[es] - Regulator napona 3,3V

mikikg
System administrator
Srbija

Član broj: 3779
Poruke: 5059
*.dynamic.isp.telekom.rs.

Sajt: yu3ma.net

+505 Profil

Re: Regulator napona 3,3V - princip rada ?

^{06.05.2013. u 08:27 - pre 133 meseci}

Kod tih ATX napajanja se koristi regulacija (osim kod PWM kontrolera) pomocu magnetnih-pojacivaca tj "mag-amp" na sekundarnoj strani upotrebom prigusnica/jezgra sa malim pragom zasicenja i kontrolom DC komponente kroz nju (Q5).
Iskreno nov sam u SMPS tehnici i jos ucim kako sve to radi. Mozda neko iskusniji da neko preciznije objasnjenje.

Evo jedan zanimljiv dokument oko tih mag-amp, mozda nije direktno vezano za ovu temu ali ima finih objasnjenja oko tog principa.
http://thayer.dartmouth.edu/inductor/papers/taes33-456.pdf

U konkretnom primeru za ATX L2 je u ulozi mag-amp ...

Jos malo dokumentacije:
http://www.onsemi.com/site/pdf/inside_the_power_supply.pdf
http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/AND8316-D.PDF

_{[Ovu poruku je menjao mikikg dana 06.05.2013. u 10:32 GMT+1]}

Site about Software Defined Radio – SDR
http://yu3ma.net/
https://github.com/yu3ma
On-line LM317 kalkulator

Prikačeni fajlovi

mag-amp.png - 87.52k

mag-amp2.png - 196.53k

Odgovor na temu

villenjak
Novi Sad

Član broj: 217072
Poruke: 92
*.dynamic.sbb.rs.

+6 Profil

Re: Regulator napona 3,3V - princip rada ?

^{06.05.2013. u 11:45 - pre 133 meseci}

Hvala za dokumentaciju, a narocito za ovaj drugi pdf, veoma je poucan.
Kao amater sebi to objasnjavam tako sto pozitivan impuls sa tranzistora kroz diodu CR8 malo smanji negativnu poluperiodu na prigusnici, sto prouzrokuje skracenje trajanja pozitivne poluperiode. To se vidi i na osciloskopskom prikazu.
Ali mi nikako nije jasna uloga diode CR9, iako ovde kaze da je njena uloga da cuva tranzistor od zasicenja kad CR8 ne provodi!?
Meni bi bilo logicno da je kontra okrenuta, zar taj pozitivan impuls sa tranzistora tako nece otici na masu!?
Znam da je to tesko objasniti amateru, ali se nadam da ipak postoji neko jednostavnije, lakse razumljivije objasnjenje, ili se uzalud nadam.

Pozdrav

Prikačeni fajlovi

1.JPG - 57.75k

Odgovor na temu

macolakg
Dragoljub Aleksijevic
Kragujevac

Član broj: 301424
Poruke: 3227
*.adsl.eunet.rs.

+1095 Profil

Re: Regulator napona 3,3V - princip rada ?

^{06.05.2013. u 14:59 - pre 133 meseci}

@villenjak

Mag amp jezgro je jezgro sa posebnim karakteristikama.

Ključne osobine su mu da ima veoma veliki permeabilitet kada nije u zasićenju, a kada se zasiti onda ga skoro uopšte nema.

Samo jezgro tog tipa ima osobinu da veoma naglo prelazi u zasićenje za razliku od ostalih jezgara, i takva jezgra se zovu jezgrima sa pravougaonom BH karakteristikom.

Narodskim rečima, to jezgro predstavlja veliku reaktansu na red sa ispravljačkom diodom sve dok ne dotakne zasićenje.
U tom trenutku postaje nešto nalik kratkom spoju i dioda dobije ostatak impulsa od trafoa. Ponaša se kao odličan prekidač.

Mag amp jezgro se "namešta" do blizu ivice zasićenja, i to se podešava brojem navoja na njemu u odnosu na impulsni napon iz sekundara.

Kada ne bi postojalo "reset" kolo (BCxx one dve diodice i otpornik), mag amp jezgro bi se zasitilo u potpunosti već u prvih nekoliko impulsa zato sto struja kroz njegov namotaj teče samo u jednom smeru, i ne bi postojala nikakva reaktivna otpornost ispred diode. Izlazni napon bi bio maksimalan.

Reset kolom ga vraćamo iz zasićenog stanja suprotnim smerom struje kroz njegov namotaj, i ta struja polazi iz napona napajanja onog BCxxx, protiče kroz diodu i namotaj i završava u sekundarnom namotaju čiji je napon u pauzi negativan.

Kolicinom te struje možemo namestiti koliko "duboko" će mag amp biti "izvučen" iz zasićenja.

Ta struja je inače mala, reda koju stotinu mA, iz čega se vidi i pojačavačko dejstvo mag amp.

Relacije imeđu te reset struje i glavne struje su složene za razmatranje u ovako kratkom tekstu.

Za početak uzmi kao informaciju da je ukupna energija koja se "vrti" po jezgru mag amp mala u odnosu na snagu kojom on upravlja i da je njen ukupni bilans nešto oko one snage koju će onaj BCxxx plasirati za reset.

Najveća količina energije u jezgru mag amp je kada je izlazna struja najmanja, i tada je sam mag amp najopterećeniji.
-----------------------------------

Kroz svaki kalem koji se napaja pravougaonim impulsom, struja će narastati linearno u vremenu.

Posledično na isti način narasta polje u jezgru mag amp.

Potpuno resetovan mag amp predstavlja veoma veliku induktivnost, pa struja kroz nju biva mala i beznačajna u odnosu na izlaznu struju.
Ako ga u svakom impulsu potpuno resetujemo (vecom strujom kroz onaj BCxx), za naredni pozitivni impuls on će se ponašati kao isključen prekidač sa nevelikom strujom curenja. Izlazni napon će biti minimalan.

Ako ga delimično resetujemo (manja reset struja), njegovo magnetno polje unutar jezgra će imati već neku vrednost, pa će naredni pozitivni impuls uspeti da ga dovede do zasićenja za neki deo vremena svog trajanja.

Praktično, on neće provoditi neko vreme pozitivnog impulsa i onda će postati naglo provodan pre njegovog završetka.
To preostalo vreme impulsa će biti plasirano kroz ispravljačku diodu i pojaviće se u potrošaču.

Mag amp formira pravi pravcati PWM koji može upravljati širinom pozitivnog impulsa koji se prosledjuje kroz izlaznu diodu ka storage kalemu i potrošaču.

To je standardni buck konvertor sa magnetnim umesto poluprovodničkog prekidača.

Google moze naći dosta literature oko mag amps, a potrebno je više od nekoliko rečenica da bi se dobro shvatio njegov rad.

Za početak je ovo bilo neko preliminarno razjašnjenje, ali mora se malo dublje proučiti.

Pozz

Odgovor na temu

macolakg
Dragoljub Aleksijevic
Kragujevac

Član broj: 301424
Poruke: 3227
*.adsl.eunet.rs.

+1095 Profil

Re: Regulator napona 3,3V - princip rada ?

^{06.05.2013. u 15:19 - pre 133 meseci}

@villenjak

Zaboravih oko diode CR9.

Ona je tu da spreči prolazak recoverry struje diode CR8 kroz tranzistor.

Odgovor na temu

zica49
Ivica Antolović E74ZI
44°50′N 18°03′E

Član broj: 3011
Poruke: 4673
*.team.ba.

ICQ: -27

+1146 Profil

Re: Regulator napona 3,3V - princip rada ?

^{06.05.2013. u 16:55 - pre 133 meseci}

Da i ja nesto "nabaljezgam"
Buduci da se izlazi 3,3 i 5V "hrane" sa istog sekundarnog namotaja kod ATX napajanja Mag amp je mudro uveden kao rjesenje.
Izlazi 3,3 i 5V su uglavnom "nosioci" izlazne snage kod istih te struje cak i desetine ampera.
Od ta dva izlaza se trazi da budu takoreci bez naponske devijacije(stabilizovani),bez Mag amp-a dodavanjem potrosnje na jedan rezultat bi bila ogromna naponska devijacija na drugom tu nastupa Mag amp a feedback regulacija ih dozivljava kao jedan...
Postoji nekoliko rjeseenja,nekad se za referentnu tacku uzima 5V a nekad 3,3 V o kojoj se brine feedback regulacija ali rezultat uglavnom isti..

Ja sam iz BiH sporo "kontam"pa molim za razumijevanje!

Odgovor na temu

villenjak
Novi Sad

Član broj: 217072
Poruke: 92
*.dynamic.sbb.rs.

+6 Profil

Re: Regulator napona 3,3V - princip rada ?

^{06.05.2013. u 18:44 - pre 133 meseci}

Auu, pa ovo je prava nauka! Svaka vam cast, skidam kapu!

Ovo je za mene previse kompleksna problematika i drzacu se onoga "vezi konja gde ti gazda kaze i ne mudruj puno"! Neko je to vec lepo proracunao i tako mora biti. Kolika se promena izlaznog napona (+3.3V) moze ocekivati promenom naponskog delitelja na REF pinu TL431?

Hvala vam na strpljenju.

Odgovor na temu

zica49
Ivica Antolović E74ZI
44°50′N 18°03′E

Član broj: 3011
Poruke: 4673
*.team.ba.

ICQ: -27

+1146 Profil

Re: Regulator napona 3,3V - princip rada ?

^{06.05.2013. u 20:55 - pre 133 meseci}

Moze se bez velikih problema ici do 20% +/- .

Ja sam iz BiH sporo "kontam"pa molim za razumijevanje!

Odgovor na temu

macolakg
Dragoljub Aleksijevic
Kragujevac

Član broj: 301424
Poruke: 3227
*.adsl.eunet.rs.

+1095 Profil

Re: Regulator napona 3,3V - princip rada ?

^{06.05.2013. u 21:02 - pre 133 meseci}

Citat:

villenjak: Auu, pa ovo je prava nauka! Svaka vam cast, skidam kapu!

Ovo je za mene previse kompleksna problematika i drzacu se onoga "vezi konja gde ti gazda kaze i ne mudruj puno"! Neko je to vec lepo proracunao i tako mora biti. Kolika se promena izlaznog napona (+3.3V) moze ocekivati promenom naponskog delitelja na REF pinu TL431?

Hvala vam na strpljenju.

Pa, trebalo bi prilično široko, mada nisam nikada probao u nekim širim granicama da menjam baš taj od 3V3, a pravio sam sa mag amp regulacije od 0-50V.

Bez posebnih dodataka, reff na TL431 može biti minimalno 2,5V. Od 2,5 pa do 4V ne bi trebalo biti problema.

Moze se i kakav drugi sklop staviti umesto TL431 i reset jezgra napajati sa nekog drugog napona, pa onda može biti širi raspon regulacije.

Ako se umesto TL431 stavi neki op-amp, i neki referent, napajani sa nekog drugog višeg napona, dala bi se napraviti regulacija skoro od nule pa do više od 5-6V.

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

Lako je saznati okvire u kojima sam mag amp može regulisati konkretan izlaz na ATX:

Uz oprez gde treba proveriti maksimalni napon elko na izalazu za 3V3, kratkospajanjem kontrolnog pina od TL431 na masu, dobice se na izlazu ono sto bi bio mogući maksimum pri nekom konkretnom opterećenju, a kod kratkospajanja kolektor-emiter od kontrolnog tranzistora dobiće se mogući minimum pri istom opterećenju.

Na nekim ATX postoji i jedna dioda koja "preskače" mag amp i direktno sa AC izvoda za 5V ide na storage za 3V3.
Kod takvog se napon na izlazu ne može smanjiti ispod 2V5, medjutim ako otkačimo tu diodu, ostaće nam samo mag amp na jednom polutalasu, i onda napon može (uz odgovarajuću regulaciju) ići maltene do nule.

Da potsetim: manja reset struja - veća struja kroz mag amp i obrnuto.

Pozdrav!
-

Odgovor na temu

zica49
Ivica Antolović E74ZI
44°50′N 18°03′E

Član broj: 3011
Poruke: 4673
*.team.ba.

ICQ: -27

+1146 Profil

Re: Regulator napona 3,3V - princip rada ?

^{06.05.2013. u 21:29 - pre 133 meseci}

Citat:

villenjak:
Auu, pa ovo je prava nauka! Svaka vam cast, skidam kapu!

Ovo je za mene previse kompleksna problematika i drzacu se onoga "vezi konja gde ti gazda kaze i ne mudruj puno"! Neko je to vec lepo proracunao i tako mora biti. Kolika se promena izlaznog napona (+3.3V) moze ocekivati promenom naponskog delitelja na REF pinu TL431?

Hvala vam na strpljenju.

Uopste nije nikakva kompleksna nauka samo drugacija verzija regulcije..u stvari ta vrsta regulacije se koristila i pedesetak godina proslog vijeka samo su je drugacije zvali.
Postojala je u svakom kolor televizoru i crt monitoru..te su je zvali korekcija istok/zapad malo kome da nije poznato kad ista rikne da je imao sliku u obliku jastuka.. :)

Ja sam iz BiH sporo "kontam"pa molim za razumijevanje!

Odgovor na temu

macolakg
Dragoljub Aleksijevic
Kragujevac

Član broj: 301424
Poruke: 3227
*.adsl.eunet.rs.

+1095 Profil

Re: Regulator napona 3,3V - princip rada ?

^{06.05.2013. u 23:03 - pre 133 meseci}

@zica49

He he, a koristi se i danas, i to na najmodernijim sredstvima na svetu :-)

"The magamp designed for the JAS39 Gripen is based on the block diagram in
accordance with Fig. 17. In this chapter the demonstrator as well as the series
unit is shown. This demonstrator was designed to verify the viability of the
concept [8]. The design was done in a CAD system, but the unit was built by
hand. The demonstrator fulfilled the purpose of demonstrating the concept, and
served as a reference during the following design phase. In Fig. 25, a low cost
demonstrator is shown. "

Jedan mali izvod iz "neke tamo" dokumentacije.

Veliki pozdrav!

Odgovor na temu

villenjak
Novi Sad

Član broj: 217072
Poruke: 92
*.dynamic.sbb.rs.

+6 Profil

Re: Regulator napona 3,3V - princip rada ?

^{07.05.2013. u 15:45 - pre 133 meseci}

@macolakg
@zica49

Hvala vam na odgovorima. Veoma korisno stivo.
Uzgred, Madjari se nisu proslavili sa Gripenom. Priznali su da su se z.j.b.li. Kvari se mnogo vise od ocekivanog a i preskupo odrzavanje.
Ali ne bih rekao da je zbog magampa, hi :-)

Pozdrav.

Odgovor na temu

macolakg
Dragoljub Aleksijevic
Kragujevac

Član broj: 301424
Poruke: 3227
*.adsl.eunet.rs.

+1095 Profil

Re: Regulator napona 3,3V - princip rada ?

^{07.05.2013. u 19:04 - pre 133 meseci}

Citat:

villenjak: @macolakg
@zica49

Hvala vam na odgovorima. Veoma korisno stivo.
Uzgred, Madjari se nisu proslavili sa Gripenom. Priznali su da su se z.j.b.li. Kvari se mnogo vise od ocekivanog a i preskupo odrzavanje.
Ali ne bih rekao da je zbog magampa, hi :-)

Pozdrav.

Ne postoji pouzdaniji pojačavač na ovoj planeti :-). Malo žice i malo gvožđa.

Veliki broj i civilnih i vojnih aviona koristi upravo magnetne pojačavače na najvitalnijim mestima.

Mag amp-om se osim PWM regulacije daju praviti i audio pojačavači, razni analogni regulatori i još svašta nešto.

Ta tehnologija je polovinom prošlog veka bila veoma zastupljena u merno-regulacionoj elektronici.

Iznad svega se odlikuje fantastičnom pouzdanošću.

Napretkom generatora naizmeničnih struja viših učestanosti (elektronski SMPS), mag amp se ponovo vratio na scenu sa uveliko smanjenim gabaritima i konkurentan cenom u odnosu na sklopove sa sličnim krajnjim mogućnostima.

Razvijaju se i novi feritni materijali poput Philipsovog 3R1, koji će uskoro biti jevtiniji od trakom motanih prethodnika, i još više vratiti jednostavni i pouzdani mag-amp u upotrebu.

http://uk.farnell.com/ferroxcu...ite-core-cylindrical/dp/179441

Pozdrav!

Odgovor na temu