fritzler-avr.de
1600W Labor NT
regelbarer Gleichrichter

Warum regelbarer und nich steuerbarer Gleichrichter?
Ganz einfach, diesem Gleichrichter wird nicht der Stellwinkel übergeben sondern die gewünschte Ausgangsspannung, daher besitzt dieser im AVR einen Regelkreis.

Der regelbare Gleichrichter soll dafür sorgen, dass der Linearnachbrenner nicht so viel verheizen muss. Die beiden Trafos im Netzteil sind in Reihe oder Paralel schaltbar, somit würden mit einem normalen Gleichrichter 30 oder 60V am Eingang des Linearregler ansliegen, bei 20 bzw. 40A Ausgangsstrom und 5V wird da ordentlich was verheizt. Der steuerbare Gleichrichter lässt nun nur einen Teil des Sinus durch und somit liegt weniger Spannung am Linearregler an Der dann weniger überschüssige Spannung in Wärme umwandeln muss.

Ein steurbarer Gleichrichter kann aus 4 oder 2 Thyristoren gebaut werden. Da ich nur 3 Thyristorhalbbrücken habe, bin ich auf die Version mit 2 Thyristoren beschränkt, zurückspeisen will ich aber eh nicht also muss ich auf nichts verzichten. Hier mal ein Schaltbild wie es anfänglich geplant war. Auf den GDT wurde dann verzichtet und die Gates direkt gesteuert. Solch starke Thyristoren haben auch einen relativ hohen Haltestrom von 200mA, somit muss das Gate dauerhaft besaftet werden. Sonst würde das Netzteil erst ab 200mA funktionieren.

Durch die direkte Ansteuerung des Gates werden 2 galvanisch getrennte Hilfsspannungen von 6V benötigt. Auch die Eleketronik benötigt eine Hilfsspannung von 9V , weil ein Schaltwandler von 60V auf 5V zu viel Platz einnimmt. Die Generierung der Zündimpulse übernimmt ein ATmega8, der auch die Spannung des Sinus überwacht und zum richtigen Zeitpunkt den passenden Thyristor zündet. Die Spannung, aber der er zünden soll, wird per UART angesagt. Um die Nulldurchgangserkennung kümmert sich ein LM393.

Um die Pads richtig zuzuordnen hier noch das Schaltbild des Moduls:

Alles zusammengebaut und zum Testen mit Widerständen und nem Trafo aufn Kühlkörper geschraubt.

Abschließend noch ein paar Oszibilder

Das Ausgangssignal des Gleichrichters ohne Glättungselko bei 50% und 15% Sieht aus wie ein Phasenanschnitt, was es ja im Grunde auch ist.

Das Ausgangssignal des Gleichrichters mit Glättungselko bei 50% und 15% Sowie das Gatesignal des Lowside Thyristors.

Das Gatesignal liegt so lange an wie der Thyristor leiten soll.

Zum Abschluss noch ein 5A Trafo mit 10A belastet, wenn der Thyristor zündet sackt erstmal die Spannung ab. Das Durchgangsdetektorsignal ist hier auch zu sehen.

Die Programmierung des AVR für dieses Verhalten ist recht simpel und braucht nur 3 ISR und einen Timer. Der Timer läuft im CTC Modus auf OCRA. Das Nulldurchgangssignal wird an den INT Eingang des AVR gelegt, der bei jeder Signalflanke auslöst. Die ISR des INT startet den Timer, setzt das TCNT Register auf 0, schaltet das Zündsignal ab und schreibt ins OCRB Register wann der Thristor zünden soll. Die Compare B ISR löst aus, wenn der Timer den Zündzeitpunkt erreicht hat und checkt das Nulldurchgangssignal, um den passenden Thyristor einzuschalten. Wird das überprüfen weggelassen ergibt das mit einem Triac nen Dimmer. Der Compare A löst erst nach dem Nulldurchgang aus, kommt also nur vor wenn das Eingangssignal wegfällt und schaltet die Thyristoren ab, stoppt aber auch dne Timer.

Home - Projekte - 1600W NT

Kontakt - Haftungsausschluss - Impressum