Kirekebishaji cha nguvu ya thyristor 6 kW. Aina mbalimbali za marekebisho ya kipengele cha nguvu

Kwenye soko kompyuta za kibinafsi Kuna vifaa vya nguvu zaidi na zaidi vilivyo na virekebishaji vya nguvu vilivyojengwa ndani. Zinatengenezwa kwa kutumia anuwai nyaya zilizounganishwa, na hivyo kuwa na mipango mbalimbali ujenzi, ingawa kanuni za jumla miundo ya mzunguko (ambayo ilijadiliwa katika uchapishaji uliopita), karibu kufanana. Kwa hivyo, kwa kuangalia chip moja tu, ambayo ni UCC3818, tutapata wazo nzuri la usanifu wa vidhibiti vingi vya urekebishaji wa nguvu.

Chip ya UCC3818 ni ya familia ya vidhibiti vya kusahihisha nguvu, ambayo pia inajumuisha vidhibiti kama vile UCC2817, UCC2818 na UCC3817. Tofauti kati ya watawala wa familia hii iko katika viwango tofauti vya joto vya uendeshaji na maana tofauti Vipimo vya UVLO (voltage ya kugeuka kwa chip na voltage ya kuzima). Chips za familia ni vidhibiti vya PWM ambavyo hufanya kazi zote zinazohitajika urekebishaji amilifu kipengele cha nguvu. Vidhibiti hufanya iwezekane kuleta maadili ya kipengele cha nguvu kwa karibu umoja kwa kuunda fomu inayohitajika pembejeo ya sasa, kulingana na vigezo vya voltage ya pembejeo ya AC. Watawala wa familia hufanya kazi katika hali ya wastani ya sasa, ambayo inahakikisha utulivu wa sasa wa pembejeo na upotovu mdogo wa sinusoidality ya sasa ya mtandao.

Vidhibiti vya UCC x817/x818 vina sifa kuu zifuatazo:

- kutoa udhibiti wa kibadilishaji cha kuongeza;

- kikomo cha upotoshaji ulioletwa kwenye mtandao wa usambazaji;

- kutoa modulation ya makali ya kuongoza ya pigo la sasa;

- kuruhusu kufanya kazi na yoyote voltage mbadala, kutumika katika nchi zote za dunia;

- kutoa ulinzi dhidi ya overvoltage;

- kutoa kikomo cha matumizi ya nguvu kwa kiwango fulani;

- fanya kazi katika hali ya kati ya sasa;

- kutoa uboreshaji wa kupunguza kelele;

- kuwa na algorithm iliyoboreshwa ya udhibiti wa mbele;

- kuwa na thamani ya kawaida ya kuanzia sasa ya 150 μA;

- imeundwa kwa kutumia teknolojia ya chini ya nguvu ya BiCMOS.

Vidhibiti vya familia vilitengenezwa na Texas Instrument's na kuwa na mkondo wa chini na kiwango cha chini matumizi ya nguvu. Watawala hutumia teknolojia kwa ajili ya kurekebisha makali ya uongozi wa pigo la sasa, i.e. Muda wa mzunguko wa uendeshaji hurekebishwa kwa kubadilisha wakati wa kuanza kwa malipo ya capacitor ya laini (na sio wakati ambapo sasa ya malipo inacha). Teknolojia hii inafanya uwezekano wa kupunguza kiasi cha ripple kwenye capacitor ya kulainisha iliyowekwa kwenye pato la corrector ya nguvu, ambayo hatimaye inasababisha kupunguzwa kwa ukubwa wa capacitor hii, na, kwa hiyo, kwa kupunguzwa kwa gharama yake na gharama. ya mzunguko mzima.

Amplifier ya sasa ina kukabiliana na pembejeo ya chini (2 mV), ambayo inapunguza uharibifu wa sasa chini ya hali ya mzigo wa mwanga.

Mchoro 1 Usanifu wa mtawala wa PWM wa familia ya UCC3818

Mchoro wa kuzuia wa vidhibiti vya UCCx817/x818 PWM vinaonyeshwa kwenye Mchoro 1. Maadili ya kikomo ya vigezo kuu vya microcircuits yanawasilishwa kwenye Jedwali 1.

Jedwali 1. Mipaka ya Parameta ya UCC3818

Kigezo	Uteuzi	Maana
Ugavi wa voltage		18 V
Matumizi ya sasa		20 mA
Udhibiti wa sasa wa pato (unaoendelea)	IDRVOUT	0.2 A
Udhibiti wa pato la sasa	IDRVOUT	1.2 A
*CAI* , *MOUT* , SS
Ingiza voltage kwenye mawasilianoPKLMT
Ingiza voltage kwenye anwaniVSENSE , *OVP* / EN		10 V
Ingizo la sasa la mawasilianoRT , *IAC* , *PKLMT*		10 mA
Upeo wa voltage hasi kwenye anwaniDRVOUT , *PKLMT* , *MOUT*	VNEG	0.5V
Uharibifu wa nguvu
Halijoto ya kutengenezea (sekunde 10)	T SOL	300°C

Vidhibiti vinapatikana katika vifurushi vya pini 16 kama vile SOIC, PDIP, TSSOP. Usambazaji wa ishara katika mawasiliano ya microcircuit hutolewa kwenye Mchoro 2, na Jedwali la 2 linatoa maelezo ya ishara hizi.

Mtini.2 Pinout ya Chip UCC3818

Jedwali 2. Bandika kazi za chip ya UCC3818

№	Uteuzi	Maelezo
		"Dunia". Voltages zote hupimwa kulingana na anwani hii. AnwaniVCC Na *KUMB* lazima iunganishwe chini kupitia capacitors 0.1 µF, au kupitia capacitors kubwa za kauri.
	PKLMT	Kirekebishaji cha nguvu cha kuingiza kikomo cha sasa cha juu zaidi. Kizingiti cha kizuizi cha sasa ni kiwango 0 V. Ili kuzalisha kukabiliana na ishara ya kikomo cha sasa, mgawanyiko wa nje wa kupinga hutumiwa, unaounganishwa kwa upande mmoja na terminal "hasi" ya sensor ya sasa, na kwa upande mwingine, kwa chanzo cha voltage ya kumbukumbu.VREF . Sambamba iliyopatikana kwa hivyo inalingana na thamani ya sasa ya kilele. Upeo wa sasa hutokea wakati voltage ya mawasilianoPKLMT kupata chini 0 V.
	CAOUT	Pato la sasa la amplifier. Hili ndilo pato la op amp with mstari mpana maambukizi, ambayo hupima thamani ya mtandao wa sasa na kutoa amri kwa moduli ya upana wa mapigo ya kirekebisha nguvu. Hii hukuruhusu kuweka thamani inayohitajika ya mzunguko wa wajibu wa PWM. Vipengee vya fidia vya nje vimewekwa kati ya patoCAOUT na mlango *MOUT* .
		Ingizo la amplifier ya sasa isiyogeuza. Pembejeo hii hutumiwa kufuatilia thamani ya mtandao wa sasa kwa kutumia sensor ya sasa, ambayo hutumia upinzani wa chini wa upinzani. IngångCAI imeunganishwa kwa njia ya kupinga kwa upande wa sensor ya sasa ambayo imeunganishwa chini. Ukubwa wa mkondo mkuu hupimwa kwa tofauti inayoweza kutokea kwenye mgusoCAI na mawasiliano *MOUT* (ni kati ya mawasiliano haya mawili ambayo sensor ya sasa imewashwa).
	MOUT	Mawasiliano ya multiplexed, ambayo ni pato la multiplier na wakati huo huo pembejeo inverting ya amplifier ya sasa. Usanidi huu huboresha kinga ya mwingiliano na huruhusu utendakazi katika moduli inayoongoza ya urekebishaji. Imeshirikiwa na mtu anayewasiliana nayeCAI kutumika kudhibiti ukubwa wa mkondo wa mtandao.
		Ingizo la kizidishi cha Analogi. Mkondo huzalishwa kwa pembejeo hii ambayo ni sawia na thamani ya papo hapo ya voltage ya pembejeo. Kizidishi kimeundwa kwa namna ambayo inakuwezesha kufuatilia mabadiliko madogo sana katika sasa ya uingizaji. Imependekezwa thamani ya juu pembejeo sasa ni 500µA.
	VAOUT	Pato la amplifier ya hitilafu ya voltage. Hii amplifier ya uendeshaji Voltage ya pato inarekebishwa. Pato la amplifier ni mdogo wa ndani kwa takriban 5.5 V.
		Voltage ya usambazaji. Ishara inayolingana na wastani ( RMS ) thamani ya voltage. Ikiwa hakuna usambazaji wa nishati kwenye anwaniVFF voltage lazima iwekwe 1.4V.
	VREF	Rejelea pato la voltage. Katika pato hili voltage ya mara kwa mara imetulia ya 7.5V. Mkondo wa pato wa mwasiliani huyu unaweza kufikia thamani 20 mA, ambayo ni muhimu kuwezesha mizunguko ya nje ya pembeni. Microcircuit ina mzunguko wa kikwazo wa ndani wakati wa mzunguko mfupi. UtgångVREF marufuku na kuweka 0 V, ikiwa voltage ya usambazajiVcc chini ya kizingiti cha UVLO . Kati ya mawasilianoVREF na "chini" capacitor ya kauri ya shunt yenye uwezo wa karibu 0.1uF(au zaidi) ili kuhakikisha utulivu wa voltage ya kumbukumbu.
	OVP/EN	Pembejeo ya kulinganisha ya ndani, ambayo inakataza uendeshaji wa dereva wa pato la chip ikiwa voltage ya pato inazidi kiwango maalum.
	VSENSE	Inverting pembejeo ya amplifier makosa voltage. Kwa kawaida pembejeo hii inaunganishwa na mzunguko wa fidia na kwa pato la kibadilishaji cha kuongeza (kilichounganishwa kupitia mgawanyiko).
		Wasiliana kwa ajili ya kuunganisha kipingamizi cha kuweka masafa. Kipinga cha nje kilichounganishwa kati ya pini hii na ardhi huweka thamani ya sasa ya kuchaji capacitor iliyounganishwa na pin. C.T. . Inapendekezwa kuchagua thamani ya kupinga katika safu 10…100 kOhm. Ilipimwa voltage saa mawasiliano haya sawa 3B.
		Wasiliana na programu laini ya kuanza. Capacitor ya nje imeunganishwa kwenye pini hii. Capacitor hutoka ikiwa voltage ya usambazaji Vcc inakuwa chini. Ikiwa operesheni ya kuanza laini imewezeshwa, capacitor ya nje huanza kushtakiwa na chanzo cha ndani cha sasa. Mawasiliano ya voltage SS hutumika kama ishara ya hitilafu wakati wa kuwasha chipu, kuruhusu upana wa mipigo ya kutoa kurekebishwa. Katika kesi wakati voltage ya usambazajiVcc maporomoko, ishara *OVP* / EN haraka huanguka chini 1.9V na capacitor ya njeSS haraka huondoa na kuzuia uendeshaji wa PWM.
		Wasiliana kwa kuunganisha capacitor ya kuweka frequency. Capacitor ambayo huweka mzunguko wa PWM imeunganishwa kati ya mawasiliano haya na ardhi. Capacitor hii inapaswa kuwa iko karibu na ardhi iwezekanavyo.
		Voltage chanya ya usambazaji. Kwa operesheni ya kawaida, ingizo hili lazima liunganishwe na chanzo kilichoimarishwa ambacho hutoa mkondo wa pato wa angalau 20 mA na voltage ya 10…17 V. Kuwasiliana Vcc Capacitor ya shunt lazima iunganishwe moja kwa moja ili kunyonya mipigo ya sasa inayohitajika ili kuchaji uwezo wa lango la lango la nje. MOSFET -transistor. Ili kuzuia uundaji wa mipigo ya pato isiyo ya kawaida kwenye mgusoDRVOUT , dereva wa pato la mtawala lazima azuiliwe hadi voltage kwenye mawasilianoVccinazidi kizingiti cha juu UVLO na iko chini ya kizingiti cha chini UVLO.
	DRVOUT	Ishara ya pato inadhibiti kubadili nguvu ya nje, ambayo hutumia transistor ya athari ya shamba, yaani, ishara za udhibiti wa lango la transistor ya athari ya shamba huzalishwa kwenye pato. Njia ya kutoka ni njia ya kutoka ya totemic iliyojengwa juu yake MOSFET - transistors. Kati ya kutokaDRVOUT na mfululizo wa kupinga sasa-kikwazo lazima imewekwa kwenye lango la transistor ya nje ya athari ya shamba, ambayo inahakikisha kufanana kati ya upinzani wa pato la microcircuit na upinzani wa lango. Kipinga huepuka upakiaji wa patoDRVOUT .

Hebu tuzingatie chaguo la vitendo matumizi ya chipu ya UCC3818 kama sehemu ya usambazaji wa umeme wa HPC 360-302. Ugavi huu wa umeme hutumia corrector ya nguvu ya juu-frequency ya kazi, imewekwa mara moja baada ya daraja la diode (Mchoro 3). Pembejeo ya mzunguko wa kurekebisha nguvu ni pointi zilizoteuliwa BD + ("plus" ya daraja la diode) na BD- ("minus" ya daraja la diode). Kwa hivyo, voltage ya takriban 300V inatumiwa kwa pembejeo ya corrector ya nguvu. Pato la kusahihisha nguvu ni Vo voltage ya karibu 400V (kuhusiana na hatua ya GND).

Mtini.3 Nafasi ya kirekebisha nguvu katika usambazaji wa umeme wa HPC 360-302

Mchoro wa mpangilio Kirekebishaji cha nguvu cha umeme cha HPC 360-302 kinaonyeshwa kwenye Mchoro 4.

Mchoro wa 4 wa kirekebishaji cha umeme cha HPC 360-302.

Voltage ya ugavi Vcc kwa mtawala wa UCC3818 inazalishwa na mdhibiti jumuishi wa voltage +12V aina 7812 (IC1). Voltage isiyo na utulivu ya mara kwa mara ya 15 ... 20 V hutolewa kwa pembejeo ya utulivu huu. Voltage hii inazalishwa na kibadilishaji cha kusubiri cha ugavi wa umeme. Upepo wa ziada hutumiwa kuunda kibadilishaji cha mapigo kibadilishaji cha wajibu (Mchoro 5). Mapigo yanayotokana na vilima hivi hurekebishwa na diode D8 na kulainisha na capacitor C10. Voltage inayotokana ni mdogo na diode ya Zener ZD1. Kwa hivyo, mtawala wa UCC3818 huanza mara moja mara tu usambazaji wa umeme unapowashwa na kibadilishaji cha kusubiri kuanza kufanya kazi.

Mtini.5 Uundaji wa voltage ya usambazaji kwa UCC3818 katika kirekebisha nguvu cha usambazaji wa umeme wa HPC 360-302

UCC3818 huwashwa wakati voltage ya Vcc kwenye pini 15 inapozidi 10.2 V.

Wakati mtawala amewashwa, voltage ya kumbukumbu ya VREF ya 7.5 V inaonekana kwenye pini 9, voltage ya sawtooth ya jenereta ya mzunguko wa ndani inaonekana kwenye pin 14 (CT), na kwa pato, kwenye pin 16 (DRVOUT), mapigo ya mraba. Mapigo ya pato ya mtawala hudhibiti swichi ya nguvu ya nje, ambayo katika mzunguko huu huundwa na transistors mbili za athari ya shamba QF1 na QF2 zilizounganishwa kwa sambamba. uunganisho sambamba transistors mbili inakuwezesha kuongeza nguvu ya mzunguko.

Kubadilisha transistors QF1 na QF2 husababisha kuundwa kwa sasa ya pulse katika inductor L1. Choke hii labda ni sehemu "kuu" ya mzunguko mzima. Mapigo yanayotokana na indukta yana amplitude inayozidi 300V kwa kiasi kikubwa. Mapigo haya yanarekebishwa na diode D7, na kusababisha voltage mkondo wa moja kwa moja kuhusu 400V.

Kazi ya sensor ya sasa katika mzunguko inafanywa na resistors mbili za juu-nguvu R14/R14A zilizounganishwa kwa sambamba. Kushuka kwa voltage kwenye vipinga hivi ni sawia na sasa inayotolewa na mzunguko kutoka kwa mtandao. Kushuka kwa voltage hii kunatathminiwa na mtawala kupitia pini za kuingiza CAI (pini 4) na MOUT (pini 5). Kwa kuongeza, sasa inayozidi thamani ya kikomo inafuatiliwa kupitia pin 2 (PKLMT). Kadiri matumizi ya sasa yanavyoongezeka, ndivyo voltage inavyopungua kwenye pini 2.

Voltage ya pato ya kirekebisha nguvu imeonyeshwa kwenye mchoro kama Vo. Ukubwa wa voltage hii inadhibitiwa na microcircuit ya UCC3813 kupitia pembejeo za VSENSE (pin 11) na OVP/EN (pin 10). Voltage ya pato hutolewa kwa pini hizi kwa njia ya mgawanyiko wa kupinga, ambayo inajumuisha resistors R2/R3/R4/R5/R19. Sakiti ya fidia ya amplifier ya hitilafu ya voltage ina vipengele C7/C15/R7 na imeunganishwa kati ya pin 11 (VSENSE) na pin 7 (VAOUT).

Muda wa kipindi cha "kuanza laini", ambapo muda wa mipigo ya pato la mtawala huongezeka vizuri wakati inapowashwa, huwekwa na capacitor C4 iliyounganishwa na pin 13 (SS).

Matumizi ya urekebishaji wa kipengele cha nguvu cha jumla kwa mizigo ya makazi na viwanda husababisha kupunguzwa kwa upotovu wa harmonic bila hitaji la kusakinisha virekebishaji vya nguvu vya gharama kubwa katika kila kifaa cha watumiaji.

Wakati wa kurekebisha sasa mbadala ya sinusoidal na kuchuja capacitive kutoka kwa chanzo, mapigo makubwa ya sasa ya amplitude hutumiwa. Vilele vya sasa vinaweza kufikia 600% ya sasa inayotumiwa na mzigo wa mstari wa kupinga wa nguvu sawa. Virekebishaji vichujio vya uwezo vinavyotumika katika usambazaji wa umeme wa mains husababisha kukatizwa kwa sasa. Inapita tu ikiwa voltage ya AC inazidi voltage ya DC kwenye capacitor. Muda wakati malipo ya sasa ya capacitor huamua angle ya mtiririko wa sasa wa kurekebisha. Sababu hii ya nguvu ya pembe au mzigo inategemea impedance ya chanzo, ukubwa wa capacitance, na ukubwa wa mzigo wa kubadilisha fedha. Kwa mzigo wa mwanga angle ya sasa inaweza kuwa digrii chache tu, lakini kwa mzigo kamili angle hii itakuwa kubwa. Lakini hata na mizigo mizito sasa si kuendelea, ni katika mfumo wa kunde mfupi na amplitude kiasi kikubwa na ina harmonics wengi juu.

Kwa hiyo, marekebisho ya kawaida ya AC, ambayo hutumiwa katika mizunguko ya pembejeo Vifaa vingi vya nguvu kwa vifaa vya elektroniki vilivyounganishwa kwenye mtandao ni suluhisho lisilo na maana sana ambalo hujenga matatizo mengi. Katika viwango vya juu nguvu (kutoka 200 hadi 500 W na hapo juu), matatizo haya huwa makubwa zaidi.

Upeo wa sasa ulioelezwa husababisha uharibifu mkubwa katika voltage ya mtandao na hasara za ziada. Pia inazalisha aina mbalimbali za harmonics ambazo zinaweza kuingilia kati na vifaa vingine. Kutokana na kupotoshwa kwa sura ya sasa, kipengele cha nguvu kinashuka hadi thamani ya karibu 0.45. Mtandao wa kebo, ufungaji yenyewe, transfoma - kila kitu kinapaswa kuundwa kwa kuzingatia maadili ya sasa ya kilele. Matone makubwa ya voltage kutokana na kupotosha lazima yalipwe fidia.

Vilele vya sasa husababisha usumbufu wa mionzi. Uingiliaji wa mionzi unaotokana na ubadilishaji wa juu-frequency ya vibadilishaji vya mapigo unajulikana sana na huondolewa kwa kutumia vichungi maalum ambavyo vimewekwa ndani yote. vifaa sawa. Mipigo ya sasa ya mara kwa mara ambayo hutokea wakati chanzo cha nguvu kinachaji ni aina nyingine ya kuingiliwa. Huenda zikaathiri utendakazi wa vifaa nyeti vilivyounganishwa kwa nishati ya AC.

Kuna aina mbili za ushawishi kama huo. Kwanza, mipigo mikubwa ya sasa ya amplitude hutoa sehemu za sumakuumeme zenye nguvu ya kutosha kuathiri vikuzaji nyeti. Pili, kwa kuwa mtandao wa AC una kizuizi cha chanzo kisicho sifuri, vilele vikubwa vya sasa husababisha kilele cha wimbi la sine ya voltage "kukatwa." Hali hii inaonyeshwa wazi katika Mtini. 1. Upanuzi wa curve sambamba katika mfululizo wa Fourier unaonyesha hilo ukweli huu kwa kiasi kikubwa hupunguza sababu ya nguvu.

Upotoshaji huo wa voltage unaweza kuathiri vibaya vifaa vinavyotegemea mkondo wa sinusoidal kufanya kazi. Iwapo zaidi ya kifaa kimoja kimeunganishwa kwenye mtandao uliopotoshwa, tatizo huwa mbaya zaidi kwa sababu vidhibiti vya pembejeo vya kila usambazaji wa nishati huchajiwa wakati wa kiwango cha juu cha voltage ya wimbi la sine.

Athari ya kipengele cha nguvu ya chini na maumbo yanayotokana na virekebishaji vichujio vya capacitive imekuwa tatizo kwa muda mrefu. Harmonics kama hizo lazima zizimishwe, ndiyo sababu kiwango cha IEC 61 000-3-2 kilitengenezwa na kupitishwa. Utafiti wa kiwango hiki unaonyesha kuwa kufuata kunasababisha kupunguzwa kwa kiwango cha harmonics yanayotokana na vifaa, lakini kiwango hakihitaji ukandamizaji kamili wa uharibifu au kipengele cha nguvu kilichoboreshwa. Kwa hivyo, mtandao ulio na kiwango kidogo cha upotoshaji unakubaliana na kiwango bila kukandamiza kabisa maelewano au kuongeza sababu ya nguvu ya vifaa vya nguvu kwa umoja. Kwa mazoezi, idadi ya vifaa vinavyounganishwa kwenye mtandao inavyoongezeka, jumla ya sasa ya harmonic inaweza kuongezeka.

Ili kupunguza matatizo yaliyoelezwa hapo juu, mipango ya kurekebisha kipengele cha nguvu inazidi kutumika. Mipango hiyo, hata hivyo, huongeza gharama, hivyo suluhisho mbadala Labda mpango wa jumla urekebishaji wa sababu ya nguvu. Katika Mtini. Mchoro wa 2 unaonyesha maumbo ya sasa ya nguvu sawa ya mzigo iliyounganishwa kwa saketi ya kirekebishaji yenye uchujaji wa capacitive na bila saketi inayotumika ya kusahihisha kipengele cha nguvu.

Njia za kurekebisha kipengele cha nguvu

Sababu kuu ya sababu ya chini ya nguvu na mzunguko wa juu wa sasa unaotokana na kubadili vifaa vya nguvu ni mkondo wa malipo ya ripple ya kichujio cha pembejeo. Kwa hiyo, suluhisho ni kuanzisha vipengele ili kuongeza angle ya mtiririko wa sasa wa kurekebisha. Kuna njia nyingi za kutatua tatizo hili:

urekebishaji wa kipengele cha nguvu tu na kinachofanya kazi,
uchujaji tu au amilifu wa maumbo kwenye mtandao
kukubali voltage/ya sasa isiyo ya sinusoidal katika mfumo kama kawaida.

Maarufu zaidi ni utumiaji wa miradi ya kurekebisha nguvu inayofanya kazi na ya juu-frequency. Hapo chini tutazingatia mapitio mafupi marekebisho ya passiv na itachambua kwa undani urekebishaji wa kipengele cha nguvu amilifu.

Marekebisho ya kipengele cha nguvu kisichobadilika

Marekebisho ya kipengele cha nguvu cha passiv huja chini ya matumizi ya inductance katika mzunguko wa pembejeo, yaani, kinachojulikana kichujio cha kuingiza kwa kufata. Ikiwa thamani ya inductance ni kubwa ya kutosha, huhifadhi nishati ya kutosha ili kuweka kirekebishaji kifanye kazi katika nusu ya mzunguko mzima na kupunguza upotoshaji wa usawa unaotokana na kukatizwa kwa mkondo kupitia kirekebishaji. Katika mazoezi, marekebisho ya sababu ya nguvu ya passiv hupunguza mikondo ya harmonic na inaboresha kwa kiasi kikubwa kipengele cha nguvu, lakini haisuluhishi kabisa tatizo. Katika Mtini. Kielelezo 3a kinaonyesha mchoro uliorahisishwa wa urekebishaji wa kipengele cha nguvu tulichonacho, na Mtini. 3b - voltage ya kawaida ya pembejeo na mawimbi ya sasa. Mzunguko hutoa kupotosha chini ikilinganishwa na mzunguko usiofaa, lakini ina matumizi ya juu nguvu tendaji kwa mzunguko wa mtandao. Kwa hivyo, kuna mpito kutoka kwa kipengele cha nguvu kwa wigo mzima wa harmonics hadi kipengele cha nguvu kwa mzunguko wa harmonic ya msingi.

Marekebisho ya kipengele cha nguvu kinachotumika

Kwa urekebishaji amilifu wa kipengele cha nguvu ya masafa ya juu, mzigo unakuwa kama ukinzani amilifu, ilhali kipengele chake cha nguvu kiko karibu na umoja, na ukubwa wa maumbo yanayozalishwa hautumiki. Umbo la sasa la kuingiza ni sawa na lile lililoonyeshwa kwenye Mtini. 2. Wakati huo huo, faida zote za ubadilishaji wa mapigo hutolewa ( ukubwa mdogo na wingi). Mipangilio mbalimbali inaweza kutumika, ikiwa ni pamoja na kuongeza na kubadilisha fedha. Kigeuzi cha kuongeza kinaelezewa hapa kwa sababu ya unyenyekevu wake na umaarufu.

Katika Mtini. Mchoro wa 4 unaonyesha mchoro uliorahisishwa wa urekebishaji wa kipengele cha nguvu amilifu. Kama jina la kibadilishaji cha kuongeza kasi inavyoonyesha, voltage yake ya pato ni kubwa kuliko voltage ya pembejeo. Wakati huo huo, kiasi cha nishati iliyohifadhiwa kwenye capacitor ya chujio (C 0) huongezeka, Mtini. 4. Kigeuzi cha nyongeza kinaweza kutoa vigezo thabiti vya pato ndani mbalimbali voltages ya pembejeo. Inazalisha voltage ya juu kwenye capacitor ya pato bila kujali mabadiliko katika voltage ya pembejeo. Kwa hivyo, wakati wa kushikilia voltage inakuwa huru na voltage ya mtandao. Hii pia hufanya vifaa kuwa chini ya kuathiriwa na sags za voltage.

Mzunguko hudhibiti sura ya voltage ya pembejeo iliyorekebishwa na rectifier ya wimbi kamili, thamani ya wastani ya voltage ya pembejeo, na voltage ya pato (V0). Kulingana na haya ishara tatu Sura ya sasa ya pembejeo ya wastani inarekebishwa kwa mujibu wa voltage ya mtandao iliyorekebishwa na wakati huo huo voltage ya pato inadhibitiwa wakati voltage ya mtandao na ukubwa wa mzigo hubadilika. Ili kutoa urekebishaji wa kipengele cha nguvu, muundo wa wimbi wa sasa wa kidhibiti cha kuongeza nguvu hulinganishwa na muundo wa mawimbi ya pembejeo kwa udhibiti. Kubadilisha MOSFET(Q). Ili kudhibiti mkondo wa kuingiza data, modi ya juu zaidi ya udhibiti wa sasa au hali ya wastani ya udhibiti inaweza kutumika. Kuna njia nyingi za kusoma maadili ya sasa. Kama inavyoonyeshwa kwenye Mtini. 4, resistor (Rs) inaweza hata kutumika kwa hili.

Saketi hii ya udhibiti wa kipengele cha nguvu hudhibiti mkondo wa umeme kupitia kiongeza nguvu (Ip) kwa kurekebisha upana wa mapigo. Mzunguko wa uendeshaji huchaguliwa juu ya kutosha ili kudumisha sasa inayoendelea kwa njia ya inductor, na kufanya inductor kuwa chanzo cha sasa kilichodhibitiwa. Kwa kutumia voltage ya chanzo iliyorekebishwa na muundo wa wimbi la sasa kama ishara za marejeleo, mkondo kupitia kichochezi, ambayo ni ya sasa inayotolewa kutoka kwa chanzo, inakuwa sinusoidal na kwa awamu na voltage ya chanzo, huku ikidumisha kipengele cha nguvu cha juu. Mzunguko wa udhibiti wa voltage ya kibadilishaji hudhibiti mkondo kupitia kiboreshaji cha kuongeza nguvu. Kwa hivyo, sasa inayotolewa kutoka kwa chanzo imedhamiriwa na hitaji la kudumisha voltage isiyobadilika (takriban 390 V) kwenye capacitor ya kichungi (V0) kama voltage ya pembejeo ya AC, mzigo wa DC, na. kuweka thamani Nakadhalika.

Vipengele maalum vya shida

Kwa kawaida, vifaa vya chini vya nguvu vinavyounganisha kwenye mtandao katika ofisi na nyumba vinajumuisha taa za fluorescent, taa za incandescent, motors ndogo za umeme, kompyuta, terminal vifaa vya kompyuta, vichapishaji, TV, nk. Vifaa vya elektroniki vya nguvu ya chini vilivyojengwa kwa kutumia saketi za kitamaduni hutumia kilele cha sasa kisicho na sinusoidal kilichojadiliwa hapo juu. Ingawa ukadiriaji wa nguvu wa vifaa kama hivyo mara chache huzidi W 200, athari yao ya jumla inaweza kuwa muhimu sana. Kwa upande mwingine, taa za fluorescent, taa za incandescent na motors za umeme huchota sasa sinusoidal, na kupotoka yoyote ya kipengele cha nguvu kutoka kwa umoja kunaweza kusahihishwa kwa kutumia capacitor ya shunt. Taa zote za kisasa za fluorescent zilizo na ballast ya elektroniki zina mzunguko wa kurekebisha sababu ya nguvu. Kwa hiyo, somo la kuzingatia kwetu ni mdogo kwa vifaa vya umeme, vinavyojumuisha kompyuta, vifaa vya terminal vya kompyuta, printers, televisheni, nk.

Ili kupunguza tatizo hilo, EU imepitisha kiwango cha IEC 61000-3-2 tangu Januari 2001. Kwa bahati mbaya, wazalishaji wengi wa umeme leo wanaona kuwa njia rahisi na ya gharama nafuu ya kufikia kufuata ni kufunga inductor ndogo ya mfululizo katika mzunguko wa pembejeo. Kiingizaji hiki hubadilisha umbo la mkondo wa kuingiza data, na kuruhusu vikomo vya Daraja D vikali zaidi vya IEC 61 000-3-2 kubadilishwa na vikomo vya Daraja A. Njia hii ya kufikia utiifu haizingatii wazo la asili la kiwango. Bila shaka, choke hupunguza rasmi kiasi cha harmonics ya sasa inayotokana na vifaa, lakini haina kutatua tatizo kwa ujumla. Tunaweza kusema kwamba throttle inaboresha hali katika kesi ya mtu binafsi.

Hata hivyo, fikiria hali ambapo maelfu ya vifaa vile vinaunganishwa kwenye mtandao. Ikiwa kila kifaa kimepunguza upotoshaji, jumla ya sasa pia haijapotoshwa. Bila shaka, pia kuna kikomo kwa idadi ya vifaa vinavyoweza kushikamana bila kuvuruga kwa kiasi kikubwa, lakini kikomo hiki ni cha juu zaidi kuliko kwa vifaa bila choke. Mikondo ya harmonic inayozunguka kati ya mizigo hiyo na jenereta kupitia mistari ya nguvu itakuwa muhimu. Kwa hivyo, chokes zilizowekwa kwenye kila kifaa hutatua shida ya kufuata kiwango cha mtengenezaji wao, lakini kwa kiwango cha kimataifa shida iko mbali na kutatuliwa.

Hivi sasa, suluhisho pekee la tatizo hili ni kujenga urekebishaji wa kipengele cha nguvu katika kila kifaa. Hata hivyo, hii huongeza gharama na inapunguza kuegemea kwa vifaa kutokana na kuongezwa kwa vipengele vya mzunguko wa kurekebisha kipengele cha nguvu. Mara nyingi, matumizi ya mzunguko wa ziada wa kurekebisha kipengele cha nguvu katika vifaa vya chini vya nguvu haiwezekani kwa sababu za kiuchumi.

Sakiti ya jumla ya kurekebisha sababu ya nguvu

Kabla ya kuzingatia mzunguko wa jumla wa urekebishaji wa kipengele cha nguvu, hebu tujaribu kuelewa kanuni ya uendeshaji ya mzunguko wa kawaida wa kurekebisha kipengele cha nguvu kwa kifaa cha umeme cha chini cha nguvu. Mizunguko ya ndani ya vifaa vile haipatikani moja kwa moja kutoka kwa voltage iliyorekebishwa iliyopokea kutoka kwa mtandao wa usambazaji wa nguvu. Kigeuzi kilichojengewa ndani cha DC-DC hubadilisha usambazaji wa umeme wa volti ya juu iliyorekebishwa kuwa volteji ya chini, kama vile 5 V au 12 V, ambayo hutumika kuwasha mizunguko ya semiconductor ya ndani ya kifaa.

Katika Mtini. Mchoro wa 3a unaonyesha mchoro uliorahisishwa wa mzunguko wa pembejeo wa kawaida wa kifaa cha elektroniki cha nguvu kidogo. Mzigo ni kubadilisha fedha DC voltage, ambayo imetajwa hapo juu. Voltage ya mtandao inarekebishwa ili kutoa voltage ya juu isiyodhibitiwa kwenye capacitor ya chujio (C0). Mikondo ya harmonic inayotokea wakati wa kuchaji capacitor hii inakandamizwa na inductor ya mfululizo (L). Hii inafanikisha urekebishaji wa kipengele cha nguvu tulivu. Kwa mabadiliko ya kawaida ya voltage ya mstari ndani ya 230 V ± 10%, kibadilishaji lazima kitengenezwe kwa kushuka kwa voltage ndani ya 230 V ± 20%. Kwa hivyo, voltage ya mara kwa mara kwenye capacitor ya chujio itatofautiana kutoka Vin (min) hadi Vin (max):

Kwa hivyo, kibadilishaji kinachofuata cha DC-DC lazima kiwe na safu ya udhibiti wa 260 hadi 390 V. Kwa kuongeza, kifaa kitafanya kazi na polarity yoyote ya usambazaji wa umeme wa DC, mradi voltage yake ya pato ni kati ya 260 na 390 V, kutokana na uwepo wa kurekebisha daraja. Wakati wa kufanya kazi kwa sasa ya DC, kichocheo cha marekebisho ya kipengele cha nguvu kisichofanya kazi hakina kazi. Uendeshaji kwa sasa moja kwa moja, bila shaka, hauongoi kuonekana kwa mikondo ya harmonic kwenye pembejeo. Kwa hivyo, tunaweza kuhitimisha kuwa vifaa vya chini vya nguvu vinaweza pia kufanya kazi kwenye voltage ya DC ya karibu 390 V.

Ukweli huu unatumiwa na mpango wa jumla wa kurekebisha kipengele cha nguvu kilichowasilishwa katika karatasi hii. Kutumia mkondo wa moja kwa moja kuna faida zingine. Mpango uliopendekezwa unajadiliwa kwa undani hapa chini.

Mzunguko wa jumla wa kusahihisha kipengele cha nguvu huchukulia kuwa vifaa vyote vya elektroniki vya nguvu ya chini hufanya kazi kutoka kwa mains au basi ya DC. Kwa kutokuwepo kwa vikwazo juu ya polarity ya voltage ya pembejeo ya DC ya vifaa vile, katika mazoezi inawezekana kuunganisha idadi yoyote ya vifaa vinavyoweza kuwasha chanzo cha voltage DC. Katika Mtini. Mchoro wa 5 unaonyesha mchoro uliorahisishwa ambapo vifaa 30 vya nguvu ndogo vimeunganishwa pamoja. vifaa vya elektroniki. Viunganisho vya waya kati ya chanzo cha voltage ya DC na mizigo husababisha kushuka kwa voltage. Kama ilivyoelezwa hapo juu, voltage ya mfumo wa DC voltage ya chini inapaswa kuwa kati ya 260 na 390 V.

Kizuizi pekee cha mzunguko huu ni shida ya kuchagua swichi ya pembejeo ya kila kifaa. Hili ni suala la usalama. Ni lazima izingatiwe kwamba swichi hizo zinapaswa kuundwa kufanya kazi kwa voltage ya 390 V DC. Sasa pembejeo imepunguzwa kwa kiasi kikubwa wakati wa kufanya kazi kwa 390 VDC, hivyo kubadili kunaweza kupimwa kwa chini ya sasa. Kwa hivyo kubadili DC hakutabadilisha gharama ya mhalifu huyu sana. Kwa kuongeza, vifaa vile mara nyingi huunganishwa kupitia UPS, katika hali ambayo hakuna haja ya wiring ya ziada.

Ukadiriaji wa nguvu wa chanzo cha voltage ya DC imedhamiriwa na ukadiriaji wa nguvu wa kila kifaa na idadi ya vifaa ambavyo lazima viweze kuendeshwa nayo. Katika kesi hii, ni muhimu kuchagua chanzo cha nguvu kwa chanzo hiki cha voltage. Hii inaweza kuwa betri au kigeuzi kingine cha AC/DC ambacho hutengeneza ulinganifu isipokuwa iwe na sakiti amilifu ya urekebishaji wa kipengele cha nguvu kwenye ingizo. Katika Mtini. 6 inaonyesha kilichorahisishwa mpango wa muundo kifaa kilichopendekezwa. Vifaa vya umeme vya nguvu ya chini vinaendeshwa na chanzo cha voltage ya DC na saketi amilifu ya urekebishaji sababu ya nguvu ya pembejeo. Voltage ya pembejeo ya AC inarekebishwa na mzunguko unaotumika wa kurekebisha kipengele cha nguvu hutoa voltage ya 390 V DC iliyodhibitiwa.

Nguvu iliyopimwa ya mzunguko wa urekebishaji wa sababu ya nguvu imedhamiriwa na aina na idadi ya vifaa vya mwisho. Inafaa kumbuka kuwa kwa sasa inachukuliwa kuwa ya vitendo kujenga mizunguko ya kusahihisha nguvu inayotumika kuwa na nguvu ya karibu 6 kW. Vifaa vya umeme vya chini vya nguvu vinaweza kushikamana na voltage ya pato la DC: kompyuta, vifaa vya terminal vya kompyuta, printa, televisheni, nk. Kwa kudhani kuwa nguvu ya kawaida ya kompyuta iliyo na mfuatiliaji ni takriban 200 W, mfumo wa kusahihisha kipengele cha nguvu cha 6 kW unaweza kuwasha takriban mifumo 30 ya kompyuta. Kwa hivyo, tuna sakiti ya kusahihisha kipengele cha nguvu ambacho huwezesha mifumo 30 ya kompyuta iliyo na mikondo ya uelewano isiyo na maana na kipengele cha nguvu cha umoja.

Matokeo ya majaribio

Ili kupata ufahamu bora wa mzunguko hapo juu, uigaji ulifanyika katika P-Spice. Matokeo yake yalilinganishwa na matokeo yaliyopatikana kwenye mfano wa 600 W wa saketi iliyopendekezwa ya kusahihisha kipengele cha nguvu iliyojengwa na sisi. Mfumo amilifu wa kusahihisha kipengele cha nguvu una kipengele cha nguvu cha umoja na kwa hivyo ni mzigo amilifu wa 600 W. Katika Mtini. Kielelezo 7a kinaonyesha mzunguko unaotumika kuiga urekebishaji wa kipengele cha nguvu amilifu. Katika Mtini. 7b inaonyesha mchoro wa uigaji wa tatu sambamba zilizounganishwa mizigo ya kompyuta kwa 200 W. Mizigo hii iliundwa kama vifaa vya umeme vya modi ya kubadili (SMPS) yenye nguvu ya mara kwa mara ya 200 W, ikiwa na urekebishaji wa kipengele cha nguvu kisichobadilika. Yao mzunguko wa ndani sawa na mchoro kwenye Mtini. 3a.

Matokeo ya mfano wa mikondo ya pembejeo na harmonics zao za kompyuta tatu na nguvu ya 200 W kwa kulinganisha na mzigo wa kupinga na nguvu ya 600 W na kipengele cha nguvu cha umoja huonyeshwa kwenye Mtini. 7c na 7d. Tofauti kubwa ya maadili ya kimsingi ya sasa kati ya saketi za kusahihisha sababu za nguvu zisizo na nguvu na zinazotumika zilizopakiwa kwa 600 W huzingatiwa kwa sababu sakiti ya urekebishaji ya sababu ya nguvu hutumia mkondo usio wa sinusoidal na maudhui ya juu ya harmonic na hufanya kazi kwa sababu ya chini ya nguvu.

Oscillogram mtini. 8a inaonyesha matokeo ya vipimo vilivyofanywa kwenye kompyuta tatu na nguvu ya 200 W iliyounganishwa kwa sambamba. Kompyuta hizi zote zina mizunguko ya kusahihisha kipengele cha nguvu cha ndani. Mkondo wa 1 unaonyesha mawimbi ya voltage ya pembejeo, kituo cha 2 kinaonyesha sasa inayotumiwa na kompyuta hizi tatu na nguvu ya mara kwa mara ya 200 W bila mzunguko wa kawaida wa kusahihisha kipengele cha nguvu. Ikumbukwe kwamba voltage ya AC ina umbo la bapa kwa sehemu ya juu ya wimbi la sine. Kama ilivyoelezwa tayari, sababu ya hii ni uwepo wa vifaa kadhaa vya umeme vya chini vilivyounganishwa kwenye mtandao. Thamani ya THD ya voltage iliyopimwa ilikuwa takriban 4% katika saketi yenye urekebishaji wa kipengele cha nguvu cha kati na katika saketi yenye urekebishaji wa kipengele cha nguvu kinachotumika.

Oscillogram mtini. 8b inaonyesha matokeo ya vipimo vilivyochukuliwa kwenye mfano wa W 600 wa mpango unaopendekezwa wa kurekebisha kipengele cha nguvu kilichounganishwa kwenye gridi ya taifa. Matokeo ya kipimo yanahusiana na matokeo ya kuiga. Channel 1 inaonyesha sura ya voltage ya pembejeo, chaneli 2 inaonyesha sura ya sasa inayotumiwa na mzunguko wa urekebishaji wa sababu ya nguvu na mizigo mitatu ya mara kwa mara iliyounganishwa nayo kwa fomu. vyanzo vya mapigo usambazaji wa umeme na nguvu ya 200 W.

Faida za mpango uliopendekezwa

Mpango uliopendekezwa wa kurekebisha sababu ya nguvu una faida kadhaa za moja kwa moja na zisizo za moja kwa moja. Faida za kiuchumi zilizojadiliwa hapa chini hufanya mpango huu kuvutia kwa matumizi ya viwandani. Faida zingine za mfumo hufuata kutoka kwa hii.

Faida za kiuchumi

Hebu tutathmini faida za kiuchumi zinazoweza kupatikana kwa kutumia mpango uliopendekezwa. Ili kufanya hivyo, tutaamua makadirio ya jumla ya gharama zinazohitajika kutekeleza urekebishaji wa kipengele cha nguvu katika mifumo 30 ya mtu binafsi ya kompyuta yenye ukadiriaji wa nguvu wa 200 W na kuzilinganisha na gharama za mpango wa jumla wa kurekebisha kipengele cha 6 kW.

Mzunguko umeundwa kufanya kazi wakati voltage ya mstari inabadilika ndani ya 230 V ± 20% na ni sawa na mzunguko katika Mtini. 4. Takwimu haionyeshi modi ya kawaida na vichujio vya hali ya kutofautisha ambavyo vinatakiwa kukidhi mahitaji ya EMC. Gharama ya kichujio kuingiliwa kwa sumakuumeme kwa mzunguko wa urekebishaji wa sababu ya nguvu ya 200 W inakadiriwa kuwa $ 1.5, na kwa mzunguko wa marekebisho ya nguvu ya kW 6 inakadiriwa kuwa $ 10.

Wakati wa kujenga urekebishaji wa kipengele cha nguvu amilifu katika kila mfumo wa kompyuta, hatutazingatia gharama ya kirekebishaji daraja la pembejeo (BR1) na kichujio cha kichungi (C o), kwa kuwa kompyuta zilizo na urekebishaji wa kipengele cha nguvu tulichohitaji pia vipengele hivi. Kwa mzunguko wa marekebisho ya nguvu ya 6kW, gharama ya daraja la pembejeo (BR1) na capacitor ya pato (C0) lazima izingatiwe. Kwa kuwa daraja lazima litoe mzigo wa 6 kW saa voltage ya chini mtandao Vin(min) = 184 V, sasa yake iliyopimwa I br imedhamiriwa na usemi hapa chini. Voltage iliyokadiriwa ya kirekebishaji daraja lazima iwe angalau 400 V.

Kwa hivyo, kirekebishaji cha daraja kilichochaguliwa ni 35 A/1200 V aina ya GBPC3512W. Kimataifa Rectifier inafaa kabisa kwa kusudi hili. Kichujio cha pato ni muunganisho sambamba wa capacitor mbili za 3300 µF/400 V. Hii inakidhi mahitaji ya uwezo wa kichujio cha capacitor (1 µF/W). Saketi ya udhibiti inapaswa kutumia chipu ya kusahihisha kipengele cha nguvu kwa matumizi ya viwandani UC3854AN kutoka Texas Instruments.

Thamani ya juu ya sasa (I p) kupitia choke ya kuongeza (L) au transistor ya MOSFET (Q) inategemea kiwango cha chini. thamani ya ufanisi voltage ya pembejeo Vin(min), nguvu ya juu zaidi ya pato (Pini) na mkondo wa ripple (ΔI) wa kiindukta. Kwa kuchukua thamani ya ripple kama 20%, tunaweza kubainisha thamani ya juu zaidi ya sasa (I p) kama inavyoonyeshwa hapa chini. Kuchagua thamani ndogo ya ripple husababisha kuongezeka kwa ukubwa wa inductor, na kwa thamani kubwa ya pulsation, kupungua kwa ukubwa wa inductor hulipwa na ongezeko la hasara za juu-frequency ndani yake. Hasara hizi zilizoongezeka kwa upande wake zinahitaji kuongezeka kwa ukubwa wa kibadilishaji kwa ajili ya kupoeza na kuruhusu matumizi ya waya wa vilima uliokwama. Kuongezeka kwa mkondo wa ripple pia husababisha kuongezeka kwa hasara katika MOSFET kwa sababu ya kuongezeka kwa mkondo kupitia hiyo na kupitia inductor:

Katika Vin(min) = 184 V, maadili ya I p kwa 200 W na 6 kW nyaya ni 1.8 A na 54.6 A, mtawaliwa.

Wakati wa kuweka voltage ya pato kwa 390 V, sasa iliyopimwa ambayo Q inapaswa kuhesabiwa ni 1.8 A na 54.6 A, kwa mtiririko huo, na voltage iliyopimwa ya angalau 400 V. Kwa mzunguko wa 200 W, matumizi ya transistor moja ya IRFP450 MOSFET itakuwa ya kutosha, na kwa kubadilisha fedha 6 kW itakuwa muhimu kutumia transistors nne za MOSFET zilizounganishwa sambamba za aina ya SPW47N60C3. Mzunguko wa wajibu (Dm) ni wa juu kwa voltage ya chini ya mstari, thamani yake hutumiwa kuamua inductance:

Kuchukua mzunguko wa uendeshaji kibadilishaji cha kuongeza sawa na 100 kHz, kwa mujibu wa maagizo ya kutumia chipu ya kurekebisha kipengele cha nguvu cha Texas UC3854AN:

Katika Vin(min) = 184 V, thamani za L za 200 W na 6 kW saketi ni 2.8 mH na 93 μH, mtawaliwa.

Inductor iliyochaguliwa lazima iwe na inductance sawa na kubuni moja na kuwa na uwezo wa kubeba sasa ya mara kwa mara ya 1.8 A na 54.6 A, kwa mtiririko huo, bila kueneza. 2.8 mH inayohitajika inaweza kupatikana kwa kutumia msingi wa ferrite wa aina ya EPCOS ETD44-N27 na pengo la hewa linalohitajika. Uingizaji hewa wa 93 µH unaweza kupatikana kwa kutumia cores 5 za EPCOS aina EE70/33/32-N27 zilizopangwa pamoja na mwanya wa hewa unaohitajika. Ni muhimu kuzingatia kwamba kwa mzunguko wa marekebisho ya kipengele cha nguvu cha passiv na alama ya nguvu ya 200 W, inductance inayohitajika ili kukidhi mahitaji ya IEC 61 000-3-2 Hatari A inapaswa kuwa takriban 80 mH.

Diode (D) ya kibadilishaji cha kuongeza inapaswa kuwa diode ya kupona haraka sana ili hasara katika MOSFET na diode kutokana na urejeshaji wa nyuma usipunguze ufanisi. nyaya za kurekebisha sababu za nguvu. Voltage iliyokadiriwa ya diode lazima iwe angalau 400 V, na kitambulisho cha sasa kilichokadiriwa imedhamiriwa na formula:

Katika V o = 390 V, thamani ya I D kwa mzunguko wa 200 W ni 0.75 A, na kwa mzunguko wa kW 6 - 22.6 A. Kwa mzunguko wa 200 W, unaweza kuchagua diode kama MUR860 kutoka kwa ON Semiconductors, kwa 6 kW. kigeuzi Unahitaji diodi 30EPH06 kutoka Kirekebishaji cha Kimataifa.

Jedwali Nambari 1. Gharama ya vipengele kwa PFC 200 W na 6 kW

Uteuzi	PFC 200 W		KKM 6 kW
Uteuzi	Sehemu	Gharama katika $	Sehemu	Gharama katika $
BR1	-	-	GBPC3512W	2,30
Cn	1 µF/250 V njia sasa	0,36	4.7 µF/250 V njia sasa	0,76
L	2.8 mH	3,60	93 µH	28,60
Q	IRF450	1,59	4 x SPW4760C3	12,52
D	MUR860	1,34	30EFE06	1,54
C o	-	-	3300 µF/400 V	22,60
U1	Kudhibiti mzunguko	6,86	Kudhibiti mzunguko	6,86
-	Kichujio cha EMF	1,5	Kichujio cha EMF	10,00
Gharama ya PFC 200 W		15,25	Gharama ya KKM 6 kW	85,18

Cn imeundwa kuchuja ripple ya ubadilishaji wa masafa ya juu ya kibadilishaji cha nyongeza, thamani yake ya kawaida ni 1 µF/250 VAC. ya sasa na 4.7 µF/250 V AC. sasa kwa mtiririko huo kwa kubadilisha fedha 200 W na 6 kW.

Gharama ya jumla ya vipengele vya nguvu vilivyochaguliwa hapo juu vinavyohitajika ili kufunga mzunguko wa 200 W na 6 kW PFC imetolewa katika Jedwali Na. 1. Gharama imetolewa kwa kundi la pcs 1000., Data inategemea utafiti wa bei. orodha ya wasambazaji mbalimbali wa kimataifa.

Ili kuendesha mifumo 30 ya kompyuta iliyo na urekebishaji wa kipengele cha nguvu kinachotumika, gharama ya angalau $457.5 (30 x $15.25) inahitajika. Gharama zinazohusiana na kuhifadhi, kuunganisha, n.k. huenda zikazidi kiasi hiki. Hii inatumika kwa ununuzi wa vifaa vilivyotengenezwa tayari na urekebishaji wa sababu ya nguvu, na kwa urekebishaji wa vifaa vilivyopo. Kwa upande mwingine, gharama ya mfumo wa kusahihisha kipengele cha nguvu ambacho kinaweza kuwasha kompyuta 30 zilizopo itakuwa $85.18 pekee. Kwa hivyo, mpango uliopendekezwa unaweza kuwa nafuu zaidi kuliko kutumia marekebisho ya kipengele cha nguvu katika kila kompyuta.

Ugavi wa umeme usiokatika (UPS) uliojengwa ndani

Saketi iliyopendekezwa ya kusahihisha kipengele cha nguvu ya jumla pia ina usambazaji wa umeme usioingiliwa uliojengwa ndani na gharama ya chini. Gharama ya betri hazizingatiwi, kwa kuwa UPS yoyote ina betri, uwezo ambao utatambuliwa na kiasi kinachohitajika cha nishati iliyohifadhiwa. Katika Mtini. Mchoro wa 9 unaonyesha mchoro wa kizuizi kilichorahisishwa cha usambazaji wa umeme usioweza kukatika.

Mzunguko wa kusahihisha kipengele cha nguvu cha kW 6 huzalisha VDC 390 inayohitajika kwa mifumo ya kompyuta iliyounganishwa. Kama ilivyoonyeshwa hapo awali, mifumo hii ya kompyuta hufanya kazi kwa kawaida kwa voltages hadi 260 V. Kwa hiyo, kuunganisha kwenye pato la mfumo wa kurekebisha kipengele cha nguvu kupitia diode ya betri ya 26 iliyounganishwa mfululizo. betri za asidi ya risasi hubadilisha mfumo wa kusahihisha kipengele cha nguvu cha 6 kW kuwa UPS. Voltage kwenye anode ya diode itabadilika kutoka kwa voltage ya betri iliyotolewa (273 V) hadi voltage. mwendo wa uvivu(360 V). Kwa kuwa voltage hii ni chini ya voltage ya pato ya mfumo wa kurekebisha sababu ya nguvu, diode daima ni ya upendeleo mwelekeo wa nyuma. Ikiwa voltage ya pembejeo ya AC imekatwa au inazidi mipaka maalum, diode itafungua moja kwa moja na mifumo ya kompyuta iliyounganishwa itaendelea kufanya kazi kwa nguvu ya betri.

Kwa hivyo, kifaa hiki ni ugavi wa umeme usioingiliwa na wakati wa kubadili sifuri. Betri zinachajiwa kutoka kwa tofauti chaja, iliyounganishwa na pato la mfumo wa kurekebisha kipengele cha nguvu. Chaja hufuatilia kwa kujitegemea voltage ya AC ya pembejeo na kuzima wakati voltage ya pembejeo inapotea au thamani yake inakwenda zaidi ya mipaka maalum. Kwa hivyo, ikiwa hatuzingatii gharama ya betri, tunayo mfumo halisi usambazaji wa umeme usiokatizwa kwa gharama ya chini.

Kuongezeka kwa kuaminika kwa mfumo mzima

Mzunguko uliopendekezwa wa kusahihisha kipengele cha nguvu hupunguza jumla ya idadi ya vipengele vinavyotumiwa katika mfumo mzima. Kuunda urekebishaji wa kipengele cha nguvu kinachotumika katika kila mfumo wa kompyuta utahitaji angalau vipengele mara 30 zaidi ya saketi moja ya kW 6. Kwa kupunguzwa vile kwa idadi ya vipengele, kuegemea kwa mfumo na muda wa wastani wa kutengeneza itakuwa kawaida kuboresha sana. Mbali na hilo, betri ya accumulator hutoa nguvu chelezo kwa mizigo muhimu, hii inaweza kutumika wakati wa matengenezo. Pia, ili kuongeza kuegemea, mzunguko wa ziada wa urekebishaji wa sababu ya nguvu unaweza kuunganishwa sambamba na mzunguko uliopo kupitia pembejeo moja kwa moja hifadhi. Saketi hii ya ziada pia ni ghali kuliko saketi tofauti za kurekebisha sababu za nguvu kwa kila mzigo.

Kazi ya Universal katika mitandao mbalimbali

Mizunguko yote ya kusahihisha kipengele cha nguvu inaweza kufanya kazi juu ya safu nzima ya voltages za kawaida za AC duniani kote kutoka 90 hadi 264 V. Hata hivyo, ili kufanya kazi kwa 90 V, vipengele vya mzunguko wa kurekebisha kipengele cha nguvu lazima viwe na ukubwa ipasavyo. Hii kawaida huongeza gharama. Hata hivyo, ikiwa saketi ya jumla ya kusahihisha kipengele cha nguvu imeundwa kufanya kazi kwa 90 V, kompyuta zote zilizounganishwa zilizoundwa kufanya kazi kwa 230 V zitafanya kazi kiotomatiki juu ya safu nzima ya volti za kawaida za ulimwengu za AC kutoka 90 hadi 264 V.

Tuliangalia mpango wa jumla wa kurekebisha kipengele cha nguvu. Tulichambua mapungufu ya mzunguko wa marekebisho ya sababu ya nguvu, ambayo hutumiwa kuhakikisha kufuata mahitaji ya lazima ya kiwango cha IEC 61 000-3-2. Gharama na manufaa mengine ya mpango wa kawaida wa kusahihisha kipengele cha nguvu ikilinganishwa na mifumo ya mtu binafsi inayotumika na tulivu zilichunguzwa. Pia tuliangazia faida zingine za mpango wa jumla wa urekebishaji wa sababu kuu ya nguvu, ambayo inahusishwa na kuongezeka kwa kuaminika, uwepo wa usambazaji wa umeme usioweza kukatika, na uwezo wa kufanya kazi katika mitandao iliyoenea ulimwenguni kote na mizigo yoyote.

Kwa hiyo, inaweza kuhitimishwa kuwa kifaa cha 390 V DC kilichopangwa kwa matumizi ya nyumbani na ofisi kina faida nyingi ambazo zinazidi matatizo yanayohusiana na matumizi ya mifumo ya DC.

Habari tena!..
Kwa bahati mbaya, makala yangu ilichelewa kwa sababu... mradi wa haraka wa kazi uliibuka, na matatizo ya kuvutia wakati wa kutekeleza kirekebisha sababu cha nguvu ( zaidi KKM) Na zilisababishwa na yafuatayo - katika uzalishaji wetu, kudhibiti rejista ya pesa, tunatumia microcircuit "iliyotengenezwa kwa desturi", ambayo kwa madhumuni yetu inatolewa na Austria, ambayo ilikuwa ya kirafiki hasa mwaka wa 1941 na, ipasavyo, haiwezi kupatikana. inauzwa. Kwa hivyo, kazi iliibuka kubadilisha moduli hii kuwa msingi wa msingi unaopatikana na chaguo langu lilianguka kwenye chip ya mtawala wa PWM - L6561.
Kwa nini yeye? Upatikanaji wa banal, au tuseme nimeipata ndani "Chip & Dip", nilisoma hifadhidata na kuipenda. Niliagiza vipande 50 mara moja, kwa sababu ... bei nafuu na katika miradi yangu ya amateur tayari nina kazi kadhaa kwa hiyo.

Sasa kuhusu jambo kuu: katika nakala hii nitakuambia jinsi nilivyokumbuka kubuni vibadilishaji vilivyo na mwisho mmoja karibu kutoka mwanzo ( ingeonekana kuwa wana jambo la kufanya nayo), kwa nini niliua funguo kadhaa na jinsi unaweza kuizuia. Sehemu hii nitakuambia nadharia na kile kinachotokea ikiwa utaipuuza. Utekelezaji wa vitendo utatoka katika sehemu inayofuata, kama nilivyoahidi, pamoja na chaja, kwa sababu Kimsingi ni moduli moja na zinahitaji kujaribiwa pamoja.
Kuangalia mbele, nitasema kwamba kwa sehemu inayofuata tayari nimetayarisha picha na video kadhaa ambapo kumbukumbu yangu haitadumu kwa muda mrefu. "imefunzwa tena" kwanza ndani mashine ya kulehemu, na kisha ndani ya usambazaji wa umeme kwa "mbuzi". Wale wanaofanya kazi katika uzalishaji wataelewa ni aina gani ya mnyama huyu na ni kiasi gani hutumia kutuweka joto)))

Na sasa kwa kondoo wetu ...

Kwa nini tunahitaji rejista hii ya pesa?

Kuu shida Kirekebishaji cha "classical" kilicho na capacitors za uhifadhi (hii ndio kitu kinachogeuza 220V AC kuwa +308V DC), ambayo inafanya kazi kutoka kwa mkondo wa sinusoidal, ni kwamba capacitor hii inachaji (inachukua nishati kutoka kwa mtandao) tu wakati voltage iko. kutumika kwake zaidi kuliko yeye mwenyewe.

Usisome kwa lugha ya kibinadamu, kwa wenye mioyo dhaifu na kwa digrii za kisayansi

Kama tunavyojua, mkondo wa umeme unakataa kabisa kutiririka ikiwa hakuna tofauti inayowezekana. Mwelekeo wa mtiririko wa sasa pia utategemea ishara ya tofauti hii! Ikiwa umechanganyikiwa na kuamua kujaribu kuchaji simu yako ya rununu na voltage ya 2V, ambapo betri ya Li-ion imeundwa kwa 3.7V, basi hakuna kitakachokufanyia kazi. Kwa sababu Ya sasa itatolewa na chanzo ambacho kina uwezo mkubwa zaidi, na nishati itapokelewa na yule aliye na uwezo mdogo.
Kila kitu ni kama katika maisha! Una uzito wa kilo 60, na yule mtu barabarani ambaye alikuja kukuuliza upigie simu kilo 120 - ni wazi kwamba atatoa pussy, na utaipokea. Kwa hiyo hapa pia - betri yenye kilo 60 2V haitaweza kusambaza sasa kwa betri yenye kilo 120 3.7V. Ni sawa na capacitor, ikiwa ina +310V na unatumia + 200V kwa hiyo, basi itakataa kupokea sasa na haitatoza.

Pia ni muhimu kuzingatia kwamba kulingana na "sheria" iliyoelezwa hapo juu, wakati uliowekwa kwa capacitor kwa malipo itakuwa ndogo sana. Kwa upande wetu, mabadiliko ya sasa kulingana na sheria ya sinusoidal, ambayo ina maana voltage inayohitajika itakuwa tu kwenye kilele cha sinusoid! Lakini capacitor inahitaji kufanya kazi, hivyo inapata neva na inajaribu malipo. Anajua sheria za fizikia, tofauti na zingine, na "anaelewa" kuwa wakati ni mfupi na kwa hivyo huanza kutumia mkondo mkubwa kwa wakati huu, wakati voltage iko kwenye kilele chake. Baada ya yote, inapaswa kutosha kuendesha kifaa hadi kilele kinachofuata kitatokea.

Kidogo kuhusu "vilele" hivi:

Kielelezo 1 - Peaks ambayo capacitor inashtakiwa

Kama tunavyoona, sehemu ya kipindi ambacho EMF inachukua thamani ya kutosha kwa malipo (kwa mfano 280-310V) ni karibu 10% ya muda wote katika mtandao wa AC. Inabadilika kuwa badala ya kuchukua nishati kila wakati kutoka kwa mtandao, tunaiondoa kwa sehemu ndogo tu, na hivyo "kupakia" mtandao. Kwa nguvu ya 1 kW na mzigo wa kufata, ya sasa wakati wa "kilele" kama hicho inaweza kufikia maadili kwa urahisi. 60-80A.

Kwa hivyo, kazi yetu inakuja ili kuhakikisha uchimbaji wa nishati sare kutoka kwa mtandao ili usizidishe mtandao! Daftari la fedha ndilo litakalotuwezesha kutekeleza kazi hii kwa vitendo.

Huyu KKM wako ni nani?

Kirekebishaji cha nguvu- Hii ni kibadilishaji cha voltage ya hatua ya kawaida, mara nyingi huwa imekamilika. Kwa sababu Tunatumia moduli ya PWM, basi kwa sasa kubadili ni wazi, voltage kwenye capacitor ni mara kwa mara. Ikiwa tunaimarisha voltage ya pato, basi sasa iliyochukuliwa kutoka kwenye mtandao ni sawa na voltage ya pembejeo, yaani, inabadilika vizuri kulingana na sheria ya sinusoidal bila kilele cha matumizi kilichoelezwa hapo awali na kuruka.

Mzunguko wa PFC yetu

Hapa niliamua kutobadilisha kanuni zangu na pia nilitegemea hifadhidata ya kidhibiti nilichokuwa nimechagua - L6561. Wahandisi wa kampuni STMicroelectronics tayari wamenifanyia kila kitu, na haswa zaidi, tayari wameunda muundo bora wa mzunguko kwa bidhaa zao.
Ndio, naweza kuhesabu kila kitu mwenyewe kutoka mwanzo na kutumia siku moja au mbili juu ya jambo hili, ambayo ni, wikendi zangu zote ambazo tayari ni nadra, lakini swali ni kwa nini? Jithibitishie kuwa naweza, kwa bahati nzuri hatua hii imepitishwa kwa muda mrefu)) Hapa nakumbuka utani wa ndevu kuhusu eneo la mipira nyekundu, wanasema mtaalamu wa hisabati anatumia formula, na mhandisi huchukua meza na eneo la mipira nyekundu .... Hivyo ni katika kesi hii.

Ninakushauri mara moja uangalie ukweli kwamba mzunguko katika hifadhidata imeundwa kwa 120 W, ambayo inamaanisha tunapaswa kukabiliana na 3 kW yetu na mkazo mkubwa wa kazi.

Sasa nyaraka zingine za kile kilichoelezwa hapo juu:
Karatasi ya data ya L6561

Ikiwa tunatazama ukurasa wa 6, tutaona michoro kadhaa, tunavutiwa na mchoro na saini Mikondo mipana, ambayo ina maana katika Basurmanian "Kwa ajili ya uendeshaji katika aina mbalimbali za voltage ya usambazaji" . Ni "hali" hii ambayo nilikuwa nikifikiria wakati wa kuzungumza juu ya voltages kali. Kifaa kinachukuliwa kuwa zima, yaani, kinaweza kufanya kazi kutoka kwa yoyote mtandao wa kawaida(kwa mfano, katika majimbo 110V) na safu ya voltage ya 85 - 265V.

Uamuzi huu inaruhusu sisi kutoa UPS yetu na kazi ya utulivu wa voltage! Kwa wengi, safu hii itaonekana kuwa nyingi na kisha wanaweza kufanya moduli hii kwa kuzingatia voltage ya usambazaji wa 220V + - 15%. Hii inachukuliwa kuwa ya kawaida na 90% ya vifaa katika kitengo cha bei hadi rubles elfu 40 hazina rejista ya pesa, na 10% hutumia tu kwa hesabu ya kupotoka kwa si zaidi ya 15%. Hii bila shaka huturuhusu kupunguza gharama na vipimo, lakini ikiwa bado hujasahau, tunatengeneza kifaa ambacho lazima kishinde nacho. ARS!

Kwa hiyo, kwa ajili yangu mwenyewe, niliamua kuchagua chaguo sahihi zaidi na kufanya tank isiyoweza kuharibika ambayo inaweza kuvutwa hata katika nyumba ya nchi ambapo kuna 100V kwenye mtandao, mashine ya kulehemu au pampu kwenye kisima:

Kielelezo 2 - Muundo wa kawaida wa mzunguko unaotolewa na ST

Urekebishaji wa mzunguko wa kawaida kwa kazi zetu

a) Ninapotazama mchoro huu kutoka kwa DS, jambo la kwanza linalokuja akilini ni unahitaji kuongeza kichujio cha hali ya kawaida! Na hii ni sahihi, kwa sababu. kwa nguvu ya juu wataanza "kuendesha" mambo ya umeme. Kwa mikondo ya 15 A au zaidi, itakuwa na kuonekana ngumu zaidi kuliko wengi wamezoea kuona katika vifaa sawa vya nguvu vya kompyuta, ambapo tu 500-600 W. Kwa hiyo, marekebisho haya yatakuwa kipengee tofauti.

B) Tunaona capacitor C1, unaweza kuchukua formula gumu na kuhesabu capacitance required, na mimi kuwashauri wale ambao wanataka delve katika hili kufanya hivyo, kwa wakati mmoja kukumbuka 2 mwaka uhandisi umeme kutoka polytechnic yoyote. Lakini sitafanya hivi, kwa sababu ... Kulingana na uchunguzi wangu mwenyewe kutoka kwa mahesabu ya zamani, nakumbuka kuwa hadi 10 kW uwezo huu unakua karibu sawa na kuongezeka kwa nguvu. Hiyo ni, kwa kuzingatia 1 µF kwa 100 W, tunapata kwamba kwa 3000 W tunahitaji 30 µF. Chombo hiki kinajazwa kwa urahisi kutoka 7 vifungashio vya filamu vya 4.7 µF na 400V kila kimoja. Hata kidogo na hifadhi, baada ya yote Uwezo wa capacitor unategemea sana voltage iliyowekwa.

C) Tutahitaji transistor kubwa ya nguvu, kwa sababu ... Ya sasa inayotumiwa kutoka kwa mtandao itahesabiwa kama ifuatavyo:

Kielelezo 3 - Hesabu ya sasa iliyokadiriwa kwa PFC

Tumeipata 41.83A. Sasa tunakubali kwa uaminifu kwamba hatutaweza kudumisha joto la kioo cha transistor katika eneo la 20-25 o C. Au tuseme, tunaweza kushughulikia, lakini itakuwa ghali kwa nguvu hizo. Baada ya 750 kW, gharama ya baridi na freon au oksijeni ya kioevu imeharibiwa, lakini hadi sasa hii ni mbali na kesi))) Kwa hivyo, tunahitaji kupata transistor ambayo inaweza kutoa 45-50A kwa joto la 55-60 o C.

Kwa kuzingatia kuwa kuna inductance katika mzunguko, ningependelea IGBT transistor, kwa sababu wao ni muda mrefu zaidi. Upeo wa sasa lazima uchaguliwe kwa utafutaji kwanza kuhusu 100A, kwa sababu hii ni ya sasa katika 25 o C; kwa kuongezeka kwa joto, kiwango cha juu cha ubadilishaji wa transistor hupungua.

Kidogo kuhusu Cree FET

Kwa kweli mnamo Januari 9, nilipokea kifurushi kutoka kwa Majimbo kutoka kwa rafiki yangu na rundo la transistors tofauti za majaribio, muujiza huu unaitwa - CREE FET. Sitasema kwamba hii ni teknolojia mpya ya mega; kwa kweli, transistors kulingana na carbudi ya silicon zilifanywa nyuma katika miaka ya 80, walikumbuka tu sasa tu. Kama mwanasayansi wa nyenzo za msingi na mtunzi kwa ujumla, mimi ni mwangalifu juu ya tasnia hii, kwa hivyo nilivutiwa sana. bidhaa hii, hasa tangu 1200V ilisemwa kwa makumi na mamia ya amperes. Sikuweza kuzinunua nchini Urusi, kwa hivyo nilimgeukia mwanafunzi mwenzangu wa zamani na alinitumia kwa fadhili rundo la sampuli na bodi ya majaribio na mbele.
Ninaweza kusema jambo moja - zilikuwa fataki zangu za gharama kubwa zaidi!
Funguo 8 zilipigwa sana hivi kwamba nilikasirika kwa muda mrefu ... Kwa kweli, 1200V ni takwimu ya kinadharia ya teknolojia, 65A iliyotangazwa iligeuka kuwa ya sasa ya pulsed tu, ingawa nyaraka zilisema wazi kwamba ilikuwa ya kawaida. . Inavyoonekana alikuwa "jina" msukumo wa sasa"au chochote kingine ambacho Wachina wanakuja nacho. Kwa ujumla, bado ni bullshit, lakini kuna moja LAKINI!
Wakati hatimaye nilifanya CMF10120D 300 W corrector, ikawa kwamba kwenye radiator sawa na mzunguko ulikuwa na joto la 32 o C dhidi ya 43 kwa IGBT, na hii ni muhimu sana!
Hitimisho juu ya CREE: teknolojia ni ghafi, lakini inaahidi na kwa hakika INAFAA KUWA.

Kama matokeo, baada ya kutazama katalogi kutoka kwa maonyesho niliyotembelea (jambo rahisi, kwa njia, utaftaji wa parametric), nilichagua funguo mbili, zilikuwa - IRG7PH50 Na IRGPS60B120. Zote mbili ni 1200V, zote mbili ni 100+A, lakini baada ya kufungua hifadhidata, ufunguo wa kwanza uliondolewa mara moja - ina uwezo wa kubadili mkondo wa 100A tu kwa mzunguko wa 1 kHz, ambayo ni mbaya kwa kazi yetu. Kubadili pili ni 120A na mzunguko ni 40 kHz, ambayo inafaa kabisa. Angalia hifadhidata kwenye kiunga kilicho hapa chini na utafute grafu inayoonyesha utegemezi wa halijoto ya sasa:

Mchoro 4.1 - Grafu yenye utegemezi kiwango cha juu cha sasa kutoka kwa mzunguko wa kubadili kwa IRG7PH50, tutaiacha kwenye kubadili mzunguko

Mchoro 4.2 - Grafu yenye mkondo wa uendeshaji katika halijoto fulani ya IRGPS60B120

Hapa tunaona takwimu zilizohifadhiwa ambazo zinatuonyesha kuwa saa 125 o C transistor na diode zinaweza kushughulikia kwa urahisi mikondo ya zaidi ya 60A, wakati tunaweza kutekeleza uongofu kwa mzunguko wa 25 kHz bila matatizo yoyote au vikwazo.

D) Diode D1, tunahitaji kuchagua diode na voltage ya uendeshaji ya angalau 600V na sasa iliyopimwa kwa mzigo wetu, ambayo ni. 45A. Niliamua kutumia diodi ambazo nilikuwa nazo (hivi majuzi nilizinunua ili kutengeneza welder kwa "daraja la oblique"): VS-60EPF12. Kama inavyoonekana kutoka kwa alama, ni 60A na 1200V. Ninaweka kila kitu kwa akiba, kwa sababu ... Mfano huu unatengenezwa kwa ajili yangu na mpendwa wangu, na inanifanya nijisikie vizuri.
Kwa kweli unaweza kupata diode ya 50-60A na 600V, lakini hakuna bei kati ya matoleo ya 600V na 1200V.

D) Capacitor C5, kila kitu ni sawa na katika kesi ya C1 - tu kuongeza thamani kutoka kwa hifadhidata kwa uwiano wa nguvu. Kumbuka tu kwamba ikiwa unapanga mzigo wa inductive wenye nguvu au mzigo wa nguvu na ongezeko la haraka la nguvu (ala amplifier ya tamasha ya 2 kW), basi ni bora si skimp juu ya hatua hii.
Nitaiweka kwa chaguo langu Elektroliti 10 kwa 330 uF na 450V, ikiwa unapanga kuwasha kompyuta kadhaa, ruta na vitu vingine vidogo, basi unaweza kujizuia na elektroliti 4 za 330 uF na 450V kila moja.

E) R6 - pia ni shunt ya sasa, itatuokoa kutoka kwa mikono iliyopotoka na makosa ya ajali, pia inalinda mzunguko kutoka. mzunguko mfupi na mzigo wa ziada. Jambo hilo hakika ni muhimu, lakini ikiwa tutafanya kama wahandisi kutoka ST, basi kwa mikondo ya 40A tutaishia na boiler ya kawaida. Kuna chaguzi 2: kibadilishaji cha sasa au shunt ya kiwanda na tone la 75 mV + op-amp ala LM358.
Chaguo la kwanza ni rahisi na hutoa kutengwa kwa galvanic ya node hii ya mzunguko. Nilitoa jinsi ya kuhesabu transformer ya sasa katika makala iliyopita, ni muhimu kukumbuka hilo ulinzi utafanya kazi wakati voltage kwenye mguu 4 inapanda hadi 2.5V (kwa kweli hadi 2.34V).
Kujua voltage hii na sasa ya mzunguko, kwa kutumia formula kutoka sehemu 5 unaweza kuhesabu kwa urahisi transformer ya sasa.

G) Na hatua ya mwisho ni kukasirika kwa nguvu. Zaidi juu yake hapa chini.

Nguvu hulisonga na hesabu yake

Ikiwa mtu alisoma kwa uangalifu nakala zangu na ana kumbukumbu bora, basi anapaswa kukumbuka kifungu cha 2 na picha nambari 5, inaonyesha vipengele 3 vya skein ambavyo tunatumia. Nitakuonyesha tena:

Kielelezo 5 - Muafaka na msingi wa bidhaa za vilima vya nguvu

Katika moduli hii tutatumia tena pete zetu za kupendeza za toroidal zilizotengenezwa kwa chuma kilichopondwa, lakini wakati huu sio moja tu, lakini 10 mara moja! Ulitaka nini? 3 kW si ufundi wa Kichina...

Tunayo data ya awali:
1) Ya sasa - 45A + 30-40% ya amplitude katika inductor, jumla ya 58.5A
2) Pato la voltage 390-400V
3) voltage ya pembejeo 85-265V AC
4) Msingi - nyenzo -52, D46
5) Pengo - kusambazwa

Kielelezo 6 - Na tena, mpendwa Starchok51 hutuokoa wakati na kuiona kama programu CaclPFC

Nadhani hesabu ilionyesha kila mtu jinsi muundo huu utakuwa mbaya)) pete 4, radiator, daraja la diode, na IGBT - ya kutisha!
Sheria za vilima zinaweza kusomwa katika kifungu "Sehemu ya 2". Upepo wa pili umejeruhiwa kwenye pete kwa kiasi cha - 1 zamu.

Muhtasari wa Throttle:

1) kama unavyoona, idadi ya pete tayari ni vipande 10! Hii ni ghali, kila pete inagharimu rubles 140, lakini tutapata nini kwa malipo katika aya zifuatazo.
2) joto la uendeshaji ni 60-70 o C - hii ni bora kabisa, kwa sababu wengi huweka joto la uendeshaji 125 o C. Katika uzalishaji wetu tunaweka 85 o C. Kwa nini hii inafanywa - kwa usingizi wa utulivu, mimi huondoka nyumbani kwa utulivu kwa wiki na kujua kwamba hakuna kitu kitakachowaka, hakuna kitakachowaka, na kila kitu kitakuwa cha barafu. Nadhani bei ya hii kwa rubles 1500 sio mbaya sana, sivyo?
3) Ninaweka wiani wa sasa kwa mdogo 4 A/mm 2, hii itaathiri joto na insulation na, ipasavyo, kuegemea.
4) Kama unavyoona kutoka kwa hesabu, uwezo uliopendekezwa baada ya kiingiza ni karibu 3000 uF, kwa hivyo chaguo langu na elektroliti 10 za 330 uF inafaa kabisa hapa. Uwezo wa capacitor C1 uligeuka kuwa 15 uF, tuna hifadhi mara mbili - unaweza kupunguza kwa capacitors 4 za filamu, unaweza kuondoka vipande 7 na itakuwa bora zaidi.

Muhimu! Idadi ya pete kwenye choko kuu inaweza kupunguzwa hadi 4-5, wakati huo huo kuongeza msongamano wa sasa hadi 7-8 A/mm 2. Hii itaokoa pesa nyingi, lakini amplitude ya sasa itaongezeka kwa kiasi fulani, na muhimu zaidi joto litaongezeka hadi angalau 135 o C. Ninaona hili kuwa suluhisho nzuri kwa inverter ya kulehemu na mzunguko wa wajibu wa 60%, lakini si kwa UPS inayofanya kazi saa nzima na pengine katika nafasi ndogo.

Ninaweza kusema nini - tuna monster anayekua)))

Kichujio cha Hali ya Kawaida

Ili kuelewa tofauti kati ya mizunguko ya kichujio hiki kwa mikondo ya 3A (nguvu ya kompyuta iliyotajwa hapo juu) na mikondo ya 20A, unaweza kulinganisha mzunguko kutoka Google kwenye ATX na yafuatayo:

Kielelezo 7 - Mchoro wa kielelezo wa kichujio cha hali ya kawaida

Vipengele kadhaa:

1) C29 ni capacitor ya kuchuja kuingiliwa kwa sumakuumeme na imewekwa alama "X1". Thamani yake ya kawaida inapaswa kuwa katika safu ya 0.001 - 0.5 mF.

2) Choki huning'inia kwenye msingi E42/21/20.

3) Choki mbili kwenye pete DR7 na DR9 hujeruhiwa kwenye msingi wowote wa dawa na kipenyo cha zaidi ya 20 mm. Nilijeruhi D46 sawa kutoka -52 nyenzo hadi kujazwa katika tabaka 2. Kwa kweli hakuna kelele kwenye mtandao hata kwa nguvu iliyokadiriwa, lakini hii ni nyingi hata katika ufahamu wangu.

4) Capacitor C28 na C31 ni 0.047 µF na 1 kV kila moja na lazima ziwe za darasa. "Y2".

Kulingana na hesabu ya inductance ya chokes:

1) Inductance ya inductor mode ya kawaida inapaswa kuwa 3.2-3.5 mH

2) Uingizaji wa choki tofauti huhesabiwa kwa kutumia formula:

Kielelezo 8 - Hesabu ya inductance ya chokes tofauti bila kuunganisha magnetic

Epilogue

Kwa kutumia ujuzi na maendeleo ya kitaaluma ya wahandisi wa ST, niliweza kuzalisha, ikiwa sio bora, basi bora tu, kwa gharama ndogo. kirekebishaji kinachofanya kazi kipengele cha nguvu na vigezo bora kuliko Schneider yoyote. Kitu pekee unapaswa kukumbuka ni kiasi gani unahitaji? Na kwa kuzingatia hili, rekebisha vigezo kwako mwenyewe.

Kusudi langu katika nakala hii lilikuwa ni kuonyesha kwa usahihi mchakato wa hesabu na uwezekano wa kurekebisha data ya awali, ili kila mtu, baada ya kuamua juu ya vigezo vya kazi zao, aweze kuhesabu na kutengeneza moduli wenyewe. Natumaini niliweza kuonyesha hili na katika makala inayofuata nitaonyesha kufanya kazi pamoja KKM na chaja kutoka sehemu ya 5.

Sasa kuhusu jambo kuu: katika nakala hii nitakuambia jinsi nilivyokumbuka kubuni vibadilishaji vilivyo na mwisho mmoja karibu kutoka mwanzo ( ingeonekana kuwa wana jambo la kufanya nayo), kwa nini niliua funguo kadhaa na jinsi unaweza kuizuia. Sehemu hii itakuambia nadharia na kile kinachotokea ikiwa utaipuuza. Utekelezaji wa vitendo utatoka katika sehemu inayofuata, kama nilivyoahidi, pamoja na chaja, kwa sababu Kimsingi ni moduli moja na zinahitaji kujaribiwa pamoja.
Kuangalia mbele, nitasema kwamba kwa sehemu inayofuata tayari nimetayarisha picha na video kadhaa ambapo kumbukumbu yangu haitadumu kwa muda mrefu. "imefunzwa tena" kwanza ndani ya mashine ya kulehemu, na kisha ndani ya usambazaji wa umeme kwa "mbuzi". Wale wanaofanya kazi katika uzalishaji wataelewa ni aina gani ya mnyama huyu na ni kiasi gani hutumia kutuweka joto)))

Na sasa kwa kondoo wetu ...

Kwa nini tunahitaji rejista hii ya pesa?

Usisome kwa lugha ya kibinadamu, kwa wenye mioyo dhaifu na kwa digrii za kisayansi

Kidogo kuhusu "vilele" hivi:

Kielelezo 1 - Peaks ambayo capacitor inashtakiwa

Kwa hivyo, kazi yetu inakuja ili kuhakikisha uchimbaji wa nishati sare kutoka kwa mtandao ili usizidishe mtandao! Daftari la fedha ndilo litakalotuwezesha kutekeleza kazi hii kwa vitendo.

Huyu KKM wako ni nani?

Mzunguko wa PFC yetu

Ninakushauri mara moja uangalie ukweli kwamba mzunguko katika hifadhidata imeundwa kwa 120 W, ambayo inamaanisha tunapaswa kukabiliana na 3 kW yetu na mkazo mkubwa wa kazi.

Sasa nyaraka zingine za kile kilichoelezwa hapo juu:
Karatasi ya data ya L6561

Ikiwa tunatazama ukurasa wa 6, tutaona michoro kadhaa, tunavutiwa na mchoro na saini Mikondo mipana, ambayo ina maana katika Basurmanian "Kwa ajili ya uendeshaji katika aina mbalimbali za voltage ya usambazaji" . Ni "hali" hii ambayo nilikuwa nikifikiria wakati wa kuzungumza juu ya voltages kali. Kifaa kinachukuliwa kuwa cha ulimwengu wote, yaani, kinaweza kufanya kazi kutoka kwa mtandao wowote wa kawaida (kwa mfano, katika majimbo 110V) na aina mbalimbali za voltage 85 - 265V.

Suluhisho hili linatuwezesha kutoa UPS yetu na kazi ya utulivu wa voltage! Kwa wengi, safu hii itaonekana kuwa nyingi na kisha wanaweza kufanya moduli hii kwa kuzingatia voltage ya usambazaji wa 220V + - 15%. Hii inachukuliwa kuwa ya kawaida na 90% ya vifaa katika kitengo cha bei hadi rubles elfu 40 hazina rejista ya pesa, na 10% hutumia tu kwa hesabu ya kupotoka kwa si zaidi ya 15%. Hii bila shaka huturuhusu kupunguza gharama na vipimo, lakini ikiwa bado hujasahau, tunatengeneza kifaa ambacho lazima kishinde nacho. ARS!

Urekebishaji wa mzunguko wa kawaida kwa kazi zetu

a) Ninapotazama mchoro huu kutoka kwa DS, jambo la kwanza linalonijia akilini ni unahitaji kuongeza kichujio cha hali ya kawaida! Na hii ni sahihi, kwa sababu. kwa nguvu ya juu wataanza "kuendesha" mambo ya umeme. Kwa mikondo ya 15 A au zaidi, itakuwa na kuonekana ngumu zaidi kuliko wengi wamezoea kuona katika vifaa sawa vya nguvu vya kompyuta, ambapo tu 500-600 W. Kwa hiyo, marekebisho haya yatakuwa kipengee tofauti.

C) Tutahitaji transistor kubwa ya nguvu, kwa sababu ... Ya sasa inayotumiwa kutoka kwa mtandao itahesabiwa kama ifuatavyo:

Kielelezo 3 - Hesabu ya sasa iliyokadiriwa kwa PFC

Kidogo kuhusu Cree FET

Kwa kweli mnamo Januari 9, nilipokea kifurushi kutoka kwa Majimbo kutoka kwa rafiki yangu na rundo la transistors tofauti za majaribio, muujiza huu unaitwa - CREE FET. Sitasema kwamba hii ni teknolojia mpya ya mega; kwa kweli, transistors kulingana na carbudi ya silicon zilifanywa nyuma katika miaka ya 80, walikumbuka tu sasa tu. Kama mwanasayansi wa nyenzo za msingi na mtunzi kwa ujumla, mimi ni mwangalifu juu ya tasnia hii, kwa hivyo nilipendezwa sana na bidhaa hii, haswa kwani ilisema 1200V kwa makumi na mamia ya amperes. Sikuweza kuzinunua nchini Urusi, kwa hivyo nilimgeukia mwanafunzi mwenzangu wa zamani na alinitumia kwa fadhili rundo la sampuli na bodi ya majaribio na mbele.
Ninaweza kusema jambo moja - zilikuwa fataki zangu za gharama kubwa zaidi!
Funguo 8 zilipigwa sana hivi kwamba nilikasirika kwa muda mrefu ... Kwa kweli, 1200V ni takwimu ya kinadharia ya teknolojia, 65A iliyotangazwa iligeuka kuwa ya sasa ya pulsed tu, ingawa nyaraka zilisema wazi kwamba ilikuwa ya kawaida. . Inavyoonekana kulikuwa na "pigo iliyokadiriwa" au chochote ambacho Wachina walikuja nacho. Kwa ujumla, bado ni bullshit, lakini kuna moja LAKINI!
Wakati hatimaye nilifanya CMF10120D 300 W corrector, ikawa kwamba kwenye radiator sawa na mzunguko ulikuwa na joto la 32 o C dhidi ya 43 kwa IGBT, na hii ni muhimu sana!
Hitimisho juu ya CREE: teknolojia ni ghafi, lakini inaahidi na kwa hakika INAFAA KUWA.

Mchoro 4.1 - Grafu inayoonyesha utegemezi wa kiwango cha juu cha sasa kwenye masafa ya kubadili kwa IRG7PH50, wacha tuiache kwa kibadilishaji masafa.

Mchoro 4.2 - Grafu yenye mkondo wa uendeshaji katika halijoto fulani ya IRGPS60B120

E) R6 - pia inajulikana kama shunt ya sasa, itatuokoa kutokana na makosa na makosa ya bahati mbaya, na pia inalinda mzunguko kutoka kwa mzunguko mfupi na overload. Jambo hilo hakika ni muhimu, lakini ikiwa tutafanya kama wahandisi kutoka ST, basi kwa mikondo ya 40A tutaishia na boiler ya kawaida. Kuna chaguzi 2: kibadilishaji cha sasa au shunt ya kiwanda na tone la 75 mV + op-amp ala LM358.
Chaguo la kwanza ni rahisi na hutoa kutengwa kwa galvanic ya node hii ya mzunguko. Nilitoa jinsi ya kuhesabu transformer ya sasa katika makala iliyopita, ni muhimu kukumbuka hilo ulinzi utafanya kazi wakati voltage kwenye mguu 4 inapanda hadi 2.5V (kwa kweli hadi 2.34V).
Kujua voltage hii na sasa ya mzunguko, kwa kutumia formula kutoka sehemu 5 unaweza kuhesabu kwa urahisi transformer ya sasa.

G) Na hatua ya mwisho ni kukasirika kwa nguvu. Zaidi juu yake hapa chini.

Nguvu hulisonga na hesabu yake

Ikiwa mtu alisoma kwa uangalifu nakala zangu na ana kumbukumbu bora, basi anapaswa kukumbuka kifungu cha 2 na picha nambari 5, inaonyesha vipengele 3 vya skein ambavyo tunatumia. Nitakuonyesha tena:

Kielelezo 5 - Muafaka na msingi wa bidhaa za vilima vya nguvu

Kielelezo 6 - Na tena, mpendwa Starchok51 hutuokoa wakati na kuiona kama programu CaclPFC

Muhtasari wa Throttle:

1) kama unavyoona, idadi ya pete tayari ni vipande 10! Hii ni ghali, kila pete inagharimu rubles 140, lakini tutapata nini kwa malipo katika aya zifuatazo.
2) joto la uendeshaji ni 60-70 o C - hii ni bora kabisa, kwa sababu wengi huweka joto la uendeshaji saa 125 o C. Katika uzalishaji wetu tunaweka 85 o C. Kwa nini hii inafanywa - kwa usingizi wa utulivu, mimi huondoka nyumbani kwa utulivu kwa wiki na kujua kwamba hakuna kitu kitakachowaka, hakuna kitakachowaka, na kila kitu kitakuwa cha barafu. Nadhani bei ya hii kwa rubles 1500 sio mbaya sana, sivyo?
3) Ninaweka wiani wa sasa kwa mdogo 4 A/mm 2, hii itaathiri joto na insulation na, ipasavyo, kuegemea.
4) Kama unavyoona kutoka kwa hesabu, uwezo uliopendekezwa baada ya kiingiza ni karibu 3000 uF, kwa hivyo chaguo langu na elektroliti 10 za 330 uF inafaa kabisa hapa. Uwezo wa capacitor C1 uligeuka kuwa 15 uF, tuna hifadhi mara mbili - unaweza kupunguza kwa capacitors 4 za filamu, unaweza kuondoka vipande 7 na itakuwa bora zaidi.

Muhimu! Idadi ya pete kwenye choko kuu inaweza kupunguzwa hadi 4-5, wakati huo huo kuongeza msongamano wa sasa hadi 7-8 A/mm 2. Hii itaokoa pesa nyingi, lakini amplitude ya sasa itaongezeka kwa kiasi fulani, na muhimu zaidi joto litaongezeka hadi angalau 135 o C. Ninaona hii kuwa suluhisho nzuri kwa inverter ya kulehemu na mzunguko wa wajibu wa 60%, lakini sivyo. kwa UPS inayofanya kazi saa nzima na pengine katika nafasi ndogo.

Ninaweza kusema nini - tuna monster anayekua)))

Kichujio cha Hali ya Kawaida

Kielelezo 7 - Mchoro wa kielelezo wa kichujio cha hali ya kawaida

Vipengele kadhaa:

1) C29 ni capacitor ya kuchuja kuingiliwa kwa sumakuumeme na imewekwa alama "X1". Thamani yake ya kawaida inapaswa kuwa katika safu ya 0.001 - 0.5 mF.

2) Choki huning'inia kwenye msingi E42/21/20.

4) Capacitor C28 na C31 ni 0.047 µF na 1 kV kila moja na lazima ziwe za darasa. "Y2".

Kulingana na hesabu ya inductance ya chokes:

1) Inductance ya inductor mode ya kawaida inapaswa kuwa 3.2-3.5 mH

2) Uingizaji wa choki tofauti huhesabiwa kwa kutumia formula:

Kielelezo 8 - Hesabu ya inductance ya chokes tofauti bila kuunganisha magnetic

Epilogue

Kwa kutumia ujuzi na maendeleo ya kitaaluma ya wahandisi wa ST, niliweza kuzalisha, ikiwa sio bora, basi bora tu, kwa gharama ndogo. urekebishaji wa kipengele cha nguvu kinachotumika na vigezo bora kuliko Schneider yoyote. Kitu pekee unapaswa kukumbuka ni kiasi gani unahitaji? Na kwa kuzingatia hili, rekebisha vigezo kwako mwenyewe.

Kusudi langu katika nakala hii lilikuwa ni kuonyesha kwa usahihi mchakato wa hesabu na uwezekano wa kurekebisha data ya awali, ili kila mtu, baada ya kuamua juu ya vigezo vya kazi zao, aweze kuhesabu na kutengeneza moduli wenyewe. Natumaini niliweza kuonyesha hili na katika makala inayofuata nitaonyesha uendeshaji wa pamoja wa rejista ya fedha na chaja kutoka sehemu Na.