Ajutor punere in functiune SMPS 800W

[gabryeludrea]

Stimati colegi,

 

De curand m am apucat sa contruiesc o sursa in comutatie dupa un proiect foarte popular, gasit pe un forum spaniol.

 

Este vorba de o sursa half bridge de aproximativ 800W, stabilizata, cu tensiune reglabila intre +/-22 si +/-42V pe iesirea de forta si o iesire de auxiliara +/-15V.

 

Proiectul se gaseste aici http://www.forosdeelectronica.com/f21/smps-half-bridge-compacta-pcb-24457/

Iar aici puteti vizualiza arhiva cu toate detaliile proiectului https://docs.google.com/file/d/0B1uUIReaDenwUE5JSkZyTUZmalE/edit?usp=sharing

 

M a atras mult proiectul, sursa fiind ideala pt alimentarea unui amplificator audio.

Eu m am apucat sa contruiesc amplificatorul Leach Amp, insa neavand cu ce sa l alimentez, m am decis sa incerc sa contruiesc aceasta sursa in comutatie, din motive financiare, deoarece chiar nu mi permiteam sa investesc intr o sursa liniara, traful si condensatorii fiind mult prea scumpi pt bugetul meu.

 

Am reusit s o contruiesc, insa cand am incercat s o pun in functiune am intampinat probleme. O sa va explic ce s a intamplat, pas cu pas.

 

In primul rand, am folosit alt traf, decat cel mentionat in proiect, un ETD49, pt care am recalculat bobinajul. Calculul insa, l am facut, folosind frecventa intreaga a controllerului, deci nu f/2 asa cum ar fi trebuit. Bineinteles ca a rezultat un numar mai mic de spire, crescand mult valoarea Bmax ului (din calculele ulterioare cu acel numar de spire rezulta un Bmax de vreo 2300G)

O alta modificare fata de proiectul original este tensiunea de iesire, transformatorul fiind bobinat pt a putea oferi maxim +/-60V. Va prezint calculele facute:

 

Primar

Npri=(Vin(max)*0,5*10^8)/(4*F*Bmax*Ac)

Vin(max)=(220V+10%)*1,41=341V/2=171V

F(controller)=210khz

Bmax=1000G

Ac=211mm^2

171*10^8/4*210000*1000*2,11 = 9,64>10 spire

 

Secundar

Nsec=(1.1*(Vout+Vfwd)*Npri)/(Vin(min)*DCmax)

Npri=10

DCmax=0,9 (90%)

Vout=+/-60V=120V

Vfwd=2V

Vin(min)=220V-10%=198*1,41=279,18/2=139,59

Nsec=1,1*122*10/139.59*0.9

Nsec=1342/125,631=10,68>11 spire

 

In final, am ajuns sa bobinez traful cu 9 spire in primar (le am numarat gresit) si 10 in secundar (secundarul trebuia sa fie simetric si am rotunjit in jos, o practica gresita dar mi am dat seama mai tarziu de asta).

 

Cand m am apucat s o testez, am inseriat un bec de 100w pe alimentare. Becul s a aprins scurt, dupa care s a stins, s a auzit un tacanit, s au aprins ledurile de pe iesire si imi scotea o tensiune de 160V sau +/-80V. La scurt timp, am simtit miros de fum asa ca am intrerupt alimentarea. Cand am aruncat o privire am observat ca iesea fum dintr un rezistor de 1K (care a rezistat foarte bine, nici macar nu s a decalibrat) de pe placuta de control. Zennerele de 22V erau calde, la fel ca si integratul TL431. Am incercat sa reglez din semireglabil dar tensiunea de pe iesire parea sa ramana aceeasi.

 

Apoi am conectat ca sarcina, becul de 100w, sa vad daca exista vreo cadere de tensiune pe iesire. Se aprindea puternic, fara ca tensiunea sa scada, dar eram nevoit sa intrerup alimentarea din cauza mirosului de fum, fiindu mi teama sa nu cedeze si altceva.

Dupa cateva tentative de a mai regla tensiunea, sursa nu se mai aprindea corect. Se auzea un tacanit repetat, ledurile de pe iesire se aprindeau intermitent si din ce in ce mai puternic, vedeam pe aparatul de masura ca tensiunea crestea treptat, dar nu depasea 8V.

Dupa cateva tentative, sursa nu se mai aprindea deloc. Cand alimentam cu becul inseriat, se aprindea numai o secunda (probabil pana se incarcau condensatorii de pe intrare) si apoi se stingea. Am decoperit ca tranzistorul TIP50 era incins iar rezistenta de 4,7K/5W era foarte incinsa, nici nu puteam tine mana pe ea.

Uterior, am descoperit ca rezistenta de 100R/2W marcata in imagine, era arsa complet, adica intrerupta.

 

http://img14.imageshack.us/img14/5352/componente.jpg

http://img803.imageshack.us/img803/426/componente2.jpg

 

Cand am vazut ca am omorat o complet, m am retras si mi am dat seama ca nu mai stiu ce sa fac de aici, eu fiind incepator in ale electronicii dar mai ales in domeniul SMPS, asa ca am ajuns aici pt a cere indrumari.

 

Mentionez ca in cazul in care se doreste o alta tensiune de iesire, initiatorul proiectului spune ca trebuiesc schimbate cele 2 zennere de 22V din circuitul de control cu unele de 32V, insa eu am omis aceasta modificare cand am realizat testul.

 

Eu imi pot da cu parerea decat intr o singura privinta si anume ca acea tensiune foarte mare pe iesire 160V sau +/-80V ar fi fost cauzata de malfunctionarea circuitului de control. Mai departe insa, nu stiu ce sa mai fac.

 

De aceea fac apel la bunavoita dvs. pt a ma ajuta s o scot la cap cu acesta sursa. Ma intristez tare, cand o vad stand asa pe masa, construita complet, dar nefunctionala

[Marian]

@gabryeludrea imi cer scuze daca te-am facut sa astepti dupa raspunsurile mele pe privat dar in ultima vreme am fost destul de ocupat, atat cu proiecte de ale mele cat si cu diverse lamuriri oferite pe privat sau mail tie, si altora si... in fine nu mai conteste, important este sa intelegi de ce uneori intarzii, pur si simplu nu e timp.Acuma ti-am zis deja pe privat ca sunt unele lucruri care nu mi se pare tocmai stralucite, nu are rost sa ma repet si aici, apoi traful cred ca l-am rezolvat din discutiile noastre totusi, nu?Ramane sa mai stabilim niste mici detalii care sa te ajute sa o pui in functiune. Nu ma apuc sa enumar ceea ce eu mi-as fi dorit ca ar fi o cu totul alta sursa, spui ca este un proiect realizat cu succes de catre altii deci tre sa facem tot posibilul sa o punem pe asta in functiune asa cum este, si ar fi o chestie, nu pricep pentru ce rezistorul din snubber s-a ars... acolo disipatia este totusi destul de mica, esti sigur ca condensatorul in serie cu rezistenta de 100 Ohm/2W din primar, cel pus de tine este de 100p? Apoi legat de R11 din bucla de reactie, luand in calcul cei 120V ceruti intre ramuri dupa cele 2 diode zenner mai raman 76v, acuma inca vreo 5v probabil vor pica pe ledul opto si 431, ramai cu 71V care vor pica pe rezistenta de 1K, adica 71mA si aproape 5W disipatie, e normal sa se incalzeasca destul de tare, curentul asta oricum este periculos de mare atat pentru 431 cat si pentru ledul opto, ar trebui marite zennerele undeva intre 30-40V, si poate sa maresti si R11. R3 mi se pare mie sau este mult prea mica la 4k7?

[gabryeludrea]

Marian, multumesc pt raspuns!Am inteles foarte bine motivele pt care mai intarzii cu raspunsurile, oricum apreciez mult tot ajutorul oferit, inteleg ca ii mai ajuti si pe altii, ce sa mai, toata stima pt tine!Tocmai pt ca am inteles m am decis sa deschid acest topic, pt a nu lasa acesta sarcina doar pe umerii tai, plus ca avem sansa ca mai multi oameni sa contribuie cu idei, mai multe idei => mai multe sanse de reusita.Am uitat sa mentionez in primul mesaj ca transformatorul a fost rebobinat dupa ce am refacut calculele cu valoarea corecta a frecventei. Acum am 20 de spire in primar si 22 in secundar.Insa nu am facut inca nici o proba pt ca as vrea sa stiu ce ar trebui facut inainte de noul test, pt a reduce sansele de a avea alte surprize neplacute.Sa nu uitam ca tensiunea pe care am masurat o cam din primele secunde in care am pornit sursa a fost de 160V, deci ori a cedat ceva foarte repede in circuitul de control, ori ceva n a fost bine de la inceput.A, iar condensatorul acela este sigur de 100P, nu l am masurat, insa pe el scrie clar 101, l am cumparat recent din magazin.

[Vizitator smilex]

Din ce postezi inteleg ca nu detii si nu ai acces la un osciloscop. Ar fi super sa ma poti contrazice.Ma repet, in opinia mea cele mai interesante evenimente se petrec in inductanta, nu in traf. Despre bobina (traful) de dupa punte ce ne poti spune?Trebuie sa pui in functie partea de comanda cu tranzistorii de putere alimentati la o tensiune mica, ce ai tu la dispozitie (24-50V).Nu pot gasi o explicatie la intreruperea rezistorului de 100 ohmi. Foloseste unul de 3W si un cond 100-220p/min.500V (vezi ceramice 1kV).

[Marian]

@gabryeludrea Ti-am zis deja unele chestii, in primul rand zennerele care ar trebui marite, as sugera undeva pe la 47V fiecare pentru cei 120V dintre ramuri ceruti de tine, apoi inlocui opto si TL431 chiar daca par ok, si in rest cam atat la bucla de reactie asa n-are rost sa spun ce-as mai modifica eu ( prea multe ). Totusi sunt nedumerit de snubber, nu pricep pentru ce sa se arda rezistorul devreme ce spui ca C-ul de acolo chiar este de 100p, ceva nu se leaga deoarece la aceasta valoare, disipatia pe rezistor ar trebui sa fie minuscula, ceva este in neregula, ori n-ai respectat puterea sugerata pentru rezistor ori sunt alte probleme, sau poate insusi subdimensionarea trafului a cauzat distrugerea snubber-ului... cine stie... Rezistenta din colectorul TIP este intr-adevar prea mica din punctul meu de vedere, eu as sugera 2 de 5k6 ( sau si mai mult ) inseriate acolo.

[gabryeludrea]

Din ce postezi inteleg ca nu detii si nu ai acces la un osciloscop. Ar fi super sa ma poti contrazice.Ma repet, in opinia mea cele mai interesante evenimente se petrec in inductanta, nu in traf. Despre bobina (traful) de dupa punte ce ne poti spune?Trebuie sa pui in functie partea de comanda cu tranzistorii de putere alimentati la o tensiune mica, ce ai tu la dispozitie (24-50V).Nu pot gasi o explicatie la intreruperea rezistorului de 100 ohmi. Foloseste unul de 3W si un cond 100-220p/min.500V (vezi ceramice 1kV).

Din nefericire, nu te pot contrazice in legatura cu osciloscopul, tare mi ar fi placut sa o pot face.Inductorul de iesire este bobinat cu 25+25 spire (in paralel) pe un tor recuperat dintr o sursa ATX, folosit tot ca inductor de iesire. Dimensiuni: 40mm diametru exterior si 20mm diametru interior.Condensatorul este ceramic, la 3KV. Mai am unul si o sa l schimb odata cu rezistenta.Cam ce ar mai trebui sa am in vedere inainte de noul test?Credeti ca ar trebui sa inlocuiesc vreun integrat din circuitul de comanda?Edit: Voi face modificarile pe care mi le ai indicat Marian. Daca nu mai considerati ca ar mai fi nevoie de altceva, chiar din seara asta o sa ma apuc, iar maine cand voi fi odihnit voi face testul.

[Vizitator smilex]

Nu, dar alimentezi comanda de la 12V separat, iar partea de putere de la o tensiune nu foarte mare.Nu te intereseaza deocamdata ca opto sa functioneze corect.Nu alimentezi de la retea. Ar fi doua tensiuni diferite: una de 12 pentru comanda si una de 30 (sa zicem), pentru tranzistori. Stabilizatorul curent de 12 pt. comanda ramane nefunctional.

[gabryeludrea]

Nu cred ca ii dau seama prea bine cum sa fac asta.Cei 12V trebuie sa nu provina de la retea, ci, de exemplu de la o baterie?Iar alimentarea tranzistorilor, poate proveni de la retea? Unde sa o aplic in circuit?

[Vizitator smilex]

Nu ai alte surse disponibile?

[gabryeludrea]

Nu am o sursa bine pusa la punct, de laborator, dar as putea incropi ceva cu trafurile pe care le am.

[Vizitator smilex]

Pai fa rost de cele doua tensiuni.Eventual se poate si tensiune de cca.30Vca in locul celor 220Vca retea, dar trebuie sa modifici stabilizatorul curent pentru comanda. Ar fi chiar mai bine...

[gabryeludrea]

Imi pare rau, dar nu reusesc sa inteleg acest artificiu.1. Ce se urmareste folosind alimentari separate?2. Ai spus ca nu trebuie ca ambele alimentari sa provina de la retea, as putea folosi o baterie pt alimentarea cu 12V?3. Si punctul care ma nelamureste cel mai tare: alimentarea cu tensiunea mai mare (cel putin 30V) sa fie in curent continuu sau alternativ? In ce punct, in circuit, trebuie aplicata?

[Vizitator smilex]

Nu urmaresc decat depistarea defecului (defectelor) in functionare fara o tensiune care sa duca la distrugerea sursei. Am zis sa nu alimentezi de la retea in ideea ca sa nu bagi 230V in sursa, nu conteaza de unde vin tensiunile. E mai bine decat cu un bec inseriat. Daca alimentai cu 20-50Vca (ziceam ca e chiar mai bine cu o singura tensiune mica si alternativa) si masurai cate ceva, iti dadeai seama de ceea ce nu functioneaza, oferindu-ti timp pentru masuratori fara sa se incalzeasca nimic si fara a risca din punct de vedere a securitatii. Asta ar trebui facut cand pornesti prima oara o sursa. Ar fi fost ideal un osciloscop. Dar pentru a functiona la 30Vca (in loc de 230Vca), trebuie sa faci mici modificari. In primul rand trebuie sa asiguri cei 12Vcc necesari SG-ului. Deci, pentru 30Vca, la stabilizatorul cu TIP50 (care ar putea necesita schimbat), suntezi rezistorul din colector iar in baza trebuie sa vii cu un rezistor de 4k7/0,5W sau alta valoare daca dispui de alta tensiune dintr-un traf (cat?).

[Marian]

@gabryeludrea daca ai un traf pana pe la 50Vca la iesire asa cum a zis @smilex, pur si simplu ii pui iesirea fix in locul unde vii de obicei cu tensiunea de retea, logica e simpla.Apoi ar fi o ideie sa vii cu ceva poze, sunt curios cum arata montajul tau. Acuma referitor la inductanta serie de pe iesiri ( unde @smilex a subliniat deja ca de obicei se intampla cele mai multe chestii ), nu stiu ce logica sta la baza recomandarii din acel proiect ca se dau 25 de spire pe un tor... pe langa faptul ca nu toate torurile au aceeasi permeabilitate ar mai fi si faptul ca inductantei aleia i se alege valoarea dupa o metoda destul de precisa, 25 de spire pe un tor din ala galben cu alb de pe iesirile principale la ATX daca nu ma insel dau undeva in jur de 50-60uH, acuma poate mi se pare doar mie dar nu e prea putin pentru conditiile de lucru?

[Mircea Crisan]

Felicitari pentru curaj.Oscilatorul la 210kHz nu-i lucru de saga.Ce miez ai folosit?