SMPS Push pull - problema tranzistori

[baciucalin]

Cred ca stiu cum se calculeaza. In oscilograma de mai jos perioada de rezonanta e de aproximativ 3us. Atunci perioada este de 6us si ii corespunde o frecventa de 166kHz. Snubber-ul se proiecteaza astfel incat sa taie aceasta frecventa. Asadar formula e simpla:

f₀=     1    

     2*pi*R*C

f₀=166kHz, aleg R din ce am pe acasa astfel incat sa fie de 2W, apoi calculez C. Bine, normal se alege C-ul si se calculeaza rezistenta, dar voi repeta calculele de cateva ori astfel incat sa obtin o frecventa de taiere intre 160 - 170kHz.

 

 

 

[baciucalin]

Am facut un snubber cu valorile:

R=46Ω

C=10nF

 

f₀=346kHz

Rezistentele se incalzesc destul de tare si nu pot tine degetul pe ele mai mult de 1, 2 secunde. Totusi, amplitudinea maxima a semnalului nu mai este de 60V, ci de

 aproximativ 40V. Poate o sa maresc putin rezistenta ca sa nu se incalzeasca foarte tare si sa am o amplitudine de 50V. Sau cel mai simplu, las ventilatorul pornit incontinuu cu snubber-ul actual.

 

 

Oscilograma:

[Vizitator]

La "plezneala": traf bobinat incorect.

Daca nu incurc ceva, la o adresa postata de mine unde era folosit un tor nici nu existau RC in schema.

Am un amplif audio cu invertor pe tor dar cu bipolari.

Daca am timp am sa pun mos-uri  si pun oscilogramele.

[baciucalin]

Bipolarii sunt imuni la acele ripluri de tensiune si de aceea se folosesc in sursele de calculator.

 

 

Cam asa arata oscilograma cu 29V la iesire si LED-ul de 100W ca sarcina. Nu stiu care e curentul de intrare, dar merg sa verific.

 

 

 

 

Curent de intrare 5.6A

Tensiune de intrare 11.52V

 

Curent de iesire 1.05A

Tensiune de iesire 29V

 

Randament 47.2% (destul de mic, dar sursa nu a fost proiectata sa functioneze la tensiunile respective)

Masuratorile au fost facute pe rand. Am doar un aparat de masura.

Editat Septembrie 26, 2014 de baciucalin

[UDAR]

Merg pe ideea lui @miticamy - traf prost . Orice snubber ai pune ăla nu face decât să deturneze energia dinspre tranzistori spre o rezistență deci căldură. Există , desigur, snubbere nedisipative dar nu e subiectul și nici cazul. Deci trebuie să te îndrepți spre cauză nu spre efect .Inclusiv pe ultima oscilogramă se vede o sursă importantă de pierderi .

[Marian]

Bipolarii sunt imuni la acele ripluri de tensiune...

De ce?

[baciucalin]

Marian, sti raspunsul, dar voi fi scurt. Din cauza structurii chimice.

La mosuri capacitatea jonctiunii este redata de relatia:

C_j=    C_j0      

      (1-V_D/Φ₀)

unde

C_j0 - capacitatea jonctiunii nepolarizate

V_D - tensiunea de polarizare

Φ₀ - potential intrinsec

 

Daca tensiunea de polarizare creste, numitorul scade si capacitatea formata este mare; acest lucru implica un camp electric puternic ceea ce duce la strapungerea tranzistorului. Este valabil atat pentru grila cat si pentru drena-sursa. Deoarece in jurul drenei si a sursei se formeaza perechi electron-goluri, iar tensiunea de polarizare inversa este mare, cele doua regiuni de electroni-goluri se vor intalni si obtinem o sarma, iar efectul este ireversibil.

 

 

 

In cazul tranzistoarelor bipolare este ceva mai simplu. Sunt doua diode asezate spate in spate (daca este vorba de NPN), simplu spus; stiu ca structura structura interna a bipolarilor nu este simetrica in raport cu baza cum ar fi la cele doua diode date ca exemplu. Daca tensiunea de polarizare este inversa, una dintre diode este blocata. Dar tranzistorii bipolari nu au acea "covata" de n-well sau p-well astfel incat perechile de goluri sa se formeze atat langa colector cat si langa emitor. Oricum, se formeaza doua zone de blocare sau de golire, nu una ca in cazul tranzistoarelor moss, care cresc o data cu cresterea tensiunii inverse de polarizare, dar si campul electric intern creste. Astfel, exista doua bariere de potential, nu una singura. Capurile electrice emitor-baza si colector-baza sunt opuse, dar incidente si egale.

Ca o gluma: daca insisti se strapunge si bipolarul, dar la tensiuni mult mai mari decat mosul. Orice dioda crapa la o tensiune inversa sufucient de mare. 

 

 

Chiar daca nu am atins exact punctele la care te-ai asteptat tu Marius, m-am straduit sa acopar cat de cat subiectul. Daca spuneti ca traful e problema, il voi reface. Am nevoie de sugestii cu privire la alegerea miezului. Saptamana asta am primit, cu amabilitatea domnului cavit, un pachet cu mai multe miezuri de ferita. Asa ca am de unde sa aleg. Pe langa asta, mai am acasa cam 10 ATX-uri de pe care pot lua miezurile de ferita.

[UDAR]

Nu prea are legătură cu nimic ce spui tu pe-acolo. Capacitatea scade cu creștera tensiunii . MOS-urile sunt mult mai puțin susceptibile la defectare prin străpungere deoarece nu prezintă efectul străpungerii secundare . Multe MOS-uri pot funcționa fără probleme în regim de avalanșă repetitivă ( răcite corespunzător , desigur ) ceea ce le permite să lucreze fără snubbere - nu e recomandat , dar se poate.

[baciucalin]

De fapt ai dreptate. In relatia de mai sus V_D este cu - si daca tranzistorul e polarizat invers, semnul devine pozitiv si toata fractia scade. In fine nu mai pierd acum timpul cu asta, dar o sa cercetez ceva mai amanuntit.

 

E interesant ca am deviat de la subiect si inca nu stiu ce solutie sa aleg. Bine, am inteles ca traful e problema, dar care ar putea fi motivul? Numar de spire prea putine in primar si inductia este prea mare? Altfel nu imi explic acele salturi de tensiune atat de mari cu tot cu snubber.

[UDAR]

Ai remarcat în prima oscilogramă o oscilație amortizată - nu știu dacă i-ai calculat  corect frecvența dar nu contează - determinată de inductanța de scăpări și capacitatea DS a MOS-ului plus capacitățile parazite . Această oscilație nu este în sine dăunătoare dacă nu depășește în amplitudine tensiunea de străpungere DS . De aceea un snubber simplu și ”light” , cum recomanda @miticamy este suficient . Energia care întreține această oscilație provine din energia netransferată în timpul conducției , cu alte cuvinte energiei de magnetizare a inductanței de scăpări. Acolo trebuie umblat - un cuplaj cât mai bun între primar și secundar. Nu am reținut cum ai făcut transformatorul, o să caut în topic dacă mai am răbdare la ora asta.

[maxente]

Bipolarii sunt imuni la acele ripluri de tensiune si de aceea se folosesc in sursele de calculator.

Ba cred ca mai degraba bipolarii aia se folosesc in sursele ATX chinezesti pentru ca au fost clonati mai rapid

Din cate am inteles eu, mai repede clonezi un bipolar decat un mosfet, e o tehnologie mai complicata la mosfeti si mai scumpa

Cam tot ce ezi intr-o sursa atx chinezeasca sunt clone

Editat Septembrie 26, 2014 de maxente

[UDAR]

Da, am văzut ceva poze . Adevărul e că e greu de obținut cuplaj bun pe miezuri de tip Exx și cu atât de puține spire . Se recomandă - și am văzut folosite des - miezuri toroidale - atenție , din ferită nu din pulberi cum sunt cele din surse ATX . Se recomandă , de asemenea , bobinarea multifilară . Exemplu : Am 2 x 2 spire în primar și 2 x 6 spire în secundar . Bobinez simultan cu 12 de fire , 2 spire . Le repartizez cât mai uniform pe miez  ( preferabil tor, cum am spus ). Leg 6 din înfășurările obținute de câte două spire în serie și obțin cele 2 x 6 spire din secundar . Leg câte trei în paralel celelalte și obțin 2 înfășurări de cîte două spire care le înseriez pentru primar . Tensiunile fiind relativ mici , izolația oferită de email e suficientă. Se obține în acest fel atât un bun cuplaj între primar și secundar cât și o bună simetrie a primarului care micșorează șansele de apariție a ”flux walking” ( dezechilibrarea fluxului pe cele două semiperioade și apariția unei componente continue.)

Tot ce-am spus mai sus e o poveste . Eu nu am făcut așa ceva , dar e logic totul.

[giongiu]

I s-a mai spus cum sa bobineze traful, pe la inceputul topicului, se pare ca n-a inteles. Acum confunda topologiile, semipunte de la atx, unde tensiunea pe tranzistor nu o poate depasi pe cea de alimentare, cu topologia de fata, contratimp, unde, daca traful e prost facut, ca acum, tensiunea poate depasi cu mult dublu alimentarii. Are multimetru ce masoara inductanta, poate afla inductanta de scapari, compara apoi de exemplu cu a unui traf din atx, poate demonta un traf atx, sa vada cum e bobinat, etc.

9 pagini, pentru o sursa amarata...

PS

Cum e bobinat un traf toroidal pe ferita...

Si cum se pot bobina doua spire, acoperind totusi toata suprafata disponibila.

Editat Septembrie 26, 2014 de giongiu

[baciucalin]

Va multumesc pentru ajutor. Cel putin acuma stiu ca partea de comanda si redresarea sunt bune. Voi reface traful cu atentie mai mare.

 

 

Edit 1: mai am doua intrebari.

1. Srama pentru bobinat ce diametru ar putea sa aiba? Frecventa oscilatorului e 94kHz si curentul maxim absorbit de pe acumulatorul auto va fi in jur de 25A.

2. Cum calculez sectiunea conductorului din primar? Schema clasica 25A/3Amm^-2?

 

Am ramas fara sarma si vreau sa comand, dar sa nu o cumpar aiurea.

Editat Septembrie 27, 2014 de baciucalin

[Vizitator]

Iti recomand sa iei niste litzwire, vezi ca se gaseste la sectiunea vinzari.

 

Iti recomand un miez rotund recuperat de la un amplif auto sau asemanator, un R40 sau R50 este arhisuficient pentru tine, evident NUMAI din ferita...

 

Pe un miez R63 K2004 am scos 1800W si mai mergea lejer pina pe la 2500W, deci un R40 sau chiar R50 (are suficient spatiu de bobinare), iti va acoperi necesitatile.

 

Incearca sa bobinezi frumos, spira linga spira, daca mentii ideea de miezuri E+E.