DC-DC-teholähteen suunnittelu full bridge -topologialla
Lapinkangas, Hannu (2011)
Oulun seudun ammattikorkeakoulu
2011
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201102021952
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201102021952
Tiivistelmä
Työn tavoitteena oli suunnitella 500 W:inen DC-DC-teholähde, joka toimii full bridge -topologialla. Full bridge -topologialla voidaan saavuttaa erittäin hyvä hyötysuhde ja lähdön häiriöjännite saadaan pysymään pienenä suhteellisen pienellä lähtökapasitanssin määrällä. Teholähteen tulojännitteeksi asetettiin 400 V ja lähtöjännitteeksi 55 V. Hyötysuhteen teholähteellä tulisi olla yli 90 %. Valmista tuotetta teholähteestä ei ollut tarkoitus tehdä, vaan työn tarkoituksena oli saada lisää tietoa erilaisista teholähteen suunnitteluvaihtoehdoista.
Pelkkä komponenttien mitoitus ei takaa parasta mahdollista toimintaa hakkuriteholähteelle, sillä piirilevysuunnittelulla on suuri merkitys teholähteen toimintaan. Piirilevyn suunnitteluun olisi mennyt paljon aikaa, ja siksi työhön etsittiin sopiva evaluointilevy, josta muokattiin vaatimuksia vastaava. Näin saatiin keskittyä teholähteen toimintaan ja komponenttien mitoitukseen tarkemmin. Suunnittelun kannalta hakkuriteholähde full bridge -topologialla on teholähdetopologioista vaativimpia.
Työssä suunniteltiin ja valmistettiin DC-DC-teholähde. Tilattua teholähdettä tutkittiin sellaisenaan erilaisin mittauksin. Testausten jälkeen tilatusta teholähteestä muokattiin vaatimuksia vastaava. Muokattu teholähde testattiin samoin kuin alkuperäinen teholähde. Kaikkia tavoitteita ei saavutettu. Suunnitellun teholähteen hyötysuhde ei saavuttanut tavoitteena ollutta 90 % rajaa ja lähtöteho jäi alle 500 W:n.
Pelkkä komponenttien mitoitus ei takaa parasta mahdollista toimintaa hakkuriteholähteelle, sillä piirilevysuunnittelulla on suuri merkitys teholähteen toimintaan. Piirilevyn suunnitteluun olisi mennyt paljon aikaa, ja siksi työhön etsittiin sopiva evaluointilevy, josta muokattiin vaatimuksia vastaava. Näin saatiin keskittyä teholähteen toimintaan ja komponenttien mitoitukseen tarkemmin. Suunnittelun kannalta hakkuriteholähde full bridge -topologialla on teholähdetopologioista vaativimpia.
Työssä suunniteltiin ja valmistettiin DC-DC-teholähde. Tilattua teholähdettä tutkittiin sellaisenaan erilaisin mittauksin. Testausten jälkeen tilatusta teholähteestä muokattiin vaatimuksia vastaava. Muokattu teholähde testattiin samoin kuin alkuperäinen teholähde. Kaikkia tavoitteita ei saavutettu. Suunnitellun teholähteen hyötysuhde ei saavuttanut tavoitteena ollutta 90 % rajaa ja lähtöteho jäi alle 500 W:n.