SMPS Push pull - problema tranzistori

[Marian]

Ok atunci la o alimentare la limita superioara de sa zicem 14V ai avea in secundar impulsuri de 42V, umplerea 83%, si daca traful merge la 50khz atunci Toff este 3,4uS, deci Lmin ar trebui cam 85uH.

[baciucalin]

1. UDAR ai inteles bine. 50kHz pe tranzistori si 100kHz pe oscilator. Totusi am refacut acum calculul si mi-a iesit 94kHz.

2. Nu mai folosesc acel miez ca este destul de mic din ce mi-ai spus. Are cam 1,5cm in diametru, nu il am acum langa mine sa il pot masura. Da, era vorba de diametrul sarmei (0.5mm).

[UDAR]

Marian , e  2 *1,7 µs nu 3,4 µs. Adică : primul tranzistor ON = 8,3µs , OFF = 1,7µs , al doilea tranzistor ON = 8,3µs , OFF = 1,7µs și de la capăt , nu e așa ?

Dacă eu nu greșesc atunci bobina o calculez cu ( Uin - Uout) * 8,3µs sau cu Uout * 1,7µs ceea ce e același lucru. 

 

A postat între timp Calin.

Bobina trebuie dimensionată după două constrângeri ( cel puțin ) . Prima se referă la a nu se atinge saturația miezului . Formula cu care calculăm   asta este                           L * Imax * 0.01

  Bmax = ------------------- , unde L este inductanța în µH , Imax este curentul maxim de vârf în A , N este numărul de spire și Ae este aria secțiunii în cm²

                    N * Ae

 iar rezultatul, inducția,  e în T . Asta e prima condiție , Bmax nu trebuie să depășească să zicem 0,3T. Apoi dimensionăm sîrma . În funcție de numărul de spire și de tipul miezului putem alege o densitate de curent de 3-6 A/mm2.  În final calculăm pierderile în miez. Pentru asta calculăm deltaB cu aceeași formulă de mai sus dar înlocuind Imax cu delta I ( cel din formula cu care am calculat Lmin , în cazul nostru 1,4 A ) . Împărțim la 2 și valoarea rezultată o punem în tabelul/graficul cu pierderile specifice miezului respectiv la frecvența noastră ( 100kHz e frecvența în bobină ! ) . Dacă chiar vrem să facem totul ca la carte calculăm și pierderile în Cu. Acestea au două componente - una de curent continuu care o calculăm simplu cu P_CuDC = Imax² * r_DC unde Imax e ca mai sus iar r_DC este rezistența bobinei în curent continuu, și una de curent alternativ care se calculează cu o formulă similară dar cu I_{rms_ max} și r_AC . Această ultimă componentă se poate neglija de cele mai multe ori, mai ales dacă am avut grijă să nu folosim un fir gros ci mai multe subțiri în paralel pentru a micșora efectul pelicular.

 

PS Ca miez ai nevoie probabil de un tor de ieșire din surse ATX.

Editat Septembrie 25, 2014 de UDAR

[baciucalin]

Multumesc UDAR pentru relatia de calcul. Voi folosi un tor din ATX, asa cum mi-ai spus. Maine voi face calculele cu relatia de mai sus si voi posta aici rezultatele. Oarecum din pacate, mai am sarma de vreo 0.2mm diametru, dar asta ar trebui sa fie ok mai ales ca ai adus in vorba efectul pelicular.

 

Edit 1: voi face poze la miez si voi posta dimensiunile acestuia.

Editat Septembrie 25, 2014 de baciucalin

[UDAR]

Vezi că Marian a postat undeva parametrii și modul de calcul pentru torurile din ATX.

0,2mm e cam subțire , va trebui să pui multe fire în paralel și va fi dificil de bobinat - dar dacă îți iese așa , e OK.

[baciucalin]

O sa incerc sa scot din ATX-uri sarma de pe bobine. Am cel putin vreo 10 surse pe acasa, numai ca in mare parte descomplectate. 

[Marian]

..Marian , e  2 *1,7 µs nu 3,4 µs. Adică : primul tranzistor ON = 8,3µs , OFF = 1,7µs , al doilea tranzistor ON = 8,3µs , OFF = 1,7µs și de la capăt , nu e așa ?

Dacă eu nu greșesc atunci bobina o calculez cu ( Uin - Uout) * 8,3µs sau cu Uout * 1,7µs ceea ce e același lucru....

Ai dreptate, my bad...

 

Aici:

http://www.elforum.info/topic/82737-modificare-sursa-atx-proiect-didactic/?p=1006219

 

...este un excell in care am pus un calculator pentru numarul de spire necesar pentru o inductanta data si invers, inductanta obtinuta la un numar de spire dat, precum si calculul inductiei in miez, cauzata de curentul continuu, rezultatul obtinut va fi usor diferit de cel al lui @UDAR deoarece la el se foloseste la calcul curentul de varf, la mine in excell insa am pus curentul nominal maxim care este mai usor de precizat considerand ca variatia de inductie care se suprapune peste inductia "continua" estede obicei destul de mica comparativ si deci influenta nu este una semnificativa. Curentul de varf este xcel impus de variatia de curent aleasa in inductanta, adica avem un curent continuu maxim dorit care poate fi reprezentat grafic de o linie orizontala, si o variatie de curent reprezentata de un semnal rampa, si deci spre exemplu pentru 7A curent maxim dorit si variatie de 1,4A in inductanta, curentul de varf va fi 7+(1,4/2), adica 7+0,7, sau 7,7A, si poate fi pus in formula lui UDAR pentru a determina inductia de varf maxima in miez, eu as adauga doar ca pentru torurile din pulbere de fier daca situatia o impune se poate merge cu inductia pana pe la 0,4T ( n-as recomanda mai mult de 0,5T ), oricum permeabilitatea initiala scade si echilibrul s-ar realiza probabil undeva mai jos. Problema care poate da cele mai multe batai de cap ar fi pierderile in miez, un compromis este necesar intre variatia de curent aleasa in inductanta si torul folosit deoarece ea dicteaza variatia de inductie care la randul ei determina pierderile ( jumatate din variatia de curent aleasa in inductanta se ia in calcul pentru determinarea inductiei care ne intereseaza la estimarea pierderilor, o sa elaborez probabil intr-o postare viitoare daca este necesar ). Daca se alege o variatie prea mare, pierderile pot fi mari in miez dar o variatie de curent mai mare asigura un raspuns mai rapid al sistemului, invers daca se alege o variatie de curent mai mica, pierderile pot fi mai mici dar raspunsul sistemului va fi mai lent, pe de alta parte daca alegem un tor mai mare pentru inductie mai mica si eventual spatiu mai mult, randamentul inductantei ar putea scadea pentruca pierderile se calculeaza la volumul torului care creste o data cu dimensiunile sale... O ideie buna ar putea fi in unele situatii folosirea de tor dintr-un material cu permeabilitate mai mica, desi nu sunt sigur in ce masura va fi necesar aici...

[andreigradu]

Ca si ajutor orientativ la calculul traf putere si inductanta iesire se poate folosi si:

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/vgw_smps_e.html

Odata cu trafu iti da si inductanta, poti modifica nr de spire din primar si se modifica B si nr din secundar, asta ca sa iti ajustezi trafu cum iti e mai bine.

 

si suportul matematic utilizat de el l-a pus aici:

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/vgw_hilfe_e.html

 

Plecand de aici poti rafina parametri.

La un Push-pull pentru auto se poate da in 2 bobina aia, vezi ca e explicat in articolul ala cu valveaudio, practic dai inductanta in doua si ai 2 bobine mai mici pe fiecare ramura, adica una pe +35V si una pe -35V.

[baciucalin]

Multumec marian!

 

Am folosit excel-ul tau si mi-au iesit 23 de spire pentru o inductanta de 50uH. Torul este T106-26. Am atasat poza mai jos. Este cel mai mare pe care il am. Dimensiuni in poza.

 

 

Torul este cel din stanga. Dimensiunile sunt cu +/- 0.1mm; in excel-ul lui marian difera foarte putin dimensiunile, dar acelea cred ca sunt cele reale. Pe torul meu a ramas putin lac.

Editat Septembrie 26, 2014 de baciucalin

[Marian]

Dimensiunile din excell sunt luate din pdf-ul de la producator si tin cont de stratul de vopsea de pe ele.

[baciucalin]

Am bobinat cu 3x1mm (diametru) si sectiune ~0.8mm². La o densitate de curent de 3A/mm² ar trebui sa imi satisfaca necesarul de 7A - desi densitatea de curent ar putea fi mai mare.

Inductanta masurata este de 62uH.

 

 

 

Edit 1: marian, pe mine m-a prostit stratul acela de lac care a ramas. 

Editat Septembrie 26, 2014 de baciucalin

[baciucalin]

Am pornit sursa si functioneaza. Am inceput sa baleiez tensiunea de iesire, iar la 28-29V diodele transil s-au incins destul de tare si ardeau. Diodele sunt de 18V conectate cate doua in serie intre drena si sursa. Apoi am eliminat diodele si am ramas la tensiunea de 27V pe iesire. Am atasat o poza mai jos cu semnalul in sursa tranzistorului. Varful de tensiune este cam 60V.

As putea lasa tranzistorii fara transilurile de protectie? Sunt suficiente diodele interne?

 

 

Edit 1: in poza este semnalul in sursa tranzistorului fara transiluri; semnalul de pe traf.

 

 

Edit 2: sursa ar trebui sa aiba un consum maxim total de 250W la 13V (acumulator auto), dar consumul nominal ar fi de 200W. La aceasta putere ar fi un curent de 15A de pe acumulatorul auto. Suporta diodele acele salturi de tensiune cand puterea este maxima?

Editat Septembrie 26, 2014 de baciucalin

[Vizitator]

Nu cred ca este nevoie de diode supresoare, RC este suficient

http://sound.westhost.com/project89.htm

http://320volt.com/wp-content/uploads/2008/04/sg3525_car_smps.jpg

http://www.circuittrue.com/power-supply-for-car-audio-with-remote-using-sg3525-mtp75n06-bd139/power-supply-for-car-audio-with-remote-using-sg3525-mtp75n06-bd139/

http://electronica.mk/all_articles/Car_Audio_DC_DC/SMPS/smps.html

Editat Septembrie 26, 2014 de Vizitator

[baciucalin]

M-am uitat peste tot proiectul, dar nu spune nimic de proiectarea snubber-ului. Nu cred ca am acasa rezistente de 56R/2W. Am rezistente mai mici de 56R si mai mari la 2W. Dar nu am idee cum se poriecteaza acel RC.

[Vizitator]

Prin tatonari pt inceput. Pana se taie varfurile din drenele(nu surse cum ai spus) mosilor.56 ohm nu este batut in cuie.Pune 33, 47, 68 cu 33/47/56/68/120 nF si pune oscilogramele (2-4, nu exagerat)