占空比不会夸张地变化。如此形成有效的调节。这就是为什么要有这个接法的思考。
(3)次级稳压图:
辅助电源14V的地和功率地相接,14AV的地和次级地相接。回路走法清晰,符合电路原理。相互隔离。
(4)过流保护图:
次级通过817光耦实现初次级的电气隔离,其中稳压靠431和3525的1脚配合,过流靠
限流电阻取样,通过比较器LM393拉通光耦,间接调节3525占空比。
(5)反激辅助电源:
辅助电源的芯片有许多,我只是以我现买有的VIPER22A作为应用。变压器是EE19。