Zamiast sześciu diod tworzących trójfazowy mostek prostowniczy na schemacie powyżej w budowanym urządzeniu zastosowano scalony mostek o napięciu znamionowym 1000V i maksymalnym prądzie 50A.
Rys. 3 Mostek prostowniczy wraz z radiatorem chłodzącym.
W celu stabilizacji wyprostowanego napięcia zastosowano 12 szt. kondensatorów elektrolitycznych 400V 220µF połączonych szeregowo-równolegle zgodnie ze schematem powyżej. Dla wyrównania napięć zastosowano dwa rezystory mocy 20 kohm/10W. By blok filtrujący zajmował mniej miejsca wykonano go warstwowo na dwóch płytkach PCB umieszczonych jedna na drugiej i połączonych przewodami miedzianymi.
Oczywiście można było zastosować pojedynczy kondensator na wyższe napięcie, lub dwa połaczone szeregowo, ale akurat takie były pod ręką więc zbudowano z nich taki bardzo ładny bloczek.
Rys. 4 Przygotowany do zlutowania blok filtrujący kondensatorów.
Wyprostowane i odfiltrowane napięcie poprzez tranzystor mocy IGBT trafia na obciążenie. W urządzeniu zastosowano tranzystor o symbolu SKM 145 GAL 124, posiada on maksymalne napięcie Uce = 1200 V i dopuszczalny prąd 190 A, dodatkową jego zaletą jest wbudowana w strukturę szybka dioda, którą wykorzystano do zabezpieczenia tranzystora przed prądami wstecznymi.
Rys. 5 Zastosowany w urządzeniu tranzystor IGBT.
Do sterowania przedstawionym układem mocy IGBT wykorzystano moduł składający się z zasilacza, modulatora PWM oraz sterownika bramki tranzystora IGBT.
Rys. 6 Schemat ideowy układu zasilania sterownika.
Zasilacz dostarcza trzech napięć potrzebnych do pracy układu sterującego tranzystorem: +12V zasila modulator, +15V oraz -5V służy do wysterowania stanu bramki tranzystora, dodatnie napięcie otwiera kanał, ujemne zamyka. Napięcia generowane są przez scaloną przetwornicę DC/DC, która jednocześnie pełni funkcję separatora galwanicznego zasilania części logicznej od części mocy.
Rys. 7 Schemat ideowy modulatora PWM i drivera IGBT.
Lewa strona schematu na rysunku 7 to scalony modulator PWM o symbolu SG3524, wraz z kondensatorem 10nF i rezystorem 30k tworzy sterowany napięciowo modulator sygnału PWM o stałej częstotliwości równej 4,5 kHz. Zmieniając napięcie na zaciskach Uster w zakresie od 0,9 V do 3,4V można płynnie regulować wypełnienie generowanego sygnału w zakresie od 0 do 100%. Jest to wejście dla przyszłego układu sterującego, który będzie automatycznie dobierał wypełnienie do aktualnych warunków pracy elektrowni.
By móc ręcznie zmieniać wypełnienie i tym samym regulować moc odbieraną w czasie pomiarów elektrowni zastosowano dzielnik napięciowy złożony z potencjometru wieloobrotowego 10k, który zamontowany został na panelu przednim urządzenia oraz dwóch potencjometrów montażowych w celu ustawienia zakresu pracy potencjometru głównego tak by pokrywał pełen zakres napięcia sterującego.
Rys. 8 Test modulatora PWM i regulacja potencjometrów dopasowujących.
