Amplificator Auto cu 6P3C-E

[RockDok]

Acum ma intelegeti de ce ma cuprinde groaza la SMPS-uri de kiloherzi. Daca MOS-urile dau atita bataie de cap o sa ma uit si la bipolari de comutatie de asemenea poate gasesc ceva module IGBT de putere relativ mica. Pina atunci am identificat urmatoarele MOS-uri de la ST anume: STP80PF55 (T1 si T3) si STP90N4F3 (T2 si T4) dar trebuie sa vad ce si gasesc de vinzare. Evident voi tine cont si de tensiunile si de curentii de comanda. Interesant va fi ce tensiune grila-sursa este nevoie pentru blocare fiindca pentru deschidere am 10V la dispozitie. Am o gramada de surse PC dar nu stiu daca gasesc ceva cu MOS-uri cu canal p. Asa cum presupun eu in schema timpul intre momentul in care T1 si T4 se blocheaza si T2 si T3 intra in conductie de asemenea timpul intre momentul cind T2 si T3 se blocheaza si T1 si T4 intra in conductie este de 1/200 secunde la o frecventa de "esantionare" de 200Hz la iesirea 4098. Aceasta se intimpla la o tranzitie H-L a iesirii Q4 din 4029. De asemenea bistabilul care comanda portile SI trebuie sa comute la tranzitie H-L.

[sebi_c]

Daca folosesti MOS cu canal P, atunci pentru comanda trebuie sa-ti fabrici o tensiune care sa exceada 12V pt ca sa-l deschizi! SMPS nu are nevoie de atatea acareturi si are frecventa fixa, cat mai mare cu putinta. Pe cand aici ai o frecventa de choppare, ca la SMPS si mai ai si 50Hz.Treaba cu dead time e valabila pt orice fel de tranzistor. La bipolare, comutatia e si mai lenta (time delay mare). La IGBT ai atac de MOS si iesire de bipolar, astfel puterea disipata e mai mica pt ca nu ai canal care isi creste rezistenta la cresterea curentului, adica ai Vcesat. Dar in schimb frecventa de comutatie e mai mica (optim pana la 50KHz).Un MOS bun pt ce vrei tu este BUZ11, ieftin.

[RockDok]

Am atasat schema si tensiunile in cazul in care T1 si T4 coduc iar T2 si T3 sint blocati precum si schema cind T1 si T4 sint blocati iar T2 si T3 conduc. Tranzitia intre cele doua situatii ar trebui sa aiba loc intr-un interval de timp de 1/200 secunde. In aceasta perioada TOTI tranzistorii ar trebui sa fie blocati. Oare 5ms sint prea putin pentru a bloca un canal p si un canal n urmind ca dupa trecerea intervalului de 5ms cealalta pereche sa deschida? Am notat cu VGx/+ tensiunea masurata intre grila tranzistorului x si borna plus, am notat cu VGx/- tensiune masurata intre grila tranzistorului x si borna minus. Intrebarea este unde trebuie sa exced 12V ca sa deschid un canal p? Sinusul apare incepind cu bornele A si B ale trafo sau mai degraba la bornele secundarului. CMDT1-4 trebuie aplicat inversat la T1 iar CMDT2-3 trebuie aplicat inversat la T3.

[blue]

Poate ca proiectarea sursei este un exercitu util, dar un amplif. cu tuburi pe o masina nu cred ca este o idee grozava, in afara solicitarii mecanice a tuburilor va trebui sa ataci niste boxe de masina cu un SPL redus , senzatia de caldura a sunetului specific amplif. cu tuburi se va pierde in zgomotul de fond al masinii si va ramine doar caldura scoasa pe fereastra sau anulata de clima... Serios, in afara excentricitatii, nu sant prea multe argumente in a construi ceva sa redea MP3-ul din statile FM sa CD- play, tuburile sant mai potrivite intr-un mediu mai prietenos, de fapt aici superioritatea solid state este evidenta !

[+_Florin_+]

Depinde de masina, blue! Doar n-o sa puna amplificator cu tuburi intr-un Trabant sau mai stiu eu ce Dacie hodorogita. Masinile moderne ofera un climat destul de prietenos inclusiv ca nivel de zgomot si ca trepidatii- daca nu mergi pe aratura, bineinteles Oricum, o constructie robusta si cu elemente de amortizare elastica la sasiul amplificatorului se impune si astfel nu vor fi probleme...

[sebi_c]

RockDok, SMPS si invertoarele (convertizoare) sunt chestiuni destul de complicate. Trebuie sa citesti mai mult sa intelegi ce se petrece acolo. Designerii sunt preocupati cu scurtarea timpilor de comutatie pentru ca atunci sunt pierderi si risc sa distrugi tranzistoarele. Pierderile inseamna caldura si din aceasta cauza tranzistoarele isi pierd calitatile (curenti mai mici comutati).

Trecerea de la o stare la alta trebuie sa fie de sute de nS, nu 5mS! Nu ai inteles ca tranzistorul de jos (de la masa) daca a fost in conductie, trebuie sa treaca in blocare in timp ce cel de sus trece in conductie simultan in mod ideal. Dar pentru ca am spus mai inainte ca nu se poate, atunci se introduce 'dead time', adica se intarzie cu 100..500nS deschiderea celui de sus fata de blocarea celui de jos. Nu mai spun ca sunt tehnici si mai avansate in care tranzitia este rezonanta, de obicei ZVT (zero voltage transition). Dar tu trebuie sa o intelegi pe asta simpla.

PWM, daca e invertor, trebuie sa aiba cat mai multe valori de sinus. Eu faceam asta cu un microcontroller pe 16bit si aveam 200 de esantioane pe semialternata (clock procesor 40MHz) si nu scalar ca tine, ci vectorial. Si chiar asa perturbatiile erau destul de serioase, dar la motoare nu are o asa mare importanta (se foloseau filtre unde nu se doreau).

Cand PWM este scalar este o pierdere de putere, adica sinus reconstruit este 90% din tensiunea de intrare, pe cand la vectorial poate fi si 110%.

Trebuie sa admiti ca ai nevoie de drivere specializate. De ex. la sursa aia amarata de la computere, driverul din controller, asigura 1.5A la varf (iesire totem pole). Uite un link cu o sursa rezonabila http://diyaudioprojects.com/Tubes/12AX7 ... /index.htm

[RockDok]

Am inteles ce este cu dead time-ul si am atasat schema cu drivere specializate care tin cont de asta si la care pot ajunge. Nu am zis ca trecerea de la o stare la alta are loc in 5ms! am zis ca pentru o tranzitie de la o stare la alta are la dispozitie 5ms. Va fi mai clar dupa ce termin cu desenarea semnalelor detailate. Inteleg si faptul ca cei care au mai lucrat cu surse in comutatie se iau cu miinile de cap dar dar va rog sa-mi lasati si mie placerea de a da cu capul de pereti. Poate schema atasata se apropie de adevar.

[sebi_c]

Link cu calcul automat al elementelor de putere la toate configuratiile (topologiile) de SMPS:

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/smps_e.html

 

Eu, pentru simplitate, as vrea sa analizezi ce-ti trebuie aici. In cazul tau nu-ti trebuie izolatie de masa si ai putea sa faci mult mai simple lucrurile.

 

Pentru simplitate as face 2 surse de 300V/200mA pt fiecare amplificator tip Boost Converter si o alta Buck converter pentru filament. Tranzistor utilizat BUZ11 de .5Eur la fiecare. Controller, ceva ce-ti place, cu UVLO pe la 10V. Frecventa de comutatie in gama 50..100KHz.

Bobina e ceva mai dificil de facut, dar nu imposibil. Cred ca poti utiliza ceva miez de la SMPS pt computer. Trebuie avut grija la B utilizat, sa nu depaseasca 0.2T si sa nu intre in saturatie. Stiu ca la sursele de computer sunt niste miezuri toroidale utilizate in secundar (iesiri cuplate) care se satureaza foarte greu. Nu stiu pana la ce frecventa merg, dar trebuie incercat cat mai sus pentru a avea o bobina cu L cat mai mic.

[RockDok]

Ma voi ocupa de un SMPS dupa ce voi termina cu SPWM. Atasez niste forme de semnal.

[sebi_c]

Faci cum vrei! Oricum, iti mai trebuie experienta. Eu ti-am propus cea mai usoara cale, dar tu vrei altceva, ai transformat solutia propusa intr-un scop in sine, care chiar nu mai raspunde cerintei de a face un amplificator cu tuburi, portabil. Adica usor, robust si eficient.Mai mult nu vreau sa-ti mai aduc alte argumente, decat ca modalitatea de atac a tranzistoarelor din punte este ca si redresarea monoalternanta, adica eficienta 50% din cauza ca un tranzistor din diagonala e tot timpul in conductie, iar celalalt, condus dupa legea PWM-ului.Pana descoperi toata paleta de solutii, te las! Spor la treaba!

[RockDok]

"un tranzistor din diagonala e tot timpul in conductie, iar celalalt, condus dupa legea PWM-ului" nu inteleg in care moment se intimpla treaba asta. T1-T4 conduc pina se formeaza o semialternanta iar T2-T3 sint blocati. Urmeaza T1-T4 blocati pentru cealalta semialternanta iar T2-T3 conduc. Am simplificat un pic schema, atasez ultima varianta precum si semnalele.

[bolek]

si de ce ai vrea sa produci caldura pe 2 tranzistori in loc de unul? vrei tu neaparat punte?

[RockDok]

Am doua frumuseti de trafuri toroidale 220V-12V/150W si au costat impreuna cu mult mai mult decit ar costa piesele electronice. Un alt motiv, pentru mine suficient, este curiozitatea. Vreau sa vad daca sint in stare sa fac un convertizor de la 12V la 220V, drept care m-am mutat cu subiectul in zona corespunzatoare a forumului si multumesc moderatorilor ca au avut bunavointa sa ma suporte pina acum. In continuare voi presupune ca am la dispozitie o sursa alimentata de la 12VDC si care imi ofera tensiunile necesare montajului.

[sebi_c]

T1 si T4 ar trebui sa aiba acelasi semnal, iar T2 si T3 pe dos in acelasi timp. Bineinteles, semnalele aranjate cu dead time. Asta-i formula cea mai eficienta! Bobina primara trebuie parcursa de curent inversare de la o perioada PWM la alta, atunci ai pe primar amplitudine de la +12V la -12V. Tensiunea efectiva sinus in primar este 12/1.41=8.5V, asta cand duty cycle la PWM e 100%.Altfel, semnalele ar trebui sa fie ca in poza, pentru o diagonala, iar pentru cealalta diagonala, inversat. Generarea semnalelor se poate face, cel mai bine, pornind de la intersectiile cu un semnal triunghiular simetric (in poza e simpla rampa).PS: N-am inteles prea bine din poza ta cu semnale, dar chiar daca e asa, un tranzistor ar putea sta tot timpul in conductie si celalalt sa intrerupa cu PWM, daca cealalta diagonala nu lucreaza (blocata). In modul cel mai utilizat, toate tranzistoarele lucreaza. Ca sa ai amplitudine 12V, bobina trebuie sa aiba 24V la capete (semialternanta negativa si pozitiva impreuna).

[RockDok]

T1-T4 nu AR TREBUI ci AU acelasi semnal (unul direct si celalalt inversat), deschid si inchid concomitent pe esantioane ale aceleiasi semialternante in timp ce T2 si T3 sint blocati, altfel ar iesi FUM. La cealalta semialternanta T1 si T4 sint blocati si esantioanele sint aplicate pe primarul trafo de catre T2 si T3. Intre cele doua semialternante exista o pauza de 1/200 secunde (ar trebui sa ajunga) iar delay-ul intre conductie-blocare pe rampele esantioanelor este asigurat de catre IR2111 (au propoise, multumesc pentru sugestia de a folosi drivere dedicate!) modul in care circula curentul prin ramuri l-am desenat mai sus pe la inceputul paginii 2. Altceva mai sugestiv decit semnalele desenate cu puncte unde se citesc nu cunosc. IRF-urile in conductie au o rezistenta sub 1 ohm. asa ca primarul "vede" direct tensiunea bateriei la o semialternanta si invers tensiunea la cealalta semialternanta.