SMPS za pojacalo

@APEXaudio

Svakako.
Moglo bi to fino da ispadne, jedino bi valjalo bakarnim zicama "ojacati" visokostrujne delove PCB, jer se u postojecem koristi znatno deblji bakarni sloj i verovatno bar dva sloja za vece struje.

Pozz

Evo jednog SMPS-a iz Tajlanda, slicno napajanje je nekad ugradjivala Engleska firma 'Chevin'...

---

@APEXaudio

Takodje je i Sony radio nesto slicno na par modela.

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

Inace, ovim poslednjim postom ste dali izvrstan odgovor na pitanje @Peca_zvucnici oko elektronskog trafoa za halogene sijalice.

Ovo mu je veoma slican sklop, moze iz ovoga nesto nauciti.

Pozdrav

Pozdrav Kolegama.

Smps šema 6KW i šema 1,2 KW, ne sadrže filtracione prigušnice ispred dioda.
Na fotografiji se ne vidi da li na elektrodama dioda ima feritnih perli.

Pitanja za g. @macolu:
- Zašto nema prigušnica?
- Zašto se ne postavlja kapacitivni razdelnik (2x1uF) za primar trafoa kod polumosta, u šemama gde su redno vezani elko?
Praktično, svaki elko ima u paraleli svoj blok C. (VF struja lakše ide kroz blok C, nego kroz elko)

@Mile "APEX"
Imate li šemu 6KW u višoj rezoluciji?

Milan.

Onda evo jos jedan slican sklop: klon Chevin-a sa 'Dalekog Istoka' :)
Imao sam na stolu originalnog Chevina i nije greska filtracija na sekundarnoj strani su bila dva MKP-a 10uF/100V.

---

Pozdrav Kolegama.
Greške na sec T2 i dijaku ZT1.
Milan.

Izgleda nasao uzrok ali ne i gresku.

Na 1 i 4 pinu ic-a ima samo 8.5V a treba 15V.

Otpor je 27k 5W kao po semi, jedino ako ic vuce previse struje a otpor obara napon...

Sve ostalo ok.

Pozdrav!

---

Evo, upravo je @APEXaudio postavio shemu jedne umetnicke konstrukcije rezonantnog pretvaraca, koji radi na desnom boku rezonanse i losije spregnutim trafoom snage.

Lep primerak za ucenje pravih "caka" pravljenja SMPS.

Konstrukcija jako lici na elektronske trafoe za halogenu rasvetu, a potpuno drugacije radi.
-----------------------------------------------------------------------------------------

Napravicu poredjenja ovog sklopa sto je postavio @APEXaudio i ona dva sklopa koje je postavio @aca.jevtic94.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------
Prvi sklop (postavio @APEXaudio):

Vrsta samooscilujuceg rezonantnog pretvaraca, koji radi na desnom boku rezonanse (uocicete da su za celih 1.2KW serijski kondenzatori primara svega 400nF, setite se posta u kom sam opisao relacije primar-serijski kondenzator).

Samooscilovanje je izvedeno NAPONSKOM povratnom vezom sa kola koje je nalik snubber kolu. Takav SMPS se odlikuje relativno malom promenom frekvencije u zavisnosti od opterecenja i kada se ono povecava frekvencija blago opada.
Zahvaljujuci tome sto su serijski kondenzatori primara "natrimovani" da kolo primar-kondenzatori radi na desnom boku rezonantne krive, ovaj pretvarac ima struju primara blisku sinusnoj, a napon na primaru pravougaoni, mada blizi trapeznom.

Pretpostavljam da je primar namotan ili skroz do jezgra ili skroz spolja, a izmedju njega i sekundara snage se nalaze ostali namotaji.
Nisam taj pretvarac imao u rukama, ni razmotavao njegov trafo, ali vidim da @APEXaudio jeste, pa mozda moze vise reci o tome.
Na taj nacin je dobijena labavija sprega, i zbog toga izbegnuta prigusnica izmedju izlaznih ispravljackih dioda i izlaznih Elko.
U konkretnom slucaju i struja dioda ima priblizno sinusni oblik, i ne opterecuje primarnu stranu udarnim strujama punjenja Elko.
Ulogu poznate nam prigusnice (nas MPP toroid), preuzimaju rasipni induktiviteti trafoa (namerno izvedeni).

Najnizu frekvenciju oscilovanja (sto je ekstremno kriticno kod ovog pretvaraca) odredjuje RC clan vezan serujski sa primarom pobudnog trafoa: 470pF i 1K1 ( 2 komada od 2K2 paralelno).
Fakticki, trajanje jednog polutalasa je odredjeno konacnim punjenjem kondenzatora od 470pF, i malo zavisi od opterecenja.
Za razliku od pretvaraca koga cu sledeceg opisati (koje je postavio @aca.jevtic94, a sto su inace standardni elektronski trafoi za halogenu rasvetu), ovaj pretvarac moze oscilovati bez opterecenja. Dovoljan je jedan impuls iz diaka za start i on ce uspostaviti i odrzavati oscilovanje.
Da napon u praznom hodu ne bi postao previsok, ovde trafo nema toliko "labavu" spregu kao kod pravog LLC, i neophodni su mu bleeder otpornici na izlazima. Posledicno i struja u primaru nije bas sinusna, ali tezi tome.
Pretvarac predstavlja jednostavan i jevtin kompromis izmedju hard switching pretvaraca i ZVS LLC.
Primecuje se i zastita od starta kod preniskog napona mreze (zenerica 91V), ali na zalost nema zastitu ako je vec startovao a napon mreze postane prenizak.
Poboljsanje u odnosu na hard switching naprave je vidljivo, ali ne u tolikoj meri kao kod ZVS LLC.
Znacajno je jevtiniji za serijsku proizvodnju jer nema glomazno i skupo MPP filtersko jezgro, koje bi moralo da bude odgovarajucih gabarita za 1.2KW, ili umesto njega EI jezgro sa vazdusnim procepom velicine polovine trafoa snage.

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

Druga dva sklopa (postavio @aca.jevtic94):

Tipicna dva primerka hard switching pretvaraca, jednog sa STRUJNOM, drugog sa NAPONSKOM povratnom spregom. (odmah cete zapaziti veliki kapacitet kondenzatora serijski vezanih sa primarom, to je inace najbrza metoda razlikovanja vrste rada, hard switching i rezonantnog).

Prvi pretvarac ne moze odrzati uslov samooscilovanja u praznom hodu, i neophodno mu je izvesno opterecenje da bi radio.
Drugi moze raditi bez opterecenja, ali sa znacajnim gubicima u praznom hodu.
Prvi je predisponiran za termogena opterecenja zbog brzine narastanja struje u primaru pobudnog trafoa.
Takodje je predisponiran za rad sa bipolarnim tranzistorima zbog niskih baznih barijera u odnosu na gate treshold mosfeta (mada postoje slicne konstrukcije i sa mosfetima ali ne rade tako pouzdano).
Da bi radili kao napajanje za audio pojacavac, potrebno im je staviti izlaznu prigusnicu (MPP toroid) izmedju ispravljackih dioda i izlaznih Elko, ali kod prvog, MPP toroid se mota na granici zasicenja (manje navoja nego kod onih sto su na forumu u izradi), da bi struje baza porasle za krace vreme, dok je kod drugog isto pravilo kao za ove vec pravljene na forumu.

Kod prvog, uslov oscilovanja je postignut zasicenjem jezgra pobudnog trafoa, i njegov izbor je najkriticniji deo ovog pretvaraca.
Cilj je da se zasicenje jezgra pobudnog trafoa dogodi pre zasicenja jezgra trafoa snage (tu je katastrofalna greska staviti vece jezgro :-).
Pobudni trafo mora zbog toga raditi sa prilicno visokom temperaturom jezgra zbog vecih gubitaka u njemu.

Driver trafo iz ATX napajanja je na isti nacin napravljen (ima strujni namotaj, proporcionalno pobudjivanje baze), samo sto ima i dodatni primar za nadsinhronizaciju od strane PWM kola.

Inace, ATX i sklop sa prve slike koju je Aca postavio, na identican nacin odrzavaju uslov oscilovanja, samo sto se kod ATX trajanje polutalasa kontrolise nadsinhronizacijom pomocu dodatnog namotaja (bifilarni primar kojim upravlja par tranzistora vezanih za PWM kolo).
Sklop od Ace, sa druge slike radi sa NAPONSKOM povratnom vezom, ali uslov oscilovanja je odredjen konacnim punjenjem C3 i C4 u kolima baza i zasicenjem trafoa snage. Takodje je hard switching, i vaze sva pravila opterecenja kao i za skop sa Acine prve slike.

Osobine ovih pretvaraca su da im frekvencija veoma zavisi od opterecenja, i takodje je niza sto je opterecenje vece.
Sa malim opterecenjem dolaze do izrazaja gubici u jezgru trafoa snage zbog visoke frekvencije, a pri vecim opterecenjima gubici opet rastu zbog velike magnetne indukcije u trafou snage.
Najekonomicniji su sa srednjim opterecenjima, dok je prethodno opisani pretvarac (postavio APEXaudio) najekonomicniji pri vecim opterecenjima.

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

Jedno naravoucenije:

Sto jednostavnije izgleda pretvarac, sve ga je teze dobro napraviti, jer uslove rada po pravilu diktiraju specificne komponente kao sto su driver trafo i izlazni trafo, koje su pazljivo "podesene" za pouzdan rad.

Cesto se do uspesne konstrukcije ovakvih stize sa kesicom tranzistora u kanti, i posle toga je tesko ponovljiv ako ne raspolazemo bas istim komponentama :-)

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

Nadam se da sam pocetnicima olaksao razumevanje rada za obe vrste pretvaraca, a iskusnijima doneo neki nov detalj...

Pozdrav

P.S.

Bavio sam se necim drugim u medjuvremenu i nisam video gomilu postova u medjuvremenu.
Cini mi se da sam video i par pitanja za mene. odgovoricu.

Objasnjenje pretvaraca sto je postavio @APEXaudio se odnosi na Tajlandski od 1,2KW.
Nisam video da je u medjuvremenu postavio jos toga.

Na ovo pitanje sam odgovorio u prethodnom postu. LLC rezonantni pretvaraci nemaju potrebe za izlaznim prigusnicama, jer struja dioda narasta od nule po sinusnom zakonu. Energija biva akumulirana u rasipnim induktivitetima trafoa (namerno izvedenim). To se zove "Integrated Magnetic Structure".

Pozdrav

P.S.

Zaboravio sam da dam odgovor u vezi kondenzatora serijskih sa primarom:

Za razliku od hard switching aplikacija, kod rezonantnog pretvaraca reaktansa kondenzatora je postavljena u preciznom odnosu prema kompleksnoj reaktansi preslikanoj na primar. Cilj je zadrzavanje na desnom boku rezonantne krive, a ni u kom slucaju ne sme doci do centra rezonanse ili na levi bok.

Svakako da ovi kondenzatori mogu biti vezani za +BUS, za - BUS ili za srednju tacku Elko.
Mala je razlika, ali ipak vazna: Kod rezonantnih pretvaraca tece kroz primar i te kondenzatore snazna reaktivna komponenta struje (jalova struja), koja se zatvara kroz jedan mosfet i njegovu internu diodu.
Izbegava se proticanje te struje kroz Elko, jer oni to tesko mogu izdrzati.
Kada bi se npr. kondenzatori razgranali ka + i ka - BUS, polovina te struje bi se zatvarala kroz mosfet i njegovu internu diodu, a druga polovina kroz Elko pa u istu tacku.

Moze i razgranavanje, ali onda je neophodno staviti blok kondenzator znatno veceg kapaciteta nego sto su rezonantni, paralelno samom Elko.


_{[Ovu poruku je menjao macolakg dana 22.08.2012. u 01:09 GMT+1]}

Tacno tako.

27K pruza i vise nego dovoljno struje za rad IR2153. Mozda ne valja kolo, ili je prevrnut Elko (boost, ili onaj za napajanje).


Valjda na 4. pinu treba 0V.
Da nisi mislio izmedju 1. i 4. pina?
Pozdrav

Otpornik je ok ali ako ic povuce vise struje on obara napon...

I da mislio sam izmedju 1 i 4, napajanje ic-a.

U napajanju elektroliti su lepo okrenuti, a mali boost isto tako...

Pozdrav!

---

E ovakva ja napajanja najvise volim
Bas su mali kond. na izlazu,svega 13,6uF po grani.Da li je to dovoljno?
I da zanima me na ovoj semi sta su K1B i K2B? Verovatno neki relej?
E gospodine Macola svaka Vam cast vidi se da imate znanja.
Uvek nam je dobrodosla takva pomoc.



_{[Ovu poruku je menjao aca.jevtic94 dana 22.08.2012. u 13:24 GMT+1]}

---

Aco,
Hvala na podrsci!

Ne vidim nikakvu prepravku, verovatno si nehoticno postavio istu shemu?

C3 treba donjim krajem na masu, diak na gejtove DONJIH mosfeta, katoda UF4004 na drejn donjih mosfeta.

Samom napajanju je dovoljno 13u6, ali postoji ripple na radnoj ucestanosti konvertera, koja, posto je dosta iznad audio opsega ne moze da se cuje.

Sam pojacavac ima svoje Elko, koji poboljsavaju filtraciju, a na koje se racuna u upotrebi. 13u6 spasavaju te Elko od HF ripple struja pretvaraca.

---------------------------------------------------
K1B i K2B jesu 24VDC spulne od dva releja.
Ta metoda za soft start mi se uopste ne svidja (dobra ce biti za 110VAC).
Ako pretvarac iz nekog razloga ne startuje, Elko-i ce za nekoliko desetaka sekundi "napumpati" na DC BUS-u 650VDC i zavrsiti na plafonu :-).
Kroz mali grec, K1B i K2B, spoj gejta i A1 trijaka, ispravljac ce proraditi kao dubler napona, a rezultat toga znamo...

Za upotrebu na 230Vac treba pin 2 malog greca premestiti na vod koji ide sa prikljucka J4 i R403 povecati na 3-4K/5W.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Ovakvo napajanje volis, ali ga nije jednostavno napraviti :-).

Radna ucestanost je od ekstremno kriticnog znacaja, a veoma je diktirana osobinama driver trafoa i strogo definisanim osobinama trafoa snage (rasipna induktivnost, magnetizaciona induktivnost, njihov odnos tj. sprega).
Ovde nije dovoljan samo broj navoja sa seme, vec je veoma vazan nacin motanja.
Driver trafo T2 je tek problem! Od kriticne vaznosti su velicina i pemeabilnost jezgra.
Ovakav pretvarac kod malih promasaja u nacinu motanja i osobinama driver jezgra moze izgubiti pola snage ili pak pregoreti.
Kriva desnog boka rezonanse je veoma nelinearna i naglo prirasta kada se priblizavamo centru. Kada smo dosta udaljeni od centra rezonanse, pretvarac nece imati snage, ali ako se dovoljno priblizimo razvice punu snagu.
Medjutim, kako se priblizavamoo centru rezonanse, i veoma male promene ucestanosti izuzetno menjaju struju i napon primara. Dok smo dovoljno daleko, promena od 10KHz nece napraviti nista posebno znacajno, ali kada dodjemo do strmog dela krive, razlika od 1KHz nam moze znaciti unistenje pretvaraca ili uredjaja koji napaja (ako pretvarac uspe da prezivi neko vreme).
Ovakvi pretvaraci se podesavaju i pustaju u pogon iskljucivo sa laznim opterecenjem, i pri tom treba poceti od znacajno vece frekvencije nego sto je rezonansa primar-kondenzatori.
E sad, dodatnu nevolju stvara to sto rezonantna ucestanost primar-kondenzator nije fiksna, vec zavisi od izlaznog opterecenja, i to na takav nacin da veoma lako moze da "sklizne" ka centru rezonanse.
Polozaj na boku rezonanse treba pronaci sa maksimalnim mogucim opterecenjem, i tada Q faktor primar-kondenzatori NE SME biti veci od 1.2-1,3. Sve iznad toga zavrsava katastrofalno. Q faktor primar-kondenzatori, u najvecoj meri zavisi od NACINA motanja trafoa snage.

Pozdrav Aco

--------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------
Pocetnici treba da znaju sta znace na otpornicima oznake kao sto su 2203, 102 i slicno.

Kada je otpornik oznacen sa tri cifre, onda su prve dve brojevi, a treca broj nula (primer 102 = 10 i 00, dakle 1000 ohm, tj 1K), i radi se o otporniku sa tolerancijom od 5%.

Kada je otpornik oznacen sa cetiri cifre, onda su prve tri brojevi, a cetvrta je broj nula (primer 2203 = 220 i 000, dakle 220000 ohma, tj. 220K), i radi se o otporniku tolerancije 1% ili manje od toga.



_{[Ovu poruku je menjao macolakg dana 22.08.2012. u 13:21 GMT+1]}

Ic ce "povuci" vise struje ako:
-je neispravan,
-radi na prevelikoj frekvenciji (pogresna vrednost RT, Ct),
-postoji problem na nekom od gejtova mosfeta (proboj),
-preveliki Qg mosfeta (neki veoma snazni mosfeti ili dosta njih paralelno),
-ili zbog eventualne greske na PCB.
---------------------------------

Tipicna potrosnja takih IC je manja od 10mA za ucestanosti manje od 100KHz i mosfete sa Qg od stotinak- nC.

Ako je ucestanost veca, ili ako su stavljeni neki veoma snazni mosfeti, onda mu treba dovesti vise struje tj. smanjiti vrednost onom otporu od 27K.

Izvadis mosfete, pa bez njih izmeris napon napajanja kola (tako znas da li je kolo).
Proveris vrednosti Rt i CT, a i mosfete kad su vec skinuti.

Pozdrav

Postavicu ispravnu semu uskoro samo da nacrtam,mozda se u ovom smps-u okidaju prvo gornji mosfetovi?Ali je malo cudno jer u svim ostalim ide na donje.

---

Evo seme:

---

Nece moci gornji mosfeti, u tom slucaju bi imao samo jednu sansu za start, dok se napune 4 x 100n i nikad vise, a ako ne proradi od prvog impulsa diaka (sto zavisi od opterecenja sekundara), onda ce zauvek da ostane tako pasivan.
------------------------------------------------------------------------------------------------------

Mislim da je daleko bolje obraditi onu Tajlandsku shemu od 1.2KW. Ispravna je vec onako kako stoji, samo bih izbacio onu gomilu Elko na DC BUS i ostavio dva od 330u/400, izbacio bih prekidac za dubler kod rada na 110VAC (onaj koji ide sa naizmenicne strane greca na srednji kraj mreznih Elko, kod nas nema potrebe za njim), takodje bih izbacio ona dva otpornika od 100K/2W koji simetrisu Elko, jer vise nece biti potrebe za njima. Praznjenje Elko je obezbedjeno samim radom pretvaraca, a ako ne startuje onda startnim kolom do 90-tak V.

Takodje, kod ovog pretvaraca postoje prilicno dobri podaci za oba trafoa (osim nacina motanja trafoa snage), i frekvencija vise zavisi od R i C nego od osobina jezgra driver trafoa, sto povecava sanse za uspesno pravljenje.
Takodje bih umesto 1N4148 u gejtovima, stavio zenericu 15V/1W.

Pravila za sekundare su takva da se dobija oko 6,2V po navoju.
To pravilo ne vazi za primar. Na njemu ce biti izmedju 7-8V po navoju.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Moze se isti sklop napraviti i za manju snagu, samo treba smanjiti broj mosfeta i napraviti manji trafo snage.
Trafo snage moze biti problem, ali vredi pokusati sa takvim nacinom motanja da primar bude na jednoj polovini srednjeg stuba, a svi sekundari na drugoj polovini (kao za LLC, sto ovaj konverter i jeste), pri cemu sekundare snage postaviti najudaljenije od primara (izmedju se namotaju pomocni sekundari kao svojevrsna pregrada).
Svakako bi trebalo smanjiti vrednost kondenzatora serijskih sa primarom i "doterati" im vrednost na bok rezonanse tako da pri punom opterecenju na primaru napon ne bude veci od 1.2 x Vcc/2, odnosno najvise oko 195V.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------

Pozdrav

Ovo je ok.

Ipak preporucujem onu Tajlandsku (objasnio sam zasto).

OK sad cu ja da postavim ono na nase mere :)

---