Sursa (SMPS) +/-50v pt amplif

[DORFU]

Aceste oscilatii parazite au avut si amplitudini mari undeva la 15Vvv am incercat cu snubere dar n-au scazut sub 5Vvv am schimbat transformatorulsi s-au schimbat datele problemei,binenteles ca si snuberele au avut alte valori:22nF cu 22ohmi.Marian are dreptate cand spune ca aceste osciltiisunt datorate capacitatiilor elementelor semiconductoare.Eu nu cred ca doar elementele semiconductoare sunt singurile raspunzatoare de acesteoscilatii si de amplitudinea lor,mai sunt si alte aspecte pe care nu le stim sau le neglijam.Pentru cei care au esuat in acest proiect respectind schema si denumirea componentelor,daca n-au bobinattransformatorul cu litz wire,sa mai bobineze unul si sa incerce iarasi. Stabilitatea unei bucle de reactie compensata cum trebuieeste sfanta la o sursa stabilizata.

[Marian]

Fireste ca acele capacitati nu oscileaza singure, ca sa existe rezonanta ( asta se intampla ), trebuie si inductanta, in speta inductantele parazite. 

Faptul ca traful este bobinat cu litz sau fara, nu are cum sa afecteze stabilitatea buclei de reactie negativa, modul de constructie al trafului, n-are cum sa afecteze stabilitatea buclei in conditiile in care este calculat corect si realizat cat de cat ingrijit. Stabilitatea buclei o face numai si numai reteaua RC de la amplificatorul de eroare, aia daca este proiectata si calculata corect, nu mai are absolut nici o importanta prezenta sau lipsa litz de la traf. 

Prezenta acelor varfuri de la frontul crescator ( acele oscilatii de pe oscilograma ), n-au nici o legatura cu instabilitatea buclei de reactie, fa bine si evita confuzii de genul asta, cele 2 n-au legatura directa intre ele, o bucla de reactie instabila se lasa cu zgomot audibil in inductanta, si o oscilograma total neinteligibila ( adica numai dreptunghi nu mai este ), si se poate lasa cu fum, mai cu seama la sursele cu control in tensiune.

 

Fa bine si citeste postarile lui Smilex de la topicul totul despre surse al D-lui Miticamy, pare ca ai nevoie.

[Mircea Crisan]

Aceste oscilatii parazite au avut si amplitudini mari undeva la 15Vvv am incercat cu snubere dar n-au scazut sub 5Vvv am schimbat transformatorul

si s-au schimbat datele problemei,binenteles ca si snuberele au avut alte valori:22nF cu 22ohmi.

Pentru cei care au esuat in acest proiect respectind schema si denumirea componentelor,daca n-au bobinat

transformatorul cu litz wire,sa mai bobineze unul si sa incerce iarasi. Stabilitatea unei bucle de reactie compensata cum trebuie

este sfanta la o sursa stabilizata.

22nF cu 22ohmi da cu fum.

Eu am mari dubii ca ar merge asa ceva in snubber dar ma pot insela si eu.

Nu mai bine iti deschizi tu un alt topic cu ce crezi tu despre surse ca sa nu mai poluezi aici?

Parca aduci cu Andrei.

[Marian]

Bineinteles ca 22n la snuber este nejustificat de mult si cauzeaza disipatie enorma pe rezistenta. Mult mai realist ar fi 2,2n.

[costyy86]

Am realizat sursa din imaginea de mai jos.

Doresc o tensiune de iesire +/-45vcc, la o putere de maxim 600-700W.

Problemele sunt urmatoarele:

 

1.Timpi sunt diferiti, se vede in oscilograma, si nu gasesc de unde vine problema,

2. In sarcina mare, 700W, traful scoate un sunet pe la 100Hz, tare enervant si mi-e frica sa las mai mult de 10 secunde sa nu afecteze ceva desi nimic nu se incinge.

Mai jos atasez oscilograme dupa cum urmeaza.

Sonda 10x, V/Div 2v, T/Div 5uS, toate masuratorile facute fata de GND. pe secundar am avut o sarcina de 40w.

 

Semnal intre diode si soc, tensiune negativa.

 

 

Semnal intre diode si soc tensiune pozitiva.

 

Semnal secundar traf, cu sarcina 40w pe iesire. V/div 5v, si T/Div 5uS, sonda 10x

Semnal secundar traf cu sarcina de 740W, nu am lasat mai mult de 10 secunde, are un bazait pe la 10o0hz trafu si nu stiu de ce..imi este frica sa nu afecteze ceva.

Deci, pareri, sfaturi, idei?

Multumesc.

 

[Marian]

Am ezitat sa contribui dincolo pentru ca nu vreoiam sa ma bag peste Dl Gsabac, si oricum avem abordari usor diferite care mai rau te-ar fi derutat...

O sa revizuiesc sumar discutia de acolo pentru un soi de recapitulare si revin apoi. Momentan am cateva nelamuriri, cum ar fi valoarea inductantei serie, modul de calcul si proiectare a compensarii in frecventa, abordarea protectiei... etc.

 

Ceea ce ai tu acolo este instabilitate, cauzata ori de bucla de reactie negativa necompensata deajuns, ori de protectie datorita lipsei compensarii de rampa, si datorita inegalitatii dintre pulsuri as tinde sa cred ca este varianta a 2-a, pentru ca tu ai acolo o limitare puls cu puls pe umplere destul de mare, fapt care teoretic cere si compensare de rampa.

 

Revin dupa ce parcurg discutia de dincolo.

PS: Sper ca ai citit cap-coada teoria smps a lui Smilex de dincolo, chiar de mai multe ori daca este cazul.

 

Editare ulterioara: Am parcurs acuma discutia de acolo oarecum superficial si sunt surprins de lipsurile ce le arati, s-a scris atat de mult pe tema asta totusi nu foarte complicata, chiar aici la alimentatoare, incat credeam ca te-ai initiat destul de bine insa constat ca de fapt trebuie luat aproape de la 0 cu tine, si sincer sa fiu nu prea stiu de unde sa incep... Si mai trist este ca Dl Gsabac comite erori importante care nu pot decat sa te incurce si mai tare... Clar dansul n-a citit teoria lui Smilex, altfel nu-mi explic anumite afirmatii de-ale dumnealui.

 

Sfat:

Cred ca cea mai buna abordare care sa te ajute nu doar sa pui in functiune sursa dar sa si asimilezi modul de abordare si deci sa poti reproduce totul tu la altele, este sa reiei de la cap topicul de dincolo al lui Smilex cu teoria SMPS si sa incerci sa-l aplici pas cu pas sursei de aici.

Pentru moment anuleaza protectia din pinul 10 prin scoaterea R7 de pe placa si scurtcircuitarea cu o sarma a C7.

Nu te intereseaza acum protectia ci functionarea corecta a sursei in gama de putere de interes, dupa ce rezolvi totul, poti reveni si la protectie, si-ai sa descoperi ca e mai greu decat pare ca sa obtii o protectie stabila acolo, si ca cel mai probabil va trebui sa o reconfigurezi total.

 

Insa pentru moment revizuieste topicul lui Smilex si incearca sa-l aplici pas cu pas sursei tale ( nu sari absolut nici un pas, oricat de nesemnificativ ar parea ), daca ai nelamuriri posteaza aici.

[costyy86]

Da,m ai dreptate @marian, o sa recitesc totul atent, si incerc sa calculez totul de la inceput, incepand cu spirele trafului si inductantei,caderile de tensiune pe toate componentele, etc.

Cu siguranta voi avea intrebari.

Multumesc.

 

P.S. Dincolo nu este asa activitate si primesc raspunsuri mai greu, ( a nu se intelege ca cineva este obligat sa ma ajute, in nici un caz), si unele sfaturi chiar m-au dat peste cap, mai ales in legatura cu inductanta.

[Vizitator]

Citat T-A:

Publicat Astăzi, 10:59

Greselile sant mai inventive decat proiectarea.

Lasa d-le pe rand numai ramura pozitiva cu socul ei si cu sarcina alimentata la tensiune mica. Apoi pt simetrie ramura negativa.

Poti apoi sa treci pe retea in cele 2 cazuri cu stabilizare. Cand esti pe ramura negativa poti muta circuitul de stabilizare acolo sau poti face unul identic cu un alt opto dar pus in acelesi loc la 3525.

Cand vei avea o comportare absolut identica treci mai departe

Ti-am raspuns, am refacut montajul pt tine, numai editarile, redimensionarile pt postimage au durat zeci de minute.

Am intrat de peste 10 ori sa vad daca ai raspuns.

Mi-ar fi o jena infinita sa afirm ca nu mi se raspunde.

[costyy86]

Domnule @miticamy, imi cer scuze, in primul rand pentru ca va simtiti ignorat, nu este asa, dar pur si simplu am fost in ceata, si nu am stiut ce sa mai fac, nu am mai inteles niimic, si nici nu am stiut ca postati sub acel nik, dar nu asta este important, eu stiu ca vi se pare foarte simplu pentru dumneavoastra, faceti electronica de o viata, nu am eu varsta cati ani de electronica aveti, in plus eu nu sunt electronist de profesie, este un hobby descoperit acum 6-7 ani, cand nu stiam citi o rezistenta, incerc si eu sa invat cat mai multin limita timpului, si da, mi s-a raspuns mai greu fata de elforum, nsi dupa cum am spus si aici, nimeni, dar absolut nimeni nu este obligat sa ma ajute, eu cer ajutor, dar asta nu inseamna ca nu apreciez si nu respect munca de a ma ajuta a oricarui utilizator, dar dupa cum am spus, sunt total in ceata, si deaceea am decis sa reiau totul de la inceput aici, de ce?, stiam ca @marian va raspunde, si sincer stie sa explice "babeste" astfel incat sa inteleg si eu, poate ca ma depaseste acest domeniu, dar nu vreu sa ma dau batut si imi cer din nou scuze daca v-am suparat cu ceva,nu vreu sa se inteleaga dina cest mesaj nimic rau, dar nu stiu cum altcumva sa explic sa ma exprim ca sa nu jignesc pe nimeni.

 

O sa reiau testele, masuratorile dupa ce refac calculele, stiu ca am o problema grava pe undeva...

Momentan am recalculat si am si gasit ceva care nu e ok, si oarecum ciudat.

 

Tensiune iesire +/-45Vcc, putere 600W, deci un curent in secundar de aproximativ 6,7A.

Frecventa oscilatorului este la 94Khz, deci pe traf pica jumatate, 47Khz.

Calcul transformator.

Np=(Up min * Ton)/(Bmax * Sm)

Up min este tensiunea minima in primar si punem 180Vca.

Avad in vedere ca se doreste o putere de 600W maxim, iau in calcul un randamet de 90%, deci in primar o putere de 660W.

Deci un curent extras din primar la tensiunea minima de 180Vca, este aproximativ 3.7A.

Caderi de tensiune pica pe, NTC care in schema este de 10R dar cred ca este suficient 5R pe care pica o tensiune de 18.5V, pe punte 1,4v, deci ramanem cu 160V, ( am ignorat 0.1v). filtrati ajung la tensiunea de 225,6Vcc, fiind semipunte se imparte tensiunea in doua deci avem 112,8vcc, avand o putere de 660w, ce trebuie estrasa din fiecare ramura de 112,8vcc, trebuie extras un curent de 5,85A.

Bun, acum aici cred ca am o mare problema cu electrolitici.

Sunt 2 in paralel de 450V/330uF, si acestia trebuie sa tina 5.85A la 100Hz, am un riplu imens pe ei si anume (5.85*0.01)/0,00066= 88,6 Vvv...automat din 112,8Vcc-88,6Vvv=24,2v, daca calculez mai departe nu mai raman cu mare lucru, daca mai raman.

Deci in concluzie am o mare problema la filtraj, dar nu imi explic cum este posibil ca aceasta sursa, facuta si de @maxente, poate debita pana la 1300W cu un singur condensator de 470uF, este adevarat ca este nestabilizata.

Deci? ce fac, calculez asa mai departe sau schimb datele problemei?

[Marian]

Nimic nu este foarte grav in schema ta, mai degraba mici chichite care cumulat contribuie la o functionare nu tocmai dorita.

Motivul pentru care te-am pus din nou sa citesti cap-coada teoria lui Smilex si sa aplici la fiecare pas in schema ta este pentru ca asa intelegi cel mai bine practic cum stau lucrurile, si asimilezi mult mai bine fiecare formula. Puteam sa refac eu calculele si sa-ti dau direct valori necesare dar asa n-ai fi inteles nimic, de asta te-am pus la treaba, e mai migalos dar mai eficient.

 

Ai inceput cu estimarea tensiunii pentru traf, si este bine, hai sa analizam caderile de pe traseu.

 

NTC

I-ai masurat tu valoarea aia de 10R? Oricum aia e valoarea valabila la temperatura camerei atunci sursa este oprita, in sarcina el se incalzeste datorita disipatiei si valoarea sa scade, ma indoiesc temeinic ca ramane la 5 Ohm in sarcina, ar insemna sa disipe 60W... Probabil mai mult de 0,5-1R nu o sa ai acolo, altfel ar iesi fum din el. Cifre exacte gasesti fie din pdf-ul sau, fie masurandu-l. Ideea este ca 18V pierduti pe NTC sunt enorm de multi, la curentul ala eu n-as admite nici 5V, pentru ca ar insemna sa disipe aproape 20W, mi-e greu sa cred ca rezista capsula aia asa mica la o asemenea temperatura. Hai sa zicem un 3V acolo ( la plesneala, poti masura tu NTC-ul incalzit cu letconul ).

 

In schema vad filtru EMI, nu stiu daca il ai si in realitate, daca insa da atunci ca sa ai ceva inductanta iti trebuie si ceva sarma ( spire ), si sarma are rezistenta ohmica inevitabila, sa zicem si aici 1-2V ( tot la plesneala ).

 

Puntea nu stiu de care e dar in sarcina aia as tinde sa-i acord 1,8-2V ( atentie, astia se scad din Vv, nu Vrms ) deci iei 1,4V din AC-ul de la intrare in punte, pentru ea ( 2x0,707=1,41 ).

 

( 180-3-2-1,4 )/0,707=245V, pe cei 2 conzi de 400V ( 660uF comulat ).

660W/245V=2,7Acc extrasi din condensatorii de 400V ( nu uita ca nu ai pus 2 de 200 inseriati, si 2 de 400 in paralel, iei in calcul tensiunea totala Vin.

( 2,7*0,01 )/0,00066=41V

 

Acuma treaba e ca semialternantele de dupa punte nu sunt pulsuri drepte ca in secundarul trafului de comutatie, ci semisinusoide, adica perioada cat condul alimenteaza sarcina de unul singur nu este de fix 10mS ci este mai scurta, riplul nu are o forma tocmai rampa triunghiulara, atat rampa coboratoare cat si cea urcatoare sunt usor deformate de panta sinusoidei, cifra de 10mS este mai usor de folosit pentru ca alternativa ar implica calcule mai complicate ( nu ai nevoie de asa ceva ). Tu faci o medie din ce ai obtinut cu 10mS pentru ca rezultatul ala este o valoare varf la varf si pe aia o iei in calcul, in cazul tau zi 21V. Mai ramai cu 224V din cei 245. Pe astia ii imparti la 2 si obtii 112V la care pentru 660W ai cam 5,9A.

 

Inseriat cu traful ai condensatorii aia, iei in calcul valoarea lor cumulata in paralel si Ton estimat pentru minima din primar, si cu el calculezi riplul pe conzii astia inseriati cu traful.

La alimentare minima, iei in calcul Ton maxim si asta este limitat de Rd din schema, te uiti in pdf la graficul "Oscillator Discharge Time vs. RD

and CT." si estimezi de acolo un timp mort impus functie de valoarea Rd si Ct din schema, la tine vad 33R si 1n, si ma uit la acel grafic si vad ceea ce par a fi cam 0,6uS de timp mort impus din fiecare Ton. Tu ai zis ca ai 47khz pe traf, adica 21,2uS T, si 10,6Tonmax, deci 10uTon pentru cazul tau.

( 5,9*0,00001 )/0,0000044=13,4V.

Aia fiind o valoare estimativa, in fapt este recursiva pentru ca scazand valoarea aia din tensiunea disponibila la traf, creste curentul prin el si prin conzi, deci valoarea se altereaza, dar o poti lua in calcul, nu trebuie precizie maxima, ci doar o estimare este deajuns, la fel si aici poti face un soi de medie pentru ca este o valoare varf la varf. Eu as zice sa iei 100V ca minima posibila pentru traf, eu asa am facut la sursele mele stabilizate.

Ce spui, e ok pana aici?

[costyy86]

Este foarte ok, Multumesc,

Scapasem din vedere faptul ca nu sunt in serie, acolo m-a derutat, si deaceea dadea acel riplu imens.

La fel si la ntc, nu am fost atent.

De aici ma duc mai departe si calculez numar spire.

 

Atasez mai jos si ceva masuratori facute intre timp la sursa.

 

Am alimentat la 70vca sursa si am urmatoarele oscilograme.

 

1. Sursa tranzistor HI, in gol, V/Div-20V, T/Div 50uS

2. Sursa tranzistor HI in sarcina 18 ohmi, V/Div -20V, T/Div 50uS

3.Primar traf in gol V/Div- 20v, T/Div 50uS

4.Primar traf in sarcina 18 ohmi, V/Div- 20V, T/Div 50uS

5.Secundar traf in gol, V/Div-10v, T/Div-50uS

6.Secundar traf sarcina 18 ohmi, V/Div-10V, T/Div- 50uS

7.Intre diode si soc, in gol, V/Div-10v, T/Div-50uS

8.Intre diode si soc, in sarcina 18 ohmi,V/Div-10V, T/Div-50uS

L.E.

Deci Formula numarului de spire primar, Np=(Upmin*Ton)/(Bmax*Sm)

Upmin=100v, Ton= 10uS, Bmax- 0.18T, Sm=211mm^2

Np = (100*10)/(0.18*211)= 1000/37,98= 26,3 spire, deci rotunjim la 26 spie in primar.

Secundar

Tensiune necesara stabilizata 45vcc, la care se mai adauga 1.5v cadere pe diode+ avem un Dead time de 6% care trebuie adaugat si acesta, la tensiunea de 45v el este 2.7v, deci avem nevoie de impulsuri in secundar de 49,2v, raportul de transformare este 100/49,2-2,03

26/2.03= 12.8, categoric 2x13 spire secundar.Deci putem lua raportul de transformare 2 ca sa simplificam calculele.

Diamtru conductorului.

In primar, avem nevoie de 5.9A. Luand o densitate de 4Amm^2, avem nevoie de aproximativ 1.5mm^2 in primar., efectul pelicular la 47khz este de 0.3mm, deci folosim conductor de 0.6mm diamtrul acesta avand 0.28mm^2, astfel sunt necesare 5,3 fire, deci 6 fire in paralel.

In secundar avem nevoie de aproximativ 6.7A/ ramura.

folosind acelasi conductor avem nevoie la fel de 6 fire in paralel,

Mai departe o sa calculez iductanta.

Editat Noiembrie 26, 2016 de costyy86

[Marian]

Sper sa nu te superi daca spun ca nu ma intereseaza pentru moment prea mult masuratorile alea, pentru mine sunt irelevante, ceea ce ma intereseaza este sa te ajut sa parcurgi pas cu pas metodologia asta si sa o asimilezi, abea apoi masori si vezi daca e bine sau nu.Calculeaza deci spirele pentru traf atat primar cat si secundar si spune-mi ce ai obtinut din calcule.

[costyy86]

Nu este nici o problema, clar ca nu am de ce sa ma supar.

Vezi ca numarul spire primar si secundar sunt puse in postul de sus, dupa ultima oscilograma, am editat postul.

Calculul inductantei.

L= Uout*Toff/Di

Trebuie aflat Toff, formula este Toff= T/2-Ton,

Formula Ton= (T/2)*(Umin/Umax)

Umin= 45v si trebuie calculat Umax care la tensiunea maxima in primar de 170v raportul de transformare fiind 2, atunci Umax=85V

Ton=(0,0000213/2)*(45/85)=5,6uS

Toff= 0,0000213/2-0,0000056=5,05uS

Ca sa aflam Di alegem, intre 0.15 si 0.3, eu am ales 0,25

La un curent de 6,7A, Di este 1,675A

L= (45*5,05)/1,675= 135uH

Pana aici cred ca e ok, dar aici cu inductanta am o nelamurire, eu voi folosi tor de pulbere de fier, T106-26 pe care voi bobina ambele inductante.

Avand nevoie de 135uH pentru fiecare rail, va veni 38spire x2, categoric legate in serie voi avea o inductanta cam de 4 ori mai mare, deci cum voi proceda? Voi bobina 2x135uH, sau se injumatatesc numarul de spire si totodata inductanta,deoarece inductanta creste, aici sunt nedumerit., am vazut si varianta cu inductanta cat iti da atat pui, si varianta cu injumatatiea ei.

[costyy86]

Bun, am calculat si snubberele.

 

Snubber primar,tranzistori folositi IRFP460

Coss 300pF x4 = 1200pF.

Rezistenta, daca trece jumatate din curent prin ea ar fi, 660/170= 3,9

170/ 1,95= 87R

Avand un singur snubber pe ambi tranzistori atunci devine 2,2n+47R

Puterea rezistentei este 0,000000022*47000*28900= 2,98W, deci va fi nevoie de o rezistenta 47R/5W

Snubber secundar.

Aici nu sunt sigur daca este bun, de fapt am marii dubii, deoarece snubberul este pe secundar traf si nu stiu daca sunt valabile calculele.

Diode MUR1560

coss 470pF x 3 = 1400pF

Rezistenta, la raport de transformare 2, ar fi asa: 170/2=85 pe ramura, fiind 2 tensiunea totala ar fi 170v, la un curent de 3,35A, ar trebui o rezistenta de 170/3,35=51 R

Deci 1,4n+51R pentru fiecare dioda in parte, dar eu folosesc un singur snubber, deci ar fi 1,4x4= 5,6n + 51R/4= 12,75R deci 12R

putere rezistor 0,0000000056*47000*7225= 1,9W deci minim 3W

Snuber secundar 5,6n+12R/3W.

[Marian]

Traf

Pare ok ce ai calculat, cu mentiunea ca poti fi mai optimist la dimensionarea conductorului daca asa nu iti incap spirele pe spatiul disponibil, asta pentru ca tensiunea medie pe traf ar trebui sa fie de regula mai mare de 100V, poti lua in calcul 120, sau chiar 130V pentru calculul curentului, incearca intai asa, si daca nu ai loc, atunci mergi cu 5A...

 

Inductanta

Si aici pare ok ce ai calculat, insa am mari indoieli ca T106-26 o sa poata fi folosit, presupunand ca or sa incapa spirele necesare pe el ( desi nu cred ), nu stau sa calculez acum insa pierderile in miez sunt destul de sigur ca ar fi foarte mari din momentul intrarii in CCM, in fapt ma indoiesc ca si 130 ar putea fi folosit daca tot pe -26 mergi, nici un material cu permeabilitate prea mica ( -2 spre exemplu ) nu-i o solutie, ca iti vor trebui prea multe spire... Nu stiu, testezi si tu si vezi ce-ti merge.

In alta ordine de idei, tu bobinezi pentru 2 inductante de cate 135uH fiecare, valoarea aia mare de la inseriere te-ar fi interesat daca ai fi mers pe monitorizare intre ramuri, adica intre + si - ignorand masa, tu insa monitorizezi plusul, deci te intereseaza doar 135uH, cealalta trebuie sa aiba fix aceeasi valoare pentru ca vrei iesire simetrica, si neaparat pe acelasi miez amandoua deoarece numai asa poti avea stabilizare pe ramura negativa, prin cuplaj magnetic cat mai bun intre cele 2 inductante.

 

Snuber

La tranzistori am gasit un pdf de la irf care da coss pentru mai mult de 100V:

 

Am estimat eu o pozitie pentru cca 140-150V, ca aia te intereseaza, acolo se face off. Poti deci lua cam 200pF pentru Coss, deci 800p pentru cate un snuber pe mosfet sau 1,5n pentru ce ai tu pe schema. Rezistenta e ok ce ai ales la valoare, si poate fi de 3W.

 

La diode cred ca e ok ce ai calculat, oricum valorile C le mai poti ajusta pe montajul real, si asistat de osciloscop, daca vezi ca R se incalzeste prea tare, mai reduci C, dar nu prea mult pentru a nu permite un varf prea mare al oscilatiilor de la fronturi. Poti ajuta cu cate un transil in paralel cu RC-ul din snuber, ala taie varful la valoarea sa, asa te asiguri ca esti in regula...optional.

 

Pana aici pare deci ok.

 

PS: Ar urma calculul buclei de reactie, exact ceea ce te-a blocat pe tine de la bun inceput...

Revin dupa-amiaza sper cu ceva lamuriri mai detaliate.