Sursa comutatie pentru amplificatoare audio

[matzah]

pai asta era si problema. simulatorul cere Vin high si low si ca sa citez descrie astea gen "The maximum/minimum voltage the primary will see". In cazul acelui traf (2 infasurari primare cu priza mediana) ma gandesc ca la un moment dat fiecare infasurare vede ori 0 ori jumate din tensiunea de alimentare. Dar nu inteleg in acel simulator cum se trece High si Low. Daca trec cate 160 volti cum ziceam mai sus (gen primarul la 320v, chiar daca nu-i "vede" de-odata) ies estimarile de mai sus. 

Sau se refera la variatia tensiunii de alimentare la retea - si deci variatia tensiunii cu care e alimentat primarul? Gen un minim si maxim, sa zicem 130 si 170V?

[sesebe]

Ai un raport de transformare de X ori (nu stiu valorea exacta).

Tensiunea de iesire este : tensiune intrare * raport transformare = tensiune la borne primar * raport transformare.

Cit este tensiunea instantanee maxima de la bornele primarului?

Explica raspunsul!

[Marian]

M-am uitat inapoi pe pagina anterioara ca sa fiu sigur ca nu-mi scapa ceva, si nu-mi scapa.

Deci dupa cat de mult s-a scris pe sectiunea asta ( in special Smilex si Dl Miticamy ), totusi inca dezbatem cum functioneaza semipuntea.

Am spus deja cat ai in primar ( de cateva ori ) am dat un exemplu concret de calcul si spirele necesare atat la primar cat si la secundare, am si proiectul didactic aici pe sectiune unde descriu si confirm pas cu pas cu exemple practice, ceea ce Smilex deja explicase teoretic, si pare ca degeaba.

C'est la vie

[matzah]

Referitor la ce spuneam mai sus, poate nu m-am facut inteles. Sa zicem ca am un traf generic. 100 spire primar/10 spire secundar. Raport transformare 10. Care va sa zica, daca masor pe acel transformator 20v in secundar, ma astept ca in primar sa am 200V.  (presupunand randament 100%). Fac abstractie de mediane, alte infasurari etc. Iar simulatorul ala imi cerea o tensiune minima/maxima pe care o vede primarul. Intrebasem cum determin variatia asta. 

 

 

Am sa merg sa citesc topicurile despre care vorbiti (greseala mea). 

 

[sesebe]

Marian, nu tie ti-era adresata intrebarea!

[Marian]

@matzah problema e prea simpla ca sa-ti pierzi timpul cu calculatoare online.

Chiar prima mea postare de pe proiectul meu didactic cu modificare surse ATX, descrie detaliat calculul trafului pentru semipunte.

Aici e si mai simplu pentru ca nu ai stabilizare, deci bagi Ton maxim in formula.

Si e simplu, la semipunte primarul vede jumatate din varful retelei.

Varful retelei este Vca-ul masurat la priza impartit la 0,707, spre exemplu 230Vca/0,707=325Vv, deci primarul o sa vada jumatate din 325, 162,5V ( ignorand pierderile de pe traseu ).

Primarul ti-l calculezi la valoarea retelei maxim stiuta a fi in general la priza in cazul tau.

Spre exemplu stii ca de regula reteaua nu trece de 240Vca, deci iei in calcul tensiunea asta ca sa calculezi primarul.

240/0,707=340Vv, primarul o sa vada jumatate, adica 170V.

Faci asta ca sa te asiguri ca la mersul in gol cumuat cu retea mai mare, nu ai o inductie prea mare in miez, deci nici pierderi mai mari decat ai accepta.

Ok, mai departe Ton, adica timpul de conductie pentru fiecare tranzistor, care este acelasi pe Ho si Lo, adica jumatate din perioada.

Ai 50khz, deci o perioada de 20uS, ai si ceva timp mort ( parca 1,6uS la 2153 ), deci perioada scade la 18,4, deci Ton este 18,4/2=9,2uS.

Inductia ( acei mT din formula ), am cautat pdf-ul materialului si am gasit graficul asta:

 

La 50khz si 0,2T pierderile ar fi cam 300mW per cm^3.

Torul ales de tine are conform pdf-ului cam 50cm^3.

Pierderile totale in el ar fi deci 15W.

Mult sau putin, las pe altii sa judece.

Disipatia asta ramane la fel fie ca este in gol fie in sarcina, si este valabila la reteaua aia maxima, la retea mai mica, si pierderile in miez or sa fie mai mici.

In fapt in sarcina maxima, miezul ar trebui sa lucreze mai relaxat, disipa mai putin datorita caderilor de tensiune, dar asta conteaza mai putin.

La ea se adauga pierderile in cupru la sarcina maxima.

 

Sectiunea miezului e ultimul factor de care mai ai nevoie, si aia e 288mm^2 conform pdf.

 

Np=(Up*Ton)/(Bmax*S)

Np=(170*9,2)/(0,2*288)=27,15 => 28, rotunjesti in sus ca sa reduci putin Bmax.

 

La secundar fie mergi tot pe reteaua maxima la care alegi o tensiune maxim admisa in secundar ( ca sa fii sigur ca nu depasesti in nici o conditie limitele de toleranta ale montajului alimentat ), dar iti asumi ca pe medie o sa ai mai putin. Fie mergi pe o retea medie ca sa ai in medie in secundar cam cat ti-ai dorit, dar iti asumi ca la retea maxima, in gol, alimentarea o sa fie mai mare. In functie de alegerea facuta setezi un raport de transformare si apoi e simplu de determinat numarul de spire in secundar, pentru ca imparti numarul de spire din primar la raportul de transformare.

 

As zice sa stabilesti o alimentare maxim posibila la care montajul ( amplificatorul ) poate functiona in regim de siguranta, si sa mergi pe retea maxima ( sa zicem acei 240Vca ), si daca maximul admis este 2x65V, atunci raportul de transformare este 170/65=2,61, iar spirele din secundar sunt cele din primar impartite la acel raport, adica 28/2,61=10,7.

Deci secundarele vor avea 2x11 spire.

Editat Aprilie 26, 2018 de marian

[UDAR]

Atenție la cum citim acele grafice ! Inducția din acele grafice este valoarea de vârf ( amplitudinea) unei unde sinusoidale la care se face măsurătoarea . Noi când dimensionăm transformatorul calculăm deltaB ( nu pot să inserez simbolul ! ) adică valoarea vârf-vârf . Deci la deltaB de 0.2T folosit la calculul transformatorului corespunde 0.1T pe curbele alea . Mai mult , nu trebuie să luăm pierderile de la 25°C ci de la o temperatură mai mare - transformatorul folosit aproape de maxim ( ca tensiune și curent ) se va încălzi inevitabil . Deci undeva la 50mW/cm³ este mai aproape de adevăr. 

[Marian]

Esti foarte optimist dar fie, am mai discutat candva pe tema asta, nu mai reiau.

Face fiecare cum doreste.

[Vizitator]

Daca se scrie degeaba pe forum, net-ul ofera tot ce-ti doresti. O parte din ce am considerat ca are tangenta cu sursele:

Editat Aprilie 26, 2018 de Vizitator

[matzah]

Multumesc @marian pentru lamuriri. Incepe sa se faca lumina si pentru mine. 

Am retinut din topicul tau cu modificarea surselor atx, formula atasata. Repet inca o data calculul sa fiu sigur ca am inteles bine. 

 

Up il stabilesc la 170V,  presupun reteaua maxim la 240V asa cum ai zis. deci 240/0,707=340Vv, 340/2 = Up 

Ton  pentru 50Khz am 20uS. IR2153 are dead time de 1.2uS dupa datasheet, deci (20-1.2)/2 => Ton = 9.4uS 

Bmax sunt in dubii cum il aleg, uzual vad ca se merge pe 0.15-0.2T in aceste aplicatii..

Sm il gasesc din datasheetul miezului, in acest caz 288mm2. 

 

Asadar,  (170*9.4)/(0.2*288)=1598/57.6= 27.74 - rotunjit da tot 28 spire  cat ai spus pentru primar. 

Acum pentru secundar. Presupunand cel mai rau caz, gen 240v la retea, fara sarcina la iesire (sau sarcina nesemnificativa) - as admite pentru infasurarile secundare 72V. Cu 2V rezervati pentru varii pierderi, diode, sarma etc. 

In acest caz, raportul de transformare ar fi 170/72=2.36  Deci 28/2.36 = 11.86 => rotunjit 12 spire. 2 infasurari, deci 2x12 spire pentru secundarul de putere. 

 

Mai am pe acest miez de bobinat un secundar pentru tensiuni auxiliare (2x15V stabilizat cu LM-urile 7815/7915). In datasheet-ul astora, zice asa: Input Voltage
Required to Maintain Line Regulation = 17.7V. Asta fiind un minim. De altfel, datele din datasheet sunt calculate pt Vin = 23V. Nu consider ca o sa trag mult curent pe aceste ramuri (1-2 defazoare pt pus in punte, operationale, chestii mici). Iau valoarea de 23V. Raportul de transformare acum este 170/23 = 7.39. Repet ca si mai sus, 28/7.39 = 3.78 => 4 spire necesare. Acest secundar va avea 2x4 spire si va produce maxim 23V (defapt putin mai mult pt ca am rotunjit la 4, numarul de spire). In realitate, reteaua da mai putin, apar niste pierderi etc. Dar cu siguranta am de unde sa fiu peste pragul de 17.7V. 

 

Alegerea sarmei de bobinat. Iau o rezerva, si presupun ca sursa ar putea functiona la 1500W trasi. In realitate, nu trag peste 1-1.2KW si niciodata pe chestii gen sarcini rezistive. Dar sa zicem. Prin primar in acest caz am 1500/170 = 8.82A. Folosesc cazul dat de @marian si iau in calcul 4A/mm2. Rezulta 2.205mm2 sectiune necesara pt conductor primar. Pentru secundar 1500/144 deci 10.41A. In acest caz, avem 2.60mm2 sectiune necesara conductor secundar. 

Secundarele pentru tensiunile auxiliare, presupun un 1.5A in cazul lor. Deci 1.5/4 = 0.375mm2. 

Determin ulterior adancimea de patrundere. https://www.allaboutcircuits.com/tools/skin-depth-calculator/  De aici imi rezulta -> 0.291mm, corespunzator unui conductor de cupru si frecventa de 50Khz. 

 

Pana aici am ajuns. Urmeaza sa continui imediat ce am ceva timp (sunt la munca) - cu alegerea sarmelor si bobinele serie de pe secundarul de forta. 

 

 

 

 

 

 

 

 

[Vizitator]

2 hours ago, UDAR said:

Atenție la cum citim acele grafice ! Inducția din acele grafice este valoarea de vârf ( amplitudinea) unei unde sinusoidale la care se face măsurătoarea . Noi când dimensionăm transformatorul calculăm deltaB ( nu pot să inserez simbolul ! ) adică valoarea vârf-vârf . Deci la deltaB de 0.2T folosit la calculul transformatorului corespunde 0.1T pe curbele alea . Mai mult , nu trebuie să luăm pierderile de la 25°C ci de la o temperatură mai mare - transformatorul folosit aproape de maxim ( ca tensiune și curent ) se va încălzi inevitabil . Deci undeva la 50mW/cm³ este mai aproape de adevăr. 

 

[Marian]

@matzah in principiu ar fi ok cam tot ce ai scris ( se vede ca ai citit, si tin sa-ti multumesc pentru asta ).

La deadtime ai dreptate, e 1,2uS valoarea tipica, nu 1,6 cum am zis eu, deci scuze pentru eroare.

La Bmax mergi pe 0,2T, daca o sa fie cum zice @UDAR atunci miezul va fi complet rece indiferent de regim, iar daca va fi cum am zis eu atunci oricum daca ai ceva ventilatie in carcasa, toroidalul ar trebui sa fie mai usor de racit.

Deci fa primarul cu 28 de spire, secundarele mari 2x12 si alea mici 2x4.

 

La o retea mai scazuta, sa ziem un 200Vca, o sa ai un varf de 282V, primarul o sa vada 141V.

In secundarele mari o sa ai cam 2x60V, iar in cele mici 2x20V, ceea ce mi se pare inca foarte ok, deci cam asta ar fi calculul trafului la capitolul numar de spire.

 

La curent as zice ca ai putea merge si pe 4,5A/mm^2, mai ales ca dimensionezi pentru o putere mai mare decat o sa ai nevoie in mod normal, apoi sarma bobinata pe toroidal e mai usor de ventilat. Sigur, e doar o sugestie, daca incape cu calculul tau atunci fa asa, cu 4A, da mai bine la randament.

[cristi7521]

20 hours ago, matzah said:

Totodata, la miezuri toroidale, bobinez gen cum se facea la E-uri, respectiv fac jumate din primar, apoi secundarele, apoi peste, primarul? Evident cu izolatie intre ele. 

 

 

 

 

 

 

 

Nu este nevoie sa imparti primarul in doua parti.

Citeste si in link-ul de mai jos cateva indicatii:

http://sound.whsites.net/project89.htm

[UDAR]

Împărțirea primarului în două secțiuni se face atunci când dorim o inductanță de scăpări cât mai mică - la convertoare flyback de pildă. La acestea cuplajul dintre înfășurări este slab și datorită întrefierului . 

La forward semipunte se folosește miez fără intrefier ( ca la orice forward) deci cuplajul este intrinsec mai bun . De asemenea inductanța de scăpări nu are un efect negativ atât de pronunțat - uneori este chiar utilă . 

Deci , în general, nu este necesară bobinarea intercalată în acest caz . Asta e valabil la orice tip de miez. La toroidal , cu atât mai mult, cuplajul fiind oricum superior datorită lungimii mari pe care se suprapun înfășurările . 

[matzah]

@marian eu ar trebui sa-ti multumesc si sa-mi cer scuze ca am facut de altfel ce fac toti incepatorii..

 

Continui cu sarmaraia. 

Cum spuneam am o rola de sarma dublu emailata, diametru 0.5mm. Dupa datele de catalog ale sarmei aleia, cei 0.5mm sunt diametru efectiv pentru cupru, fara email. Dupa calculul adancimii de patrundere, respectiv 0.292mm inteleg ca sarma mea va fi utilizata "complet" iar orice sarma cu diametru mai mare de 2x0.292mm - adica sa zicem rotunjit 0.6mm - nu-mi aduce alte beneficii. Calculez deci pentru sarma mea de 0.5mm.

 

Sectiune necesara primar = 2.205mm2

La sarma mea de 0.5mm sectiunea ar fi: Pi x raza la patrat. Raza fiind jumate din diametru, respectiv 0.25mm. Deci 3.14 x 0.0625 = 0.196mm2 

Nr sarme necesare primar = 2.205 / 0.196 = 11.25  Rotunjesc la 11, am ceva marja de putere si vorbim de un amplificator, nu sarcini rezistive la iesire. 

 

Sectiune necesara secundar forta = 2.60mm2

Nr sarme necesare secundar forta = 2.6 / 0.196 = 13.26. La fel rotunjesc in minus - 13 sarme. 

 

Sectiune necesara secundar.. auxiliar, (nu stiu cum sa-i spun), curenti blegi.. = 0.375mm2

Deci 0.375 / 0.196 = 1.91. Sa zicem 2 sarme. 

 

Traful urmeaza sa aibe: 

Primar 28 spire a cate 11 sarme. 

Secundar forta 2 x 12 spire a cate 13 sarme. 

Secundar bleg 2 x 4 spire a cate 2 sarme. 

Am tras o spira la misto pe miez, am desfacut si masurat, 7.5cm. Multiplicat cu nr de spire si sarme - ies vreo 47 metri, sa zicem 50 ca unele vor fi una peste alta.

 

Bobinele serie acum... 

Am calculat conform L= (Uout x Toff) / delta I . 

Uout = 65V

Toff = 0.8uS (calculat tot conform post 4 din proiectul didactic cu surse atx al lui @marian 

delta I = 0.2x10.41 (curent secundar) = 2.08A 

Rezulta L = 25uH (aproximativ). 

 

Dispun de 2 miezuri Micrometals T94-2. Voi folosi cate o bobina pe miez. 

Miezul are Al - 8.4nH. 

Am reatasat formula cu care am calculat nr de spire. 

In cazul asta : radical din 0.000025/0.0000000084 = 54.55 spire / rotunjit 55 spire. 

Si aici m-am oprit pentru ca naiba stie cum or incapea astea pe un miez asa mic... - bine - asta in cazul in care am calculat corect. 

Mai caut miezuri si variante