Proiect smps 12(15)V / 3-5A

[wally_gatter]

Doresc sa realizez un SMPS cat mai simplu si usor de realizat cu piese recuperate de prin surse de PC. Caracteristicile sunt urmatoarele:

  Tensiune de intrare: 220V AC

  Tensiune de iesire : 12V (sau 15V) DC

  Curent de iesire: 3A (sau 5A) 

 

 M-am documentat ceva vreme doar ca nu am ajuns la o schema de plecare, de aceea cer ajutorul cunoscatorilor. Ideea e ca vreau ca sursa sa poata fi realizata din piese recuperate , si sa fie cat mai ieftina , si pe cat posibil realizabila si de alti membri ai forumului ,sa nu necesite cunostinte avansate. 

 La un momentdat ma gandeam sa o construiesc in jurul unui MC44608 (folosit in sursele TV) , dar am renuntat la idee. 

 .  Ca miez as folosi unul din sursele de calculator. Tot de acolo ar merge folosit si filtrul EMI , si partea de "intrare" cam toata , cu exceptie pilotarea mosfetului .

 Astept idei si pareri

[UDAR]

Cel mai simplu mod de a rezolva problema este modificarea - prin simplificare - a unei surse ATX . Tensiunea de 12V există - o ușoară mărire ( până la 15V ) este de obicei posibilă fără modificări majore . Bineînțeles că modificarea concretă va diferi de la sursă la sursă, dar există subiect dedicat așa că nu insist aici. 

 

Pentru a proiecta de la zero sursa , folosind componente recuperate , mai trebuie făcute cîteva precizări :

- se dorește păstrarea topologiei existente ( semipunte ) sau altă topologie ( forward , forward cu doi tranzistori ) ? și legat de asta :

- se dorește folosirea transformatorului așa cum este sau rebobinat ?

- ce integrat se dorește folosit ca și controler ?

- ce protecții se doresc ? 

- tensiunea să fie reglabilă ?

- ș.a.m.d...

[wally_gatter]

 

Pentru a proiecta de la zero sursa , folosind componente recuperate , mai trebuie făcute cîteva precizări :

- se dorește păstrarea topologiei existente ( semipunte ) sau altă topologie ( forward , forward cu doi tranzistori ) ? și legat de asta :

- se dorește folosirea transformatorului așa cum este sau rebobinat ?

- ce integrat se dorește folosit ca și controler ?

- ce protecții se doresc ? 

- tensiunea să fie reglabilă ?

- ș.a.m.d...

 

Deci:  traful ideal ar fi sa-l las asa , sau bobinat , asta nefiind o problema.  topologia ,nu stiu ce sa zic, nu as merge pe half bridge... integratul , nu am inca idee , de aceea cer pareri. ca protectii as merge pe protectie la supracurent (nu e chiar asa importanta) si  la supratensiune. tensiunea de iesire sa fie fixa , nu reglabila.  Ideea principala e ca sa iasa o sursa ieftina , accesibila tuturor forumistilor cu ceva cunostinte in domeniu , adica usor realizabila.

[UDAR]

Păstrarea trafului impune - aproape obligatoriu - păstrarea topologiei . Rebobinarea trafului nu este o opțiune ”accesibila tuturor forumistilor cu ceva cunostinte in domeniu” din considerente de asigurarea cerințelor de electrosecuritate . Poate am eu un fix cu asta dar cred că e mai bine așa  ...

Cea mai bună topologie la puterea cerută ar fi flyback - asta impune însă intrefier la transformator . Chiar dacă am citit că se poate poliza miezul cu șmirgel dur ( eu nu am încercat , am folosit miezuri gata făcute sau la limită, am folosit întrefier pe toate coloanele ) nu se va putea da o soluție generală așa cum sugerează inițiatorul pentru că fiecare va avea la îndemână alt miez.

Dacă rebobinăm  traful fără să-i facem întrefier avem de ales între forward clasic ( cu un tranzistor ) , simplu de comandat dar care necesită bobină de reset sau o altă soluție de reset și forward cu doi tranzistori - comanda se poate face ( cred ) folosind traful driver recuperat , legat corespunzător.

De asemenea controlul poate rămîne în secundar , cu păstrarea sursei de SB sau se poate muta în primar cu alimentare proprie.

Eu , sincer , nu văd altă utilitate pentru un astfel de proiect - modificarea e mult mai ușoară - decât una didactică . Realizată îngrijit s-ar putea să iasă mai mică decât sursa originală prin renunțarea la unele elemente . Orcum miezul rămâne supradimensionat .

[cristi7521]

Semipunte cred ca este cea mai simpla solutie din punct de vedere al punerii in functiune.

Un exemplu si aici

http://www.qrp4u.de/docs/en/smps_new/

tot cu traf din ATX, cu MOSuri, se poate face redresare simpla (pe schema e sincrona), dar se pierde un pic la randament.

[UDAR]

De acord, dar acolo sunt 250W iar aici discutăm de 50 ...

[Marian]

Eu sunt de acord cu @UDAR, avand in vedere cerintele specificate dupa parerea mea cea mai simpla varianta ( si poate si cea mai accesibila ) este modificarea unei surse ATX deja functionale, daca sursa este bazata pe TL494 sau echivalentul sau atunci treaba este destul de simpla, 15V se pot lesne obtine de la iesirea de 12 fara modificari semnificative, doar prin ajustarea reactiei, 5A deasemenea este un curent destul de accesibil pentru aceasta iesire, nu trebuie decat sa se scoata din bucla infasurarea de 5V, si eventual sa se ajusteze protectia la scurt ( desi probabil nu ar fi neaparat necesar ), per ansamblu chestii usor de efectuat, fara prea multe calcule, fara prea multe batai de cap, sursa va functiona intr-un regim destul de relaxat avand in vedere puterea mica ceruta de la ea... Pentru atat de putin eu nu cred ca merita efortul punerii la punct a unui proiect nou, cu tot ce tine de asta, nu cand ceea ce se doreste a se sacrifica este tocmai o sursa ATX...

[giongiu]

Daca nu se doreste stabilizarea tensiunii de iesire, cea mai simpla-ieftina solutie, ar fi o semipunte cu IR2153, plus un traf nemodificat ATX. Toate piesele, mai putin integratul si doi mosfeti, care impreuna costa vreo 10 lei, se pot recupera din surse ATX.  Mai simplu nu se poate... Daca se doreste stabilizarea tensiunii, la iesire s-ar putea folosi un stabilizator serie integrat, avand in vedere curentul relativ mic, 3-5A. De exemplu, LM350, unul singur pentru 3A, doua in paralel, pentru 5A. Integratul are toate protectiile posibile...Asigurand o cadere de tensiune minima pe stabilizator, de 2-3V, s-ar obtine o putere disipata de 10-15W.

PS

Daca nu se doreste semipunte, se poate face o sursa forward, cu doua trafuri ATX identice, cu primarele inseriate, secundarele in paralel. Un UC3845, un IR2110, doi mosfeti, inductanta serie pe iesire. Din pacate schema e mai complexa, greu de realizat de un incepator, s-ar justifica pentru o putere de iesire mai mare.

Editat Septembrie 1, 2014 de giongiu

[wally_gatter]

Din cauza dimensiunilor relativ mari ale unei surse PC am renuntat din start la modificarea uneia. nu de multe ori aveam nevoie de o sursa de 15V la3-5A si spatiul nu ma avantaja defel. de aceea doresc sa realizez un asemenea proiect , si sunt sigur ca va fi util multora. Este interesanta varianta lui giongiu cu IR2153 ...  Nu stiu pe cat posibil se poate realiza fara racire activa , dar din cate imi imaginez eu , empiric, radiatoarele dintr-o sursa PC ar tine o disipatie de 10-15W fara racire activa. in cazul cel mai nasol se poate folosi un cooler de procesor pentru PC ...  Dar deocamdata nu am ajuns la ceva concret si vorbesc deja de racire , am cam luat-o pe aratura incepand cu dosul. 

 Ma gandesc si la ce spune marian , la utilizarea unui TL494..  Dar in nepriceperea mea voi veti alege topologia si alte detalii in functie de caracteristicile date.  Cat despre stabilizare ,se poate si cu dar si fara , nefiind important . Se doreste a fi o sursa ieftina, desigur , se poate perfectiona si o a doua varianta mai pretentioasa cu caracteristici imbunatatite. Ideea e sa realizez una practica. Imi pun la bataie niste banuti de-o investitie , ceva scule ce le am prin dotare , si ceva timp pe care il am ..

[giongiu]

Asta e schema, tot ce e incercuit se poate recupera dintr-o sursa ATX. Raman integratele si mosfetii...care impreuna sunt sub 15 lei. La puterea asta, nu e nevoie de racirea mosfetilor. E nevoie insa de un radiator, sa raceasca LM350. Aici ar fi util ventilatorul sursei, pentru a micsora radiatorul. Scimband rezistentele din referinta integratului, cu un potentiometru, tensiunea de iesire se poate regla. 

Editat Septembrie 1, 2014 de giongiu

[UDAR]

Îmi exprim rezerve cu folosirea unui trafo ATX nemodificat la sursa cu IR2153 . S-a mai vorbit .... 

PS Nu susțin că nu merge , este însă posibil să apară probleme.

Apropo de dimensiuni , s-ar putea analiza modificarea unei surse gen laptop. 

[wally_gatter]

As merge pe schema lui giongiu , deoarece e foarte simpla. Dar , dupa cum spune Udar ,as rebobina traful. as elimina LM-ul ,sursa ramanand nestabilizata la iesire... problema e doar tensiunea ,eliminand LM-ul nu am tensiune fixa pe iesire . Am eliminat LM-ul ca sa nu am nevoie de radiator mare cu racire fortata. 

[giongiu]

 

Îmi exprim rezerve cu folosirea unui trafo ATX nemodificat la sursa cu IR2153 . S-a mai vorbit .... 

 

S-o fi vorbit, dar eu n-am urmarit discutia. Poti dezvolta, te rog, de ce ai rezerve in ce priveste taful ATX, comandat de 2153 ?

Eu singura rezerva pe care as avea-o, e posibilitatea ca raportul de transformare sa nu fie potrivit. Stiu ca pe secundarul de 12V, cu umplere maxima, scoate ceva peste 35V, daca imi amintesc bine. Dar se poate incerca secundarul de 5V, care cred ca ar asigura cei 14-18V necesari, inainte de regulatorul liniar.

Editat Septembrie 1, 2014 de giongiu

[cristi7521]

In gol se obtin cam 25-27V daca se foloseste infasurarea de 12V cu IR2153.

Pentru stabilizare si curent de maxim 3A se poate folosi LM2576 - buck. 

(trebuie doar integratul, dioda si bobina se recupereaza din ATX)

Cred ca se obtine randament maxim si nu e nevoie de racira activa.

[giongiu]

 Am eliminat LM-ul ca sa nu am nevoie de radiator mare cu racire fortata. 

Rolul integratului n-ar fi doar stabilizarea tensiunii de iesire, ci si limitarea curentului de iesire. Fara LM, un scurt pe iesire, arde mosfetii. Daca elimini stabilizarea serie, dar vrei totusi o sursa in comutatie, cu stabilizare si protectie la scurtcircuit, n-o sa mai fie simpla, ieftina si la indemana oricui. Poti raci LM-ul montandu-l pe carcasa metalica a sursei.

Dar sa asteptam, poate mai vin sugestii.....

Editat Septembrie 1, 2014 de giongiu