A studio camera flash system being developed by Eascal AB needs a capacitor charging power supply (CCPS) that can work in a hot environment without problems and also not emit too much heat itself. The CCPS needs to be able to operate from battery power as well as net power, so called off-line, and to charge a capacitor to between 0-400 V. Most power supplies do not act upon a rise in temperature until it overheats and shuts down or goes into fail-safe mode where they stop delivering power. The aim of this thesis is to investigate how a smart power supply which features a micro-controller can change the behaviour of the unit or the user so that heat emission is reduced if needed in order to avoid overheating. The unit will be allowed to deliver less power in this mode. Starting the project was the information gathering phase where a lot of different kinds of power supply topologies were investigated and evaluated to find the most suitable. A flyback converter was chosen for the battery driven charger and a non-inverting buck-boost converter was chosen for off-line supply. Following the final choice of topology, simulations were made to ensure that the power supply of choice would live up to the expectations and to specify the ingoing components. After the simulations were to satisfaction the prototypes were built to verify the simulations, for testing and evaluating proposed techniques for regulating the heat emission of the unit. The sought after performance of the prototypes was never reached due to lack of time and a need for better components that was not available. However the simulations showed that the wanted performance was within reach and this was verified by the worse performing prototypes living up to their simulated counterparts. No actual physical work was done with the heat control, this was conducted by theoretical reasoning and calculations. Results showed that with a micro-controller the suggested chargers would be able to regulate their heat emission by making changes to the charging profile or increase dead-time between charge cycles. / En kamerablixt för studiobruk är under utveckling av Eascal AB och behöver en kondensator-laddare som kan jobba i varma miljöer utan att överhettas eller att själv avge för mycket värme. Laddaren måste kunna drivas från nätspänning såväl som från ett batteri med en spänning som specificeras under projektet och måste kunna ladda en kondensator till mellan 0 och 400V. De flesta laddare som finns idag agerar inte på en ökning av temperaturen innan enheten överhettas och stänger ner sig eller hamnar i ett felsäkert läge där den slutar leverera ström. Målet med detta projekt är att undersöka hur man med hjälp av en mikro-kontroller kan undvika detta läge genom att förändra sitt eller användarens beteende för att minska värmeutvecklingen. Enheten tillåts leverera mindre effekt i detta tillstånd. Projektet startades med att söka information om vilka olika typer av laddare som finns och på vilket sätt de används. En flyback-converter valdes för att ladda från batteri och en icke-inverterande buck-boost converter valdes för laddning från elnätet. Efter det slutgiltiga valet av topologi gjordes simuleringar för att säkerställa att den valda topologin kunde uppfylla kraven som ställdes på den eftersökta laddaren. När simuleringarna visat på ett acceptabelt resultat byggdes prototyper för att verifiera simuleringarna och att göra tester på för att kunna utvärdera strategier för värmereglering. Prototyper levde aldrig upp till kraven som hade ställts på dem på grund av tidsbrist och ett behov för bättre komponenter än som fanns tillgängliga. Däremot så visade simuleringarna på att det eftersökte resultatet är inom räckhåll med de föreslagna topologierna med rätt komponenter. Detta visades genom att prototyperna presterade jämförelsebart med simuleringar efter deras förmågor. Ingen fysiskt arbete gjordes med temperaturkontrollering men mätningar och formler visar på att med hjälp av mikro-kontroller kan de föreslagna laddarna reglera sin värmeutveckling genom att ändra på laddningsprofilen. Detta blir på bekostnad av laddningstiden eller hur ofta laddningscyklerna kan repeteras.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-187675 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Rydberg, Tobias |
| Publisher | KTH, Maskinkonstruktion (Inst.) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | MMK 2016.14 MDA522 |
Page generated in 0.0018 seconds