Proiect public Mosfet400 => Sursa de alimentare

[Akos]

Dar tu cum crezi ca am ajuns la 10 ohmi ? Ca asa am visat ? Sau nu l-am citit pe Smilex ? Si inca vreo trei, patru lucrari in domeniul snuberelor, am si dat link-urile la vremea respectiva. Nu mi se incalzea rezistenta de nu mai puteam ? Atunci mi-am luat osciloscop ceva mai bun cu care am putut determina exact frecventa pe care oscileaza primarul trafului si sa determin astfel valoarea capacitatii si rezistentei ca sa amortizeze acele oscilatii. La nici o sugestie pe care ti le-am dat nu ti l-am dat in necunostinta de cauza. Ca tu faci cum vrei e treaba ta. Specifica ca nu te intereseaza parerea altora si gata.

[Marian]

Imi pare rau daca tu vezi ceva personal in raspunsurile mele, te asigur ca nu e cazul.

Nu este nici despre tine si nici despre mine.

Este despre o schema testata si optimizata demult, una discutata si rasdiscutata cu Smilex, am spus asta deja de cateva ori.

Am ales sa o public pentru ca am gasit de cuviinta ca este o completare potrivita pentru mosfet400. 

 

[Akos]

Evident ca nu a fost nimic personal. A fost un comentariu legat de sursa. Nu-mi permit altfel de comentarii . Faptul ca o schema o fost testata si optimizata nu exclude adevarul celor afirmate de mine, ca tii seama de ele ca nu. Este optiunea ta. Spor la lucru.

[Marian]

Sunt mai reticent in a da explicatii detaliate pentru ca ar trebui sa reiau ce s-a discutat deja pe sectiune, tot ce am pus aici a fost dezbatut intr-o forma sau alta la alimentatoare.

Nu vreau ca si topicul asta sa fie scena unor dezbateri lungi despre ce ar considera fiecare ca e bine sa fie. 

Am publicat proiectul asta pentru ca am promis ca voi publica absolut tot ce tine de Mosfet400.

Sursa asta asa cum am zis va face obiectul unui proiect comercial, dar posibil intr-o forma usor modificata pentru a acoperi cat mai multe cerinte.

Fac o exceptie si detaliez putin referitor la sugestiile tale.

 

C-ul din snubber primar.

Folosesc un singur snubber direct pe primar in oc de cate unul DS la fiecare tranzistor, deci C trebui sa fie mai mare ( dublu ).

In cazul de fata C ar fi trebuit sa fie ceva mai mare dar as fi disipat prea mult pe R, am facut un compromis mergand pe 1n, stiind ca este ok de la teste.

 

R din snubber primar.

Puterea disipata pe R nu este dictata de valoarea ohmica, relatia de calcul este: CxfxU²

In cazul de fata ar trebui sa disip undeva spre 4W pe R.

Pentru ca atat frecventa cat si tensiunea din primar sunt mai mari, nu exclud ceva ajustari ale valorilor snubberului la testele practice, in special la puterea R.

Insa la 10R sugerati de tine varful de curent suplimentar pe mosfeti va fi foarte mare, chiar daca este un varf foarte scurt, el totusi exista, si e cu atat mai mare cu cat eu merg pe pfc activ.

Snuberul nu trebui sa fie perfect, si este un compromis intre cat esti dispus sa disipi, si ce oscilatii parazite la curent maxim accepti.

 

Rezistenta poarta-sursa.

Sunt constient ca multe scheme o folosesc, eu insa n-o voi face, nu cred in necesitatea ei, poarta nu poate ramane in aer decat daca driverul e defect, si el nu prea are motiv sa se defecteze inaintea mosfetilor. 494 are UVLO deci blocheaza comanda la oprirea alimentarii cand scade tensiunea, iar pornirea se face cu softstart ( umplere foarte mica la primele impulsuri ).

Cine vrea totusi sa o puna, o poate face.

 

R18.

Scopul ei este sa limiteze varfurile de curent trase din iesirile primului driver.

Valoarea nu este critica tinand cont de varful maxim suportat destul de mare de driver-ul ala ( 3A ).

N-am dorit sa-l stresez la maximul suportabil pentru ca nu este nevoie, varfurile de curent pentru porti nu din el se asigura, ci din capacitatile de filtrare ale driverelor din porti.

Am mers undeva cam pe la jumatatea maximului suportat, fiind oricum arhisuficient.

Comanda de la iesirile 494 catre intrarile driverului si implicit comanda driverului catre traful ala este perfect simetrica intotdeauna.

Cand una din iesirile 494 trece la plus, cealalta trece simultan la minus cu timpul mort de rigoare intre ele.

Ambele semialternante au lungimi egale mereu, deci componenta continua nu exista, traful este comandat simetric, nu poate aparea saturatia, deci C acolo nu este necesar.

 

Diodele la iesirea driverului.

Sugestia este ok, acele diode sunt necesare, insa asa cum am zis din prima pagina ( si cum usor s-ar fi vazut din pdf ), ele exista deja intern in MIC4423.

 

L2 si L3.

Precautia ta nu este nefondata, intr-adevar nu poti pune orice acolo pentru ca risti saturatia. 

Numai ca eu n-am sugerat sa se puna orice, ci am dat 2 parametrii esentiali care evita tocmai asta-saturatia.

Cativa uH ( usor de obtinut ), si la un curent de minim 10A. 

Fie ca se cumpara, fie ca se dimensioneaza la 10A, saturatia nu intra in calcul.

Si oricum in cazul de fata sursa nefiind stabilizata, o reducere semnificativa a inductantei adusa de apropierea de saturatie, este irelevanta.

AI nevoie de ceva inductanta acolo sa ofere o oarecare rampa de curent pentru protectie ( nimic altceva ) in caz de scurt.

Sigur, la scurt di/dt este mare deci rampa aia e destul de mica, dar exista si e mai bine decat deloc.

Valori prea mari in uH nu-s recomandate, vor reduce tensiunea in sarcina pentru ca vor cobora nivelul CCM.

 

O sa ma apuc azi sa desenez si pfc-ul, cand este gata revin.

E nasol pentru ca trebui sa ma apuc sa refac de la capat elementul de librarie pentru traful principal, din nu stiu ce motiv nu-l mai gasesc, si am nevoie de el pentru ceva editari la schema, si apoi footprint la cablaj, dar asta e...

Toate cele bune.

Editat Ianuarie 3, 2019 de Marian

[Akos]

"

Puterea disipata pe R nu este dictata de valoarea ohmica, relatia de calcul este: CxfxU²

In cazul de fata ar trebui sa disip undeva spre 4W pe R."

 

Nu te costa nimic sa incerci cu 10 ohmi. Vei constata ca se incalzeste mult mai putin. Dar indiferent ce pui tot dau o caldura mare in jur pe cablaj, sunt destul de apropiati de conduri de accea am preferat sa-l pun in capsula TO220 pe radiator principal. Pe R18 ti-am sugerat sa-l scazi pentru ca acel traf asigura si alimentarea driverului si fronturile conteaza pentru driver. Dar daca zici ca-i ok atunci e bine. Vad Cos la stw e de cca 330p si de asta ai ales 1n (de fapt 2n dupa ce zice Smilex). Dar regula lui Smilex este inginereasca. In functionare poti sa-l mai reduci si mai scapi de incalzirea snuberuui.

Editat Ianuarie 3, 2019 de Akos

[gsabac]

In mai multe puncte din schema apar tensiuni de 390V si pe schema Nr.1 se vede o alimentare cu o tensiunea normala de retea de 230V,

 care nu poate genera prin redresare 390V. Deci care ar fi explicatia.

Din catalogul TI:   "TL494.....9.3.8 Output Transistors
Two output transistors are available on the TL494. Both transistors are configured as open collector/open
emitter, and each is capable of sinking or sourcing up to 200 mA. The transistors have a saturation voltage of
less than 1.3 V in the common-emitter configuration and less than 2.5 V in the emitter-follower configuration. The
outputs are protected against excessive power dissipation to prevent damage, but do not employ sufficient
current limiting to allow them to be operated as current-source outputs."

Deduc ca prin divizorul 1k si 1k de la iesirile circuitului TL494 tensiunea de 2,5V se reduce la jumatate, adica 1,25V si tensiunea maxima de prag pentru MIC4423 este 800mV:

VIL Logic 0 Input Voltage 0.8 V, deci tensiunea de 1,25V nu ar fi prea mare si ar putea determina o functionare incerta a comutatiei.

 

Spor si fara artificii!

 

@gsabac

[Marian]

Akos nu pun 10R, am spus deja de 2 ori de ce.

 

D-le Gsabac explicatia este ca merg pe pfc activ, am spus asta de nu stiu cate ori.

Iesirea PFC-ului activ este stabilizata la 390V.

 

Cred ca n-ati inteles foarte bine configuratia.

Saturatia iesirilor 494 in cazul schemei este undeva putin peste 1V ( conform graficului din pdf ) deoarece curentul de sarcina este mult sub cei 200mA din tabel.

Este oricum irelevanta, iesirile 494 reproduc in emitor ceea ce au in colector minus saturatia, deci cu putin peste 12V in colector, emitoarele au cam 11V, divizat pe jumatate rezulta 5,5V, mult peste pragul de ON al driverului.

 

PS: Rog pe toti urmaritorii acestui topic sa citeasca mai atent ce scriu inainte sa se puna intrebari.

Editat Ianuarie 3, 2019 de Marian

[Marian]

 

Mosfetul de la pfc ( Q2 ).

Il voi folosi pe cel din schema pentru ca il am ( multumiri @valentin marcarian ).

Testele pe pfc-ul asta le-am facut undeva anul trecut si atunci testasem cu 2 mosfeti, voi merge aici insa doar cu unul, este deajuns pentru ce am eu nevoie ( ar trebui sa fie ok si cu 4 Ohm ).

Pentru ca mosfetul ala nu se gaseste la TME, iata cateva alternative:

https://www.tme.eu/ro/details/ipw65r150cfdfksa1/tranzistori-canal-n-tht/infineon-technologies/

https://www.tme.eu/ro/details/ipw65r190c7xksa1/tranzistori-canal-n-tht/infineon-technologies/

https://www.tme.eu/ro/details/ipw65r190cfdfksa1/tranzistori-canal-n-tht/infineon-technologies/

https://www.tme.eu/ro/details/ipw60r170cfd7/tranzistori-canal-n-tht/infineon-technologies/

https://www.tme.eu/ro/details/ipw60r190e6fksa1/tranzistori-canal-n-tht/infineon-technologies/

 

Dioda de la PFC ( D32 ).

La fel ca si la mosfet, o voi folosi pe aceea pentru ca o am, si la fel ca si la mosfet testasem cu 2 bucati in paralel.

Pentru cerintele schemei este insa deajuns si una singura.

Cea din schema nu se mai gaseste, asa ca am selectat si aici ceva variante:

https://www.tme.eu/ro/details/byc30wt-600pq/diode-universale-tht/ween-semiconductors/

https://www.tme.eu/ro/details/dsec30-06a/diode-universale-tht/ixys/

https://www.tme.eu/ro/details/dsei30-06a/diode-universale-tht/ixys/

https://www.tme.eu/ro/details/dsei60-06a/diode-universale-tht/ixys/

https://www.tme.eu/ro/details/dsep30-06a/diode-universale-tht/ixys/

https://www.tme.eu/ro/details/isl9r3060g2/diode-universale-tht/on-semiconductor-fairchild/

https://www.tme.eu/ro/details/rurg3060/diode-universale-tht/on-semiconductor-fairchild/

 

Inductanta de la PFC ( L1 ).

Eu am testat cu una recuperata dintr-o susa industriala, este facuta pe miezul asta:

https://www.tme.eu/ro/details/ms-184060-2/inel-de-ferita/arnold/

 

SI are 49 de spire.

In documentatia originala a pfc-ului se specifica o inductanta de 500uH.

Eu am masurat la cea cu care am testat cam 390uH, pe aia o aveam.

Daca este posibil dimensionati valoarea cat mai aproape de cei 500uH.

Cateva alternative de miez si aici ( nu stiu cat de ok ar fi dar asta am gasit ):

https://www.tme.eu/ro/details/ms-200060-2/inel-de-ferita/arnold/

https://www.tme.eu/ro/details/ms-184125-2/inel-de-ferita/arnold/

https://www.tme.eu/ro/details/ms-184075-2/inel-de-ferita/arnold/

https://www.tme.eu/ro/details/ms-184026-2/inel-de-ferita/arnold/

 

Integratul de la pfc.

Acesta din pacate nu se gaseste la TME, dar este la Farnell si costa destul de putin.

Cand am testat am mers si cu un driver intre controller si porti, totusi controller-ul are deja iesire totem poll pentru comanda directa mosfeti, 1,5A pentru ON, si 2A pentru Off, e deajuns pentru un singur mosfet.

 

Alimentarea partii de control a pfc-ului se va face asa cum se observa in schema de la o infasurare suplimentara de pe traful principal, scoasa in partea din primar, mai am acolo cativa pini liber si ceva spatiu disponibil, deci nu va fi o problema. Si izolatia va fi ok pentru ca aceasta ultima infasurare va fi facuta peste a 2-a jumatate de primar ( adica departe de secundarele de pe iesiri ). 

Sursa principala va fi alimentata in primele momente cu o semialternanta de la retea prin D34, deci un varf undeva spre 300V, conform raportului de transformare, chiar si la retea mica, tot voi avea la acea infasurare auxiliara din primar, cam 14-15V, suficient pentru un stabilizator clasic 7812, dar o sa caut si ceva alternative LDO.

Dupa primul puls de la retea, o sa fie tensiune suficienta pentru alimentarea pfc, deci sursa va putea functiona normal alimentata din pfc.

 

Inductanta EMI ( L4 ).

Eu voi folosi una recuperata, tot filtru EMI de putere a fost, am masurat la ea 2x1,7mH.

Cateva variante de miez:

https://www.tme.eu/ro/details/b64290l0674x087/inel-de-ferita/epcos/

https://www.tme.eu/ro/details/b64290l0674x830/inel-de-ferita/epcos/

https://www.tme.eu/ro/details/b64290l0659x830/inel-de-ferita/epcos/

 

Preferabil ar fi sa o folositi pe cea cu permeabilitatea cea mai mare, pentru inductanta mai mare.

Valoarea in sine nu este critica, daca depasiti 2x1mH ar trebui sa fie deajuns.

Grija la bobinat, la izolatie!

 

Variante pentru conzii de la EMI ( X2 ):

https://www.tme.eu/ro/details/f863fl225k310alw0l/condensator-din-polipropilena-x2y2/kemet/

https://www.tme.eu/ro/details/wxpd-225k-01/condensator-din-polipropilena-x2y2/miflex/j35fu522kb/

https://www.tme.eu/ro/details/wxpc-225k/condensator-din-polipropilena-x2y2/miflex/

https://www.tme.eu/ro/details/r46kw422000m1m/condensator-din-polipropilena-x2y2/kemet/

https://www.tme.eu/ro/details/r46kr422000m2m/condensator-din-polipropilena-x2y2/kemet/

 

Si pentru condul de dupa punte ( C53 ), tot X2:

https://www.tme.eu/ro/details/b32923c3105m/condensator-din-polipropilena-x2y2/epcos/

https://www.tme.eu/ro/details/f863ds105k310r/condensator-din-polipropilena-x2y2/kemet/

https://www.tme.eu/ro/details/jfw-1u_310-p22/condensator-din-polipropilena-x2y2/jb-capacitors/

https://www.tme.eu/ro/details/jfz-1u_310-p22/condensator-din-polipropilena-x2y2/jb-capacitors/jfz0a9105k220000b/

https://www.tme.eu/ro/details/jfz-1u_310-p27/condensator-din-polipropilena-x2y2/jb-capacitors/jfz0a9105k270000b/

https://www.tme.eu/ro/details/mkp-x2-1u_305/condensator-din-polipropilena-x2y2/wima/mkx2aw41005i00kssd/

https://www.tme.eu/ro/details/r463n410000n2m/condensator-din-polipropilena-x2y2/kemet/

 

Testele le-am facut cu NTC pe post de limitare a curentului initial.

Singura componenta afectata de acest curent este D34, din acest motiv am mers pe varianta aceea din schema de 10A, in loc de 1N5408 cum era in documentatia originala a pfc-ului.

NTC-ul cu care am testat si a fost ok avea 8,2Ohm, limitarea pe care o asigura este suficienta tinand cont ca acea dioda suporta varfuri de pana la 400A.

O sa caut si ceva alternative de PTC, dar o sa trebuiasca releu si un circuit de control si...prefer sa nu pentru ca mananca spatiu suplimentar pe placa ( si asa va fi mare ).

 

Deocamdata atat.

Daca ma mai gandesc la ceva ajustari, revin.

 

[sesebe]

La multe surse industriale de putere rezistenta de limitare a curentului de start este scurtcircuitat cu un thyristor alimentat cu o bobina din traful principal. În cazul tău ar putea fi alimentat (cu o rezistenta serie bineînțeles) din alimentarea cipului de PFC. Un thyristor ar ocupa mai puțin loc pe placa dar posibil sa aibă nevoie și de un mic radiator. 

In fine, o varianta...... 

 

Ps: fiind pt un amplificator audio ai putea sa iei în calcul doua etaje de filtrare EMI, unul înainte de punte și unul după puntea redresoare. 

Editat Ianuarie 3, 2019 de sesebe

[Vizitator]

Marian, esti sigur de R1 ca este de 300K?

 

La snubberul pe dioda boost din PFC.

[Marian]

Sesebe nu iau in calcul 2 etaje EMI din motive evidente.

Cat despre limitare, daca apelez la o alta solutie, va fi doar ca sa disip mai putin decat o fac cu acel NTC, limitarea in sine este ok si asa.

Daca o sa gasesc un PTC potrivit pe la TME, posibil sa merg pe PTC plus releu, asta pentru ca la NTC limitarea exista doar cand este rece, deci mai vedem.

 

Leco sigur atat este, valoarea nu-i aleasa de mine, este recomandata in documentatia lui, cu valoarea asta am testat si rezultatele au fost foarte bune.

Editat Ianuarie 3, 2019 de Marian

[Vizitator]

Intreresant...

 

300K cu 1nF nu au nicio influenta acolo ca snubber.

 

Nici daca ai pune direct o rezistenta de 100kOhmi paralel pe dioda nu se va intimpla nimic, decit putina disipatie pe ea.

 

Plus ca pe acea dioda nu este nevoie de snubber, acolo nu vor fi niciodata mai sus de tensiunea aleasa la PFC out, excact cum nici elementul comutator de la booster nu va vedea intre D si S mai mult decit acea tensiune.

 

In fine.

 

Iti recomand ca dioda de boost MSRF1560 de la On Semi, foarte bune si foarte bun recovery time.

 

https://www.onsemi.com/pub/Collateral/MSR1560-D.PDF

 

Spor!

Editat Ianuarie 3, 2019 de Vizitator

[Marian]

Ce zici tu acolo stiam si eu.

Asa am primit proiectul, asa l-am testat, si asa am pus in schema, nu-i mare branza sa renunt la acel snuber.

 

Nu iau in calcul TO220 la puterea asta, e mai simplu pentru pcb si mai sigur o singura capsula TO247 decat 2 sau mai multe TO220.

[Vizitator]

CITAT!:    Nu te costa nimic sa incerci cu 10 ohmi. Vei constata ca se incalzeste mult mai putin. Dar indiferent ce pui tot dau o caldura mare in jur pe cablaj, sunt destul de apropiati de conduri de accea am preferat sa-l pun in capsula TO220 pe radiator principal.

 

CITAT2:      Nu iau in calcul TO220 la puterea asta, e mai simplu pentru pcb si mai sigur o singura capsula TO247

[Marian]

Eu m-am referit la dioda de la pfc ( aia de la boost ), cand am zis ca nu folosesc TO220, nu la rezistenta.

Editat Ianuarie 4, 2019 de Marian