SMPS de mare putere cu IR2153 ?

[hpavictor]

Incerc si eu ca tot userul incepator ( ) sa fac o sursa SMPS , destinata amplificatoarelor audio de mare putere .

Va prezint cateva idei , majoritatea cunoscute si probate .

Evident , eu mi-am format deja o parere , dar cred ca ar fi binevenite si ale voastre .

Prima varianta , este cea mai neconventionala .

E usor de remarcat de ce .

Nu este desenat filtrajul ...

 

 

Urmatoarea schema , clasica , este preluata de pe un forum rusesc :

 

 

 

 

Schema de mai sus este un colaj avand la baza alte scheme clasice , derivate din aplicatia chioara , de catalog .

Va prezint varianta de mica putere din care a evoluat :

 

 

Urmeaza sa va prezint circuitul de protectie ...

Va rog sa va exprimati parerea cu privire la dimensionare , snuberr-e , limitari etc .

Multumesc , Victor

[Marian]

Prima schema mi se pare nejustificat de complexa...no comment.Eu cred ca ar trebui intai aleasa structura de baza a sursei, mai precis etajul de putere, ce tip de semiconductoare vei folosi, daca sunt Mosfet acestea au avantajul unui Rds-on mai mic si deci pierderi in conductie mai mici, in schimb capacitatile sunt de multe ori destul de mari, asta cere un etaj driver cat mai performant pentru a avea comanda ferma si deci pierderi in comutatie cat mai mici, se poate folosi foarte simplu un driver cu flotanta gen IR2110 dupa integratul de comanda, cu cei +/-2A disponibili de la el ar permite o gama destul de mare de tranzistori folosibili. Daca folosesti IGBT acestia au avantajul capacitatilor mai mici deci probabil nici n-ar mai fi nevoie de driver intre IR si porti ( depinde de puterea ceruta si deci de tranzistorii alesi ), dar asta vine la pretul unui Vce-sat mai mare deci pierderi in conductie mai mari decat la mosfet... Depinde in ce masura randamentul este important pentru cazul tau.Ar mai fi de ales un circuit de start, si aici daca se alege varianta folosirii de driver atunci o ideie buna ar putea fi folosirea unei infasurari auxiliare care sa preia alimentarea partii de comanda dupa pornire, in acest caz se poate folosi la partea de HV un stabilizator banal cu zenner si bipolar cu o iesire undeva pe la 12-13V, si inseriat cu iesirea sa o dioda, auxiliarul stabilizat sau nu pe la 15V, cand sursa porneste, dioda inseriata cu stabilizatorul de la retea se va bloca astfel incat acesta va disipa numai la pornirea sursei. Sau eventual un traf de retea micut care sa asigure alimentarea partii de comanda, se poate merge si cu un stabilizator pe HV care sa alimenteze permanent comanda dar disipatia pe el ar fi nejustificat de mare, si cand se poate evita o sursa suplimentara de caldura, nu strica... Protectia, poate consta in punerea pinului CT la masa la atingerea unui prag prestabilit, se poate inseria cu primarul trafului de putere, un traf mic de curent si acesta sa comande un tiristor ( simulat sau nu ), sau de ce nu, un comparator ( alegerea iti apartine ), cand se atinge pragul de curent dorit, circuitul de protectie se amorseaza/basculeaza si trage CT la masa, oprind iesirile. Este indicat sa se foloseasca inductante serie pe secundarele de putere, imediat dupa redresare, acestea nu vor permite cresterea abrupta a curentului pana la nivele periculoase, ci vor asigura o mica intarziere, si deci timpul necesar ca protectia sa intervina.Intrebare:Ce putere te intereseaza, sau altfel spus, ce configuratii V/A sa aiba iesirile?

[giongiu]

Daca sursa de mare putere, inseamna sub 2-3Kw, indiferent de tensiune/curent iesire, recomand IR2110 plus IR2153. Am testat configuratia asta, care functioneaza ireprosabil, la un robot pornire auto, unde pe iesire am obtinut peste 200A/10V. Are limitare de curent, e practic indestructibila. Pentru audio, ar trebui doar redimensinat traful si mosfetii.

[Marian]

Pai IR2153 nu are limitare de curent, doar o posibilitate de blocare... parca tu mersesei pe 384x, sau mi s-a parut mie?...

[briobit]

@giongiu sursa respectiva merge adaptata pentru sudura in puncte?

[giongiu]

Marian, citeste ce s-a discutat dincolo. Pinul SD, comandat de cresterea curentului prin primar, blocheaza ambele iesiri, dar doar pana la urmatorul impuls. Face exact ca UC3843, actionat in pinul 3. Deci la scurt sau supracurent nu blocheaza sursa, doar limiteaza curentul micsorand umplerea. Daca initial am fost neancrezator, testele mi-au infirmat temerile. Sa faci scurt la iesire, unde fara limitare, curentul ar fi sarit de 300A si nu se intample nimic, e ceva. Ma indoiesc insa ca in audio, e nevoie de sute de amperi.@briobit, la sudura in puncte, e nevoie de 1000-2000A, daca nu si mai mult. Se poate face o sursa de cca 4-5Kw, dar e o problema redresarea. Trebuiesc diode capabile de asa curent, plus o pierdere enorma de putere pe redresare. 2000A, la numai 0,5V cadere de tensiune, inseamna 1000W pierduti, plus probleme cu disiparea unei asemeni puteri, plus costuri. Cred ca ar merge fara redresare, dar ar trebui o frecventa foarte mica, sub 10khz. Am avut o tentativa de a construi asa ceva, chiar aici pe forum. Facusem comanda, o full bridge cu IGBT-uri de vreo 200A, care trebuiau sa comande vreo 10 trafuri. Dupa care am ars ceva IGBT-uri si m-am lasat pagubas. Discutia o gasesti aici la alimentatoare.Scuze de off topic.

[Marian]

@giongiu ai dreptate si-mi cer scuze ca nu am urmarit suficient de atent subiectul tau de acolo inainte sa postez. Mai mult decat atat, subiectul ala al tau poate oferi solutii deja testate pentru multi altii.

[giongiu]

Eu zic ca pentru o sursa nestabilizata, semipunte, sau punte, cu o protectie sigura la supracurent, perechea 2153-2110, e o optiune imbatabila ca pret si simplitate. Nu ma asteptam ca IR2110, sa poata comanda singur mosfeti 47A/500V, de 9nF, capacitate de intrare, la peste 30khz. Dar asta nu-i nimic, intr-o sursa industriala de 2,5kw, full bridge, am gasit doua IR2110, care comandau patru mosfeti de 22A/500V, cu vreo 4nF, Ciss. Repet, la 90khz, intr-o sursa serioasa, nu chinezarie... Eu zic ca asta spune multe...

[hpavictor]

In continuare :

 

 

Pana la urma , ar trebui sa fie o sursa universala pentru aplicatii audio de mare putere , ieftina si simpla .

Ar trebui sa genereze minim 1000W - posibil 2500W , sa fie cat toleranta cu tipul finalilor , protejata eficient si sa fie usor de construit .

[Marian]

Victor, nu ai inteles, sau poate nu ai citit prea atent ce s-a scris. Scheme cu 2153 sunt probabil zeci sau si mai mult, dar ideea este nu sa le enumeri ci sa alegi o configuratie care sa se potriveasca cel mai bine in cazul tau, chiar daca asta inseamna a combina solutii constructive de la mai multe variante, ideea e sa alegi ceva care intr-un final sa serveasca cat mai bine scopului, si asta se poate face numai stiind exact parametrii de lucru asteptati pentru sursa respectiva, destinatia o stim, amplificatoare audio, mai ramane de stabilit si configuratia iesirilor, si precizand doar puterea dorita nu este suficient, 2500W poate inseamna si 25V*100A ori 250V*10A, si diferenta este totusi mare intre cele 2 situatii, mai ales la partea de secundar. Apoi o singura schema universala pentru o variatie de putere de 150% mi se pare nu neaparat greu de obtinut ci mai degraba poate o risipa, adica, nu folosesti aceiasi semiconductori la 2,5kW fata de 1kW deoarece atat curentul cat si tensiunea pot diferi, e bine sa-ti stabilesti niste parametrii clarfi de la bun inceput si apoi eventual sa dezvolti 2 variante, una pentru puteri in jurul a 1kW si cealalta pentru 2,5, apoi ambele dezvoltate sau adaptate pentru aplicatiile specifice la care vor fi folosite.

[hpavictor]

Se pare ca ai pus punctul pe I .Da , m-am gandit la o solutie comuna , o platforma SMPS in doua variante : pana in 1000W ( fara etajele de atac totem pole , cu finali IRF ) si o varianta pana in 3600W , cu finali IGBT si tot ce trebuie .

[Marian]

Eu as propune o platforma si mai comuna, adica aceleasi integrate la ambele variante, IR2153 pentru comanda si IR2110 pentru partea de driver incluzand si limitarea testata de @Giongiu, aici ar ramane sa posteze el o schema ilustrativa. Apoi nu vad de ce sa folosesti IGBT-uri la o putere atat de mare, disipatia pe ei ar fi destul de mare, probabil mult mai mare decat la mosfeti, dar pana la urma alegerea iti apartine, daca randamentul mai mic nu este o problema atunci IGBT sa fie, profiti de capacitatile posibil mai mici... In fine, ideea ar fi ca partea de control ar ramane la fel, modificarile ar fi in principal la semiconductoarele de putere, atat numarul lor cat poate si tipul, apoi evident la traful de putere folosit, la filtrare, partea de protectie cu micile ajustari necesare, si probabil cam atat.

[giongiu]

Vad ca se tot discuta de IGBT, comandati de IR2153..Aici e o problema, de care m-am lovit recent. Integratului i se poate seta frecventa, dar deadtime, adica timpul mort, e fix si e de cca o microsecunda. Nu e reglabil ca la 494 sau 3525, de exemplu. Ori acest timp e la limita si la mosfeti, dar la IGBT, care au nevoie de cel putin dublu. Adica, pe romaneste, nu prea vad realizabila o sursa cu 2153 si IGBT. N-am testat, ma pot insela. Dar chiar si la mosfeti, fara o comanda corecta, timpii de conductie se pot suprapune. Daca se discuta de puteri mari, peste un kw, fara drivere serioase nu se pot comanda mosfeti.

[hpavictor]

Nu spun ca nu ai dreptate , dar Yamaha foloseste cu succes un concept asemanator :

 

[Vizitator]

Nu-mi apare nimic de la Yamaha.REVIN: a aparut schema, a mai fost pe forum.Marian, uite un tabel cu alegere mos sau igbt@giongiu: un bipolar comandat in emitor este foarte rapid