SMPS za pojacalo

Nece, samo ce biti mekana. Radi se o poliamidu sa puniocem od stakla, ako se ne prekoraci 200^C ostace ocuvano dovoljno upotrebljivo telo za motanje. Mozete probati sa nesto nizom temperaturom ako sumnjate u kvalitet plastike, ali onda treba nesto vise vremena za raspadanje lepka. Neke japanske trafoe sam uspevao da rastavim kuvanjem u vodi..
Tada temperatura ne moze preci 100^C, ali mi je trebalo sat vremena dok je lepak popustio.

Moze se trafo lako namotati i provlacenjem kako je uradio Miodrag-ba. To je bio jedan od razloga sto sam kao klinac poceo da pravim SMPS naprave, toliko sam bio lenj da motam obicne trafoe, a ovi imaju tako simpaticno malo navoja :-) :-)

Zamislite tek LLC ZVS koji za 500W u primaru ima CELIH 15-tak navoja, i ne treba mu nikakvo ucesljavanje primara i sekundara vec se motaju jedan pored drugog, cak sa izvesnim razmakom. :-)

Evo nekoliko kilovatnih slicica:





Prvi je LLC ZVS od 7KW, tehnika motanja se vidi, primar i sekundar se motaju na svojim polovinama tela, jezgro ima odredjen procep(vezano za prethodne price o jednostavnosti motanja i dobroj popuni bakrom).

Drugi je LLC ZVS za idukciona zagrevanja, vidi se samo primar, sekundar je debela bakarna cev koja prolazi kroz toroide, i sve se to kupa u antifrizu na -5^C koji intezivno protice kroz trafo i cev, prenosi 13KW (vezano za pricu o tome da od temperature trafoa zavisi konacna snaga).

Treci je push-pull za H-most, prenosi 4,5KW (vezano za pricu o slozenosti motanja i ucesljavanje primara i sekundara).

Cetvrti je push-pull za H-most, prenosi 5KW (vezano za pricu o slozenosti motanja, ucesljavanju primara i sekundara i o prirastu snage kod bolje popune bakrom).

Tri trafoa imaju jezgro ETD59, N87, i rade na 100KHz, to su neki moji projekti.

Toroidi su od lakiranog hipersil lima i rade na 20-tak KHz, inace su iz jednog indukcionog uredjaja svedske proizvodnje.

Vazne stvari:

To je popuna bakrom kod trafoa, sa boljom popunom znacajno raste moguca snaga.

Temperatura trafoa, sto je niza snaga je veca.

Motanje trakom, najmanji skin efekat, ako je traka dovoljno tanka, skoro da ga nema.




_{[Ovu poruku je menjao macolakg dana 17.05.2012. u 00:11 GMT+1]}

Auh :) ... sta reci vise :) ...
Samo jos onu zavojnicu od 40-50kW ...
zaboravio si na Magshape :) http://www.magshape.com/Data_Sheet_Orange.pdf ...

_{[Ovu poruku je menjao mikikg dana 17.05.2012. u 01:09 GMT+1]}

---

da li bi moglo da se na već postojećoj elektronici ATX napajanja,na trafou doda još neki namotaj npr.+-36 i 10-ak Ampera struje

@TeslaElectronic

Tesko na veoma jednostavan nacin...

PC napajanja imaju osnovnu povratnu vezu uzetu sa +5VDC, tu se inace i ocekuje najvece opterecenje, i postoji jos jedna "podredjena" povratna veza sa +12V.
Napon od 3,3V je nezavisno regulisan mag-amp regulatorom (to radi pomocu specijalnog zasicenog hipersil jezgra, par tranzistora i TL431, i to je onaj manji torus u vecini PC napajanja, a ima ih koji rade drugacije ali su puno redje u upotrebi), a to koristi jednu polovinu sekundara za 5V.

PC napajanje se moze sa izvesnim izmenama upotrebiti za bilo koji napon na koji premotamo transformator i akumulacionu zavojnicu (veci torus sa puno razlicitih namotaja), pod uslovom da na njega bude zakacena osnovna povratna veza preuredjena za taj konkretni napon.

E sad, ima toliko vrsta PC napajanja, sa prilicnim brojem razlicitih kontrolnih ic, zato bi takva modifikacija vazila samo za tu konkretnu vrstu.

Ako se poseduje shema konkretno upotrebljenog napajanja (ili je "skinuti" ), onda uz koriscenje iste treba ukloniti overvoltage zastite sa sva cetiri (opciono pet) napona koje napajanje ima, ukloniti "podredjenu" povratnu vezu, premotati trafo na tih +-36V, osnovnoj povratnoj vezi (koja je bila na +5V) povecati otpornik koji je bio vezan za +5 na vrednost za +36 i zakaciti ga za tih +36. Nema potrebe uzimati povratnu vezu sa -36 jer je potrosnja kod audio pojacavaca (pretpostavljam da je to namena naprave) simetricna za oba napajanja.

Postoji na net-u gomila modifikacija, gde su PC napajanja prepravljana za +14V za radiostanice, punjace akumulatora i sl...

Pokusaj pronaci takvu sa semom za onakvo PC napajanje kakvo posedujes. Vrednosti su linearno srazmerne: broj navoja na sekundaru trafoa, broj navoja na akumulacionom torusu i vrednosti otpornika u povratnoj vezi. Sve ih treba procentualno uvecati za 36V i otkaciti bivse napone, njihove diode i razmotati njihove namotaje sa akumulacione prigusnice.

Push-pull konvertori ovakvog tipa mogu dobro stabilisati samo JEDAN (ili dva simetricna) napon na izlazu, a "podredjenom" povratnom vezom jos jedan u znatno losijoj meri, i to pod uslovom da postoji dovoljno opterecenje na osnovnom izlazu.

Primer toga je da se kod PC napajanja ne moze dobiti ni dovoljno stabilnih +12V, ni znacajna snaga sa tog izlaza dok +5V nije dovoljno opterecen, jer je +5 osnovni izlaz a +12 "podredjeni"

Pozdrav

_{[Ovu poruku je menjao macolakg dana 17.05.2012. u 02:15 GMT+1]}

@mikikg

Magshape bas nema dodira sa ovom temom :-), a ovi trafoi koje sam postavio su koristan primer kako se moze izvuci maksimum snage iz nekog jezgra. Vidi se nacin motanja i maksimalna popuna bakrom. Verujem da ce neki forumasi imati koristi od toga...

Evo jedan zanimljiv review (cisto kao smernice za sopstvenu izradu) fabrickog ispravljaca Connex SMPS300RE baziranom na ST L6599A resonant controller-u.
http://hifiduino.wordpress.com/2012/04/23/connex-smps300re/



Kako autor na blogu pise, ovo je "perfektni kompanjon" za Hypex UCD-180 Class D pojacivac, inace jedan od najboljih modula te vrste u ovoj klasi pojacivaca.

---

@mikikg

Da mikikg, tipican predstavnik LLC ZVS konvertora.

Treba obratiti paznju na rashladne povrsine, a "bednih" 300W je u pitanju (to je inace pun kapacitet ove naprave uz koriscenje parcenceta lima za hladjenje, povrsine zipo upaljaca) :-)

To svima uporno pricam sve vreme...

Evo jos jednostavnih smps-ova... Mosfetovi i bipolarci.

---

@aca.jevtic94 ti SMSP jestu prosti ali daleko su od dobrih i nisam siguran da su dobri za audio pojacivace. Problem sa njima je sto proizvode jako velike EMI smetnje jer rade sa jako strmim tranzcijama (a ne sa sinusom) i imaju losu regulaciju napona. Recimo gore spomenuti LLC ZVS imaju regulaciju napona koja se krece u promilima (nesto malkice losije nego sto ima recimo 7805 regulator). Ovi flyback SMPS se koriste kod racunara ali tamo se barata sa digitalnim signalima i digitalna kola su veoma otporna na smetenje iz napajanja dok kod audio pojacivacima ovi ispravljaci bi se "culi" i u zvucnicima sto definitivno nije zgodno kod ovakvih sprava :) Izfiltrirati to nije ni malo prosto posebno kod veceg opterecenja. U slucaju da se takvi SMSP koriste za neke dosta manje sprave, recimo predpojacivaci ili slicno "sitno", mogao bi pomocu R/C + L/C clanova da to pocistis jer su relativno male struje u pitanju (vidjao sam ih u profi audio efekt procesorima) dok kod jakih pojacivaca tesko mozes bilo kakve otpornike da stavljas u kolo napajanja jer ce to drasticno pokvariti ostale parametre (dumping faktor i sl).

Dakle sa audio pojacivace ili LLC ZVS ili Cuk i to je to ...

---

U potpunosti se slazem sa svim sto je napisao mikikg.



Aco, moze se napraviti SMPS sa JEDNIM dijakom, tinjalicom ili varnicarom, verovao ili ne, sto bi bilo apsolutno najjednostavnije, ali za audio aplikacije je od sustinske vaznosti dobra filtracija i male elektromagnetne smetnje.

Cuk konvertor je apsolutni favorit sto se tice ispeglanosti napona na izlazu, inace je jedini no-ripple konverter zbog toga sto kontinualno unosi energiju u potrosac, dok klasicni LLC ZVS imaju najmanje EMI smetnje i gabarite.

Prof. Dr. Slobodan Cuk je (naravno) poodavno razvio ultra jednostavan BRIDGELES PFC LLC ZVS CUK konvertor sa samo jednim dvosmernim prekidackim elementom na primarnoj strani i stepenom KKD od 98%,koji radi direktno na naizmenicni napon iz mreze BEZ ikakvog ispravljaca, ali mislim da jos uvek podleze USA patentnim pravima, pa ga ne smemo ovde plasirati.

Moram da se pohvalim da sam i ja konstruisao 1998. half-bridge i full-bridge BEZ ispravljaca, koji radi direktno na AC i takodje je PFC, potpuno drugacijeg principa rada od Cuk-a ali ga nisam patentirao. Prilicno teske godine su bile u pitanju, a kasnije nisam imao vremena da se bavim tim.

Klasicni LLC ZVS su trenutno najbolji izbor zbog lake izvedbe u home-made uslovima..

Pozdrav

@macolakg

Dajte malo o tim kondenzatorima što najaviste, mislim da bi nam bilo korisno.

Ah da! Zaboravio sam. Nemam previse vremena danas, ali cu zapoceti, pa koliko stignem...

Kondenzatori za SMPS aplikacije;

Svi (tj. bar vecina) znamo da kroz kondenzatore ne tece jednosmerna struja. Prilicno cesto dolazi do zabune, pogotovo kod neiskusnijih elektronicara, o pojmu jednosmerne struje. Taj pojam mozemo rasclaniti na dve vrste: Na "cistu" jednosmernu struju, odnosno struju nepromenljivog inteziteta u vremenu i struju koja tece u JEDNOM smeru a promenljivog je inteziteta.
Ova druga, koja je promenljivog inteziteta, radi jasnijeg shvatanja, se cesce (a i ispravnije) naziva pulsirajucom jednosmernom strujom. Prakticno, pulsirajuca jednosmerna struja je vid zbira jednosmerne i naizmenicne komponente struje, pri cemu naizmenicna komponenta nema dovoljan intezitet da promeni smer kretanja struje.

Svaka pulsirajuca struja, ma koliko male bile promene u njenom intenzitetu, tece kroz kondenzatore puneci i prazneci iste.

Kondenzatori (realni) nisu savrseno napravljeni. Osim kondenzatora, u njemu samom se nalazi i vise parazitnih, nezeljenih, elemenata. Najbitniji su ekvivalentna serijska otpornost (ESR), ekvivalentna serijska induktivnost (ESL), i sopstvena rezonantna ucestanost (f0)...

Ekvivalentna serijska otpornost ili ESR je skup svih tipova termogenih gubitaka (gubici u izolacijama i u otpornostima samih provodnih elemenata od kojih je doticni kondenzator gradjen) u kondenzatoru i predstavljena je kao otpornik serijski vezan sa kondenzatorom (najcesce tako, mada moze i kao paralelna optpornost), radi jednostavnije analize sklopa.

Ekvivalentna serijska induktivnost ili ESL je skup svih induktivnosti u kondenzatoru, predstavljen jednom zbirnom, radi jednostavnije analize.

Sopstvena rezonantna ucestanost ili f0 je ona pri kojoj kondenzator (idealni) sa sopstvenom serijskom induktivnoscu stupa u serijsku rezonansu, tj. to je ona ucestanost pri kojoj su reaktivni otpori idealnog konndenzatora i njegovog parazitnog induktiviteta jednaki.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - -

ESR, ESL i f0, nisu od znacaja ako struja ne tece kroz kondenzator, tj. ako je napon na njegovim krajevima konstantan.
Spoljno kolo (ono za koje je spojen kondenzator) ga "vidi" kao idealan kondenzator.
Medjutim, kada kroz kondenzator pocne teci struja, njegova "idealnost" opada srazmerno toj struji i srazmerno njenoj frekvenciji, sve dok se ne priblizi frekvenciji serijske rezonanse f0.
Na frekvenciji f0, kondenzator je upravo najbolji u svojoj ulozi, jer se reaktansa samog kondenzatora i njegove parazitne ESL ponistavaju zato sto su suprotnog karaktera. Jedina preostala, ometajuca komponenta je ESR, koju ne mozemo izbeci.

Presudjujuci faktor koji odredjuje granicu upotrebe jednog kondenzatora je njegova temperatura, koja zavisi od termogenih gubitaka u kondenzatoru, a koji rastu nelinearno sa prirastom frekvencije struje kroz njega i kvadratno sa prirastom velicine struje kroz njega.

Sama konstrukcija (gradja) odredjenih vrsta kondenzatora je obicno podredjena uslovima brze serijske proizvodnje.
Zato im se razlikuje cena i oblast namene...
Ne postoji kondenzator koji moze "pokriti" sve oblasti namene. Zato ih mozemo podeliti upravo po gradji i oblastima namene za koje su predisponirani u proizvodnji:
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Elektrolitski (aluminijumski i tantal, ima ih jos vrsta, ali ovo su najcese korisceni):
Po nameni:
- kao pomocna napajanja malene potrosnje, za podrsku memorija kod nestanka glavnog napajanja.
Predstavnici su "Gold cap.", Super cap." i sl.., a osobine su im da imaju jako veliki kapacitet i nisu sposobni za protok
vecih struja kroz njih, pogotovo ne za vise frekvencije (vrlo veliki ESR i ESL).

- multinamenski Al i Tantal Elko, kratkog radnog veka 1000-3000h, namenjeni za odredjivanje vremenskih
konstanti, kao sprezni kondenzatori i "lakse" filterske aplikacije, osrednji ESR i ESL, za niske ili
audiofrekventne opsege, jevtini i za niskozahtevne aplikacije, i to su oni koje NAJCESCE nalazimo po
prodavnicama elektronskog materijala.

- Elko za "teze" filterske aplikacije ili kao sprezni za vece struje, mali ESL i ESR, dugacak radni vek >5000h,
sposobni za vece struje i radne temperature, poznati kao low-ESR, znatno skuplji i teze nabavljivi...

- Elko za udarna praznjenja ili rezonantno-komutacione aplikacije, ultra niski ESR i ESL, veoma skupi,
specijalna izvedba sa mnogo uvodnih i prikljucnih mesta UNUTAR njega, veoma dugacak radni vek pri
visokim radnim temperaturama i enormnim strujama, ne retko sa elementima za forsirano hladjenje (voda,
vazduh ili siroke nalegajuce povrsine), namenjeni za industrijske flash lampe, pogon lasera, udarnih
generatora, CD punktovanje i sl. , tesko nabavljivi, orijentisani za industrijsku, vojnu ili aerokosmicku
upotrebu....

- Elko za dobru imitaciju kvaliteta, namenjeni za lep izgled u gepeku automobila, veoma skupi sa osrednjim
ESR i ESL prema deklarisanom kapacitetu, sposobni za osrednje struje i temperature, osnovna namena
je impresioniranje posmatraca i lako uzimanje novca kvazi audiofilima :-) priblizno pripadaju grupi
low-ESR, osim sa kategorijom cene.., najcesce se zapazaju na tuning-stiling predstavama...
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Blok kondenzatori (folijski, keramicki i jos puno toga, ne poseduju provodljive tecnosti u sebi)
Po nameni:
- multinamenski za sprezne i filterske namene manjih zahteva, predstavnici su papirni, uljno-papirni,
poliester-film(KT,MKS) i sl., pristojno mali ESR i ESL (ali za par redova velicina bolji od bilo kog Elko),
jevtini i lako nabavljivi.

- za vece struje pri nizim frekvencijama, polipropilen-film (KP) ili polipropilen-metalized-film(MKP)
kondenzatori, konstrukcije od namotanih folija, namenjeni za korekciju cos-fi, start motora ili pomeraj
faze kod istih, za radne ucestanosti reda neku stotinu Hz, mali ESR i los (veliki) ESL, vrlo prihvatljiva
cena, laka nabavka.

- ovi isti iz prethodne kategorije, prestampani zlatnim kaligrafskim slovima i bombasticnim imenima (sito-
stampa je mocna pojava :-), nahvaljeni po audiofilskim casopisima, sa istaknutim dobrim osobinama koje
uopste nisu od posebnog znacaja za audio, a nepomenutim osobinama koje su jesu od znacaja, veoma
skupi, namenjeni za lako premestanje novca iz dzepa audiofila u dzep proizvodjaca, najinteresantnija
osobina im je da izvorni proizvodjac (posto se konacni bavi samo sito-stampom) PRISTAJE da ustupi
konacnom proizvodjacu, nestampanu (blanko) seriju uz pristojnu novcanu nadoknadu (ponekad se moze
otkriti logo izvornog proizvodjaca UNUTAR kondenzatora kada ga rasturimo, a ja ih iz pristojnosti necu
pominjati :-), inace je pozeljno da fizicki budu sto veci ...

- kondenzatori za vece struje i industrijsko-profesionalne namene (KP,MKP), oblast srednjih frekvencija
(<1MHz), povelikih struja reda par do nekoliko ampera/uF@100KHz, povelike cene i ozbiljnog kvaliteta
(ovi bi vec trebalo da pripadaju prethodnoj kategoriji), viseslojna konstrukcija sa paralelnim spajanjem
listica unutar, maleni ESR i ESL.

- kondenzatori za velike impulsne struje, SMPS, snubber i rezonantne aplikacije, poznati kao power-
capacitors, cesto imaju po nekoliko izvoda (nozica) ili su trakasti i siroki, za srednje ucestanosti
(<1MHz), sposobni za struje reda 10 ili vise ampera/uF@100KHz, visoka cena, visok kvalitet, izuzetno
mali ESR i ESL.

- kondenzatori za visoke frekvencije >1MHz, polistirol (stirofleks) i cela paleta keramickih kondenzatora. Po
strujnoj sposobnosti ima ih u sirokom rasponu. Njima se u ovoj temi necemo posebno baviti, osim kod
nekih decoupling mera.

- High-power kondenzatori, sposobni za veoma velike struje reda stotina ampera/uF, ima ih za razne
opsege frekvencija, obicno imaju forsirano hladjenje (vazduh, voda, ulje, isparavanje inertnih gasova u
tecnom stanju i sl.), ne doticu ovu temu, pa cemo samo navesti njihovo postojanje i osnovne osobine,
ekstremno mali ESR, ESL prema frekventom opsegu, izuzetno skupi i kvalitetni, gradja orijentisana ka
uspesnom odvodjenju toplote iz njih...

Toliko za sada. Nastavak sledi...
Pozdrav




_{[Ovu poruku je menjao macolakg dana 19.05.2012. u 18:11 GMT+1]}

Jos jedan vrlo koristan tekst a inace je falio na ovoj temi koja se bas time bavi pa isti klonira tamo :)

---

Malo cu skrenuti sa teme o kondenzatorima i postaviti jednu od mojih zvrljotina (koje uvek rade).

Evo opsteg principa pravljenja full-bridge push-pull SMPS sa IR2153(5). :-) ...F-B.JPG
Princip je proveren, radi vise od 9 meseci u jednoj dozirnoj vagi, koja je u upotrebi 24/7 h/dana.


Velike prednosti koje ima ovakav full-bridge u odnosu na half-bridge su sledece:

- ostvariva dvostruko veca snaga sa MOSFET-ima iste strujne kategorije
- na primaru je +- 320V za razliku od +-160V, sto obezbedjuje manju struju primara pri istoj snazi (potreban
je dvostruk broj navoja primara za full-bridge), a to ukazuje na potrebu za tanjom zicom sto je daleko
povoljnije za skin efekat, a sto znaci da se moze ici ka visim frekvencijama uz istu temperaturu primara,
sto pak znaci jos snage...
- moguca regulacija fiksnog PWM, metodom PSM (phase shifting modulation) korekcijom vrednosti Ra i Ca,
sto pak znaci podesivost izlaznog napona u sirokim granicama (veoma zgodno kada se umesto 8 ohm
prikace zvucnici 4 ohm, zbog discipacije pojacala).
- zbog smanjenja PWM koji je u half-bridge tezio 100% (typ. 90%) smanjuje se magnetizaciona struja
trafoa i talasni oblik priblizava kvazisinusnom, sto opet znaci jos snage.
- ista discipacija kod sva 4 MOSFET-a (sveukupna) kao kod half-bridge pri pola te snage (P=I^2*Rds).
- moguca bitno veca snaga na istom jezgru zbog: kvazisinusnog oblika i vece frekvencije
- rasterecenije izlazne diode i unutrasnje diode u mosfetima zbog manjih recoverry struja

Nedostaci full-bridge:

- potrebna 4 MOSFET-a
- potrebna 2 IR2153(5)
- kompleksnija PCB

Kada izaberete pomocu Rt i Ct radnu frekvenciju, clanovima Ra i Ca namestite fazni pomeraj u odnosu na levi half-bridge.
Ako vam je fazni pomeraj 90 stepeni npr., dobicete pola izlaznog napona od moguceg, a ako je 180 stepeni na izlazu ce biti 0V. (D-T.JPG)
Prakticno promenom vrednosti uglavnom Ca mozete regulisati izlazni napon od 0 do maksimalnog. Preklopnikom kojim mozete uklapati nekoliko Ca, mozete imati stepenast izbor napona, ili trimer potenciometrom umesto Ra, kontinualnu promenu. Min. Ra=470ohm, max. 4k7, Ct od nekoliko desetina pF do nekoliko stotina pF.

Pozdrav

U vezi prethodno opisanog full-bridge sa IR2153(5):

Kondenzator, serijski vezan sa primarom, moze se izbeci umetanjem procepa (gap) od 0,05mm izmedju polutki jezgra od ATX
napajanja.

Tako nesto sam i ja video samo neuzima signal sa LO vec sa CT izlaza.
pretpostavljam da je ovaj tvoj bollji nacin pogotovo zbog reg. napona.
za drive mozes skinuti napon sa 320vdc preko 27k. kolo ima zener u sebi pa ce regulisati napon.

---

Ta dioda sluzi za ogranicenje napona napajanja. Kolo puno bolje radi i moze dati vise pobude sa eksternim
napajanjem, kako je @macolakg naznacio.-

---

Nije problem. IR2153(5) se moze napajati na oba nacina. Ako ima dovoljno veliki elko na svom napajanju, radice ok.

Ako se uzima sa visokog napona napajanje za IR2153(5), daleko je efikasnije zakaciti 10K na jednu naizmenicnu stranu graetza kroz jednu 1N4007 (pola izdiscipirane toplote).

@aca.jevtic94

Aco, ne moze se uzeti taj signal sa Ct, jer je neophodno da bude invertovan za full-bridge.

Uzima se odatle kada imas sinhronizovan polumost (radi umanjenja smetnji).

Inace, drago mi je da si postavio ovu temu, vidis kako se fino "razgazila".
Imace tu sta da se nauci i razmene razna iskustva.

Pozdrav

_{[Ovu poruku je menjao macolakg dana 21.05.2012. u 17:46 GMT+1]}