Občas se hodí zdroj malého napětí o velkých proudech (stovky Ampér) - ať už k bodovému sváření, tavení nebo ohřevu kovů,
startování vozidel či k jiným fyzikálním experimentům. Takový zdroj jsem se nyní rozhodl postavit.
Vzhledem k tomu, že jíž mám spínaný zdroj zdroj 3-60V 40A a zdroj 56V 60A, tak jsem se nakonec vydal cestou spínaného měniče,
který bude měnit stejnosměrné napětí do 60V na menší napětí, cca do 12V o vyšším proudu.
Zvolil jsem topologii neřízeného dvojčinného zdroje, který využívá trafo se snižovacím poměrem 5:1.
Regulace napětí (pokud je třeba) a omezení proudu jsou zajištěny zdrojem vstupního napětí.
Zdroj snižuje vstupní napětí v poměru cca 5:1 minus ztráty a úbytky (diody, MOSFETy, odpor vinutí a vodičů), v praxi tedy až 6:1.
V téměř stejném poměru se naopak zvyšuje možný proud. Se zdrojem 40A tedy můžeme získat proudovou zatížitelnost cca 200 - 240A.
Nejvyšší napětí zdroje je cca 10-12V.
Schéma zdroje je na obrázku níže. Transformaci zajišťuje Tr1 s primáry 5+5 z a sekundáry 1+1 z.
Spínání zajišťují 4 + 4 MOSFETy. Já jsem použil typ IXFH50N20 (50A, 200V, 45mR, Cg=4400pF). Lze použít jakékoliv MOSFETy s napětím Uds 200V (v nouzi 150V)
a co nejmenším vodivým odporem. Rychlost a menší kapacita (náboj) gejtu nejsou také k zahození.
Sekundární usměrnění zajišťují dvě dvojité schottkyho diody MBRP60035CTL (600A, 35V).
Tr1 je feritové trafo se středním sloupkem cca 15 x 15 mm. L1 je tlumivka tvořená 5ti železoprachovými kroužky navlečenými na vodiči.
Indukčnosti, chladič a některé další součástky jsem získal z jakéhosi měniče 56V / 5V (stovky A) pro výpočetní techniku.
Využil jsem také původní tlumící články na výkonové desce. Gejty jsem odpojil od původních nepoužitelných obvodů a zapojil na vlastní řídící obvod.
Ten využívá integrovaný obvod IR2153. Vzhledem k velké kapacitě gejtů (4x 4n4) jsem musel použít zesilovače proudu
s dvojicemi NPN/PNP tranzistorů BD139 a BD140. Obvod IR2153 však lze nahradit i jiným řídícím obvodem umožňujícím pulzně šířkovou modulaci (PWM), např. SG3525,
a vytvořit tak regulovaný zdroj. Teoreticky je možné i změnit vstupní napětí (jiné MOSFETy, primáry, atd.) a pracovat třeba i přímo s usměrněnou sítí.
Zdroj umožňuje galvanické oddělení.
Pozor - MOSFETy vidí dvojnásobek vstupního napětí (se 60V je to 120V a v případě usměrněné sítě by to bylo 650V).
Pracovní frekvence zdroje je cca 40kHz. Při krátkodobém používání (např. jako startovací zdroj, bodová svářečka)
nejsou tak velké nároky na chlazení, dimenzování vinutí apod. Při trvalém provozu je nutné dobré chlazení,
největší ztráta vzniká na výstupních diodách. Úbytek schottky je cca 0,5V a při proudu např. 240A je tedy ztráta 120W.
