Мощный регулятор нагрузки 220в на IGBT транзисторе, управляемый программно


Для регулировки в широких приделах мощности удобно использовать широтно импульсную модуляцию (ШИМ).

Схема в пояснениях не нуждается. Это драйвер с развязкой, для управление IGBT транзистором. Само управление реализовано программно. Однако - КТ940 не лучший выбор. Но что было у меня под рукой - то и поставил. Работает, 2 Квт электрическую плитку тянет, транзистор 40N60 холодный. Что и требовалось.

Схема шим регулятора с оптроном и IGBT транзистором Регулятор напряжения 220 вольт IGBT + оптопара + тригер Шмитта

На схемах выше 3 варианта. Самый правый мне нравится больше. И тот и другой проверил, разница между ними в управлении и надежности. У левого - при подаче логической 1 (с порта, на анод оптопары, не забудьте поставить токоограничивающий резистор! скажем в 500ом) 40n60 закрывается. В схеме регулятора который посередине переменного напряжения - наоборот, открывается. Еще форма импульса получше. Q? - практически любой полевой, с током не менее 50ма. D1 - светодиод. То же желательно с током не менее 50ма. Еще вариант - зашунтировать его резистором, 20-50ом. Транзисторы КТ940 - даалеко не лучший выбор, в этой схеме работают практически на пределе. Желательно поставить КТ815, КТ817. Ну у меня их нет..

Самый правый вариант схемы - уменьшена задержка в переходных процессах. Из за ПОС. Так же добавлены защитные диоды. Хоть и в самом IGBT стоит диод, но веры ему нет. Продублировал на всякий.

Для питания схемы используется внешний источник (у меня 16в, переделанная зарядка от мобильника).

Ниже фотографии устройства с работой на 30 ом нагрузку (при 300в. на мосту это, 3Квт мощности). То же работает и почти не греется.

ШИМ регулятор 220в 3Квт IGBT 40N60 на 3 Квт нагрузке. С правой стороны сверху зарядка от мобильника на 16в.

А можно обойтись простейшей схемой, с симистором и оптопарой. Например такой:

Управление мощной нагрузкой оптическим симистором MOC.

В качестве оптического симистора подойдет: MOC3023, MOC3042, MOC3043, MOC3052, MOC3062, MOC3083 и т.п. Но на всякий случай ознакомтесь с даташитом. Управляемый симистор: например из серии BT138-600, BT136-600 и т.д.

При применении симистора нужно быть готовым к появлению значительных помех (если нагрузка будет мощная, индуктивная и управляющий элемент (MOCxxxx) без Zero Crossing). Еще, желательно триак держать включенным четное число полу-периодов. Иначе он начинает "выпрямлять" ток в сети. А это недопустимо (см. ГОСТы).

Сам ШИМ сделан программно, управление LPT-порт, потом гальваническая развязка с помощью оптопары (на схеме 4N25, а по факту 4N33). На схеме не показан резистор, между оптопарой и выходом LPT порта 510ом.

Часть индо-кода в С++:

a_tm_pow=(y_tm_pow*pow_shim)/100;
       b_tm_pow=y_tm_pow-a_tm_pow;
       // главный цикл ШИМ
        for (i=0; i<x_val_pow; i++)
        {
 //         printf("y_tm_pow===== %d\n",y_tm_pow);  
            
                //a_tm_pow
 //               printf("a_tm_pow %d\n",a_tm_pow);
 //               printf("b_tm_pow %d\n",b_tm_pow);
                if (b_tm_pow==0) {
                    //ВКЛЮчаем нагрев в этом цикле и ждем.
                    byte_status =byte_status | r1; // устанавливаем в 1 пин
    
                    ioctl(fd, PPWDATA, &byte_status);
                    usleep(a_tm_pow-(WAIT_DIFF_TIME/x_val_pow));
                    }  else  if (a_tm_pow==0) {
                    //ВЫКЛючаем нагрев в этом цикле и ждем.
                    byte_status =byte_status & r0; // устанавливаем в 0 пин
    
                    ioctl(fd, PPWDATA, &byte_status);
                    usleep(b_tm_pow-(WAIT_DIFF_TIME/x_val_pow));
                    } else {    
                // обычное исполнение
                byte_status =byte_status | r1;
                ioctl(fd, PPWDATA, &byte_status);
                usleep(a_tm_pow-(WAIT_DIFF_TIME/x_val_pow));
                
                
                byte_status =byte_status & r0;
                ioctl(fd, PPWDATA, &byte_status);
                usleep(b_tm_pow-(WAIT_DIFF_TIME/x_val_pow));                    
  
                    
                    }
           }
Комментариев: 4
  1. Спасибо за схему. Собрал - работает. Мне нужно для муфельной печи. Такие мощные только на тиристорах встречал, из за помех их использовать не хочу.

  2. А управление на микроконтроллере наверное сделали? Это я так, интересуюсь. Муфельная печь у меня пока только в планах. Зимой займусь, очень нужная вещь в хозяйстве.

  3. 2015-08-19 в 23:02:33 | Александр

    Драйвер с опторазвязкой стоит в приделах 100р., например IX3120G, CPC1580, CPC1590, FDA215, FDA217 и т.п. Зачем огород городить?

  4. А если нет в наличии. Вот где то там в Москве они на каждом углу продаются.

Ваше мнение

Используйте нормальные имена, комментарий будет опубликован после проверки.

Если вы уже зарегистрированы как комментатор или хотите зарегистрироваться, укажите пароль и свой действующий email. При регистрации на указанный адрес придет письмо с кодом активации и ссылкой на ваш персональный аккаунт, где вы сможете изменить свои данные, включая ник, описание, контакты и т.д., а также подписку на новые комментарии.

grin LOL cheese smile wink smirk rolleyes confused surprised big surprise tongue laugh tongue rolleye tongue wink raspberry blank stare long face ohh grrr gulp oh oh downer red face sick shut eye hmmm mad angry zipper kiss shock cool smile cool smirk cool grin cool hmm cool mad cool cheese vampire snake excaim question

(обязательно)