Proiectul meu-Sursa coboratoare in comutatie (de la 220)

[costyy86]

@marian, am cam intels cum sta treaba, numai ca nu am habar cum pot calcula traful, si schema nu este aceasta este Asta, sper sa nu se supere @nel65 ca am postat aici, nu are protectie sursa dar am vazut ca functioneaza, e estul de simpla si numai buna pentru incepatori in ale SMPS-urilor.

[Marian]

De unde stii ca functioneaza, ai testat-o deja? asemenea scheme nu merita comentarii, e drept ca-s mai putin complexe, poate prea putin, la puterea aia se pot folosi trafuri de ATX dar trebuiesc rebobinate, si calculul se bazeaza cunoscand detalii cum ar fi frecventa de lucru, umplerea maxima, tipul materialului pentru traf, sectiunea miezului, tensiune primar, etc. Toate astea se introduc intr-o formula si se afla numarul spirelor din primar, apoi se stabileste un raport de transformare in functie de tensiunea din primar si cea dorita in secundar si se stabilesc numarul spirelor din secundar.

[costyy86]

Nu am testat-o eu, cel care a facut-o in acel topic are si video facut cu ea functionand,Nu am gasit din ce material e traful,desi am bagat pe google datele de pe el..

[Marian]

Una este un test subiectiv de cateva minute filmat in graba si alta e functionarea eficienta si fiabila pe termen lung, sunt cateva chestii care nu sunt tocmai ok dar in fine...Cauta traf EI33 de pe la surse ATX, este realizat din 3C90 si prezinta date tehnice destul de cunoscute. Il scoti de pe placa si-l introduci intr-un ibric cu apa rece, suficienta apa cat sa-l acopere, apoi pui ibricul la foc mic si dupa ce incepe sa clocoteasca il lasi sa fiarba minim 15 minute, il scoti indata fara sa astepti sa se raceasca apa pe un prosop si tragi usor de partea "I" care ar trebui sa se desfaca simplu ( evident banda de izolatie desfacuta dinainte de a-l pune la fiert ), apoi impingi miezul trafului in interior cu ceva de lemn preferabil tinand de suportul de plastic si ar trebui sa iasa, daca nu merge il mai pui la fiert cateva minute, dar de obuicei este suficient din prima.

[costyy86]

Ok, ms, eu la-m pus pe o plita, s-a deslipit usor i-ul acela insa graseala mea ca am apasat afra sa imi dau seama de o laterala.L.E. Am rezolvat, la-m fiert cum ai spus si a iesit usor, iam si desfacut bobinajul, pe primar avea 2 x 20 spire. 12v era bobinat cu 4 spire in paralel....restu nu am mai tinut cont.

[Marian]

Mi se pare normal sa se desfaca usor, ti-am zis ideea cu fiertul este destul de sigura. Nu conteaza cum si cu ce era bobinat, il vei face din nou de la capat, as sugera un maxim de 300W putere pentru traful asta, putere pe care o poti repartiza in 3 iesiri simetrice de 30V@5A, adica +/-30Vcc la 5A. Pentru cei 300W in primar la o medie de sa zicem 150V ar fi un curent estimat la 2A. Avand in vedere faptul ca configuratia asta este destul de permisiva in ceea ce priveste mosfetii utilizabili este bine sa alegi ceva mai ok, si uitandu-ma pe la TME am gasit mai multi care ar merge si la preturi ok, as sugera sa alegi dintre: STP11NK50Z; STP11NK40Z; STP9NK50Z; IRFB11N50APBF; STP12NM50 sau STW14NK50Z, alegerea iti apartine insa trebuie sa tii cont ca tranzistorul ales trebuie sa aiba un Rds-on cat mai mic posibil pentru ca pierderile pe el sa fie cat mai mici ceea ce rezulta in eficienta mai mare si putere mai putina disipata pe tranzistori ceea ce efvident inseamna si mai putina caldura pe radiator, mai trebuie de asemenea si un Ciss cat mai mic posibil pentru a te asigura ca driverul va incarca aceasta capacitate cat mai rapid ceea ce se traduce in timpi de comutatie mai buni, mai trebuie deasemenea si ca ID sa fie cat mai mare, cel putin de 3x mai mare decat maximul curentului anticipat prin tranzistori care in cazul asta ar fi de ~2A. Cu toate aceste date mentionate de mine ar trebui sa poti face o alegere potrivita, schimbarea mosfetilor evident inseamna si modificarea snubber-ului sugerat in schema, dar se poate rezolva destul de usor si asta.

 

Daca esti de acord cu sugestiile mele atat la mosfeti cat si la traf ( putere, tensiune si curent la iesire ) atunci putem trece la calculul trafului.

[costyy86]

Da este ok, cu exceptia tensiuni care vreau sa fie la +/-38vcc, chiad daca curentul este mai mic.In legatura cu tranzistori ma-m gandit la IRFP460PBF (cred ca si am asa ceva) au 500v, 20A si un RDS de 0.27R, destul de mic zic eu, si cred ca ar fi de ajuns si unul singur.

[Marian]

-In legatura cu tensiunea, se poate face si cum spui tu, la tensiunile alea un maxim de 4A ar fi potrivit, numai ca sursa nefiind stabilizata ma indoiesc ca vei reusi sa obtii fix 38V pe ramura, dar ar trebui sa fie undeva pe acolo.-In ceea ce privesc mosfetii folositi, constat ca n-ai acordat atentie sugestiilor mele, ai observat Ciss pentru IRFP460PBF? este imens si ma indoiesc ca fara driver separat poate fi comandat in timp util, tocmai de aceea ti-am facut acele sugestii, daca te vei uita prin pdf-urile celor me3ntionati de mine vei gasi cateva cu Ciss sub 1n, ceea ce este mult mai ok.PS: Ce doresti sa alimentezi cu sursa asta mai exact?

[costyy86]

Eu ma-m gandit la un amplificator de 2x 100-150w, vreau sa fac acesta sursa mai mult pentru a prinde ceva experienta in SMPS-uri, In legatura cu tranzistori atunci sa fie STP11NK40Z,

[briobit]

OFF: cu scuzele de rigoare fac si eu o intrebare ... de fapt 2 1.) aceasta sursa coboratoare se poate schita pentru a livra 2 tensiuni de iesire cumva separate de 30 volti si la un curent de 3-4-5 amperi si una de 12 volti pentru coolere (maxim 1 amper)? 2.) am in cap realizarea unei surse duble de tensiune si vreau sa stiu daca e mai rentabil cu acest montaj decat sa cumpar un transformator

[nel65]

Eu ma-m gandit la un amplificator de 2x 100-150w, vreau sa fac acesta sursa mai mult pentru a prinde ceva experienta in SMPS-uri, In legatura cu tranzistori atunci sa fie STP11NK40Z,

2x150w in clasa AB inseamna cam 500w putere trasa din sursa .Cu ETD39 nu cred ca se poate

[Marian]

@costyy86 insist in recomandarea de a te limita la +/-30Vcc maxim pentru traful EI33, retine ca nu ai nici limitare de curent si nici protectie la scurt, singura solutie ramasa ca sa te asiguri ca nu suprasoliciti sursa este sa limitezi tensiunea la iesire, si la 30V pe ramura un amplificator audio realizat cu final mosfet va putea oferi pentru sarcini de 4 Ohm ( minim ) cam 60 poate 70W, iar unul cu finali bipolari aproape 100W, puterea va fi limitata de cursa de pe iesire si aceasta va fi limitata de tensiunea de alimentare a amplificatorului in felul asta te asiguri ca nu se vor extrage mai mult de 300 maxim 350W de la sursa, ori ridicand alimentarile la 38V atunci ridici mult si cursa maxim posibila la amplificator ceea ce evident va cere mult mai mult curent, asadar in configuratia asta recomand maxim +/-30Vcc, oricum va trebui sa eviti cu orice pret scurtcircuitul pe iesiri.@briobit ce anume doresti sa alimentezi cu sursa?

[costyy86]

Ok, atunci sa fie +/-30v...pana la urma dupa cum am spus mai mult doresc sa experimentez, nu e neaparat nevoie de acea tensiune de +/-38v.

[briobit]

un alt montaj care reprezinta o sursa de laborator reglabila de la 0-30 volti si protectie la scurt (ma rog 2 astfel de montaje pentru o sursa dubla)

[Marian]

Ok @costyy86 atunci putem trece la proiectarea trafo, pentru a nu fo loc de confuzii atasez schema despre care vorbim:

 

http://www.htg2.net/index.php?action=dlattach;topic=50701.0;attach=109306;image

 

Traful va fi un EI33 complet rebobinat, mosfeti STP11NK40Z cate unul pentru fiecare ramura. Incepem cu primarul trafo, formula ar fi Np=(Up*Ton)/(Bmax*Sm).

 

-Np este numarul spirelor in primar;

-Up este tensiunea in primar, in cazul de fata sursa nefiind stabilizata se ia in calcul tensiunea medie, se exprima evident in Volti;

-Ton este timpul de conductie exprimat in uS;

-Bmax este inductia maxima permisa in miez exprimata in Tesla;

-Sm este sectiunea miezului magnetic al trafului exprimata in mm^2;

 

-Tensiunea medie in primar se afla tinand cont de configuratie, in semipunte jumatate din varful retelei pica pe traf, si pentru o retea medie de 220Vca ai un varf de 310Vcc, ceea ce ar insemna teoretic 155V pe primar trafo, practic mai sunt niste caderi, pe NTC, pe Rds la mosfeti, riplu pe condensatorii de filtrare, etc, dar nefiind o sursa stabilizata am putea lua o valoare medie de 140V pe traf, tensiune care va trebui verificata si confirmata/infirmata in faza de teste, aceasta fiind doar o estimare.

-Din cate vad in schema frecventa pare a fi stabilita la 50Khz, CI-ul asta are umplere de maxim 50% din cate vad in pdf, asadar Ton poate fi maxim T/2, pentru 50Khz perioada T este de 20uS, si cu umplere de maxim 50% ar insemna Ton de 10uS, insa trebuie luat in calcul si deadtime care vad in pdf ca ar fi de cam 1,2uS, asta mai permite 8,8Us pentru Ton.

-Pentru materialul 3C90 din care este realizat EI33 se accepta pentru pierderi de maxim 100mW/Cm^3, o inductie la frecventa asta de cam 0,15T.

-Sectiunea miezului pentru EI33 este de 120mm^2.

Np=(Up*Ton)/(Bmax*Sm)=(140*8.8)/(0.15*120)=1232/18=68 spire. Este ceva mai mult decat te asteptai sunt convins, dar asta se intampla deoarece spre deosebire de sursele stabilizate unde umplerea se modifica in functie de tensiunea de la retea, aici umplerea este maxima permanent indiferent de retea. Pentru secundare se stabileste intai un raport de transformare, si pentru 140V in primar si 30V pentru fiecare secundar acesta este 140/30=4,7, si 68/4,7=14,5, rotunjesti la 15. In caz ca ai insuficient spatiu de bobinare cred ca poti reduce pana la 60 numarul spirelor in primar, modificand secundarul in consecinta 60/4,7=13 spire; imparti primarul in 2 jumatati, primele 30 de spire jos, dupa care dai cele 2 secundare de cate 13 spire si apoi celelalte 30 de spire din primar. Recomand folosirea a mai multe sarme mai subtiri in paralel avand in vedere faptul ca adancimea de patrundere la frecventa asta este destul de mica, pentru secundare ai putea folosi cate 4 sarme de 0,8mm diametru in paralel, iar pentru primar 3 de 0,4 sau de 0,5.

 

@briobit pentru sursele de laborator as sugera totusi varianta liniara cu traf de retea, prezinta mult mai putin zgomot, se obtin tensiuni mult mai curate si este si evident categoric mai simpla de pus la punct.