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小功率交流可調電源的DIY

       初次嘗試DIY一個簡單的小電路。最近調試電源時會用到調壓器,體積比較大,準備DIY一個200W的交流可調電源,輸入為AC220V市電,輸出電壓0-40V可調,輸出電流最大5A。

       控制電路采用單片機來實現,主電路目前有兩個初步方案:一、橋式整流(無功率因數校正)+H橋逆變輸出;二、APFC+H橋逆變。

      方案一的簡單容易實現,但輸入功率因數低;方案二稍復雜一點,但還有具體的細節問題未考慮清楚,APFC電路結構的選擇的問題。常見的BOOST升壓電路實現有源功率因數校正,直流母線電壓比較高,輸出40V的交流源沒必要這么高的母線電壓,準備在方案一完成的基礎上進行BUCK型功率因數校正電路,這樣可以控制母線電壓100V或者更低些既能滿足設計的輸出電壓。沒有做過BUCK型的功率因數校正電路,還望有經驗的各位大神不吝賜教,幫忙把把關。

       方案一主電路簡圖如下:

      最終考慮輸入兩級濾波,增加繼電器的控制,壓敏電阻抑制浪涌等,母線電容數量容值需要仔細考慮,功率管的選型,驅動芯片的選型等,逐步細化。準備分成三個PCB,控制板單獨一塊,AC/DC一塊,DC/AC一塊應用方案二時只需要調整AC/DC電路板即可。

      

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2021-03-23 13:20
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2021-03-24 08:15

都想到這份上了,加入頻率1-1Khz可調

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2021-03-27 11:06
@qinzutaim
都想到這份上了,加入頻率1-1Khz可調[圖片]
頻率可調,這個可以有!
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2021-03-27 14:40

    目前AC/DC部分稍作細化,預留了個數字采樣接口J1,主要采集交流輸出電壓和直流母線電壓,另外繼電器的控制和電源線。再考慮輸入端是否需要在增加個繼電器,當輸入電壓過高時切斷輸入電源。

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2021-03-27 15:35
@電源DIY_無風無雨
[圖片]  目前AC/DC部分稍作細化,預留了個數字采樣接口J1,主要采集交流輸出電壓和直流母線電壓,另外繼電器的控制和電源線。再考慮輸入端是否需要在增加個繼電器,當輸入電壓過高時切斷輸入電源。

為安全考慮,建議輸入輸出隔離。

1
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2021-03-31 11:28
基本都用橋式整流,方便
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2021-03-31 14:16
可以直接用正玄波逆變器后級做
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iszjt
LV.5
9
2021-04-01 12:35
在哪里調節輸出電壓?
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2021-04-01 14:58
@電源DIY_無風無雨
[圖片]  目前AC/DC部分稍作細化,預留了個數字采樣接口J1,主要采集交流輸出電壓和直流母線電壓,另外繼電器的控制和電源線。再考慮輸入端是否需要在增加個繼電器,當輸入電壓過高時切斷輸入電源。
接繼電器還需要控制,直接在輸入端接空開行不行?
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2021-04-02 11:46
輸入濾波是否會有壓降,如何補償
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2021-04-02 15:08
@iszjt
在哪里調節輸出電壓?
他這個圖不全只有H橋部分,調壓需要控制占空比
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王天庫wx
LV.1
13
2021-04-02 22:58
@沉沒成本
他這個圖不全只有H橋部分,調壓需要控制占空比
安全考慮
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dy-5xLvgY86
LV.1
14
2021-04-04 22:05
@dy-nrX3Dmeb
基本都用橋式整流,方便
是的
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2021-04-14 11:22
@王天庫wx
安全考慮
咱們控制板這塊是采用PI方式調制?
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lkings
LV.6
16
2021-04-16 21:59
用移相全橋是不是容易做一點。
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魯珀特
LV.4
17
2021-04-20 12:58

在實際使用中往往發現這樣一個問題,當電壓逐步變大時,電流在一開始就是最da時然后當電壓達到最da的85%-90%后電流逐步減小,達不到zui大值,這是什么原因造成的。

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2021-04-21 21:52
@iszjt
在哪里調節輸出電壓?

電壓調節可以通過旋轉電位器或者旋轉編碼器來實現,把不同的目標電壓指令輸入給MCU,然后由MCU來控制調節輸出電壓。

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2021-04-21 21:54
@石工在線
接繼電器還需要控制,直接在輸入端接空開行不行?[圖片]

輸入加空開也可以,就是比較占地方。已經加了一個手動的開關,輸入的繼電器用的常閉結點,只是在輸入電壓過高或者輸入電流超限時在控制輸入繼電器斷開,防止損壞電路因此加入一點控制以便實現保護的目的。

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2021-04-21 21:58
@伽藍聽雨111
輸入濾波是否會有壓降,如何補償

個人認為輸入濾波的壓降很小,主要功率小,電流小,在線路阻抗上形成的壓降基本可以忽略;AC/DC部分的輸入整流橋上的二極管壓降是功率損耗的一個主要器件,尤其在大功率時更為明顯。

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2021-04-21 22:01
@沉沒成本
他這個圖不全只有H橋部分,調壓需要控制占空比

控制板還沒開始弄,先把主電路的畫了一部分

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2021-04-21 22:02
@lihui710884923
咱們控制板這塊是采用PI方式調制?

軟件控制基本是PID,可能最后調試至于PI參數就可以

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2021-04-21 22:24

這是AC/DC部分的最終原理,輸入增加了一個霍爾電流傳感器,用于交流輸入電流的檢測通過輸入電壓、電流的采集可以在程序中計算輸入端的有功功率、視在功率、功率因數等電網端的參數。

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唐先森
LV.2
24
2021-04-22 06:38
學習
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2021-04-22 21:34

PCB畫成上面樣子,發出制板。

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2021-04-22 21:43

      接下來第二部分DC/AC的主電路,先易后難,準備按非隔離的全橋拓撲+LC濾波來實現交流輸出。各位高手有哪些更好建議,感謝多多指點

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2021-04-22 21:45
@dy-nrX3Dmeb
基本都用橋式整流,方便

是的 輸入整流橋應用最為普遍 

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2021-04-22 21:47
@沉沒成本
可以直接用正玄波逆變器后級做

嗯 后級DC/AC實際個逆變器的功能,試驗用電壓電流都比較小些

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2021-04-22 22:57

逆變這塊,如何保證輸出是正弦波?

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2021-04-23 20:11
@liuxiaofei126
逆變這塊,如何保證輸出是正弦波?

兩方面保證吧,一是硬件主電路對輸出濾波電路的設計,另一方面是代碼中電壓環的計算,MCU按照標準正弦表來計算所需占空比,然后驅動MOS即可,當然輸出濾波后的電壓會被采集,進行電壓環的控制。

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2021-05-09 15:48

PCB制板回來了  下周爭取焊接完成通個電。逆變部分原理基本確定下來,可以繼續逆變部分的設計了。

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