SMPS za pojacalo

@ogylab Dodao bih jos jednu stvar koju me je naucio jedan stari elektronicar (vlasnik jednog servisa u kome sam bio na praksi kao klinac)i veoma dobar konstruktor:

!! Ako je napajanje - MENJAS KONDENZATORE bez ikakvog merenja.. Nikad se ne zna kada ce neki da otkaze poslusnost a to moze da ima katastrofalne posledice. !!
Svaki kondenzator (najvise vazi za elektrolitske) vremenom menja svoja svojstva (u toku eksploatacije) te samim tim i ne vrsi svoju funkciju na nacin na koji bi trebalo i kako je inzenjer predvideo..
Poceo sam elektronikom da se intenzivno bavim jos u osnovnoj skoli, imam jako puno iskustva iz ove grane tehnike.. Posle 3 decenije zivota i dan danas me moze covek cesto videti sa "kako sad bre ovo?" facom!
Mi na ovom forumu volimo jako kompleksnu i siroku oblast tehnike koja svakim danom sve vise napreduje, znaci ucenju nikada kraja.. I niko ne zna sve niti moze predvideti sve..
Iskustvo je nesto sto je nezaobilazno u celoj prici i ma koliko teoretski mislili da znamo - praksa je tu da nas uveri kako imamo jos da ucimo...
Narocito sam uvideo koliko ne znam kada sam saznao za kolege kao sto je MacolaKg i jos neki inzenjere "starog kova" iz mog okruzenja...

E a servis...
Servis uredjaja je daleko prostija nauka - imam kolegu - drugara koji mi nije ni prineti po znanju ali isto tako ja ne mogu njemu da "pridjem" po pitanju umesnosti i vestine u servisiranju..

Lik je fascinantan - kazete mu broj sasije / kvar i on odmah: " Zameniti c123 , d808, T564.." :)

I od njega sam naucio jednu veliku stvar , posto se i sam dugo bavim servisiranjem - ako nekom uzmem npr. izmedju 50 i 250e za servis profesionalnog pojacala/razglasa zasto da mu ne pomenjam kondenzatore? Ako vec hoce da plati - zasluzuje kvalitetnu uslugu! Menjam pa makar bili i najzdraviji jer ja nisam vidovit, znam da su kondenzatori najvece zrtve "zuba vremena" i ne razmisljam...

E sad, ne sumnjam i da je kolega ogylab odlican elektronicar, ali cu proslediti ono sto rece moj kolega serviser:" Prvo menjaj kondenzatore, ne znam uvek zasto ali su oni meni uvek sumnjivi" :))

Naravno, mi sto ulazimu u "dubiozu" kako i zasto se nesto desava gledamo tu problematiku daleko sire , ali posle "igranja" i spoznaje principa rada i tacnog uzroka kvara - pravac u radnju i pomenjati sve (najbitnije) kondenzatore novima, narocito ako je musterija spremna da plati !!!
Citiram kolegu Macolu:
"Naravoucenije je da kada se nesto pravi za sebe, elko treba pazljivo birati i ne zaliti novca ( Nichicon (Hitachi), Epcos (Siemens), Elna (Sanyo), Matsushita (Panasonic)...i drugi vec dokazani)."

I dodajem:Ne samo za sebe nego i za klijenta ukoliko je bitan...

Pozdrav

Slazem se sa @Sleepwalkerbg.

Zaboravio sam da pomenem klijente.
Uvek sam se drzao pravila koriscenja najkvalitetnijih komponenti posto su mi uredjaji razbacani po +-500Km od mog mesta boravka.

Svaki poziv zbog ugradjivanja lose komponente bi mi bio cista steta i antireklama, a nema cene zadovoljstvu kada nesto radi bez ijednog kvara 15 godina, i to u 24/7 eksploataciji.
Bolja reklama nije potrebna.

Ekstremna pouzdanost mi je uvek bila jedan od prioriteta, posebno zbog udaljenosti. To se uvek isplati na manjim serijama.

Par desetina eura vise, a vek puta 10.

Retko kada iskoristim vise od 1/3 nominalnog kapaciteta neke komponente koja je podlozna zubu vremena ili promenama kod visih temperatura primene (elko, blok kondenzatori izlozeni vecim naponima i strujama i poluprovodnici)

Temperatura sklopa, sto je bliza sobnoj, sve je duzi vek naprave. (nisu dobre ni preniske ni previsoke temperature)

Jedino "izuvam" feritna jezgra i novije vrste IGBT, njih koristim u prilicno vrucem stanju :-), njih koristiti u hladnijem stanju je jos uvek ekonomski neopravdano.

Pozz

Ma sve je to u redu sto kazete, ali konkretno to pojacalo je covjek kupio novo u Svedskoj i na cetvrtoj svirci je crklo. Kako se radi o renomiranoj firmi i pojacalu od 2000€, dodje malo nevjerovatno da su komponente nekvalitetne, ali izgleda ni EV nije vise kao sto je bio. Ovih 16 kondenzatora su neki Yageo i sad su na mjesto njih Rubyconi 105 C , inace ja kod starijih naprava elektrolite odmah mijenjam, novim, bez mjerenja. Sa ovim se bavim oko 35 god. i nikad nisam nesto zamijenio, a da nisam nasao uzrok kvara, a imam nekoliko kolega koji samo mijenjaju i kad poprave spravu onda to zapisu i ne razmisljaju zasto i kako se desio kvar i kod sledece iste takve traze svescicu i ako u njoj nema tog kvara, onda je problem. Jedan ima Rohde&Schwartz 4-kanalni osciloskop i samo ga zna upaliti i kad sam ga upitao sto ce mu osciloskop, rece: da zacaram musterije. Da kazem ponovo ovo pojacalo kad sam otvorio, ono bljesti, novo i logika mi nije govorila da moze neki elko da tako zeza, ali eto sve se desava. Pozdrav!

Evo da malo "razduvamo" temu - kod "hard" switching pretvaraca, cesto se paznja ne posvecuje nekim bitnim stvarima kao npr. dizajn storage zavojnice..

SLUCAJ IZ PRAKSE
Naime , pre neko vece ja i kolega Papak napravismo "hard" switch polumost ..
Sve to lepo radilo . dograbili zavojnicu za storage (neodgovarajucu) i BUM..

Naime , trafo od ATX (nama omiljeni) daje 22-23 V (preko 45Vpp AC ) na izlazu a mi hteli 12V (7A) DC.
Pri datom opterecenju , uz neodgovarajucu "storage" prigusnicu - tranzistori su se pregrejali i zbogom..
Zasto kada su (bez ispravljaca) sijalice na 24V - takodje oko 80W radile sa hladnim primarom ?

Posle dosta mozganja, dolazim do zakljucka - greska moze biti jedino taj neodgovarajuci storage.
Nisam se preterano baktao sa gradnjom ove vrste konvertera ali sam ih dosta popravio

Evo mog shvatanja stvari a stariji (po iskustvu i znanju) kolege neka isprave:

O STORAGE PRIGUSNICI

Storage prigusnica zajedno sa diodama u sekundaru , sekundarnim namotajem , dinamickim impedansama i diodama u primaru (onim paralelno tranzistorima) cine jedan obican buck konverter ciji je zadatak da "umanji" udarne struje punjenja izlaznog kondenzatora.
Ona se obicno proracunava kao klasican "buck" tako da current ripple na njoj bude do 30-ak % (testerasta struja).
Zahvaljujuci do sada opisanom - rade u CCM pri nazivnom opterecenju sto znaci da struja kroz njih nikada ne pada na nulu vec (obicno) ima vrednost izmedju Iout+15% i Iout-15% tj. varira pomenutih 30%.
Frekvencija za ovaj "virtuelni" buck iznosi 2xf na trafou (zbog dvostrukog ispravljanja) tacnije ako je frekvencija rada konvertera npr. 50KHz , storage proracunavamo na 100KHz.

Dok postoji impuls na izlazu trafoa , nas "storage" se "puni" strujom na sledeci nacin- cela kontura: Izvor (sekundarni namotaj) -> Ispravljacka dioda - > Storage kalem -> dinamicka impedansa kondenzatora (jako mala tezi ka 0).

Za vreme pauze jasno je da se storage "prazni" u kondenzator ali kako? Po meni VEOMA ZANIMLJIVO, ako sam dobro shvatio literaturu i empirijsko posmatranje:
Sada nam je storage generator koji sa jedne strane puni kondenzator i to je jasno. Ali da bi punio kondenzator kontura mora biti zatvorena zar ne? Kod pravog "buck" konvertera postoji dioda ka masi koja radi taj posao ali ovde je nema.
Kako onda sad?
Sada imamo kontra EMS na storage. Njen pozitivni kraj je na kondenzatoru (izlaznom) a negativan na katodi diode (koja je samim tim kratak spoj u idealnom slucaju). Taj negativan kraj "zatvara" konturu preko sekundarne ispravljacke diode i sekundara trafoa.
Ali kako impedansa sekundara nije gubitak ??
Dugo sam mozgao i ako sam dobro shvatio radi se o sledecem:
Odnos impedansi primara i sekundara ima kvadratnu zavisnost u odnosu na odnos njihovog broja namotaja - u prevodu ako je odnos Npri/Nsek na trafou 2:1 , odnos impedansi ce biti Xpri^2/Xsek^2. U ovom slucaju 4:1.
Ovo je jako bitno!
DA vidimo sta je sa primarom naseg konvertera u momentima kad tranzistori ne provode. One dve "kontra" diode predstavljaju kratak spoj (jedna za pozitivnu druga za negativnu poluperiodu).
Isto tako i onaj sprezni kondenzator , kao i mrezni elektroliti i blokovi!!
Drugim recima - primar je u trenutcima pauze "dinamicki" kratak spoj sto se "preslikava" u sekundar kao Xpri^2/Xsek^2!
To znaci ako nam je npr prenosni odnos trafoa (kao u mom i Papkovom slucaju) 8:1 impedansa sekundara ce biti 64 puta manja od impedanse primara !! Tako da je impedansa ovog "kratkog spoja" (opisana gore) 64 puta umanjena na sekundaru!!! Drugim recima - ako je i postojala mala dinamicka otpornost u kolu primara - u sekundaru ce biti zanemarljiva!!
Sekundar je zapravo u pauzi apsolutni "kratak spoj"!!!
I to zatvara "konturu" naseg bucka.

Gde smo ja i Papak01 pogresili?
Ukoliko ovaj nas "buck" ne radi kako treba - u nasem slucaju - greskom buck zavojnica je imala jako malu vrednost i onih 7 A koje je "vukla" sijalica je ustvari direkt sa sekundara. Udarne struje su bile jako velike sto se "preslikalo" na primar i to je to...
Naravno , u primeru gde je bila sijalica od 24V 80W struja je bila duplo manja (3,5A i manja),samim tim i opterecenje primara koji je podnosio to bez problema ...
Nas pravilno dimenzionisan "virtuelni" buck bi imao u nasem slucaju zadatak da na 7A i 12V na ulazu ima 24V i 3.5A bez velikih udarnih struja..
Toliko o vaznosti storage prigusnice..

Opet , ovo moje razmisljanje NE MORA biti tacno , ispravite ili dodajte po potrebi.. Mene je doticna problematika jako zaintrigirala pre neko vece jer sam do sada mislio da to malo drugacije radi..
I tice se onih koji jos nisu presli na resonant pretvarace ;)

P.S. Ako sam dobro shvatio, za vreme pauze se ulazni mrezni elektrolit(i) cak i malo "dopuni" iz sekundara i to bas zahvaljujuci opisanom efektu ..

Pozdrav

<sub>[Ovu poruku je menjao Sleepwalkerbg dana 26.03.2013. u 23:55 GMT+1]

[Ovu poruku je menjao Sleepwalkerbg dana 27.03.2013. u 00:09 GMT+1]</sub>

Dobro si shvatio.

Primar je klampovan kontradiodama izlaznih tranzistora. Nevelika kolicina nagomilane magnetne energije trafoa (za sve forward topologije se proracunava tako da se trafo ne puni znacajnom kolicinom energije) se vrati kroz kontradiode nazad u bulk elko.
Kada se trafo isprazni, obe izlazne diode postanu provodne, i posto su sekundari motani u opoziciji, njihovo dejstvo se medjusobno ponistava, tako da sekundari predstavljaju kratak spoj kroz kojih se dalje prazni storage ka izlaznom elko.

Evo ovde smo Dragan Stojanovic i ja poprilicno razglabali bas o tome: http://www.elitesecurity.org/p3208944

Pozz

P.S.

Poput klasicnog push-pull pretvaraca, povratak nagomilane energije se takodje dogadja kroz kontradiode paralelne izlaznim tranzistorima (ili kroz one integrisane unutar tranzistora, kao kod mosfet i nekih IGBT) i kod half-bridge, kao i kod full-bridge.

<sub>[Ovu poruku je menjao macolakg dana 27.03.2013. u 14:30 GMT+1]

[Ovu poruku je menjao macolakg dana 27.03.2013. u 15:15 GMT+1]</sub>

Evo jos par korisnih tekstova iz druge teme:

http://www.elitesecurity.org/p3208457

http://www.elitesecurity.org/p3206758

Pozz

@macolaKg
Tacno , to zaboravih da pomenem a jako je bitno..

Izmedju ostalog impedansa sekundara (u varijantama sa current doubler ispravljacem) je jednaka ukupnoj termogenoj otpornosti gubitaka sekundara jer kada provode obe diode (zbog praznjenja storage-a) dolazi do ponistavanja flukseva zbog toga sto je sekundar obicno bifilarno motan (izvod na sredini je masa) i jako je simterican.

Ako postoji i najmanja nesimetricnost (diode iole razlicitih karakteristika, vodovi na stampi..) onda dolazi do efekta koji sam opisao - primar ce da "uklampuje" visak ka ulazu (elko), "ringing" na (doduse malim) induktivnostima curenja - zato cesto primecujem i u sekundaru snubber kola..
Naravno kod ovakvih forward topologija cilj je apsolutna simetricnost zbog vec pomenutog eventualnog nezeljenog zasicenja jezgra..

E sad , nisam se preterano igrao sa dizajnom akumulacionih zavojnica (proracunom) - nasao sam nesto po Marty Brown-u i po raznim sajtovimaitd. ali i dalje postoji nedoumica u prici..!!

Sta ako npr. zelim varijacije izlaznog napona kod half-bridge-a (znam da je PSM full bridge topologija bolja za ovu namenu) npr od 5 do 25 V - storage se nece ponasati isto u celom opsegu opterecenja ?

Da li to znaci da se racuna za optimum na odredjenoj vrednosti , za najmanju ili najvecu vrednosti struje, samo prema ripple-u ili nesto trece??
Tj. kako to na primer resavaju firme koje prave lab. izvore napajanja u DC/DC rezimu sa half bridge topologijom..

Uzimajuci u obzir da sam kao elektronicar dugo zanemarivao matematiku u prici - a uredjaje korigovao empirijski mozda ne bi bilo lose da probam u buducnosti da budem malo precizniji.. Te sacuvam prste i tranzistore od pecenja :)

Hvala

Veliki pozdrav za sve

Zato kod sinhronog ispravljanja mosfet-ovima D3, da ne bude dzumbusa u trafou i oko njega:

---

Malo sam u guzvi, pa nemam bas vremena za veoma opsirno objasnjenje, ali evo osnovnih smernica:

Proracun za storage kalem je isti kao za bilo koji buck, osim sto je frekvencija dvostruka u odnosu na frekvenciju HB (posledica dvostranog ispravljanja).
Duty se uzima kao duty kod pojedinacnog polutalasa HB, sto za storage predstavlja pun talas.

Ripple struja se uzima za najveci duty, i bira se (tipicno) da bude manja od 1/5 izlazne struje za maksimalne uslove.
Odnos izlazne struje I_ripple ce ujedno i odrediti brzinu odziva povratne veze, tj. kompletnog stabilizatora.
Sto je ovaj odnos veci, odziv je sporiji ali je bolja filtracija. (Na brzinu odziva takodje utice i velicina izlaznog elko.)

Maksimalni broj navoja ogranicava maksimalna dozvoljena magnetomotorna sila za dato jezgro sa procepom (vazi i za distributed gaped toroide), tj. maksimalno dozvoljen broj ampernavoja (Idc+I_ripp x br.nav.). To se kod nepoznatih jezgara otkriva pomocu DC bias testa (koji nije bas najjednostavniji jer se mora napraviti ili kupiti oprema), a ako znamo uslove u kojima je vec radilo, onda zbirom svih magnetomotornih sila koje su vec delovale na njega.
Prakticno saberemo sve umnoske struja i brojeva navoja, namotaja koji su delovali na jezgro.
Na primer: sa nekog starog ATX skinemo storage, pogledamo koje je napone to jezgro "obradjivalo" (obicno je 3V3 "obradjivano" mag-amp regulatorom i drugom manjom storage). Dakle, neka je na tom napajanju pisalo na primer (navescu proizvoljne velicine koje nemaju veze sa stvarnim, pa se ne vezuj za ove brojke): +5V/25A, +12V/10A, -12V/1A, -5V/1A. Izbrojimo navoje za pojedinacne napone i pomnozimo svaki sa njegovom strujom i sve to saberemo. Tj. 5 x 25 + 12 x 10 + 12 x 1 + 5 x 1 = 262 ampernavoja. Posto se sa snagama kod takvih napajanja puno laze (nisu navedene kontinualne snage vec instant), za validnu cifru uzmemo sigurnih pola od toga :-), tj. 130 ampernavoja.
Ili pak da se pokusa pronaci nesto podataka za ta jezgra (sto je nemoguca misija jer su neverovatno retko u upotrebi jezgra poznatih proizvodjaca ciji su podaci dostupni).

Druga pak putanja je da napravimo DC bias tester, gde cemo namotati sto veci (a poznat) broj navoja na torus, staviti snaznu i brzu kontradiodu paralelno namotaju, povezati namotaj poput primara flyback na neki pwm od 10-20KHz (sa rucno podesivim duty od 0- bar50%, i sa bas snaznim tranzistorom), napojiti to sa par desetina V, i na shunt-u u glavnoj grani osciloskopom posmatrati kada se dostize nivo DC bias zasicenja. Nivo zasicenja ce biti prepoznatljiv po karakteristicnom "repicu" naglog prirasta struje, a pik struje kroz shunt ce nam reci vrednost DC struje koja tece kroz zavojnicu i kontradiodu.
Naime, velika DC struja se postize vec pri veoma malom duty jer je zavojnica klampovana samo sa Uf diode. Struja kroz shunt ce u svakom tom uskom impulsu imati vrednost struje koja vec tece kroz zavojnicu (samo je u periodu pauze tekla kroz kontradiodu). Posto smo namotali dosta navoja (bar 100) induktivitet ce biti veliki i za vreme impulsa ce porast struje biti neznatan, pa ce ono sto vidimo biti validna vrednost. Dioda mora biti dobro hladjena, tranzistor takodje.
tako mozemo saznati maksimalnu magnetomotornu silu koja moze biti primenjena na testiranom jezgru (broj ampernavoja). Poredjenjem tog rezultata sa dostupnim podacima poznatih proizvodjaca, mozemo naci jezgro najslicnije tome, pa iskoristiti ponesto od toga za proracun.

Minimalan broj navoja ogranicava maksimalni nivo magnetske indukcije za to isto jezgro (ali se to daleko teze ""overi", uobicajeno je potreban bitno veci broj navoja od toga).

Kod konvertora sa promenljivim/podesivim izlaznim naponom, I_ripple se takodje najcesce bira kao 1/5 od maksimalne struje pri maksimalnom naponu.

Svakako da to ne moze dati najbolje rezultate u celom opsegu. Kompromis je u pitanju.

Jedino se polifaznim konvertorima mogu dobiti odlicna filtracija i ekstra brz odziv (i jare i pare).

Svojevremeno sam obecao testirati nekoliko tipicnih storage jezgara iz rashodovanih ATX. Do jezgara sam dosao, ali do vremena nikako.

Morace to da priceka...
--------------------------

Moram da unesem ispravku u vezi boldovanog teksta: current doubler ispravljaci nisu punotalasni ispravljaci sa dve diode i srednjim izvodom sekundara. Tu je struja svake polovine sekundara jednaka izlaznoj struji samo ne postoje istovremeno.

Current doubler topologija ispravljanja ima jedan namotaj sekundara, sa dvostrukim naponom od izlaznog, dve diode i DVE storage prigusnice. struja sekundara je jednaka polovini izlazne struje, i struje pojedinacnih storage takodje su jednake polovini izlazne struje, ali se struje obe storage na izlazu sabiraju pa otud naziv toj topologiji. (videti literaturu od Laszlo Balogh-a). Evo prilozicu i pdf. Current doubler se moze primeniti kod svih push-pull forward topologija (HB, FB) bez obzira da li su ZVS ili hard sw.
Prednosti su: bolja filtracija, bolja distribucija toplote, bolja utilizacija sekundarnog namotaja, veoma jednostavno sinhrono ispravljanje (oba sorsa na masi).
Nedostatak je potreba za dva storage jezgra za jedan napon.

Pozz

Pricali ste ovde o ucc25600 pa ako postoji neka dobra sema za SMPS sa duplim napajanjem za pojacalo moze li neko da je objavi posto su mi se zadesila dva komada a na netu nisam uspeo nista da nadjem..pozdrav za majstore!!!

Eh sinko, samo vreme je problem. Strpljenja. Bice.

Pozz

@Macola Hvala puno na informacijama!

Pretpostavljao sam da se storage racuna na max. naponu i struji ali nisam bio u potpunosti siguran , rekoh mozda postoji jos neki trik.

Sto se current doublera tice- izvinjavam se moja greska tj. lapsus, zapravo mislio sam na full wave ispravljac sa dve diode i izvodom bas kao sto je prikazano u Laszlo-vom pdf na slici 1!
Ja sam negde (greskom) kroz literaturu to usvojio kao "current doubler" i tako mi ostade :)

Takodje - i moja zebnja se ostvarila, ne moze "i jare i pare" u toj topologiji , tj. nema iste karakteristike u celom opsegu ali posluzice za neke meni potrebne stvari.. :)

Za neke ozbiljnije naprave (lab. ispravljac jaceg kvaliteta i snage ) bih ipak radio full bridge psm. ili sl.

Sto se tice ovoga oko magnetomotorne sile , malo mi je komplikovano "juriti" sve podatke, pa cu ipak probati odraditi "poluempirijski" , tj. proracunacu prema Iripple i Imax (naravno pri max. snazi) potreban induktivitet, pa cu da vidim koliko to termicki i elektricno sluzi svrsi.


Za "kineze" nema smisla jurcati podatke, necu ih naci..

Pozdrav

@Sleepwalkerbg

Hej, pa za trebe je sala da napravis DC bias tester.

Ako stignem nocas postavicu shemu testera za merenje maksimalne magnetomotorne sile kod gaped toroida.

Mislim da ce mnogima koristiti.

Pozz

Ovo sam racunao kao primer,na pr Lik i Al sigurno nisu te vrednosti ali sam ih uzeo za probu.Negde mi se cini da debelo gresim pa bih zamolio za pomoc i ujedno nejasno mi je oko Csnubbera kako se dolazi do vrednosti /_\Vsn.(obelezio sam strelicom) U proracunima sa 63. strane koje je postavio papk ta vrednost je napisana kao zeljeni ripple napon pa mi nejasno kako ga izracunati

---

Ma narafski, flyback zavojnica sa kontradiodom. Kao da vezujem relej..
Sa rednog otpora - shunta "kradem" vrednost struje , tj momenat kada nastupi nagli skok struje tj. maks. vrednost struje koja pri zadatom broju navojaka daje max. magnetomotornu silu za jezgro koje testiramo. Koristeci proporciju mozemo tako znati maks struju za bilo koji broj navojaka tacnije broj amper-navoja nikad ne sme prekoraciti "sigurnu" oblast.

Prakticno ga vec imam na stolu.

Metodom shunta (ubacivanjem otpora) sam pre neki dan proverio na stolu "simulaciju" storage prigusnice koju sam pravio/proracunao.
Naime pri zeljenoj snazi na potrosacu sam posmatrao osciloskopom oblik struje kroz kalem kako bih se uverio da je Iripple (trougaoni oblik punjenja i praznjenja storage) dobar te da je osiguran DCM rad. Proracunao sam probni "buck" sa 12v (square wave) na 5v DC pri izlaznoj struji od 5A (25W) tek onako da proverim matematiku da li radi, uzimajuci u obzir da sam do sada vise korigovao empirijski :)) I gle - radi i to jako dobro!! (F konvertera 100 KHz, mOSFET sa Rds od 10 mOhm je bio skroz hladan , bez hladnjaka , buck zavojnica mlaka i naravno dioda najtoplija) :) Doduse iterativno sam u praksi dolazio do slicnih rezultata ali sa mnogo vise potrebnog vremena.. :(

E sad , ako sam dobro shvatio - ako prekoracim max. magnetomotornu silu opet dolazi do zasicenja jezgra (kao i sa situacijom pri malo navojaka a velikom strujom/predugim impulsom). Tj Fmm= F * Rm (Magnetomotorna sila je proizvod mag. fluksa i reluktanse - mag. otpora materijala) sto dalje znaci da je F (fluks) = Fmm/Rm tj. da fluks zavisi direktno od Fmm (magnetom. sile.)- direktno proporcionalan Magm. sili a obrnuto reluktansi.

Sad me malo muci nedoumica - zar doticna jezgra nemaju dovoljnu reluktansu (zahvaljujuci distribuiranom gap-u) da izdrze i mnogo vece flukseve od onih koje je fizicki moguce postici kolicinom zice i struje kroz istu ili sam slabo pratio na casovima elektromagnetizma? :)
Prevedeno na srpski - zar se ta jezgra ne "zasicuju" mnogo teze nego ona "tesna" sa malim magnetnim otporom (gapless) ?
Koliko znam , kod jezgara sa procepom skoro sva energija mag. polja je sadrzana u procepu (koji ima veliki magn. otpor) pa je jezgra sa dovoljnim procepom prilicno tesko "zasititi"..


PoZZ


_{[Ovu poruku je menjao Sleepwalkerbg dana 28.03.2013. u 20:38 GMT+1]}

Tacno tako (kao ono boldovano).

Shunt mozes staviti u negativnu granu napajanja (ispod sorsa, da ne ometa drive, posto moze biti i povelikih padova napona na njemu).

Ne treba ti proporcija.

Kada zadas neki konstantni pwm sa kratkim impulsom (mali duty), zavojnica ce se staircase metodom za nekoliko desetina perioda napuniti na nominalnu vrednost struje (no tebi to nije od znacaja jer je to veoma kratko vreme, pa ne utice na posmatranje rezultata).
Prakticno ces postici CCM mod vec sa pwm koji je Vcc/Udf, tj. ako ti je napon napajanja npr. 12VDC, Udf diode oko 1V, duty pri kom se vec ulazi u CCM je 1/12 ili 8,3%. Vec imas kontinualnu struju u kalemu.

Struja kroz tranzistor i shunt ce imati jednaku vrednost kao i kroz diodu, tranzistor ce je u kratkom vremenskom intervalu samo preusmeriti kroz shunt, a u pauzi ce skoro nepromenjena da tece kroz diodu.

Za takav test se uvek mota veliki broj navoja (recimo 100-200) iz dva razloga: prvo, malena je ripple struja tako da se za vreme impulsa i pauze skoro ni malo nece menjati (skoro potpuno horizontalna zaravan) posle uspostavljenog stacionarnog stanja, drugo, sa malo ampera mozes dostici veliku magnetomotornu silu. (gaped toroidi one velicine kao u ATX imaju MMF reda 90-300 ampernavoja, zavisno od gap, odnosno permeabiliteta u njihovom slucaju).

Kada se pojavi karakteristican uzlazni "repic" u impulsu, to je znak da jezgro pocinje ulaziti u zasicenje.
Kod gaped toroida je ulazak u zasicenje prilicno monotona pojava (za razliku od standardnih jezgara sa procepom, koja takodje mozes ovom napravom ispitivati), pa stoga mozes dopustiti i znacajno vecu MMF nego sto je ona gde pocinje zasicenje (opet za razliku od standardnih jezgara sa procepom), naravno uz pad induktiviteta (koji je takodje prilicno monoton, i moze se videti iz struje na shunt).

Svakako, kada tako koristis gaped toroid (a tako ga inace uobicajeno forsiraju u napajanjima :-), kalkulacija najveceg ripple ti pociva na tom induktivitetu koji ces ocekivati pri toj struji. (nekada idu cak i do polovine pocetne vrednosti)

Zanimljiva stvar je sto se postize izvesna samoregulacija zbog opadanja induktiviteta sa prirastom struje, i manji ripple pri manjoj struji, sto unekoliko moze ispraviti one nedostatke o kojima smo pricali u vezi napajanja sa podesivim izlaznim naponom i veoma promenljivom strujom. (stoji da ce kod puno vecih struja nesto veci ripple biti od manjeg znacaja)

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


Za storage je naprotiv bas veoma pozeljan CCM rad (veci odnos Ulpk/Uout nego sto je trenutni duty, jer je Uout prakticno Uklamp, ili pak veci induktivitet storage).
Prakticno, cim ti srednja vrednost Iripple postane manja od izlazne struje, vec si u CCM.
CCM daje bolju filtraciju, uz zrtvu vecih recoverry struja ispravljack(ih)e diod(a)e.




Gaped toroidi se samo monotonije zasicuju. Klasicno EE ili EI sa procepom vec sa par milimetara procepa moze postici slicnu MMF kao kod gaped toroida, osim sto je kriva zasicenja daleko naglija.

To uopste ne mora biti mana, jer ako se ne udje u tu zonu obe vrste jezgra ce isto raditi.

Izvesna prednost gaped toroida upravo pociva na tome sto ta jezgra dopustaju da se "overe" bez stetnih posledica po primarnu stranu. (upravo zbog monotonog pada induktivnosti i "lenjog" zasicenja)


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

Za rucno podesiv pwm mozes koristiti npr. TL494 (ili sta slicno) sa comp vezanim na -in od jednog err-amp, dok drugi err-amp ucinis pasivnim.


Pozz

_{[Ovu poruku je menjao macolakg dana 29.03.2013. u 01:27 GMT+1]}

Evo seme macolinog PSM-a sa prekostrujnom zastitom.Takodje je dobra stvar da kada stisnemo taster sve se gasi (da ne bi neko bio pametniji pa drzao taster,te time iskljucio strujnu zastitu,kao npr:"treba mi samo malko vise struje,pa cu da eliminisem zastitu da bih je dobio" a dobije bum.)


_{[Ovu poruku je menjao aca.jevtic94 dana 28.03.2013. u 21:57 GMT+1]}

---

Hvala Aco na dodatku!

Malo bih samo izmenio par detalja:

-zbog nepoznatih duzina donjih source vodova, i mogucih znacajnih padova napona na istim vodovima (ka -polu od bulk elko), potrebno je obavezno raspregnuti pozitivna napajanja od oba IR2153.

-to se radi tako sto se ka anodi tiristora ta dva napajanja odvedu kroz otpornike od par ohm (pojedinacno).

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

Ovo ce biti veoma vazan i dobar primer svesne kontrole toka parazitnih (nezeljenih) struja.

Naime, kada struja (pogotovo na pocetku impulsa) potekne, na primer, kroz donji tranzistor levog polumosta, na komadu pcb izmedju sorsa tog tranzistora i negativnog kraja bulk elko se moze pojaviti kratkotrajan pad napona od nekoliko pa mozda i desetak V.
Poreklo tako velikog pada napona je od velikih struja koje poticu od punjenja parazitnih kapaciteta trafoa, recoverry struja body dioda, recovery struja izlaznih dioda i parazitnih kapaciteta storage kalema (ima jos toga, da ne gusim previse, ali te struje mogu dostici i nekoliko desetina A !!!).

Taj prenaponski talas ce se pojaviti na +polu decoupling elko u napajanju levog IR2153 (na njegovom pinu 1), i to zato sto je taj elko za strme promene kratak spoj.
"Paket" naelektrisanja na tom elko ce i dalje ostati onih nasih 15V, ali u odnosu na PIN 4 istog kola, koji je sada "podignut" za pad napona na pcb levi donji sors ka - bulk elko.
Podsetimo se da kroz donji desni tranzistor sada ne tece struja, tj. pin 4 od DESNOG IR2153 je na istom potencijalu kao i - pol bulk elko.

Sta to znaci?

Veoma velika struja ce poteci od pina 1 levog IR2153 kroz vod koji im medjusobno spaja napajanja, uci u pin 1 desnog IR2153, proci kroz njegovu internu zener diodu, i najverovatnije je "razvaliti" posle nekog broja impulsa.

Umetanjem dva otpornika npr. od 2,2R od svakog IR2153 ka anodi tiristora, tiristoru ni malo necemo izmeniti funkciju, ali cemo dobiti ukupnu otpornost voda koji medjusobno spaja napajanja IR-ova u vrednosti od 4,4R.

Ako nam je npr. pik pojava (ona o kojoj sve vreme pricam) velicine 10V, kroz tih 4,4R ce poteci svega 2,3A struje, koju ce bez ikakvog problema "pokupiti" decoupling elko na desnom IR2153 (za tako kratko vreme trajanja ce to elko normalno uraditi).
Prakticno, 4,4R i decoupling elkos na oba IR, formiraju uspesan niskopropusni filter za tako kratke tranzijente.

Pojava ce se desavati kao u ogledalu kada provede desni polumost, sa istim efektom.

Interna zener dioda u IR i samo IR, ni na koji nacin nece biti ugrozeni ni u najtezim uslovima.
Onih 10V su hipoteticki, srecom je obicno manja vrednost cak i sa puno losijim rutovanjem nego na shemi, ali i vise nego dovoljna da osteti IC "preko puta".

Te prenaponske pojave mozemo potpuno izbeci jedino ako bi oba donja sorsa i - od bulk elko bili ISTA TACKA, sto je nemoguce (jbg. :-).

Stavljanjem dva, na prvi pogled, besmislena otpornika, iskontrolisali smo struje koje ce teci putanjom najnizih otpora (a ne tuda kuda se nama svidja :-)
---------------------------------------------

Ovo je IZUZETNO poucan primer upravljanja tokovima struja u SMPS.

Od Ace (znam da ima dobru volju) ocekujem da postavi izmenjenu shemu odmah za ovim postom (da bi se lakse videla izmena).

Vec me je komentar umorio...

Pozdrav svima!

P.S.

Moram jos nesto da dopunim:

Reci cete: " sto onda ne povezemo oba pina 4 od IC, nezavisnim pcb direktno na - pol bulk elko?"

To ni u kom slucaju ne bi bilo dobro resenje, cak moze biti "smrtonosno" za donje mosfete!

Isti onaj pad napona (o kom sam prethodno govorio) ce se sabrati (oduzimanje je u pitanju, tj. sabiranje sa negativnim predznakom jednog napona) sa drive naponom za doticni mosfet, ujedno ce induktivitet tog voda biti snazna negativna povrana veza, koja doticni mosfet stavlja u stanje linearnog rezima rada mnogostruko duze nego sto je pametno.
Posledice su njegovo pregrevanje i stradanje.

Onakvim povezivanjem (kao na shemi) je obezbedjen perfektan i podjednak drive SVIM mosfetima, dok se ono od malopre sa strujom resava na vec objasnjen nacin.


P.P.S.

Mozda je bi bilo najelegantnije resenje odvesti napajanja IR-ova ka anodi tiristora kroz dve diode.
Tako bi smo postedeli decoupling elkos od IR-ova od dodatnih ripple struja.
<sub>[Ovu poruku je menjao macolakg dana 28.03.2013. u 22:39 GMT+1]

[Ovu poruku je menjao macolakg dana 28.03.2013. u 22:40 GMT+1]

[Ovu poruku je menjao macolakg dana 28.03.2013. u 22:44 GMT+1]</sub>

Jos jedna napomena u vezi ovog napajanja:

Posto je zbog besplatne nabavke :-) upotrebljeno dva NTC otpornika iz rashodovanih ATX u paralelnoj vezi, jer moraju podneti znacajnu struju:

- izabrati dva potpuno iste vrste.

- OBAVEZNO ih cvrsto termicki spregnuti inace ce jedan (onaj koji se prvi zagreje) preuzeti svu struju !!!

- zalepiti ih sto vecom dodirnom povrsinom medjusobno i zaliti ih sa svih strana silikonskim gitom.

Tako cemo obezbediti daleko pravilniju raspodelu struja po pojedinacnom NTC i dugo ce nam oba trajati.

Silikonski git je dobar provodnik toplote i oba NTC ce se prilicno dobro upariti.

Pozz

u konkretno ovu svrhu moze se koristiti termo-pasta za procesore koja u sebi sadrzi metale pa je termoprovodnija od ove sto se koristi u audio uredjajima. usput procesorska pasta ima i odredjenu elektricnu provodnost pa treba izbegavati kontakt sa nozicama ntc-a. bilo bi odlicno imati konacnu verziju seme,tako bi se mogla prepraviti ona plocica sto sam je crtao.