Constructie SMPS coborator de la 220 de putere medie-mare

[Marian]

Atunci ma felicit singur ca am obiceiul sa pastrez vechiturile ca tot datorita lui am pastrat si cele 2 bucati ale E-ului spart si acuma sa aflu ca le pot refolosi e beeeeeton

[Marian]

Azi ma apuc de realizarea elementelor electromagnetice ( traf de forta, traf curent si inductante ), iata ceva parametrii de calcul:

Traful de putere

-Frecventa oscilator 90Khz;

-Configuratia cu pinul 13 conectat la referinta face ca frecventa iesirilor sa fie jumatate din cea a oscilatorului, si un factor de umplere maxim pentru fiecare iesire de aproximativ 45%, deci 90% pentru intreaga perioada;

-Nu sunt sigur de materialul trafului dar voi presupune 3c90, situatie in care din grafic pentru cei 45Khz frecventa de lucru estimez o inductie de luat in calcul de cam 180mT;

-Modalitatea de calcul este una clasica ( preferata mie ) sugerata de @smilex cu ceva timp in urma: Np=(U*Ton)/(Bmax*Sm).

-Analizand traseul de la alimentarea de la retea si pana la primar si tinand cont de curentul nominal maxim de lucru estimez o tensiune medie in primar de aproximativ 140V ( daca este nevoie pot detalia cum am ajuns la cifra asta );

-Perioada este 1/F adica 1/45Khz=22,3uS, factor de umplere maxim ~90% inseamna un Ton cumulat de 20uS, si 10uS pentru fiecare tranzistor;

-Sectiunea miezului este 540mm^2;

-Np=(140*10)/(0,18*540)=1400/97,2=14,4 =>15sp la primar;

-Vor fi 2 secundare de 50V deci un raport de transformare 140/50=2,8; Ns=15/2,8=5,35 =>6 spire; 15/6=2,5, 140/2,5=56V, aceasta ar trebui sa fie teoretic tensiunea in gol, practic ramane de vazut;

-Pentru secundare curentul nomibal de lucru l-am ales la 7A si pentru o densitate de 3,5 trebuie o sectiune de conductor de 2mm^2, adancimea de patrundere pentru 45Khz ar fi de cam 0,32mm, folosesc sarma ( recuperata evident, dar in stare buna ) de 0,4mm diametru pentru care corespunde o sectiune de 0,126mm^2, si 2/0,126=15,8 =>16 sarme in paralel ar trebui sa fie suficient;

-Pentru primar la puterea nomibala de ~700W ar corespunde cam 5A, deci cam 1,5mm^2 sectiunea conductorului necesara, folosesc deasemeni sarma de 0,4 deci cam 12 fire in paralel ar trebui sa fie suficient;

-Daca ar fi sa calculez spatiul de bobinare necesar ar fi cam asa, la primar 12*15*0,126=23mm^2, dublez cifra pentru spatiul inevitabil dintre spire si deci sa zicem 50mm^2 spatiu necesar; la secundare ar fi 16*6*2*0,126=25mm^2, deci iarasi cam 50 necesari, si la traf am cam 450mm^2 spatiu util pentru bobinare deci ma inscriu.

 

Acuma, la traful de curent ideea ar fi simpla, 1 spira cu acelasi conductor ca la primarul trafo de putere, si inca 100 cu sarma mai subtire ( ar trebui teoretic sa duca 70mA deci tot 0,4 cred...), ceea ce nu imi este clar ar fi daca la asta este nevoie de intrefier, eu unul gandesc ca nu este cazul deoarece comanda ar fi aceeasi din primarul trafo putere, adica simetrica dar vreau sa fiu sigur asa ca intreb si eu.

 

La inductante e simplu, 50uH dati pe 2 toruri de 12 de la atx-uri, deci n-ar fi prea multe de zis.

 

Daca aveti ceva comentarii nu ezitati, preferabil inainte sa ma apuc sa le fac ca apoi nu mai desfac

[Vizitator pisica matache]

Acuma, la traful de curent ideea ar fi simpla, 1 spira cu acelasi conductor ca la primarul trafo de putere, si inca 100 cu sarma mai subtire ( ar trebui teoretic sa duca 70mA deci tot 0,4 cred...), ceea ce nu imi este clar ar fi daca la asta este nevoie de intrefier, eu unul gandesc ca nu este cazul deoarece comanda ar fi aceeasi din primarul trafo putere, adica simetrica dar vreau sa fiu sigur asa ca intreb si eu ca sa fiu sigur.

Nu e nevoie de intrefier.Poti folosi chiar un tor ferita,de mici dimensiuni.

[AdR!@N]

In primul rand vreau sa spun ca este frumos explicata abordarea dimensionarii circuitului electromagnetic si poate fi un bun exemplu pentru altii (inclusiv pentru mine) :aplauzeTotusi nu cred ca ar fi fost rau bagi si un randament la dimensionarea conductoarelor din primar.Posibil ca inductantele serie de 50uH sa iti dea caderi cam maricele de tensiune in sarcina. In ultima sursa facuta de mine, nestabilizata, frecventa de lucru pe la 40kHz (sau pe aproape), filtrare cu 4000uF pe ramura, am plecat tot de la 50uH si aveam cadere de tensiune de 8-9V pe ramura. Am tot scazut din spire pana la 10uH si acum am 4-5V cadere la 6A, iar protectia functioneaza cum trebuie. Din +-56V (in gol) nu e tot aia sa ai caderi de 5V sau caderi de 10V. Ceea ce am spus este in scop informativ; bineinteles ca, in teste, se poate ajusta fara dificultate numarul de spire de pe bobine.Asteptam cu nerabdare poze din timpul executiei Numai bine!Adrian

[Marian]

Multam pentru aprecieri.Cred ca ai dreptate la faza cu dimensionarea primarului tinand cont de pierderi, revizuind calculele ar trebui din cate vad sa realizez primarul cu 15 fire in paralel i asa voi face avand in vedere spatiul aparent suficient.Cat despre inductantele alea... stiu ca prezenta lor aduce si ceva pierderi inevitabile, oricum sursa neffind stabilizata e normal sa cada tensiunea in sarcina, pierderi sunt in multe locuri inca de la alimentarea de la retea, NTC, filtru EMI, redresare, riplu filtrare, riplu conzi pentru flotant, pierderi pe mosfeti in conductie, pierderi in cupru din primar, toate astea se traduc in caderi de tensiunea disponibila in primar si deci caderi si la iesire in functie de raportul de transformare, apoi intervin caderile pe conductorul din secundar, caderi pe redresare, caderi pe inductante ( daca efectul pelicular este tratat corespunzator cred totusi ca acestea nu ar trebui sa fie foarte mari ) si iarasi toate astea se aduna la caderile in sarcina de la iesiri, n-ai cum sa le elimini ci poti doar sa le limitezi, de asta am si pus 2 electrolitici mari in redresarea HV si 4 conzi de cate 2,2u pentru flotant ca sa am pierderi cat mai mici pe ei ( riplu ). Raman momentan la cei 50u si apoi la teste vom vedea daca este cazul reducerii lor, si voi mai prevede loc pe placa si pentru un filtru LC dupa prima pereche de electrolitici pentru atenuarea zgomotului de comutatie si a eventualelor armonici, pentru asta am gasit deja un tor din ala galben cu alb facut cu 2 infasurari de 33u cu sarma destul de groasa deci il voi folosi, daca aduce pierderi mari il voi elimina sau voi reduce inductantele, vad eu, oricum fiind vorba despre curent continuu la el, il pot testa cu o alta sursa si masor caderea de tensiune la bornele sale pentru o sarcina de 7A deci stiu din start macar aproximativ ce si cum.Multumiri pentru interes si toate cele bune.

[Vizitator smilex]

Caderea de tensiune datorata inductantelor acelea este proportionala cu deadtime-ul.10% DT va insemna 10% cadere. Se mai adauga si riplul de pe filtraj, etc. Manifestarea caderii de tensiune este maxima (si ramane acolo) la atingerea unui consumator de minim 50% din variatia de curent din inductanta.

[Marian]

Aham, am inteles, apai asta e, nu conteste prea tare, din cate zici vor fi cam 5V pe fiecare ramura cadere pentru inductanta plus restul pierderilor insirate mai devreme, daca ma voi mentine sub 10V in total la sarcina de 7A atunci asa ramane, daca nu... asta e... om trai si om vedea, oricum amplificatorul extrage curentul maxim in impulsuri si nu constant deci pana la urma n-ar conta asa de mult.

 

LE: Referitor la ce a zis @Matache mai devreme despre traful de curent, tor de ferita nu am, doar din acelea de la ATX-uri si din cate stiu ala nu-i pe ferita ci pulbere, merge si pe ala? daca nu atunci fac pe un traf de ferita mai mic...

 

LE2: Tocmai ce am rezolvat inductantele serie, cam astea ar fi:

http://img163.imageshack.us/img163/5701/20130429170612.jpg

 

Am folosit 17 sarme de 0,4 in paralel si pentru 25 de spire atat cat a incaput pe acele toruri am obtinut cate 45uH, poate ca nu arata tocmai comercial dar astea sunt si asa raman.

[Dr.L]

Bobinele de genul asta tind sa aiba o capacitate parazita mare. In cazul de fata s-ar putea sa nu conteze prea mult

[Marian]

Asa o fi boss dar n-am ce le face, ramane de vazut cum se vor comporta la lucru, momentan asa raman. Aceasta ar fi bobina pentru filtrul LC de dupa primii condensatori electrolitici, inductantele sunt asa cum am zis 33uH la ambele infasurari, dimensiunile sunt cam aceleasi cu celelalte 2, am testat si caderea de tensiune la borne in sarcina de 7A si aceasta ar fi de cam 100mV ceea ce zic eu ca nu e deloc rau astfel incat teoretic n-ar trebui sa contribuie semnificativ la pierderi dar iarasi... ramane de vazut.

[Marian]

Am rezolvat si traful de curent;

http://img692.imageshack.us/img692/3572/trafc1.jpg

http://img607.imageshack.us/img607/7224/trafc2.jpg

http://img822.imageshack.us/img822/4302/trafc3.jpg

http://img819.imageshack.us/img819/6445/trafc4.jpg

http://img541.imageshack.us/img541/388/trafc5.jpg

 

Pentru spira de putere am folosi cablu ramas de la inductante ( 17*0,4 ), si apoi au urmat 100 de spire cu sarma de 0,4, am lacuit ambele infasurari, am asigurat o buna izolatie intre cea de forta si cea de 100sp, iar pentru fixarea miezului am folosit adeziv tip picatura.

 

Acuma ramane traful principal, sper sa am timp sa-l fac si pe asta tot azi, voi reveni cu detalii.

[Marian]

Scuze pentru postare multipla dar nu pot edita anterior.

 

Am rezolvat si traful de putere, iata o serie de imagini care descriu progresul la el:

http://img89.imageshack.us/img89/1538/trafp1.jpg

http://img19.imageshack.us/img19/5096/trafp2.jpg

http://img560.imageshack.us/img560/7841/trafp3.jpg

http://img401.imageshack.us/img401/3424/trafp4.jpg

http://img202.imageshack.us/img202/5174/trafp5.jpg

http://imageshack.us/a/img687/8764/trafp6.jpg

http://img585.imageshack.us/img585/5779/trafp7.jpg

http://img27.imageshack.us/img27/3779/trafp8.jpg

 

Asadar este vorba despre EE65, cu 15 spire in primar facute cu conductor 16*0,4, primar impartit in 2 straturi, 8 jos si 7 deasupra; secundare cu conductor 17*0,4 2 infasurari de cate 6 spire. Toate infasurarile sunt facute rasfirat pentru a merge de la cap la cap cu fiecare strat. izolatia dintre primar si secundar este facuta atat cu 2 straturi de banda tip leucoplast cat si cu folie transparenta de retroproiector laser care este rezistenta termic. Am testat cuplajul si cu ambele secundare in scurt am in primar 1,5uH fata de 968uH cat este inductanta primarului cu secundarele libere, ceea ce daca nu ma insel inseamna sub 1% scapari deci stau bine, am masurat si secundarele sa vad daca m-am inscris bine cu simetria si am 155,8uH la ambele deci iarasi cred ca stau bine.

[Vizitator smilex]

Pentru un traf fara intrefier valoarea scaparilor e fireasca. Uneori inductanta de scapari te ajuta (scurt secundar), alteori te incurca (caderi tensiune). Dar e ok, da-i bice.

[Marian]

Acum urmeste pecebeul... de fapt ma apucasem de el zilele trecute si eram la faza editarii desenelor ( footprint sau cum le zice ) pentru elementele electromagnetice dar apoi mi-am amintit ca n-am ce sa editez devreme ce acestea nu-s finalizate asa ca m-am apucat de realizarea lor, maine voi edita lista cu simbolurile de cablaj pentru fiecare componenta apoi incep sa le arunc pe placa sa vad ce iese

[maxente]

Misto traful de current E cel folosit ca driver in ATX-utile chinezesti, nu-i asa?Eu am cateva trafuri de current din sursa de alimentare dintr-un calculator 286 de prin 86 cred si sunt facute pe niste inele de ferita, tot din sursa aia am si traful ala de I-am spart ferita care ar cam fi echivalent cu E65Era o sursa monstru si foarte ''strong'' facuta si care nu dadea mai mult de 200w , avea ca oscilator SG3524

[Marian]

Multam' pentru apreciere.Traful de corenti este un ERI35 dintr-o sursa ATX chinezarie originala, adica era traful principal, am dorit initial sa folosesc traf driver dar nu am fost multumit de spatiul disponibil. Traful de putere este recuperat dintr-un invertor de sudura deci am resurse cu carul in ceea ce-l priveste.