Sursa flyback - Proiect

[Marian]

Salutari.

 

Necesitatea unei surse simple in comutatie pentru a functiona ca redresor de acumulator auto cumulata si cu dorinta de a aborda domeniul flyback m-a convins sa dezvolt acest proiect, o sursa flyback alimentata de la retea cu o singura iesire de 14,5Vcc @10A, modul de functionare discontinuu, controller UC3845, frecventa pe traf&Mosfet 50Khz, traful va trebui sa fie un EI33 recuperat dintr-o sursa ATX. Din cate am observat documentandu-ma cea mai mare atentie trebuie acordata proiectarii trafului astfel incat atasez un pdf cu detaliile constructive si formule de calcul asa cum am inteles eu ca ar trebui si va rog sa le treceti in revista si daca ceva este eronat, sa ma corectati.

Proiect2.pdf

 

Atasez si schema conceputa de mine:

 

Alimentare retea

 

Control+Forta

http://img690.imageshack.us/img690/5991/schema1x.png

 

Ar mai fi de calculat compensarea ( C7, C8 R14 ); snubber-ul ( C9, R15 ) si limitarea de curent pe R9, la primele 2 vreau intai sa fiu sigur ca pana aici sunt pe drumul cel bun si apoi ma apuc si de ele, la limitare in schimb nu sunt sigur care parametru I trebuie luat in calcul, din cate inteleg eu ar fi acel Ip(pk) din pdf la 3,1A dar nu sunt 100% sigur si de aceea va rog sa ma lamuriti si la acest aspect.

 

Ca de obicei orice comentarii, critici, observatii sunt binevenite, sursa asta asa cum am zis va fi folosita doar pentru incarcarea unui acumulator auto, si va servi spre a ma asista in aprofundarea acestui domeniu ( flyback ).

 

O zi buna si Sarbatori Fericite va doresc.

Marian.

[hpavictor]

Acumulatorul se incarca in curent...Trebuie sa atasezi in secundar o sursa de curent care va limita curentul de incarcare la 1/10 din capacitatea acumulatorului . Va fi necesara o tensiune de 20V in secundar...ca sa poata " respira " sursa de curent .Parerea mea .

[Marian]

Sursa insasi va functiona ca un generator de curent constant cu un curent de scurtcircuit in secundar limitat la 12A, R9 din schema se ocupa de asta. Cat despre acea caracteristica 1/10C nu este ceva obligatoriu, sa nu uitam ca alternatoarele incarca cu mult mai mult de atat, deci nu vad o problema in asta.

[Vizitator]

Sursele vechi de tv 110grade si nu aveau 150w.Dar aveau un miez mai mare decat cel din atx.Cred ca este o greseala IRF540 in schema.Semipuntea cu trafo atx nemodificat(munca mai putina) este ideala pt incarcare acumulatori.Se poate scapa de sursa auxiliara folosind Ir2153 cu traf driver atx pt automentinere si controlul incarcarii in secundar.

[Marian]

Miezul este oarecum la limita dar din calcule ar fi totusi suficient de mare, oricum in caz de necesitate pot apela la alte miezuri mai mari, daca nu ma insel am si ceva EE care ar fi de preferat in cazul asta. Intr-adevar IRF540 este o eroare, am luat in eagle un mosfet mai degraba la intamplare si am uitat sa modific cu ce am de gand sa folosesc, adica P4NK60ZFP, si acum observ ca am mai omis sa notez si ce dioda voi folosi la redresare, adica F16C20 si cred ca voi folosi chiar 2 capsule in paralel ca cei 16A mi se par prea la limita.Am deja un ATX modificat exact cu acesti parametrii la iesire finalizat cu vreo 2 saptamani in urma ( sau cam asa ceva ) insa pe langa faptul ca modificarea de ATX-uri nu-i tocmai constructie de surse si nici cine stie ce efort ca ai totul la indemana, doar recalculezi, mai prefer si realizarea uneia cap-coada flyback, munca multa sau complexitatea nu ma descurajeaza, daca m-as plafona la chestii simple n-as mai evolua.

[Vizitator]

Folosirea unui traf gata bobinat de atx nu este niciodata echivalent cu "atx modificat".Este traful ideal pt lenesi/oameni fara timp liber.Tocmai am spus de o varianta mai simpla cu IR2153.La limita se pot folosi pt curenti mai mari 2 trafo atx in serie intro schema forward tot cu UC3845.Ai cerut pareri,ai primit una:nu as face o sursa flyback de 150w de la zero mai ales cand trebuie sa proiectez si sa bobinez traful.Daca scopul este un incarcator baterii auto, raman totdeauna la forward.Daca scopul este cresterea experientei in domeniul flyback, mult succes.De fapt chiar sant curios ce probleme apar in acest demers pt ca eu am facut cateva flyback pt tv/monitoare numai inlocuind un integrat deficitar cu un alt tip,traful fiind acelasi.

[Vizitator smilex]

Sunt atatea de spus la flyback, ca nu stiu de unde sa incep. N-am avut timp sa discutam telefonic suficient despre asta.In primul rand, exista doua tipuri uzuale de snubbere ce se practica aici. Cel mai des este cel folosit paralel pe primar si este RCD. Are rolul de a limita tensiunea de varf data mai ales de inductanta de scapari, tensiune care se suprapune peste cea inversa data de numarul de spire. Mai exista un tip de snubber care se foloseste paralel pe tranzistor, tot RCD care preia din curent la blocarea tranzistorului. Cresterea tensiunii este astfel intarziata de snubber care permite blocarea tranzistorului mai usor. Se poate si varianta RC peste sau chiar un cond de 100-470p paralel pe tranzistor, dar primul tip de snubber nu poate lipsi. Inductanta de scapari genereaza varfuri mari pe baza capacitatilor parazite. Se poate masura cu L-metrul in primar, cu secundarul in scurt. Energia inmagazinata in ea este LI²/2 si provoaca o crestere pe condensator (prin dioda) cu o valoare U care se obtine egaland energia din cond cu cea din inductanta de scapari CU²/2=LI²/2 sau CU²=LI². Acea crestere se suprapune peste inversa care se poate calcula in functie de nr. spire, si trebuie consumata de rezistorul din snubberul RCD. Vezi configuratii flyback.Se practica uzual un raport de transformare mai mic, pentru a nu avea o tensiune inversa mare care ar necesita un MOS de tensiune mare. Modificarea raportului de transformare are insa efect asupra umplerii maxime admise pentru mentinerea discontinuitatii, deci e posibil sa necesite o valoare anume a condensatorului de la oscilator pentru o umplere mai mica. Vezi in propriile tale formule dependenta umplerii in functie de raportul de transformare si tensiuni.Pe schema, cu opto vrei sa suntezi curentul de iesire al AO? Eu nu stiu care ar fi ala (poate apare in PDF), dar crezi ca poti? Daca e de 50mA? In care caz, ce face divizorul R5+R6, de ce nu e pin 2 la masa?Sm∙Sf≥[L∙Iv∙I/(2∙j∙Bmax)]^4/3 , L in mH, Iv=curent de varf (46A parca), I curent continuu preconizat la consumator (10A cred), toate la secundar (sa zicem). Bmax pentru discontinuu il iei din grafic pentru nedepasirea a 100mW/cm³ la frecventa de lucru. Probabil mai sunt si altele, nu-mi vine acum...Se poate si forward cu comanda in curent cu 3845. Pentru aceiasi putere miezul necesar ar fi mai mic.A, ce-i cu doua varistoare de 270Vca inseriate si de ce conduri inseriate la filtraj?

[Marian]

@miticamy ai dreptate, am cerut pareri si-ti multumesc pentru observatii numai ca m-am tot jucat cu ATX-uri, am calculat si recalculat/proiectat si bobinat/rebobinat trafuri pentru forward si evident ca ar fi mai simplu, chiar si forward cu un singur tranzistor numai ca pe langa faptul ca am mai multi mosfeti din aia de care am pomenit care au VDS prea mic pentru forward 1 tranzistor ( nu se pune problema complicarii cu semipunte/punte pentru proiectul asta ), mai este si chestiunea ca vreau totusi sa abordez flyback, sa fac o asemenea sursa de la capat, nu ma mai multumesc doar sa modific ceva anume ca nu asa voi progresa, sunt constient ca domeniul este destul de problematic dar in acelasi timp trebuie sa mentionez ca nu vin aici fara sa ma fi documentat cat de cat in prealabil, si ca de obicei @smilex s-a dovedit a fi un ajutor de nepretuit. @smilex, evident ca sunt chestiuni care imi sunt neclare asta ar fi si motivul pentru care am venit cu subiectul aici ca sa imi corectez greselile inevitabile cauzate de lipsa de experienta, asadar sa o luam pe rand.-Am observat si analizat superficial cateva configuratii de snubber dar am trecut rapid peste deoarece vroiam intai sa pun la punct schema de baza a controller-ului, sa fiu sigur ca ceea ce cred eu ca stiu este cat de cat ok si apoi sa ma bag pe snubber.-UC3845 stiu ca are o umplere maxima de 50% ( de la tine stiu evident ), nu am gasit insa in pdf informatia referitoare la dependenta dintre valoarea CT si umplere, ci doar deadtime-ul fata de CT si din calcule m-as inscrie cred in valorile admise, daca ma insel te rog corecteaza-ma.-Amplificatorul de eroare pentru UC-urile astea am gasit in pdf ca are avea la iesire un curent ( sink ) de maxim 6mA si opto propus de mine ar avea IC de 50mA deci gandesc ca nu ar fi o problema, divizorul de la pinul 2 ar avea ca rol impunerea unei comenzi cat mai mari a AO dar cred ca ai dreptate, si mai simplu ar fi punerea pinului 2 la masa. Adevarul este ca-i singura varianta pe care am inteles-o ( compensarea inclusa care ramane de calculat ulterior ) dar evident ca nu e ceva batut in cuie, daca consideri ca alta metoda poate fi mai eficienta/fiabila sunt cat se poate de receptiv.-Bmax in configuratia asta ar fi pe la 0,18mT din cate vad in grafic si din cate vad eu nu prea merge traf de ATX, e prea la limita, de fapt sub limita, aproximativ 1,57 necesari si 1,08 disponibili la EI33, chiar daca as mari 'j' la 3,5 tot n-ar fi suficient... ok nu-i bai, caut alt traf ca mai am.-SI nu in ultimul rand, eram convins ca ai sa intrebi de blocul de alimentare de la retea ( unul din motivele pentru care l-am postat ), sursa vreau sa fie in mare parte doar cu ce am la indemana, ei bine nu am conduri la tensiuni suficiente asa ca am zis sa folosesc o pereche de pe la sursele de ATX ca am mai multe ( evident atent verificate ), si aceeasi poveste cu acele varistoare, le-am gasit pe o sursa ATX mai veche si mi-am zis de ce sa nu le folosesc, tensiunea lor nu permite folosirea unuia singur asa ca am zis sa le folosesc exact in configuratia de pe placa respectiva.PS: Refvin cu o ideie ce probabil a scapat din prima mea postare, R9 din schema, mai precis calculul ei, din cate cred eu se bazeaza pe acel Ip(pk) din pdf-ul postat de mine si ar fi la 3,1A, dar nu sunt sigur de aceea apelez la experienta ta sa ma edifici, asa este?

[Vizitator smilex]

Daca maresti deadtime-ul, scazi umplerea maxima. Nu gresesti cu calculele, ziceam ca se practica un raport de transformare mai mic pentru MOS mai ieftin, caz in care calculele se modifica corespunzator. Asta daca te intereseaza o tensiune mai mica inversa pe MOS. In felul asta poti folosi si MOS de 600V nu e nevoie de 800-1000V. Daca pastrezi acele valori de umplere si raport transformare, la 340V alimentare, ai cel putin 700V varf la momentul off, iar in asemenea conditii, chiar si de 800V as pune cu strangere de inima.Cauta EE, in felul asta poti crea intrefierul sub bobina si reduci radiatiile. Poti folosi un j=4 pentru ca nu vei avea pierderi mari, la discontinuu e putina sarma. Cam la j=4,2 se egaleaza pierderile cu cele din miez (respectand acea limita la B), deci curaj! Si daca nu e de 10A ci de 8A? N-ar ajunge? Maximul B admis este pe la 0,32T, se poate calcula puterea disipata in miez la 0,18, 0,22, etc. Cei 100mW/cmc este recomandata pentru ventilatie naturala, se poate si un mic ventilator. Deci lucrurile nu sunt chiar batute in cuie, e destula flexibilitate, zic eu.R9 determina momentul off sau maximul umplerii. Pe R9 tensiunea creste odata cu acel curent prin primar. Cand acea tensiune pe R9 atinge o valoare anume, are loc momentul off. Valoarea anume este limitata la un maxim de 1V, dar poate fi si mai mica, in functie de tensiunea de la iesirea AO (pin1). In cazul tau, deschiderea opto si coborarea tensiunii la pin1, duce la scaderea referintei comparata cu tensiunea de pe R9 (pin3). AO poate fi comandat si la intrare pentru scaderea acelei tensiuni. Scaderea tensiunii de referinta in pin1 duce la micsorarea umplerii. De asemenea, un R9 de valoare mare face ca momentul off sa vina mai repede (referinta din pin1 se atinge la curent mai mic), deci tot micsorarea umplerii. Urmareste schema bloc interna a CI. Asta e o comanda tipica in curent, puls cu puls. Adica pentru fiecare impuls in parte, este prestabilita valoarea lui de curent (prin tensiunea de la pin1 si valoarea R9). Este in timp real si e foarte fiabil ca functionare comparativ cu comanda in tensiune (gen TL494).

[Marian]

Ok atunci ar fi ceva vesti bune, perfect. Acuma referitor la tensiunea pe mosfet in momentul off, din cate am citit aceasta ar fi Vmos=[(Vout+Vd)*K]+Vinmax, adica tensiunea de la iesire plus cea de pe diode inmultita cu raportul de transformare si la rezultat se adauga Vinmax, si ar fi Us cam 15V, si K tot 15 deci 225+340=565V; cu alte cuvinte din cate inteleg eu acel Us la momentul off se transpune in primar de 'K' ori si se adauga la Vin maxim, este corect sau mi se pare mie?

[Vizitator smilex]

Da, se adauga. Dar se mai adauga si saltul inductantei de scapari. In ea se inmagazineaza energie si se transforma in tensiune pe condul snubberului, energia trebuind a fi consumata de rezistorul snubberului. Asta nu se poate calcula decat in urma executiei trafului si masurarea scaparii. In acest sens este bine a realiza un cuplaj cat mai bun, eventual despartirea primarului si intercalarea secundarului astfel incat condul din secundar sa preia din acea energie.

[Marian]

Da ai dreptate si ai mai pomenit o data de inductia de scapari numai ca eu is prea idiot ca sa vad la timp ce trebuie...urasc superficialitatea asta la mine...

[danb1974]

Te-ai complicat mult in diverse locuri ale schemeiLa alimentare retea filtrezi cu un condensator de 400v si pace buna (sursele atx folosesc punctul median, tu nu).Varistor pui la intrare dupa siguranta.Pornirea ic e mult prea complexa, pui r1 r2 de 150k 1/4w si atit, d1, d2, c1 in plusReactia in mod normal o faci prin pinul 2 si nu fortind pinul 1 (asa fac chinezii), vezi in datasheetNu am vazut c7, c8, r14 in surse uzualeIn serie cu d3 se pune uneori o rezistenta de citiva ohmDe ce nu pleci de la schema din datasheet, e simpla si functionala?

[Marian]

@danb1974 am explicat unele luc ruri deja, care poate ca ti-au scapat, asadar:-Filtrarea retea evident ca este suficient facuta cu un condensator de 400V, evident ca nu e nevoie de 2 inseriati/masa flotanta, singurul motiv pentru care am ales solutia asta este acela ca nu am momentan conzi la 400V si sursa trebuie neaparat sa aiba costuri de productie cat mai reduse, asta inseamna ca trebuie sa ma folosesc de ceea ce am deja ( nu o fac pentru mine, ci pentru un bun prieten care nu-si permite achizitionarea a ceva nou ), am conzi de ATX asa ca nu vad ce motiv as avea sa nu-i folosesc.-Varistor evident ca se pune direct pe intrare insa nu am momentan varistori la tensiuni suficiente pentru asta si nu vad pentru ce as face o comanda doar pentru varistor cand am deja ceva ce poate fi folosit in configuratia ce am prezentat-o, am varistorii aia care exact asa au fost folositi si iarasi nu vad pentru ce nu i0as folosi si eu la fel.-La pornirea IC nu e asa simplu, comportamentul limitarii depinde de curentul cu care este alimentat de la retea, varianta asta imi asigura comportamentul dorit, D1 este utila pentru a stabiliza tensiunea de alimentare ( stiu ca UC are zenner intern dar prefer sa ma bazez pe unul extern ), si C1 asigura o decuplare suplimentara necesara a alimentarii UC.-Reactia stiu ca se face in pinul 2, dar nu este obligatoriu sa fie asa, in varianta asta nu se forteaza pinul 1 ci se comanda de catre opto direct circuitul pe care AO l-ar fi comandat, si TL431 functioneaza pe post de AO. Am preferat sa folosesc ceea ce am inteles ( nu are nici o treaba cu chinezii alegerea mea ), dar evident ca sunt deschis oricaror alte solutii/sugestii si aici.-Reteaua C7, C8 si R14 alcatuieste compensarea pentru AO simulat de 431. -De acord, o rezistenta pentru limitarea curentului inseriata cu D3 nu cred ca ar strica, si deci o voi adauga.-Si nu in ultimul rand, schema din datasheet nu este stabilizata, asta fiind singurul motiv pentru care am trecut-o cu vederea.Multumesc pentru implicare.

[Vizitator smilex]

Iesirea AO este fortata astfel, daca zici ca e un maxim de 6mA e ok, dar R7 n-are rost, pinul 2 trebuie la masa pentru ca intrarea neinversoare este la 2,5V intern deci orice tensiune sub va ridica pinul 1 la 4-5V (vezi pdf). Trebuie ca opto sa poata extrage la sub 1V curentul de la iesirea AO, recomand R11=470-680. Testeaza asta, daca nu extragi suficient, nu poti face off la sarcini mici. Apropo, pune la iesire 220/2W.Despre alimentare mai discutam, un simplu rezistor te avantajeaza mult, nu doar economic.