diseño de fuente de alimentación de laboratorio de alto amperaje

TRANSFORMADOR MULTITAP

Compraré un transformador de derivación múltiple de 47,5 amperios hecho a medida. Por supuesto, usaré puentes rectificadores de onda completa (por ejemplo, mda5010) para convertir a CC. Quiero construir una fuente de alimentación de CC lineal de doble canal de 20 amperios cada canal. grifos para que la generación de calor sea mínima, es decir, use un grifo para un voltaje de salida de CC bajo y cambie a un grifo de voltaje más alto para un voltaje de CC de salida más alto.

preguntas:

1) ¿puedo obtener 5 amperios entre 0 y 6v y 10 amperios entre 0 y 12v taps? Por ejemplo, un canal consume 5v/5amps y el segundo canal consume 9v/10amps.

2) ¿Debo usar toques aislados como la imagen de arriba o debo usar toques no aislados como la imagen de abajo? 3) ¿dónde está la mejor posición para tierra o 0V?.

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4) ¿Qué voltajes serán los mejores para enrollar los grifos? Recuerde que enrollaré el transformador en una tienda local. Todavía no he comprado. Tengo la intención de usar la fuente de alimentación para trabajo de laboratorio, cargando baterías de plomo ácido de 12 y 24v Baterías de iones de litio de 3.7v y probando diferentes cosas en un laboratorio de electrónica típico.

5) ¿Puedo cambiar los transistores de paso de salida para obtener 40 amperios de un solo canal/20 amperios de doble canal o tendré que poner en paralelo dos canales para obtener 40 amperios si cada canal es de 20 amperios o hay alguna otra forma de hacerlo?

6) ¿cuál es el límite superior de corriente que necesitaré en situaciones máximas?

7) alguna idea para un buen disipador de calor. Tengo muchos ventiladores de fuente de alimentación de computadora pequeños

8) ¿cuánto valor de capacitancia debo usar por canal?

9) ¿Qué tipo de interruptores se adaptan mejor a mi caso para cambiar los grifos?

Son demasiadas preguntas en una sola publicación Muhammad. Tal vez lo mejor sea centrarse primero en lo primero, como si tiene sentido para sus propósitos construir una fuente de alimentación tan grande como sugiere. Decir más sobre sus propósitos es una buena manera de comenzar con ese tema. 40A a 12V son 480 Watts. Esa es una fuente de alimentación bastante grande. Se necesitará una buena cantidad de diseño cuidadoso para que algo tan grande funcione bien. En particular, requerirá varios elementos de pase en paralelo, suponiendo que esté proponiendo un diseño lineal. El transformador probablemente no es donde yo empezaría :)
no importa, es mi primera pregunta en este foro. Necesito probar inversores que requieran unos 50 amperios a 12 voltios.
Para ser más claro, lo que digo es que si no enfoca su pregunta, es probable que se cierre por ser demasiado amplia :)
¿Por qué no simplemente cargar baterías selladas de plomo-ácido con un suministro más pequeño? Si solo está probando inversores.

Respuestas (2)

Como mencioné en mi comentario, su pregunta es demasiado amplia para este formato. Sin embargo, con el interés de avanzar en su proyecto, propongo la pregunta: "¿Qué tipo de fuente de alimentación debo pensar en construir para este caso de uso?"

Una fuente de alimentación de laboratorio es generalmente de la variedad lineal (a diferencia de una fuente de alimentación conmutada ). Creo que la primera decisión aquí es si un suministro lineal será factible para usted.

Esa pregunta se reduce inmediatamente a la cuestión de la disipación de calor. Una fuente de alimentación lineal reduce su voltaje de salida al disipar el exceso de energía en forma de calor. El peor de los casos para las especificaciones que menciona sería 50A en cortocircuito, aunque 50A a 1V sería casi tan severo. Si su suministro no regulado (transformador + rectificador + condensador a granel) tiene una salida de 15 V, el peor de los casos sería la disipación de calor. 15 V × 50 A = 750 W . Ese es un gran disipador de calor, incluso con un conjunto ruidoso de ventiladores de refrigeración.

Entonces, en su posición, me inclinaría a considerar seriamente una fuente de alimentación conmutada que reduciría enormemente la cantidad de disipación de calor requerida.

Para eso, creo que deberá elaborar su declaración de sus requisitos y quizás luego hacer una pregunta más específica que aborde el próximo paso para usted.

Cuando tiene en cuenta la tolerancia del voltaje de línea y la ondulación, etc., estos tipos de suministros, basados ​​en CA rectificada, no son realmente muy prácticos. Terminan requiriendo mucho más transformadores de hierro, disipadores de calor, condensadores gigantes, limitadores de corriente de entrada, etc. Estoy de acuerdo en que el OP debería considerar los suministros de modo de conmutación.
Las fuentes de alimentación conmutadas son ruidosas, por lo que estoy considerando las lineales. En cuanto a la disipación de calor, puedo pedirle al fabricante del transformador que enrolle 11 grifos de 3 voltios cada uno para que el calor generado sea como máximo 3V × 40A = 120W
El calor se disipa en los elementos de paso (quizás los MOSFET de potencia en su caso), no en el transformador. Son esos dispositivos los que necesitan refrigeración. Los cálculos de potencia no se pueden evitar dividiendo los voltajes. Si coloca cuatro circuitos de 3 V en serie, aún obtiene la cifra de ~ 750 W, posiblemente más dependiendo de si el voltaje de caída es una vez por etapa de 3 V o en general.
Un truco para mitigar el ruido de los suministros de conmutación es usar un conmutador para bajar a un voltaje un par de voltios por encima de su voltaje objetivo y luego usar un regulador LDO para bajar al voltaje de salida exacto requerido.
750W no es un problema para el transformador, ya que estará diseñado para manejar tanta potencia. Si necesito una salida de 13 voltios CC, cambiaré para usar 4 grifos × 3v = 12v CA, por lo que 12v × 1.4-1.4v caída de diodo = 15.4 v DC.Power desperdiciado = 15.4v-13v = 2.4v × 40A = 96W. No hay problema
Ah, está bien, creo que veo cuál es tu estrategia. Básicamente, está proponiendo ajustar su suministro no regulado (a través de los grifos) para minimizar la caída en los elementos de su pase. Probablemente querrá alguna protección contra cortocircuitos o incluso bajo voltaje (de salida) para proteger sus elementos de paso de una caída excesiva; pero es una estrategia plausible.
Todas las fuentes de alimentación producen ruido. El ruido se puede filtrar a niveles arbitrariamente bajos. Este tipo de suministro tiende a producir ruido eléctrico al doble de la frecuencia de la línea, más armónicos. Este ruido de baja frecuencia es mucho más difícil de filtrar que el ruido de alta frecuencia producido por una fuente de alimentación conmutada. Si filtra el ruido con condensadores gigantes, entonces la corriente de entrada tiende a volverse puntiaguda. Te lo digo, hay una razón por la que ya nadie fabrica fuentes de alimentación como esta.

Los transformadores son caros y pesados, así que creo que es mejor utilizar el transformador al máximo. Los devanados en serie/paralelos son mejores aquí, así que ¿por qué no tener 4 devanados secundarios idénticos? Podría usar algunos relés dpdt para hacer esto en el lado de CA secundario o si está interesado en poder hacer esto en el lado secDC. Recomiendo los diodos schottky porque desperdiciarán la mitad del voltaje de un diodo normal, lo que ayuda a minimizar el voltaje secundario del transformador que pretende enrollar. Todavía tiene mucho calor para vencer, así que muchos transistores de paso. Recuerde que la mayoría de los mosfets de potencia baratos no son tan felices en analógico. Por lo tanto, podría usar BJT. Si aún desea usar mos, use tipos de alto voltaje con resistencias de fuente para paralelizar. en series .

Los diodos Schottky tienen un Vf más bajo, sin embargo, también tienen una corriente de fuga significativamente más alta, especialmente sobre la temperatura. Vea este video para más detalles.
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