Stabilizator de tensiune paralel.

[Nemesis]

@marian, nu prea inteleg ce vrei sa spui. Nici o sursa de tensiune reala nu poate da un curent infinit - toate se limiteaza undeva. In cazul unui alternator, daca zice ca e de 110A nu ma astept sa poata oferi mai mult de atat, ca doar producatorul nu o fi idiot sa il faca mai puternic si sa-l declare mai slab . De aia am considerat ca stabilizatorul meu sa poata inghiti 150A - pentru ca aceasta valoare este destul de ridicata fata de valoarea maxima pe care o astept de la sursa (alternator).

 

@gauss, m-am lamurit si eu ca tensiunea de deschidere a fet-urilor variaza mult de la un fet la altul (chiar daca-s de acelasi tip).

 

@Dr.L. am vazut si eu un articol unde zicea de faza cu cate un operational pentru fiecare fet, dar mi se pare mult prea complicat. Acum ca tot am belit vreo 6 fet-uri (nu mai conteaza cum) ma gandesc sa merg pe varianta cu bipolari in paralel, de exemplu cu TIP35. Din cate stiu, bipolarii, mai ales daca sunt de acelasi tip, au tensiuni de deschidere foarte apropiate (in comparatie cu fet-urile). Referitor la puterea disipata, intr-adevar, radiatorul ala e cam micut (200/150/30) insa va veni montat cu suruburi de o masa metalica facuta din tabla de vreo 4-5 mm grosime. Oricum stabilizatorul nu va trebui sa functioneze decat acolo maxim 3-4 minute asa ca nu imi fac mari probleme in privinta incalzirii radiatorului.

 

Ce vreau acum sa intreb este daca sunt obiectii in privinta alternativei cu tip35 puse in paralel, pentru ca sa vad daca dau sau nu comanda pentru ele.

[UDAR]

Am citit repede și mi-a scăpat ceva esențial . @Dr.L a punctat mai sus. La 12 V X 150A = 1800W , cum te gândești să-i dispi ? Pe rezistențe ? Pe tranzistori ? Oricum , e enorm !

[Marian]

@Nemesis acei 110A reprezinta asazisul curent nominal, curentul maxim suportat in regim continuu, curentul de varf este alta chestiune, alternatorul nu-i un generator de curent constant ca sa aibe un prag fix si ferm peste care nu se poate trece indiferent de situatie, curentul de varf este limitat de rezistenta interna a alternatorului, adica de impedanta bobinelor, si acest curent este unul foarte mare ( probabil mult peste cei 110A ). De acord, cablurile de legatura au o rezistenta anume inevitabila, acestea impreuna cu impedanta alternatorului limiteaza curentul la o anumita valoare dar una greu estimabila, in schimb folosind o rezistenta balast te asiguri ca indiferent de situatie curentul de varf maxim posibil este limitat la o anumita valoare admisa de tine, valoare peste care astfel stii sigur ca nu se poate trece.

[Nemesis]

@UDAR, la 150A ar veni ca prin fiecare tranzistor ar trebui sa treaca 15A. Asta inseamna P=I*I*R=15*15*0.2=45W/rezistenta de sursa (sau emitor). Asta ar insemna ca am 450W pierduti in rezistente. Bine, rezistentele mele sunt de 10w nu de 45w, insa avand in vedere ca montajul nu va trebui sa lucreze decat cateva minute apreciez ca ar rezista, mai ales daca le pun si un pic de racire activa. Din cei 1800w mai raman 1400, adica 1400/10=140w/ tranzistor. Aici sunt cam la limita, motiv pentru care probabil voi alege sa mai adaug una doua perechie de tranzistoare. Deocamdata trebuie sa ma decid asura unei solutii prin care pot distribui cat se poate de egal curentii intre tranzistoare si dupa aia vad ce fac exact cu calculul puterii disipate.

 

@marian, nu am vrut sa detaliez prea mult problema pentru ca am inceput deja un alt topic pt asta. Dar ca sa ma intelegi: eu vreau sa fac un stand de trasare a caracteristicii curent turatie a alternatoarelor (in scopul compararii performantelor alternatoarelor facute de producatori care mai de care mai dubiosi). Pentru asta, m-am gandit ca pentru alternator am nevoie de o sarcina "activa", care sa mentina iesirea acestuia la o tensiune cu o idee mai mica decat cea la care mi-o stabilizeaza releul de tensiune. Altfel, cum releul imi mentine mereu o tensiune constanta pe iesirea alternatorului, nu as mai putea afla ce curent maxim poate da alternatorul. Insa cu stabilizatorul meu, as sti in orice moment ca valoarea curentului prin stabilizator este valoarea pentru care tensiunea alternatorului scade de la 14,5V (sau cat lasa regulatorul de tensiune) pana la 12 -13 v (adica la cat reglez eu stabilizatorul). Acum sper ca intelegi mai bine ca eu nu vreau sa folosesc Rs pentru ca eu de fapt vreau sa limitez tensiunea de iesire a alternatorului. Cu alte cuvinte, vreau sa-l mentin mereu intr-un regim de suprasarcina, insa intr-unul in care tensiunea nu scade totusi sub valoarea cu care sunt invatate sa mearga sistemele electrice din masina.

 

In legatura cu ce ziceai de curentul nominal este posibil sa ai dreptate. Eu unul sper totusi sa nu ai, ca altfel mi se complica treaba . M-as astepta ca doar curentul de scurtcircuit sa fie (cu mult) mai mare nu si cel furnizat atunci cand tensiunea de iesire a alternatorului este cu putin mai mica decat cea dictata de releul de tensiune.

Editat Iunie 10, 2014 de Nemesis

[UDAR]

1.Rezistențele de putere uzuale - bobinate ceramice - sunt , din câte știu , normate la 5 x Pmax timp de 5 secunde . Nici vorbă de minute . Răcirea activă nu ajută foarte mult , căldura nu apucă să treacă la exterior.

2. La limită? Cu IRF540 ești muuult peste limită . Pe radiator ”infinit” , pe o suprafață prelucrată perfect plan , fără izolație - doar cu vaselină silconică , IRF540 duce maxim 90W - asta în teorie.

3. Mărești rezistențele - e mai ieftin să disipi pe ele , și egalizezi astfel cât de cât curenții prin tranzistori. Sortezi, eventual , tranzistorii.  Alegi alți MOSFET-i , eventual ceva din seria IRL sau alții de tip ”logic level” . La aplicația ta presupun că nu te interesează o tensiune pe această sarcină mai mică de 8-9V ; asta înseamnă că poți pune 5-6V pe rezistențe.

[Vizitator]

In ultima vreme nu mai am inspiratie nici la depanari simple, asa ca fiti toleranti cu ideea mea.

Daca am lucra cu mos-uri in comutatie ce ataca prin trafuri atx niste becuri de 220v/100w?

6 trafo atx identice le pun eu gratis la dispozitie daca gasiti o schema viabila.

[UDAR]

Toleranți ? Ideea e excelentă - mă gîndeam și eu la ceva în comutație ( încă înainte de acest topic ) dar nu-mi venea ideea unde să evacuez puterea . Acu rămâne de văzut cum poate fi pusă în practică... Dar vă asigur  că din momentul ăsta am început deja să caut soluții...

EDIT

Către ”sursă” ar trebui să se vadă ca un fel de PFC , adică simulez un curent quasicontinuu format din segmente ...

Editat Iunie 10, 2014 de UDAR

[Dr.L]

Asa s-ar putea folosi direct becuri auto.

Becuri de far: trepte de cate 5A.

becuri de semnalizare: trepte de 2A.

Curentul becurilor nu variaza prea mult fata de tensiunea de alimentare, ceea ce e rezonabil.

[Nemesis]

Faina ideea si cu becurile, insa trebuie sa ma complic cu socluri si cu o mie de becuri ca si alea costa. 

 

M-am decis sa incerc cu 10 TIP35 in paralel, fiecare avand cate 0.5ohmi/80w in emitoare. La 150A am calculat ca pe tranzistoare s-ar disipa cam 900w (90w pe tranzistor) iar pe rezistente cam 1100w (cam 110W pe rezistente). E un pic subdimensionat dar tinand cont ca functionarea e limitata la cel mult cateva minute, tinand cont ca radiatorul finalilor va fi prins de o masa metalica din tabla de 6mm si ca voi folosi si un pic de racire activa, eu sper sa tina.

[Marian]

TIP35 poate disipa pana la 125W in conditiile in care capsula este mentinuta la maxim 25*C, la 50*C mai poti disipa 100W, la 75*C mai poti disipa 75W... etc. Dar astea sunt valorime maxim admise, in practica este bine sa te tii cat mai departe de ele, si un radiator care sa disipe 900W si care sa mentina capsulele la sub 50*C ar trebui sa fie al naibii de masiv... cat despre rezistente, uita-te ce am scris @UDAR mai sus, 110W pe rezistenta de maxim 80W mi se pare mult, foarte mult...

[Nemesis]

Intre timp am lucrat la modelarea standului (a suportilor).si m-am mai gandit la ce ati zis voi. Azi/maine as vrea sa dau comanda de piese asa ca va supun opiniei urmatoara configuratie:

 

- curentul maxim de lucru: 150A (o sa-i pun si un un limitator de curent cu un tranzistor care taie din tensiunea aplicata pe cele 14 baze de TIP36 cand tensiunea pe emitoarele lor depaseste valoarea care corespunde unui curent total de 150A );

- 14 tranzistoare TIP35 din care rezulta un curent maxim de 10.7A/tranzistor;

- rezistente de emitor de 0.73ohmi/90W (facute din cate 3 rezistente de 2.2ohmi/30w in paralel);

- la un curent de 150 de amperi prin stabilizator, pe fiecare rezistenta ar trebui sa apara 7.8V. Prin urmare fiecare rezistenta va disipa 7.8V*10.7A=84W. In total pe rezistente se va disipa o putere de 14*84w=1176w

- considerand ca tensiunea stabilizatorului este fixata la 13,5V, asta inseamna ca la 150 de amperi prin stabilizator, pe fiecare tranzistor vor ramane 13.5V-7,8V=5,7V. Ceea ce inseamna ca fiecare tranzistor va disipa maxim 5,7v*10.7A=61W. In total tranzistoarele vor disipa 14*61w=854w.

 

Reamintesc ca, prin specificul destinatiei sale, functionarea montajului este limitata la cel mult 2-3 minute.

 

In atasament am pus un print screen al modului in care vor fi montate rezistentele si tranzistoarele. Imaginea este daca doar ca exemplu, pentru ca inca nu am apucat sa modific modelul ala pentru varianta cu 14 tranzistoare si rezistente mai puternice si nici nu am adaugat ventilatorul.

[Marian]

Nu se vede atasamentul despre care vorbesti dar din descriere pare ceva mai ok, ramane sa te asiguri ca ai radiator suficient de mare pentru cei 800+W de la tranzistoare.

[Nemesis]

Nu vedeai atasamentul, pentru ca uitasem sa-l pun . Arunca acu te rog un ochi pe el. Nu o fi fierul la fel de bun ca aluminiul, dar totusi o tabla de fier de 600/700/6mm stransa de radiatorul care se vede in atasament trebuie sa-mi poata evacua ceva caldura.

[marianx]

Am urmarit acest topic, e interesant. M-a rugat cineva odata sa-i construiesc un stand de testare pentru sursele ATX, ceva de genul asta a trebuit pentru toate tensiunile debitate de sursa (la curenti mult mai mici decat aveti nevoie pt alternator).

 

Uitati-va si aici, e o schema mai complexa, cu protectii pt tranzistorii de putere si curentul masurat direct. Ramane problema imperecherii mos-fet-urilor, sau inlocuite cu bipolari:

http://paulorenato.com/joomla/index.php?option=com_content&view=article&id=91:constant-current-load&catid=4:projects&Itemid=4

[Nemesis]

Am construit o varianta mai robusta a shunt regulatorului, folosind de aceasta data 14 bipolare tip35 (vezi imaginea din atasament). Acum diferenta dintre curentii ce trec prin fiecare tranzistor este de cel mult 5% . Insa am probleme cu partea de comanda: oscileaza.

 

M-am gandit sa fur ideea lui marian si am folosit un TL431 care comanda un bd140, apoi un tip35 si apoi cele 14 tip35 legate in paralel. Am testat functionarea matahalei cu o sursa de tensiune ce da cel mult 2A. Mergea fain numai ca apareau nitele oscilatii. I-am pus o filtrare de  acolo un 470uf sau asa ceva si au disparut oscilatiile. Apoi am zis sa trec la lucruri serioase si am conectat regulatorul meu pe o baterie de vreo 100Ah. Schema de control cu TL431 era reglabila asa ca am putut sa modific dupa plac curentul inghitit de regulator. Pana pe la 3-4-5A (cu filtrarea de 470 pusa, oscilatiile nu erau sesizabile), insa la curenti de 10-20-30 A, apareau oscilatii si de 4-5V varf la varf. Am incercat sa cred filtrarea la 4*470uF si nimic. Am citit (si aplicat) recomandarile producatorilor cu privire la adaugarea unui condensator de stabilizare a montajelor cu TL431 si tot nimic.

 

Apoi mi-am zis ca imi bag picioarele si fac ceva mai simplu. in loc de circuitul cu TL431 pun o simpla dioda zenner care comanda intreg harnasamentul (vezi schema din atasament). Surpriza, fara filtrare si varianta cu zenner simplu baga niste oscilatii, cei drept mai mici (sau erau mai mici pt ca bateria se cam descarcase intre timp). I-am pus din nou acea filtrare de 5*470uF si am incercat din nou la curenti mai mari (peste 10-20A) si iar incepeau sa apara afurisitele alea de oscilatii (chiar daca parca erau mai mici). Era tarziu, bateria era cam descarcata si am luat o pauza.

 

De fapt, am mai incercat sa pun si o rezistenta de vreo 220ohmi intre bazele celor 14 tip35C si masa (borna "-"). Oscilatiile nu pareau deloc deranjate de asta. Am mai incercat sa pun un 100nF in paralel cu zenner-ul si parca parca dispareau oscilatiile, dar nu am mai putut verifica la curenti mari (bateria si eu eram prea obositi ).Mi-am zis ca o sa mai incerc sa pun si ceva rezistente intre bazele si emitoarele fiecarui din cele 14 tip35 dar mi-am zis ca mai intai sa mai fac un pic de documentare si sa va consult si pe voi.

 

Deci ce credeti ca as mai putea incerca ? O filtrare mai consistenta ar ajuta la ceva ?

Editat Iulie 9, 2014 de Nemesis