Constructie SMPS coborator de la 220 de putere medie-mare

[Marian]

@AdR!@N ideea era ( cred eu ) ca in schema R23 are simbol de condensator

[AdR!@N]

:rade:Am pus "condensator" pentru ca se potrivea perfect amprenta pentru un rezistor de 3-5W, asa ca, eu, pur si simplu il vedeam ca pe un rezistor si nu imi parea nimic anormal :rade:Rugamintea mea este ca sa il considerati ca atare pana la urmatoarea revizie, cand o sa ii schimb simbolul sa nu mai fie dubii....

[Vizitator smilex]

Ma refeream intradevar la simbol pe schema R23, nu la valoare.

[Vizitator tyc]

Da ,buna idee.Hai sa facem o simbolistica numai a noastra! ... evident ca e o rezistenta dar ce se poate intampla daca desenam aiurea ?Nimic asa ca hai sa purcedem ca oricum e mai trendy .

[AdR!@N]

Imi cer scuze pentru confuzia creata.

 

Dupa ultimele retusuri:

Marian, cred ca ai uitat sa inmultesti sectiunea ferestrei cu 2 pentru ca avem 2 E-uri, si rezulta o putere de 224W dupa datele tale. Eu am fortat putin nota, adica: Bmax 0.13T si j=4A/mm2 si imi da Pmax=304W....destul de aproape de cat vreau eu.

Fac o mica paranteza, acum 2 ai am mai facut o sursa cam pe aceeasi schema, tensiune nestabilizata, cu un ETD34 bobinat dupa ochi, frecventa de lucru de 33kHz si am scos pe dummy load 550W....sursa functioneaza si astazi intr-un amplif 2x100W.

Din acest motiv eu cred ca se poate stoarce ceva mai multa putere din ETD34 decat cei 300 si ceva de W ce reies din acea aproximare.

 

Revin la dimensionare

Oscilatorul:

-pentru frecventa de 75kHz am ales Ct de 1nF, de aici rezulta Rt 10k (F=70.4kHz)

 

Transformatoare:

B= 0.13 Tesla

F= 70.4 kHz

j= 4 A/mm2

Sm= 0.97 cm2

Sf= 1.711 cm2

Pmax= 303.93 W/traf (o sa merg in continuare cu 400W)

 

Primar

Np= 39.6 spire, aleg 40 spire

Ip= 2.67 A

Sp= 0.67 mm2 adica 10 conductoare de 0.3mm

 

Secundar

Uout= 50 V

Ucalcul= 51.84 V

Ns= 13.82 spire aleg 14 spire

Is= 8 A

Ss= 2 mm2 adica 30 conductoare de 0.3mm

Ucalcul=Uout+Udiode

 

Auxiliar

Uout= 16+16 V

Ucalcul= 17.84 V

Naux= 4.76 spire aleg 5+5 spire

 

Cam asta am reusit sa calculez pana acum.

Bobinajul o sa fie: jumatate de primar/secundar/jumatate de primar si infasurarea auxiliara pentru unul din trafuri.

Pentru primar cred ca o sa optez pentru 2 snururi a cate 5 fire torsadate si apoi bobinate in paralel, iar pentru secundar o sa fac niste incercari sa vad cum reusesc sa ocup spatiul disponibil cat mai optim, probabil 10+10+10.

[Marian]

Evident ca pana la urma alegerea iti apartine, insa fortezi mult limitele trafului, hai sa privim lucrurile altfel, teoretic pe fiecare traf ar fi cate 400W pentru un consum pe sarcina de 800W, practic va fi mai mult, de ce? simplu, pe diode au loc cele mai mari pierderi de obicei, apoi mai sunt pierderi pe traful in sine si evident pe mosfeti, chiar si pe snubbere, ce inseamna toate astea? pai simplu, in primarul trafo trebuie asiggurata o putere suficienta pentru a compensa aceste pierderi, o proiectare sigura care sa permita o rezerva de siguranta ia in calcul o anumita eficienta estimata, sa zicem 80%, si deci pentru 800W la iesire trebuie asigurati 1000W in primar, ( 800/0,8 ), E un compromis pe care trebuie sa-l accepti avand in vedere ca randamentul nu poate fi unitar, 500W pe traf. Acum faptul ca ai 2 'E'-uri nu inseamna ca dublezi puterea ce o poti obtine de la un traf ci ca dublezi spatiul de bobinare, sectiunea utila a miezului va ramane constanta, dar fie, ai avea un produs Sm*Sf de 1,65, si inversand calculele pentru acea estimare a puterii ar fi o inductie necesara in traf de 0,216, vizualizand asta pe graficul pierderilor aflam ca se depasesc bine 300mW/Cm^3, asta inseamna un regim termic al trafului foarte sever ( se va incalzi mult ) si randament al sursei per ansamblu mai mic.PS: Cum ai calculat numarul de spire la infasurari?

[Vizitator smilex]

Inductia in miez e data de sectiunea lui, numarul de spire, tensiunea aplicata pe acel numar de spire si timpul cat sta aplicata. Consumatorul nu influenteaza. Dimensionarea e orientativa, are la baza o anume umplere a ferestrei cu bobinajul (si asta conteaza). Daca consumatorul pretinde un alt j, puterea poate creste. La putere mare, cresc pierderile in cupru, cele in miez se pastreaza ca si in gol. Din graficul W/B se poate extrage puterea disipata pe centimetru cub in functie de inductie care vine inmultita cu numarul de centimetri cubi ai miezului si se poate vedea cati W se pierd permanent pe miez. Daca se respecta adancimea de patrundere, cea mai mare pierdere in cupru se afla pe componenta continua, poate fi calculata in primar separat de secundar, la tensiune de alimentare minima, in functie de rezistenta ohmica a bobinajului. Pierderile in cupru se insumeaza cu cele in ferita.Pierderi 2% pe traf e acceptabil dar la 400W asta inseamna 8W si ala nu e rece. Se poate ventila... 5% e la limita acceptabilului, dar 20W...Poti sa fii foarte flexibil, dar calculeaza inainte macar puterea disipata, e greu sa schimbi ulterior executiei, cand constati ca traful se poate dezlipi singur de pe placa.Exista o parere (ma abtin) ca situatia cea mai corecta este atunci cand pierderile in cupru le egaleaza pe cele in miez.O formula pentru dimensionare mai pretentioasa:unde acel alfa este coeficient de umplere a ferestrei, adica procentul care arata cat din fereastra este ocupata de bobinaj (sectiune cupru/sectiune fereastra), iar f in kHz.

[Marian]

As recomanda ca si trafuri spre exemplu 2 EI40 de pe la surse ATX, ar fi mult mai potrivite pentru puterea asta, si sunt usor de procurat.

[AdR!@N]

Am calculat puterea disipata pe traf:Volumul total al feritei este de 10.87cm3 (calculat dupa masuratori)La 0.13T, din grafic, reies cam 150mW/cm3, adica 1.63W/miezLungimea medie a unei spire este de 7cm, de aici rezulta lungimea primarului de aprox 2.94m, iar lungimea secundarului de 1.04m. Pierderile in primar (raportat la lungime, sectiune si curent) sunt de 0.72W, iar in secundar de 1.41W. Deci pierderile pe un traf sunt de 3.75W.Toate calculele sunt aici in excel:[attachment=0]Calc.rar[/attachment]Din pacate nu am decat un singur EI40...

[Marian]

Sa calculez si eu si vedem daca obtin aceleasi rezultate ca tine, voi folosi o metoda sugerata mie de catre @Smilex, Np=(Umin*Ton)/(Bmax*Sm), unde avem asa:Np - Numarul de spire in primar;Umin - Tensiunea minima in primar exprimata in Volti;Ton - Timpul de conductie pentru fiecare tranzistor exprimat in uS;Bmax - Inductia maxima exprimata in Tesla;Sm - Sectiunea miezului magnetic exprimata in mm^2;Si avem asa, Umin care asa cum am spus este tensiunea in primar, am ales pe cea minima pentru usurinta calculelor, la reteea minima are loc acest Umin si tot atunci si umplerea este maxima, nu stiu cat poate scadea reteaua acolo insa bazandu-ma pe situatia din zona mea eu aleg de obicei tinand cont de pierderi ( riplu filtrare, eventualul termistor inseriat, tranzistori, condensator serie cu primarul ) 90V ca tensiune minima in primar, dar hai sa zicem ca nu va fi reteaua asa mica, sa luam deci 100V. Ton, perioada la 70Khz este 14,3uS, cu umplere maxim posibila la SG3525 de 50% ar fi 7,15uS, Rd in schema o vad de 33 Ohm, asta din graficul pdf-ului SG ar sugera cam 0,6uS deadtime, asadar Ton=7,15-0,6=6,55uS. Bmax ai ales la 0,13 iar Sm este 97mm^2, deci Np=(100*6,55)/(0,13*97)=655/12,61=51,9 => 52 spire pentru primar.Acum urmeaza secundarele, si fiind vorba despre 2 trafuri avem cate un secundar pe fiecare, secundar care trebuie sa livreze cei 50Vcc la iesire, avem sursa stabilizata ceea ce inseamna ca indiferent de retea iesirea trebuie sa fie fixa, adica traful trebuie sa poata livra tensiunea necesara si la reteaua minim estimata, si deci pentru cei 100V Upmin luati in calcul mai sus, la iesire trebuie sa avem minim 50V, insa mai trebuiesc luate in calcul si pierderile astfel incat la retea minima stabilim un raport de transformare care sa permita un minim de 53 ( sa zicem ), si atunci 100/53=1,88 ceea ce reprezinta raportul de transformare, si deci 52/1,88=27,65 =>28 spire fiecare secundar de putere ( iesirile principale ), celelalte se calculeaza dupa acel raport de transformare.Ai infasurarile, acum mai trebuie stabilit ce conductori se vor folosi ( diametrul lor ), si incepem cu primarul, asa cum am spus mai sus randamentul nu poate fi unitar ceea ce inseamna o putere suplimentara necesara in primar pentru a compensa pierderile, si am estimat eu acel randament la 80% ceea ce inseamna in primar 1000W, adica 500 pentru fiecare traf, aceasta putere trebuie sa poata fi asigurata indiferent de nivelul retelei, deci si la acel minim estimat de 100V in primar, ceea ce inseamna un curent pe fiecare traf de 5A, stiind densitatea aleasta de 4A rezulta un conductor cu sectiune total cumulata de 1,25mm^2; la 70Khz adancimea de patrundere ar fi de aproximativ 0,25%, si daca s-ar respecta acest lucru atunci sectiunea acum ar fi de 1,25/0,25=5mm^2, si asta tinand cont ca deja se forteaza calculul cu densitatea 'j' destul de mare aleasa, te las pe tine sa estimezi cam ce conductor poate fi folosit, eu as folosi cat mai multe fire foarte subtiri pentru a compensa cat de cat. In secundare metodologia este similara deci stii ce ai de facut. Inchei prin a spune ca daca nu alegi niste trafuri mai mari atunci ar trebui o ventilatie destul de 'activa'.PS: @Smilex daca am gresit pe undeva rogu-te corecteaza-ma.

[Vizitator smilex]

Nu cred ca ai gresit, dar din rezultate pare ca nu incape bobinajul. Eu sugerasem anterior renuntarea la compensare, daca se intampla asa, numarul de spire trebuie calculat la umplerea stabilita si tensiune maxima.

corecteaza-ma

Am citit superficial, nu vreau sa te corectez, nu stiu sa fac calcule. Ai mai multa incredere in tine.

[Marian]

Ok multumiri pentru votul de incredere, conteaza mult venind de la tine PS; Si eu ma gandeam ca spatiul de bobinare ar putea fi o problema, daca sunt 2 'E'-uri sectiunea ferestrei ar fi de cam 1,7Cm^2, daca s-ar respecta adancimea de patrundere cu siguranta spatiul n-ar ajunge, chiar si ignorand efectul pelicular tot cred ca va fi la limita sau insuficient daca tinem cont si de izolatia inevitabila.

[maxente]

Pun si eu un desen de cablaj la sursa asta care o face si AdR!@N

Am urmat sfatul lui smilex de a folosi un singur electrolitic in filtrajul pe partea din fata

Ca traf voi folosi un ETD49

SMPS .pdf

[Mircea Crisan]

E buna solutia cu un singur electrolitic.Si eu am facut o aplicatie asemanatoare.Economic vorbind doi condensatori de 330uF/400Vcc sunt mai ieftini decat un 470uF/400Vcc.Incerca capacitatile SAMWHA de care eu sunt foarte multumit.Vad ca aplicatia ta nu are feedback.Nu trebuie renuntat la feedback chiar daca vorbim de o scheme minimala.Sunt multe exemple functionale chiar si aici pe forum.Banuiesc ca nu faci o lucrare de masterat ca sa fii acuzat de lipsa de originalitate.Important dupa parerea mea este sa intelegi formulele si ai sa observi ca valorile nu sunt chiar asa de batute in cuie.Toate cele bune,Mircea.Cablajul mai poate fi periat. NTC-ul se incinge tare la 1kW. De fapt asta este rolul lui.Nu te ferii sa pui componente smd.

[Dr.L]

La puterea asta, eu as pune un releu / triac sa sunteze ntc-ul, dupa pornirea sursei