Sursa comutatie pentru amplificatoare audio

[Vizitator]

Si de ce folosesti miez -2?

 

[Marian]

Renunta la materialul -2, e inutilizabil aici datorita permeabilitatii sale prea mici.

Sursa este nestabilizata, umplerea este deci fixa si maxima.

Toff este chiar timpul mort.

Iar variatia de curent nu mai este obligatoriu sa fie 0,2*Iout, si nici nu este practic, pentru ca o sa intervina CCM-ul prea devreme, punct de la care numai inductanta contribuie cu o scadere a tensiunii in sarcina egala cu procentajul timpului mort, cam 5% din valoarea in gol, la asta se adauga si caderile pe cupru in inductanta si restu de pierderi in sarcina ( redresare,  tranzistori primar, traf...etc ). AI nevoie de ceva inductanta care sa-ti ofere o oarecare rampa de curent pentru protectie. 

As zice sa cauti un miez -52, are permeabilitate suficienta si pierderi mici, il vei gasi in multe surse ATX mai bune, e verde deschis cu o latura albastra.

Mergi pe 10uH si vezi cum se comporta, daca tensiunea scade prea mult, redu inductanta, daca scaderea este rezonabila atunci las-o asa.

Editat Aprilie 26, 2018 de marian

[matzah]

Revin iarasi cu ceva intarzieri datorita serviciului. Cum am niste Toff la munca, atasez schema la care am ajuns. 

Transformatorul a fost inlocuit cu niste conectori, dat fiind ca va fi un toroidal, nu mi se potriveau capsulele existente. Schema are urmatoarele modificari: 

 

- Termistor din intrare suntat cu un releu alimentat din secundarul auxiliar. Vor fi 2 termistoare de 10 ohmi in paralel (nu 5ohm ca in schema) - de astea dispun. La fel si pt. primarul trafului - acolo am 2 serie de 15 ohm. 

- Adaugat cond. C5 220nF paralel cu C7, din recomandarile lui @DjLeco gasite in alt topic. 

- Adaugat rezistenta R9 10K in poarta lui Q4, la recomandarea lui @marian in celalalt topic de aici cu o sursa similara. 

- Filtru EMI de pe alimentare este scos in afara placii, nu mai am loc fizic date fiind dimensiunile care le doresc pt cablaj. Urmeaza sa scot si C53/C44. Vor fi un modul separat. 

 

Alte mentiuni. Voi alimenta IR2153 la 15V. De aici survine o problema. Traful de care dispun (incapsulat pt pcb) are 2x12Vca si ceva gen 3.3VA pe fiecare infasurare. Dupa redresare si filtraj, un, sa zicem, 16.5-16.9V. Sunt sub limita necesara minim pentru un 7815 - respectiv vreo 17.7V. Nu pot fizic sa mai trag alte spire la acel traf. Variante - ori caut un regulator "low dropout voltage" ori ... rezistente chioare in loc de LM. 

 

Referior la miez, am incercat calcule pe miez -2 pentru ca dispuneam deja de el. Nu e problema, cu urmatoarea comanda de piese o sa pun si niste miezuri - 52, sunt 4-5 lei bucata, nu e capat de tara. Din motive ce tin de sexul frumos, nu mai dispun de cel aproape un sac de surse atx stricate si adunate de-a lungul timpului - deci n-am de unde sa recuperez...

Astept sa vad si ce-i iese lui @vergil el fiind inaintea mea cu constructia fizica. Urmaresc si acel topic sa vad cum ramane cu protectia. 

 

 

 

SMPS.pdf

[Marian]

Vezi ca nu stiu de ce nu merge pdf-ul atasat cu noua schema.

2153 are deja zener intern de 15,6V pe alimentare, pune deci ceva rezistenta inseriata cu traful ala, si redreseaza cu 2 diode si mediana, ca sa valorifici ambele secundare ale acelui traf.

[cristi7521]

In celelalt topic Marian a recomandat R4, R6 de 1k. Pentru 100 ohmi se poate arde LEDul sau un tranzistor si adio protectie.

Nu se pun NTC in paralel. Pune-le tot in serie.

C15, C16 au valori prea mari. Nu trebuie sa ai intarzieri mari la protectie (maxim cateva us), deci micsoreaza C16 la 1nF si C15 la 10nF sau scoti R11. 

[Marian]

C15 poate fi 100n ( la mine asa e ), iar C16 1-10n.

Sigur, ar trebui sa fie ok si asa, oricum e mult mai bine fata de alte variante.

 

Cand am postat anterior nu mergea pdf-ul si nu eram sigur de ceva, acum ca merge revin cu ceva ( daca am mai spus asta in topicul asta, cer scuze pentru repetitie dar e important ).

Inteleg ca alimentarea va fi un traf cu 2x12Vca, 7815 deci va lipsi si in locul lui va fi utilizata o rezistenta a carei valoare ramane sa fie determinata ulterior.

 

Se cuvine ca C12 ( condul de filtrare la pin 1 al 2153 ) sa fie mult mai mare decat C7 ( filtrarea de la iesirea de sus ), in nici un caz nu pot fi de aceeasi valoare, sau si mai rau, C7 mai mare ( asa este acum  datorita ceramicilor ). Stiu sigur ca am mai spus asta si prin alte parti dar ma repet ca nu am incotro, deci filtrarea de pe alimentarea 2153-pin 1 ( ca asta este in cazul de fata, dar chestiunea este valabila pentru orice alt integrat de comanda ), este neaparat nevoie sa fie mult mai mare decat cea de la iesirea de sus ( bootstrap ), acel condensator pe langa faptul ca trebuie sa incarce pe cel de la iesirea de sus ( in cazul de fata C12 incarca prin D3 pe C7 ), trebui sa sustina si varfurile trase de 2153, ori asa cum este acum, la valori egale, riscul este ca el sa nu poata incarca pe C7 la o tensiune suficienta pentru comanda eficienta a tranzistorului de sus, se poate chiar descarca sub pragul UVLO... Recomand deci ca C12 sa fie minim 47u ( preferabil chiar 100u pentru ca acum nu te mai intereseaza sa-l descarci rapid, din contra iti doresti sa se descarce cat mai putin ). 

 

Un curent asa mare prin tiristor este complet inutil, am spus deja care sunt riscurile cu 100R acolo ( in colectoare ), nu ma mai repet. Mosfetul cere foarte putin ca sa fie comutat dintr-o stare statica intr-o alta la fel de statica. 

 

C5 este redundant ( sa nu zic inutil ), ai deja pe C51 care este de 5 ori mai mare ca el si este fix in paralel cu el. 

Poti pastra pe C7 acolo si la 10u si-l pozitionezi pe placa undeva langa D3 sa fie un soi de rezervor de energie, apoi cate 1u atat pentru 2153 cat si pentru driverul de sus, le pozitionezi pe placa, fizic cat poti de aproape de pinul 8 al 2153 si respectiv pinul 8 al TC, adica aproape de pinii de alimentare, si incerci sa pastrezi un traseu de masa cat mai scurt, vor fi decuplari locale pe alimentari, cu cat sunt mai aproape de pini, cu atat mai eficiente sunt, eu ii pun aproape lipiti de capsula. Pe placa poti plasa pe C12 undeva aproape de rezistenta aia ce va inlocui 7815 ( nu extrem de aproape ca sa nu-l incalzeasca excesiv, daca aia s-ar incalzi ), si mai pui inca un 1u si langa pinul 1 al 2153.

 

Verifica pdf-urile driverelor si vezi tolerantele pinilor de intrare ( pana la ce potentiale pot fi duse intrarile ), vezi si pragurile de comutare ale intrarilor ( adica la ce tensiune acolo se trece de la off la on si invers ca sa stii cu ce lucrezi si apoi cum sa dimensionezi un divizor pe acele intrari ( adica intre ele si iesirile 2153 ), cu semnale pe intrari mai mici decat alimentarile, driverii ar putea functiona mai eficient. 

 

Fii ceva mai generos la filtrarile iesirilor auxiliare, pune macar 100u dupa redresare si 47u dupa regulatoare si cate un 1u in paralel pe ei.

[matzah]

Am inceput constructia sursei de mai sus. Pentru teste, am alimentat mai intai doar comanda (12-15v pentru ir2153 si buffere). Pe osciloscop am semnal dreptunghiular corect, fara spike-uri, ringing etc. Frecventa oscilatie - aprox 31KHz - cum de altfel trebuia sa am. 

Am incercat alimentarea sursei, aplicand direct pe puntea redresoare (pe + si -) o tensiune mica de 15-30volti. Nu stiu daca este corect, dar e o varianta mai sigura pentru a putea face cateva masuratori. 

Asadar, cu transformatorul conectat, am spike-uri enorme. Atasez poza nr 1,

 

osciloscop conectat pe pinul 6 al IR2153.   Daca (de exemplu) incarc secundarul aplicand ca sarcina, rezistente de 47 ohmi, spikeurile se reduc. Totodata, in poza nr 2,

 

am situatia daca trec suplimentar o spira prin miez si o scurtcircuitez. In acest caz, ce mai ramane din spike se rezolva cu snuberul din primar (nu era montat la vremea cand am facut pozele). 

Fara aceste improvizatii, nu pot alimenta sursa la tensiuni mai mari, din cauza spike-urilor IR2153 incepe sa sughite. 

Cred ca am facut ceva incredibil de aiurea de am reusit sa obtin un astfel de comportament...

[sesebe]

Ceva poze detaliate cu cablajul?

Pune in grile rezistente mai mari (macar la primele teste) de minim 12Ω, chiar si 20Ω. Cit timp nu ai incarcare foarte mare in secundar nu va fi o problema pt tranzistori.

Din cauza ca driverele sint foarte rapide si de curent foarte mare alimentarea si filtrarea alimentarii lor este foarte importanta. La fel si layoutul folosit. Trebuie sa te gindesti ca tu lucrezi cu frecvente echivalente de peste 30Mhz la fall time-ul afisat de osciloscop.

Iti trebuie si ceva snubere calculate->masurate->optimizate dupa masuratori, nu merge cu valori din burta sau folosite de altii. Valorile snuberelor depind de layout si transformator, care sint diferite de la o realizare practica la alta.

 

PS: Fara spira in scurt prin miez!

 

Editat Mai 31, 2018 de sesebe

[maxente]

Ce mosfeti sau igbt ai folosit ?

[matzah]

Chestia cu spira in scurt era un test de moment pentru a simula o incarcare mai serioasa. Nu vreau sa-mi imaginez ce s-ar intampla daca incerc asta cu sursa alimentata normal. 

Atasez zona de interes, cu IR-ul si driverele. 

Sa reamintesc 0 (zero) experienta in pcb-uri pentru chestii ce fac comutatie, deci sigur o parte din probleme pot fi atribuite si designului PCB-ului. Dar asta e procesul meu de invatare, am o incapatanare sa reinventez roata prin trial&error. 

Placa va merge cu IRFP460, cu astia am facut si testul de mai sus. 

[sesebe]

Un prim comentariu: nu se duc traseie la unghiuri drepte pe traseie cu semnale rapide.

2: filtrarea pt drivere este mult prea departe de pinii integratelor. O solutie ar fi sa plantezi pe spatele placii condesatori SMD ceramici direct intre pinii de alimentare.

3: pt a reduce oscilatiile de frecvente foarte mari se pot plasa pe pinii de G si D la tranzistorii de forta perle de ferita.

Editat Mai 31, 2018 de sesebe

[cristi7521]

@matzah , ar trebui o poza cu pcb luata din Eagle sau programul in care este proiectat pentru a se vedea top si bottom simultan in culori diferite.

Si schema este utila, cu valori la componente.

Arata pe pcb unde ai conectat sonda (masa la sonda).

@sesebe se pare ca nu prea e fundamentata regula asta cu unghiuri la 90 de grade, e mai mult poveste.

[matzah]

O sa retin la urmatorul design. 

@maxente am incercat si cu irfb4227 pentru acel test, considerandu-i mai usor de comandat, situatia s-a mai ameliorat dar nu cu mult. 

Chestia e ca am vazut surse cu 2153 facute efectiv paianjen sau pe bread board care "aratau" mai bine pe osciloscop. Acum niste ani am facut un fel de invertor 12-220 cu integratul asta, nu retin sa-mi fi pus probleme de acest gen. 

@cristi7521 am atasat o poza cu schema sectiunii asteia. Mai sus in topic este pdf-ul cu intreaga schema. Cu rosu este punctul unde am conectat varful sondei, negru e masa. Practic am conectat direct pe pinii tranzistorului. 

Valorile componentelor sunt exact ce am si fizic acum mai putin snuber-ul din primar ce urmeaza a fi determinat ca si valori ulterior. 

Editat Mai 31, 2018 de matzah

[cristi7521]

Cred ca traseele de la tranzistorii mosfet la condensatorii de pe alimentare sunt prea lungi, ti-ar trebui un condensator intre drena Q1 si sursa Q2 cat mai aproape de tranzistori.

Mareste si rezistentele din poarta la 5-10 ohmi cum a zis si @sesebe.

[sesebe]

Acum 1 minut, cristi7521 a spus:

@matzah , ar trebui o poza cu pcb luata din Eagle sau programul in care este proiectat pentru a se vedea top si bottom simultan in culori diferite.

Si schema este utila, cu valori la componente.

Arata pe pcb unde ai conectat sonda (masa la sonda).

@sesebe se pare ca nu prea e fundamentata regula asta cu unghiuri la 90 de grade, e mai mult poveste.

 

Nu-i poveste deloc, dar poate nu ai lucrat tu cu semnale suficient de rapide ca sa se simta diferenta.

 

Sa facem o analogie mai usor de inteles pt mai multa lume.

Gindeste-te asa:

• ai un vas cu apa.
• creiezi o unda pe suprafata ei (un val care reprezinta tranzitia semnalului electric).
• cit timp unda nu intilneste nimic in cale se va deplasa lin fara a se creea si alte valuri mai mici care sa interfereze cu unda initiala.
• daca unda intilneste un obstacol sau traseul ei este deviat de un culoar, cu cit deviatia este mai mare cu atit unda suplimentara creata are amplitudine mai mare.
• unda asta suplimentara va interactiona si cu unda initiala si va crea alte valuri compuse din cele doua.
• daca receptorul interpreteaza un val ca 1 logic, in cazul cind nu sint obstacole pe traseu si traseu este drept sau slab curbat la receptor ajunge numai un val ce este interpretat ca 1 logic.
• daca sint obstacole pe traseu si/sau sint unghiuri de 90° sau mai mici, se formeaza valuri suplimentare ce se intorc spre transmitator fortind etajul de iesire din el dar in acelasi timp se compun si cu unda directa formaindu-se mai multe valuri de amplitudine ceva mai mica.
• daca la receptor ajung mai multe valuri in loc de unul singur ce a fost creat initial, receptorul va interpreta acele valuri multiple ca mai multi de 1 si 0 logic ceea ce va duce la coruperea datelor transmise.
• in cazul de fata nu avem transmisie digitala dar efectul negativ tot exista pt ca tranzistorul de forta nu va primi o singura treapta de tensiune ci nu sir de pulsuri ce pot duce la doua situatii: fie acest tren de impulsuri este foarte rapid si tranzistorul nu apuca sa comute complet ON-OFF-ON si va ramine pe toata durata trenului de impulsuri intr-o zona nedefinita clar dar o cumutatie partiala cu disipatie mare te putere nefiind nici saturat dar nici blocat, sau al doilea caz cind trenul de pulsuri este mai lent putin si tranzistorul apuca sa comute ON-OFF-ON de mai multe ori generind un PWM fals de frecventa mare la fiecare comutatie.

Teoria transmisiei semnalelor foarte rapide este foarte complexa si nu poate fi dezbatuta pe un forum.