SMPS za pojacalo

Serijski ili paralelno?Pitam posto sam vidjao paralelno trafou.Hvala za ideje sa trafoima to cu da namotam uskoro,imam jedno jezgro,ali moram pitati nekoga da kupim jos napajanja slab sam sa njima a trebali bi mi....
Zbog prevelike struje ili?
Moze li se ograniciti npr sijalicom?

---

A evo i slike:
A i videa:
1
2


_{[Ovu poruku je menjao aca.jevtic94 dana 28.09.2012. u 10:19 GMT+1]}

---

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


Pise ti u citatu "kondenzator serijski sa primarom", znaci onaj sto je sada 1uF, nista paralelno trafou osim onog naponskog trafoa za merenje koga sam opisao u prethodnom postu.

Takodje serijski sa primarom i prigusnica (MPP toroid).

----------------------------------------
Moze se struja ograniciti sijalicom, mada tada uslovi rada nisu realni pa moras imati vise iteracija pri podesavanju.
Bolje ce biti sa nizim naponom napajanja.

Ako pogodis centar razonanse struja ce porasti na enormnu vrednost (imas u onoj aplikacionoj noti sve potrebno, samo treba da je proucis natenane, a i moje postove pazljivije da citas).

http://www.elitesecurity.org/p3152791
http://www.elitesecurity.org/p3153490

Pozdrav

_{[Ovu poruku je menjao macolakg dana 28.09.2012. u 16:27 GMT+1]}

E sad neka zastita od kratkog spoja na izlazu na ovu acinu zadnju shemu ne bi bilo lose.

E to i to cu osmisliti ;)

---

Evo nesto slicno:

Menjao sam onaj C u smps od 1u do 220n i izlazni napon se nije promenio (ili je malo za 0.5v max) L je bila redno sa C kao sto je napisano.... sutra cu probati mani C...

_{[Ovu poruku je menjao aca.jevtic94 dana 28.09.2012. u 20:32 GMT+1]}

---

@aca.jevtic94

[quote]Evo nesto slicno:[quote]

Slicno je to sto se serijskim kondenzatorom smanjuje ukupna reaktansa, cim se povecava napon na primaru.

Veoma razlicito je to sto je u ovom slucaju cilj zasicenje jezgra radi stabilizacije napona, dok u nasem slucaju se jezgro i ne priblizava granici zasicenja, i nije cilj stabilizacija napona, vec sinusna struja u primarnom namotaju.

Radi se o dva potpuno razlicita principa rada.
------------------------------------------------------------------------------------------
Evo jos jednom cu sazeto ponoviti razloge zbog kojih je prednost napraviti rezonantni pretvarac:


- trafo moze preneti vecu snagu zbog sinusnog oblika struje kroz primar, siguran dobitak je najmanje 10% sa istom ucestanosti rada.

- zbog manjeg prirasta temperature u jezgru ucestanost se moze povecati, cim se dobija opet povecanje snage koju trafo moze preneti, i to je u znacajno vecem stepenu nego zbog prethodnog.

- Namerno se mota "los" trafo, tj. trafo sa slabijom spregom primar-sekundar (split bobin metoda), cije je motanje neuporedivo lase nego "ucesljavanje".

- zbog takvog (split bobin) motanja, namotaji su "otvoreniji" prema okolini, bolje se hlade, cim se dobija jos dodatne snage i KKD.

- novonastala znacajna rasipna induktivnost primara postaje "storage", tj. akumulacioni element, u kome se akumulira deo nepotrosene energije i koji obezbedjuje induktivni karakter celog trafoa, pa prestaje potreba za akumulacionom prigusnicom ispred dioda, cim se stedi citavo jedno jezgro i njegov namotaj (MPP toroid), gde su takodje iskljuceni gubici koji su postojali na dodatnom feritu i njegovom namotaju, sto opet znaci jos snage i KKD.

- recoverry struje izlaznih dioda se svode na minimum, zbog "lenjih" tranzicija (sto je posledica sinusnog oblika struje kroz njih), sto opet znaci jos snage i KKD.

- uz dobro optimizovanje odnosa rasipne i magnetizacione induktivnosti trafoa prema potrosnji, i pravilnim izborom frekvencije, moze se dobiti ZVS (Zero Voltage Switching), cim se recoverry struje u "body" diodama Mosfet-a svode na minimum, recoverry charge Mosfeta takodje na minimum, switching gubici Mosfeta na minimum, a sveukupno jos snage i KKD.

- zbog malenog recoverry charge, za kontrolu gejtova treba znacajno manja snaga nego kod hard switching, te je kontrola gejtova jednostavnija.

- zbog znacajnog smanjenja switching gubitaka, kao posledice prebacivanja stanja switching elemenata za vreme dok je na njihovim krajevima napon najmanji, i "blagim" tranzicijama, mogu se "lenji" elementi poput IGBT koristiti na znacajno visim frekvencijama od uobicajenih.

- Ceo sklop je sveukupno manje opterecen strmim tranzicijama, cim se smanjuje broj visih harmonika u radnoj ucestanosti, a sto pak znaci znacajno manju emisiju radio smetnji.

- inzvaredne izolacione osobine trafoa zbog split-bobin metode.

----------------------------------------------------------------------
Svi ovi dobici nose i neku "cenu" koja se mora "platiti":

- switching tranzistori moraju biti dimenzionisati za vece struje, jer su optereceni znacajnom reaktivnom komponentom.

- rezonantni kondenzator (serijski sa primarom) mora biti odlicnog kvaliteta.

- slozen proracun trafoa.

- potreban znacajno veci presek zice primarnog namotaja zbog opterecenja reaktivnom strujom, i zbog toga je u najvecem broju slucajeva primarni namotaj najtoplija zona u celom sklopu.


Pozdrav svima

E ovako danas sam menjao C od 1u pa sve do 4n7 i sa njm napon opada i jedva radi smps,a nikakvu razliku u naponu nisam primetio,opterecenje je bio otpornik od 47 oma.

---

@aca.jevtic94

Isuvise "tvrdo" spregnut trafo.

Mali je Q faktor.

Mora da se poveca induktivitet spoljasnjeg kalema.

Dok je nizak Q, nece ti se povecati izlazni napon, tek neznatno.

Tacke izmedju kojih treba da meris su na pdf.

Nije tako jednostavno kao sto na prvi pogled izgleda.

Treba ti onaj strujni trafo, treba ti onaj naponski trafo...

Cilj nije povecanje napona na sekundarima, vec sinusna struja kroz primar.

Trafo mora da bude opterecen maksimalnim predvidjenim opterecenjem.

Rezonantno kolo formiraju Ls i Cres sa serijki vezanim otporom, koji se preslikava na primar.

Celom tom sklopu se namesta Q izmedju 5 i 6, i dobices sinusnu struju.

Mislim da jos uvek nisi spreman za taj eksperiment, i da moras jos malo da probrljas po literaturi.

Sada sam u panici sa vremenom.
Kada budem mogao, napisacu detaljno ceo postupak sa postavljenim primerom i oscilogramima.

Izgleda da nece moci ovako.

Smisao ovog je bila vezba, ali treba prvo da napravis odgovarajuce uslove za merenje i podesavanje ovakvih sklopova.


Pozdrav

Ako neko hoce da premotava trafo za ovaj moj poslednji smps,napon po navojku na sekundaru je 3,8V.Probao sam da stavim procep i kad sam sasvim slucajno pipnuo hladnjak sa tranz. i opekao sam se kao macka ,zatim sam procep sveo na najmanji moguci i tranz. su hladni bez obzira na opterecenje (max je bilo oko 190w toliko mi dozvoljava rastavni trafo).Zamenuo sam 13007 sa 2sc2625 jer su jaci.Necu jos dirati nista oko LC kola neka ostane 1uF,to cemo otom potom.
Jedno pitanje moze li "split bobin" motanje da se koristi u hard sw. aplikacijama?

---

E, ćao drustvo,

Ja se kao uključio pre nekog vremena pa me nema nigde, ali imam trenutno još uvek puno obaveza zbog kojih ne mogu svojski da se koncentrisem na temu.

Čuo sam još pre nekog vremena da je za izradu SMPS-ova jako zgodno imati osciloskop, pa pošto sam do sada imao samo softverski PC osciloskop za merenja preko zvučne karte koji je dovoljan samo za audio merenja, malo sam tražio po internetu i našao mali original kineski USB dvokanalni osciloskop sa 48MS/s, 20MHz analogni opseg, oko 5MHz efektivni opseg, dve pipalice x1/x10/40MHz, sa softverom koji omogucava brdo funkcija i to sve za 75$ uključujući shipping (malo sam se cenjkao): http://www.alibaba.com/product..._virtual_oscilloscope_48M.html.

Što se mene tiče nek radi i do 1MHz, puna kapa za SMPS, ali me malo brine kakva vrsta pipalice će mi trebati računajući da naponi na SMPS-u prelaze 300 i 400v - verovatno x100, ali da li njeni vrhovi (uključujući i masu) moraju i da su potpuno galvanski odvojeni od ulaza osciloskopa zbog tako visokih mernih napona? Gde naći takvu pipalicu i da li postoji neka verzija po sistemu uradi sam odnosno Do It Yourself kako se to kaže po naški? :-)

P.S. Ustvari i kakvim uopšte instrumentom merite vrednosti na SMPS'u, pošto ne vidim da bi to sve moglo sa običnim unimerom?

_{[Ovu poruku je menjao Peca_zvucnici dana 29.09.2012. u 23:08 GMT+1]}

---

Ako switching tranzistori imaju kontradiode, i ako ti je "tvrdo" napajanje (dobar decoupling), u principu moze, ali ce ti opasti KKD i izlazni napon ce vise zavisiti od opterecenja.

Poprilican deo energije primara ce se "recirkulisati" nazad ka bulk Elko, potpuno bez svrhe. Nece sva energija biti preneta na izlaz, a kontradiode ce biti opterecene recoverry strujama (zbog hard switching) pa ce se sve to zajedno vise zagrevati.

Svaki SMPS koji ima diodama obezbedjenu kratku i efikasnu putanju za povratak viska energije iz primara nazad u napajanje, moze raditi i bez prisustva sekundara (sto pak znaci da je sa aspekta primarne strane sprega trafoa nebitna, sto se bezbednosti tice).

Tu spadaju sledeci SMPS (mislim na hard switching, sa transformatorom):

- dvoprekidacki forward.
- dvoprekidacki flyback.
- push-pull (klasicni, sa srednjim izvodom primara).
- half-bridge.
- full-bridge

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

Oko onog sto si pokusao sa procepom:

Kada stavis procep, induktivitet primara ti vec sa 0,2-3mm opadne na manje od pola, srazmerno poraste i magnetizaciona struja trafoa, jezgro se puni vecom kolicinom energije, koja se pak mora vratiti nazad kroz kontradiode.
Sve to dobro greje, a ima svrhe samo u odredjenim slucajevima (nimalo kod bilo koje push-pull, hard switching topologije).

Ovi SMPS koje ti pravis (uglavnom half-bridge, hard switching), su po principu rada forward pretvaraci, protivtaktni, tj. push-pull.

Energija koja se akumulira u jezgru trafoa treba da je minimalna, dok energija koja se akumulira u "storage" zavojnici (MPP toroid) treba da je maksimalna.

Kod pretvaraca sa forward principom rada, magnetizaciona struja trafoa (i = U/Lprim * delta_t), NE ZAVISI od opterecenja sekundara. Ona zavisi samo od ovih elemenata iz prethodnog obrasca, i od oblika krive magnecenja samog jezgra.

Za vreme dok je provodan jedan od tranzistora, energija biva u tom trenutku preneta sekundaru, sto ce poceti da nagomilava magnetnu energiju u "storage" zavojnici, iz koje ce se (na pocetnicima teze shvatljiv nacin) za vreme pauze oba tranzistora, energija isprazniti (ne potpuno, ako je duty veci od cetvrtine periode) u izlazni elko.

Magnetizaciona struja trafoa je nuspojava kod forward tipa pretvaraca, i najradije bi smo je izbegli ako bi se to moglo, no zakoni fizike su neumoljivi, pa ona mora imati neku vrednost.

Zato primar transformatora za forward pretvarace treba da ima vecu induktivnost, a shodno tome jezgro da nema procep.

Prakticno, forwardu bi najvise odgovarao sto veci broj navoja u primaru, no to se iz prakticnih razloga ne radi, jer bi narasli termogeni otpori zice i parazitni kapaciteti, pa se broj navoja svodi na sto manji, a ipak dovoljan, takav da magnetizaciona struja trafoa bude manja od trecine truje potrosnje.

Prakticno se nalazi dobar kompromis izmedju gubitaka u bakru i gubitaka u jezgru.
-------------------------------------------------------------------------------
Nasuprot "glavnom" trafou, "storage" prigusnica MORA imati procep, jer se u nju akumulira skoro sva energija impulsa upravo u njenom magnetnom polju (i to najvise u samom procepu),

MPP jezgro ima distribuiran (rasporedjen) procep po celoj zapremini jezgra, sacinjen od mnogih mikro procepa izmedju zrnaca magnetnog materijala.

Najveci deo energije celog SMPS je "na cekanju da bude isporucen izlazu" upravo u storage prigusnici, i od njenog pravilnog dimenzionisanja zavisi kvalitet rada celog SMPS.

------------------------------------------------------------------------
Nesto oko praznjenja energije iz storage zavojnice:

Energija nagomilana u storage zavojnici za vreme impulsa se mora negde isprazniti.
Kada bi smo u trenutku pauze tranzistora (hipoteticki) uklonili sve komponente sa primarne strane trafoa, na storage zavojnici bi se (na njenom spoju sa sekundarom) pojavio (teoretski) beskonacno veliki negativni napon.

Napon koji storage zavojnica "pokusa" da proizvede, biva preslikan na primar trafoa, jer se sada sekundar ponasa kao primar, biva uvecan prenosnim odnosom trafoa i "uklampovan" kontradiodama tranzistora na priblizno napon napajanja + 2 x U barijere dioda, polovina sekundara koja je prethodno "punila" storage zavojnicu postaje dinamicki kratki spoj sa naponom "ulkampovanim" na velicinu -(napon napajanja / prenosni odnos trafoa ), i kroz taj dinamicki kratki spoj (svakako i kroz ispravljacku diodu) se storage zavojnica prazni u izlazni elko, za vreme pauze tranzistora.

Eto,tako to radi.

Storage zavojnica sa opisanim dinamickim kratkim spojem i ispravljackom diodom, formira standardni buck konvertor (ili uslovno receno flyback), gde se prikljucna tacka sekundara moze posmatrati kao prekidacki tranzistor kod buck konvertera.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------
Razjasnicu nesto oko naziva raznih SMPS:

Zbog lakseg razlikovanja raznih topologija, neki pretvaraci su dobili "rezervisana" zargonska imena.

Kao: flyback, ime koje skoro da je rezervisano za inverting boost-buck sa jos jednim namotajem za galvansko razdvajanje.

Kada bi smo, buck, boost i inverting boost-buck konvertorima (uobicajeno nazvani u literaturi), zicu od njihove zavojnice pocepali uzduzno i tim nacinom stekli galvansko razdvajanje, dobili bi smo flyback.

Sva tri prethodno navedena pripadaju flyback principu rada, odnosno isporucuju energiju potrosacu za vreme PAUZE tranzistora, prazneci nagomilanu magnetnu energiju iz jezgra u potrosac.

Kao: forward, ime zargonski rezervisano za odredjen pretvarac uobicajen u literaturi.

SVI forward konverteri, kojima pripadaju: klasican forward, push-pull, half-bridge, full-bridge, MORAJU na svom izlazu imati drugi konverter koji pociva na fluback principu, a koga snabdevaju za vreme IMPULSA tranzistora, da bi doticni flyback za vreme pauze predao energiju potrosacu.
Pomenuti flyback se sastoji od: storage zavojnice, diode i dinamickog kratkog spoja sekundara (kod klasicnog forward je postavljena i posebna dioda za praznjenje, moze isto tako i kod half-bridge, ali ne mora, pa se tako ustedi doticna dioda).

Kao: push-pull, ime skoro rezervisano za protivtaktni konverter sa srednjim izvodom na primaru.

SVI protivtaktni konverteri, kojima tranzistori naizmenicno, a na isti nacin, snabdevaju potrosac, su push-pull konvertori.

U tu vrstu spadaju: half-bridge, full-bridge i klasican push-pull sa srednjim izvodom primara (hard switching ili rezonantni, sve jedno).

Posto samo nekoliko imena poklapa sve topologije pretvaraca, precutno su se odomacila imena koja se vidjaju u literaturi, radi manje mogucnosti zabune.

No, veoma je vazno znati kojoj grupaciji (familiji) pripada neki konvertor.

Lakse je razumevanje rada.

Iz tog razloga sam ovo pitanje rasclanio.

Opsirno odgovarajuci na tvoje pitanje, i drugima sam dao korisne inforacije.

Pozdrav

To majstore.. ,jos jesno pitanje mogu li one ulazne mrezne EE prigusnice u filteru da se koriste za npr. GDT ili BDT?

---

U sustini mogu, ali materijal jezgra nije bas najpogodniji za driver trafo.

Takve prigusnice obicno imaju feritni materijal za namenu "current compensated choke", imaju veoma veliki permeabilitet, veoma su lako zasicuju malenim DC bias.

http://www.epcos.com/web/gener...F_CurrentCompensatedChokes.pdf

Pogledaj dijagram na slici 2. (Current through one coil only, totally uncompensated)

Toj porodici pripada i Epcos-ov materijal N30, koga sam dosta cesto koristio kao power jezgro za manje snage, iz ciste nuzde da ih ne bacim, jer su "pametnjakovici" od nasih distributera ferita, nekom cudnom metodom medjusobnog "prepisivanja" ponabavljali torusna feritna jezgarca bas od tog materijala.
Cak se veoma cesto dogadja da posalju N30 umesto power materijala (N27, N87), posto jezgra potpuno isto izgledaju.
(samo sto ih ja lako prepoznajem po veoma velikom permeabilitetu)

Posle izvesnog istrazivanja sam utvrdio da to ne cine zbog zloupotrebe razlike u ceni, vec iz cistog neznanja.

Na neki volseban nacin smo "osudjeni" da imamo kod vecine distributra na lageru, pretezno materijal N30 ili slican od drugih proizvodjaca :-).

Materijali za current compensated choke namenu imaju skoro dvostruki permeabilitet od power materijala, pri istoj velicini jezgra.

To moze na prvi pogled biti zgodno jer bi trebalo motati veoma malo navoja, ali avaj, ta jezgra ne mogu raditi sa visokom magnetnom indukcijom poput pover materijala ([email protected], N30@0,25T), takodje im je veoma niska Kiri temperatura(N27>200^C, N30<130^C).

Suprotno od ocekivanog, ovakvi materijali zahtevaju nesto malo manji broj navoja od onog za power materijal, oko polovinu snage mogu preneti do 50KHz u odnosu na power materijale, od 50-150KHz se nesto povecavaju performanse sa manjim nivoom magnetne indukcije (0,1T), pa se na oko 150KHz pocinju skoro izjednacavati sa N27, osim imunosti za DC bias i temperature rada.

To EE iz ulaznog filtra u potpunosti pripada porodici materijala kao sto je N30, moze se upotrebiti kao driver trafo, pod uslovom da ni u kom trenutku ne prekorace 0,3T, 100^C, i da nema ni "trunke" DC bias.

Prva dva uslova se ostvaruju izborom veceg jezgra za manju snagu, a treci obezbedjivanjem veoma sigurnog "reseta" jezgra (ili serijski kondenzator, ili apsolutna simetrija magnecenja).

Posto taj materijal ima visoku permeabilnost, tu se mozemo posluziti "trikom" i postavljanjem malenog procepa, smanjiti mu osetljivost na DC bias (to mozemo kod EE jezgra, kod toroida smo nemocni :-), kada mu procepom permeabilnost dovedemo u opseg power materijala (Al), osetljivost na DC bias mu se priblizi osobinama power materijala, ali zahtevan broj navoja postaje veci, no i dalje ostaje ogranicena temperatura rada (kada spolja dostigne 80-tak^C, unutra vec mogu biti "hot-spots" na 130^C).

Za rad sa nepoznatim jezgrima je potrebno imati nekakav merac induktivnosti, osciloskop i nesto za merenje struje kroz namotaj (onaj strujni trafo, koga si nadam se napravio :-).

Jednostavan merac induktiviteta (dovoljno upotrebljiv) se moze napraviti mostnom metodom merenja, ali o tome cemo drugi put, jer sada nemam vremena.

Evo fotke kako izgleda struja kroz namotaj (potpuno neoptereceni sekundari) koji je pobudjen pravougaonim impulsom, a gde jezgro "dodiruje" granicu zasicenja (radi se upravo o materijalu N30, pri 100^C, i to je apsolutna granica koja se sme dohvatiti).
Gornji oscilogram je napon pobude, donji je struja kroz namotaj.

Prakticno, na oscilogramu struje vidis delove histerezisne krive, samo drugacije postavljene u prostoru (daj masti na volju pa iz delova donjeg oscilograma pokusaj da vidis klasicnu krivu magnecenja).

Posmatrajuci samo "strujni" talasni oblik koji vidis, sta god namotao, kada vidis ove zakrivljene "repice" koje sam zaokruzio na fotki, na granici si zasicenja jezgra, onda treba ili povecati broj navoja ili smanjiti napon pobude.

Pozdrav

E ljud uradio sam tajlandski i nece da pocne da osciluje,sta da radim,menjao dva dijaka,napon na gejtu je 0.2v kad okine trijak te ne moze da pobudi fet(stavio irf840),sve delove sam proverio i ispravni su.... povecavao C i nista umesto trafoa sravio sijalicu ali ka - polu a ne ka +

---

@aca.jevtic94

Postavi semu onog sto si napravio, sa oznacenim polaritetima svih namotaja, pa cu nocas kada opet budem za racunarom pogledati.

Pozz

pa sema je sa ove teme,nije do polariteta vezao sam opterecenje i na + vod i nista se ne desava kao da dijak nema snage uopste ne okida fet,menjao sam i polaritet namotaja i nista fet se ne okine da bi poceo da osciluje... odoh da napravim one trafoe ;)

---

Evo merenja,probao sam ono LC da dodam i menja se oblik talasa nije bio bas sinus,mozda treba jos manji C ja sam isao do 47nF.Talasni oblici struje su sa 1uF kao na semi

---

@aca.jevtic94

Pogledao sam na brzaka. Nemam sada vremena.

Sve je to jos uvek hard switching. Negde gresis, a ne mogu odavde videti gde.

Q faktor je premali.

Nekom drugom prilikom cemo to izanalizirati.

Nego, kako ti se svidja upotreba strujnog trafoa?

Prakticno zar ne?

Napravi i naponski, super korisna stvar.

Pozz

Pa i jeste hard sw. nisam stavio L i C to jest C je 1uF,posle ce biti slike i sa LC kolom
Trafo je cool,nisam bas najbolje uradio ali dobar je za merenja,do koje f. moze da meri?

---