DC-DC pretvarač 12-300V

Evo valnih oblika bazne struje, mjereno diferencijalnom metodom na 51R baznom otporu, u praznom hodu i s 10W LED žaruljom kao teretom, pretvarač radi uredno u oba slučaja, možda ti pomogne u rješavanju tvog slučaja...

Prazni hod je 2uS-2V / div a 10W LED je 20uS-10V / div.

P.S. Malo sam se igrao zadnjih sat vremena, uglavnom ako stavim manje jezgro uz otprilike isti broj namotaja onda moram smanjit bazni otpor s 78R na 27R da bi ponovo dobio čiste valne oblike, eventualno povećat broj namotaja sekundara (manji namotaj) za 2-3 navoja

Prednost MANJEG jezgra je manja frekvencija u praznom hodu, posljedično tome i manja struja praznog hoda zbog manjih switching gubitaka skoro za duplo, veće jezgro je promjera 20mm a manje 12mm, struje praznog hoda su 410 mA vs 235 mA...

Ovo su neke smjernice za igranje s pobudnim trafićem, BTW valne oblike mjeri na kolektorima prema masi a ne na bazama, tek sad detaljno vidim tvoj post, možda je to razlog očitavanja duty-ja od 80%, a ako si stavio rednu vezu induktora (žuto-bijelog) sa srednjim izvodom power trafoa onda je preklapanje neminovno jer pretvarač time postaje tzv. current feed topologija - odmah makni taj induktor...

<sub>[Ovu poruku je menjao Budući penzić dana 03.05.2023. u 01:49 GMT+1]

[Ovu poruku je menjao Budući penzić dana 03.05.2023. u 01:55 GMT+1]</sub>

Naravno nije jezgro sa procepom,taj TV je imao nekoliko napajanja,pravi izvor za delove.Ova topologija gledano na glavni trafo je pushpull pa zbog moguce nesimetrije i nije lose imati vrlo mali procep mozda debljine papira.Kod mosta i polumosta imamo gde seriski kondenzator a ovde ostaje samo mali procep zbog moguce DC komponente.
Ja sam u pocetku samo nabrzinu s-posla procitao temu,iskopirao i otstampao macolin tekst i vise nisam nista gledao nego poceo da pravim,zato sam i pomesao neke stvari i stavio prigusnicu redni trafou jer vidim pobudni trafo je vezan redno,znaci strujni trafo i to mi se ucinilo logicno za rednu prigusnicu,jos se i desilo da se tranzistori preklapaju bas kao kod strujnih konvertora i eto zabune...naponski ima deadtime strujni overlap,naponski kondenzator srtujni zavojnicu i td...
Probao sam sa nekoliko razlicitih jezgara za pobudni trafo i uvek isto,i kad se jave te oscilacije cim se prikaci i minimalno opterecenje odma se sve gasi.
Nekad smo ja i Aca Jeftic iznapravljali bezbroj samooscilujucih polumostova i flajbeka-bloking oscilatora sto je besprekono radilo ali ovo sad me jednostavno nece i nije prvi put da mi topologije slicne ovoj nerade koje sam pravio po nekim semama sa trafo iz PC napajanja.
Cim nadjem vremena probacu prvo sa drugim tranzistorima i ako i to neide jer sve ostalo je probano onda cu da zamenim glavni trafo,ipak o njemu nemam nikakve podatke i ima logike da je mozda i on problem.

Potpis

MILAN ANDRIC

Ako možeš nabavit tranzistore koje je Macola preporučio u prethodnim postovima, D44H seriju to bi bilo najbolje, kod mene su dostupni jedino u Zg ali u smd verziji a to mi ne odgovara jer nemam nekog iskustva sa smd elementima...

Svakako zamjeni tranzistore, BU508 trebaju jaku pobudu kod velike struje pa se možda zbog toga gase oscilacije, ako su verzija s internom kontradiodom možda im i to smeta, ovi moji TIP35C su 100V/25A i nevjerovatno žilavi, spalili su 20A tromi osigurač bez da trepnu i ništa im nije, cijena im je kod mene 1.7 eur/komad, ekvivalentni su im BD249, može i slabiji BD245 (1 eur/kom) za manje snage...

Trafo svakako namotaj sam s prenosnim odnosom 1:25, primar bifilarno najbolje trakom, onda pletenicom, sekundar ispod njega a najbolje učešljano, za min. frekvenciju od 16-20KHz, dB=0.25, onda znaš na čemu si...

Nakon toga počinje tulum s pobudnim trafom, kod mene još uvijek traje :)

Znam da imaš iskustva s SMPS-om, pratio sam svojedobno temu "SMPS za pojačalo" i sjećam se tebe, Ace Jevtića i mnogih drugih forumaša koji su bili aktivni a Macoline tekstove i objašnjenja imam u posebnom folderu, da imam printer odštampao bi cijelu knjigu :)

P.S. Sad sam se sjetio da sam za probu bio stavio MJ 13007 switching tranzistore kad sam mislio da sam spalio tip-ove i ivice oscilograma napona su bile zaobljene - nedovoljna pobuda, kod BU508 treba još i jača pobuda...

Nakon nekoliko uzaludnih iteracija pobudnih trafića konačno sam na pravom putu, ništa bez dobrog starog obrnutog inženjeringa...

Uglavnom cijelo vrijeme pokušavam da dobijem čisti trapez u praznom hodu i to sam radio podešavanjem baznog otpora - POGREŠNO, moguće ga je tako dobit ali onda previše pada napon s opterećenjem i frekvencija nakon početnog spuštanja kod kačenja malog tereta, raste s povećanjem opterećenja...

Rješenje je u vraćanju baznog otpora na tvorničke postavke (4R7) i povećanju broja namotaja primara, ali za koliko za dato jezgro koje imamo ???

Odgovor leži u reverznom inžinjeringu Macoline sheme na kojoj koristi R16 jezgro od N30 materijala s 36 namotaja primara i 6 sekundara za nepoznate tranzistore, kod njega je to radilo pa idemo redom...

R16 ima Ae od 19.73 mm2, materijal N30 ima max. dB od 0.25T, broj namotaja je 36 a napon pravokutni frekvencije 16 KHz i time dolazimo do poznate formule N=Uin*10 na 6-tu/4*f*dB*Ae
koju okrenemo da dobijemo Uin kod kojeg jezgro počinje ulazit u zasićenje tj. U*10>6 = 4*f*dB*Ae*N i dobijemo napon od cca 11.5V (11.365V po računu)

Taj napon moramo dobiti uz bazni otpor od 4R7 i za bilo koji drugi presjek jezgra i broj namotaja, u mojem slučaju 33.63 mm2 koliko ima R20 jezgro, izlazi mi 21 namotaj znači bio sam blizu s 18 namotaja ali pošto je trafo zaliven s epoxy-em ne mogu ga premotat bez oštećenja pa sam ostavio 18 za probu na brzinu...

To, uz SMANJENJE prenosnog odnosa (umjesto 18:5 sad je 18:11, s tim se treba malo igrat) dovodi do kristalno čistog trapeza u praznom hodu od 67 KHz, s 10W ledarom pada na 20 KHz četvrtku i na 15 KHz s još jednom od 10W - ukupno 20W, napon padne s 309V u praznom hodu na 295V s 20W led teretom, malo me brine preniska frekvencija ali još trafo nije premotan na postavke dobivene proračunom a i frekva se lako podigne igranjem s baznim otporom (ne previše)

Proračun je ponovljiv za bilo koje pobudno jezgro ali treba poznavat materijal jezgra zbog dB max. i presjek jezgra Ae s time da mu je permeabilitet barem 2000 i da je bez procjepa.

Toliko za sada, nastavljam s igranjem idućih dana, pozdrav...

@Penzić

Trafo R20/N30 premotan na 10N primarno i 7N sekundarno, bazni otpor 4R7, napajanje je sa SMPS-om od 150W - 12V...

Morao sam pojačat blider opterećenje jer mi pretvarač neće da starta s tim prenosnim odnosom, sad je 2X100K + 150K u paralelu, razmišljam o 5-10W običnoj žarulji kao blideru a ujedno i indikaciji rada pretvarača...

Izlazni naponi i frekvencije:
------------------------
Prazni hod: 305V - 90 KHz
10W LED : 302V - 33 KHz
2X10W LED: 299V - 21.8 KHz
40W žarulja: 290V - 16.2 KHz
40W žarulja: 288V - 16.2 KHz
+ 10W LED
60W žarulja: 283V - 16.9 KHz
------------------------
Primjećujem da je prilikom napajanja sa SMPS-a valni oblik trapeznog napona mutan, kao da oscilira na više frekvencija, kad prebacim napajanje na linearni PSU onda bude ponovo čist, vjerovatno neka smetnja s SMPS-a iako je - pol uzemljen, pod bilo kakvim teretom su oblici čisti na oba napajanja...

Tranzistori nakon polusatnog testa na 40W žarulji jedva da su mlaki, odokativno 30-35*C, ne više, na tom teretu iz napajanja ide 5.1 A

Uglavnom, misija je izvršena, aparatura radi uredno onako kako sam zamislio, jest da me koštalo vremena i živaca ali isplatilo se...

Ako nekom treba pomoć u proračunu pobudnog trafoa neka se javi u ovoj temi pa ćemo probat da nađemo rješenje, podaci koji trebaju su presjek i materijal jezgra, izlazna snaga i tip korištenih tranzistora...

Pozdrav

@Penzić

P.S. Input: 12.08 V / 5.17 A
Output: 290 V / 0.198 A
KKD: Skoro 0.92, znam da je KKD teško točno odredit ali pošto se sprava jako malo grije blizu je...



_{[Ovu poruku je menjao Budući penzić dana 11.05.2023. u 00:34 GMT+1]}

Nisam imao vremena da pratim tvoj rad ali vidim da si se snašao.

Pošto si "sišao" na nižu frekvenciji, kao prevenciju saturacije glavnog trafoa preporučujem više navojaka za isti presek. Rezultati će biti bolji svakako.

Generalno posmatrano, ta naprava bolje radi sa većim jezgrima i nižoj frekvenciji jer bipolarni tranzistori nisu brzi. Tako se dobija bolji KKD ali su gabariti malo veći...

KKD je u tim granicama koje si naveo kad se sve dobro spakuje.

KKD je najpouzdanije izmeriti kalorimetarskom komorom. U te svrhe može odlično poslužiti kućište od nekog baterijskog frižidera (hladnjaka) jer je pristojno izolovano prema okolini.
Poslužiće kao kalorimetarska komora.
Potrebno je tu komoru kalibrisati pre upotrebe. Sve kablove ka unutra treba uvući kroz što manje rupice na kućištu, tako da ne ometaju otvaranje poklopca.

Kalibracija se obavlja na sledeći način:
- staviti komoru u prostoriju sa što stabilnijom temperaturom okoline (neka podrumska ili klimatizovana prostorija), bez promaje (propuha). Stabilna temperatura treba da bude bar nekoliko časova.
- U komoru staviti snažan žičani otpornik snage reda par desetina W na neko termotporno postolje, tako da otpornik bude približno u centru komore.
- pri dnu komore treba namontirati ventilator, usmeren tako da sve vreme recirkulira vazduh(zrak) u komori.
- U komoru treba postaviti dve sonde za temperaturu: jednu pri vrhu, drugu pri dnu komore, na suprotnoj strani od ventilatora.

1. kalibracija: staviti komoru u prostoriju sa stabilnom temperaturom i zatvorenim poklopcem, uključiti samo ventilator i posle 4-5 časova popisati obe temperature sa unetom energijom od strane ventilatora i to je naše početno stanje od kog ćemo ubuduće meriti.
3. staviti unutra žičani otpornik i stabilisanim DC izvorom ga napojiti sa stepenasto gradiranom snagom, na primer: 0.5W, 1W, 1.5W, 2W.... Svaki put kad namestimo neku od snaga, treba pričekati 4-5 časova i popisati temperature za tu snagu.
4. iz tih temperaturnih tačaka nacrtati dijagrame promena temperatura prema unetoj snazi unutar komore (uvek sa ventilatrom koji stalno radi).
5. Interval od 4-5 časova mora uvek biti isti za sva merenja. Odlučimo se za jednu vrednost intervala i uvek ga poštujemo.

Imamo kalibrisanu kalorimetrijsku komoru.

Merenje se vrši na sledeći način:
- ventilator je uvek uključen!
- SMPS koji želimo testirati po KKD, smesta se na stalak na kom je bio kalibracioni žičani otpornik.
- uvučemo dovodne žice kroz malene rupice i priključimo SMPS.
- kablovima koji su dovoljnog preseka da ne greju, kroz malene rupice izvučemo napolje izlaz od SMPS,
- spoljašnjim otpornikom ili drugim vidom opterećenja, opteretimo uključen SMPS na željeno opterećenje koje nas zanima.
- u termostabilnoj prostoriji (sa istom temperaturom kao pri kalibracdiji), unutar kalorimetarske komore, testirani SMPS mora uključen boraviti 4-5 časova (merni interval mora biti uvek isti kao kod kalibracije).
- po isteku mernog intervala očitamo temperature sa obe sonde i sa našeg kalibracionog dijagrama očitamo snagu koja je emitovana unutar komore.
- upoređivanjem te snage i snage opterećenja koja je spolja, saznaćemo veoma precizan KKD SMPS, koji uključuje i filtarske elemente, i fukoove gubitke u limu od kutije i sve ostalo što se drugačijim merenjem zaboravlja, tj. saznaćemo veoma precizan ukupni KKD sprave koja je testirana.

Ukoliko je komora ispravno kalibrisana i meri se u prostoriji sa istom temperaturom kao pri kalibraciji, uz istu poziciju kalorimetarske kutije u datom prostoru, dobija se nepogrešivo i veoma precizno merenje KKD bilo koje naprave, što je nemoguće potpuno imitirati bilo kakvim elektronskim merenjima jer su obuhvaćene i sitnice koje se ne mogu predvideti.
U svakom slučaju se radi o merenju SVIH termičkih gubitaka, a to je jedini pravi način.

Srdačan pozdrav,
Macola

P.S.

Uobičajene stvari koje se zaboravljaju kod merenja gubitaka (KKD, koeficijenta korisnog dejstva) nekog SMPS su: gubici na priključnim klemama, gubici na osiguračima, inrush limiterima, filterima, pcb, vrtložni gubici na pcb i metalnoj kutiji i tako dalje...
Ti gubici nisu veliki, ali ih je mnoštvo i nakupe se, te ipak vidljivo učestvuju u finalnom rezultatu,
Zato je kalorimetrijsko merenje definitivno najpouzdaniji način jer se cela naprava smesta u komoru i pri tom SVI termalni gubici učestvuju u merenju.
Istina je da takvo merenje zahteva puno vremena i obzirom da je radni čas skup, menja se raznim brzim elektronskim, zamenskim merenjima, gde postoji značajna šansa da se nešto propusti ili zaboravi, ili pak promaši kod složenih talasnih oblika...
Kalorimetrija traje puno vremena ali promašaja nema.

<sub>[Ovu poruku je menjao macolakg dana 11.05.2023. u 14:06 GMT+1]

[Ovu poruku je menjao macolakg dana 11.05.2023. u 14:19 GMT+1]

[Ovu poruku je menjao macolakg dana 11.05.2023. u 14:20 GMT+1]

[Ovu poruku je menjao macolakg dana 11.05.2023. u 14:24 GMT+1]

[Ovu poruku je menjao macolakg dana 11.05.2023. u 14:24 GMT+1]

[Ovu poruku je menjao macolakg dana 11.05.2023. u 14:24 GMT+1]</sub>

Naravno, prethodni post nije upućen samo tebi @Budući penzić.

Može biti koristan svakom kog interesuje dokazivanje KKD neke naprave koja može stati u kalorimetrijsku komoru.

Uz pravilno termičko izolovanje, na primer mehaničkih vretena, u kalorimetarskoj komori se može testirati i efikasnost: elektromotora, elektrogeneratora, reduktora i sličnih naprava.
Dakle bilo šta, samo treba imati konstantan i ograničen prenos toplote od unutra ka spolja, u svim tačkama koje ulaze i izlaze iz komore.

Pozdrav Macola, dugo te nije bilo pa sam pomislio da si odustao od ove teme...

Drago mi je da sam bar odokativno pogodio KKD, neka je i 0.9 pa i 0.85 i ja sam zadovoljan, stvarno se sve jako malo grije i to na preko 57W izlaznog opterećenja (40W obična žarulja vuče 0.198A na 290V - 57.42W) , frekvencija je 16.2 KHz i znam da bi trebao povećat broj namotaja jer ovako izlazi iz limita od 0.25T (oko 0.31T je) ali ne premotava mi se trafo jer se i on skoro ništa ne grije nakon pola sata testiranja na 57W opterećenja što je granica koju sam postavio za ovaj sklop a i dozvoljena indukcija je veća za frekvencije manje od 20 KHz (pročitao sam da može ići do 0.35T, ovisno o materijalu jezgra, ovo moje je izgleda pravi materijal)

Poznata mi je kalorimetrijska metoda jer si je već opisao u jednoj od tema na ovom forumu ali nije na odmet da je opet opišeš zbog ljudi kojima možda zatreba, lično se neću bavit ozbiljnijim mjerenjem KKD-a, ipak je ovo sve amaterski i nemam potrebnu opremu za to ali dobro je da netko kome to zatreba ima opisanu proceduru za takvo mjerenje...

Očitam ulaznu i izlaznu struju i napon i ako se ništa ne grije KKD je ok za moje potrebe, nije bitno je li 0.92, 0.90 ili 0.85, bitno je da nema grijanja, ne volim toplinu (kod elektronike :)

Zahvaljujem još jednom na opisu načina rada pobudnog trafoa jer bez toga nikad ne bi shvatio princip njegovog rada niti proračunao i namotao funkcionalan primjerak.

Pozdrav

@Penzić

Evo malo slika i oscilograma, finalna verzija trafoa, "prazan hod" s teškim bliderom od 2 serijski spojene žaruljice 10W/230V, još se vidi lagano zamućenje oscilograma, i na kraju teret od 60W termogeno, čisti pravokutnik od 16 kHz bez zmijurina, poskoka i riđovki, tek s malim pikom prilikom tranzijenta iskapčanja tranzistora, onako reda radi :)

Izgleda da mi neće trebat "težak" blider, bit će dovoljna 2x100K u paralelu...

Naime, iz meni nepoznatog razloga sprava neće da starta s 50K bliderom kod napajanja iz SMPS-a i kad starta uz 30K opterećenje valni oblik je zamućen, kod napajanja iz linearnog PSU-a i iz 12V baterije valni oblici su čisti i starta s 50K bliderom bez beda...

Zašto je to tako, to je van moje moći poimanja, smetnje, valovitost DC napona kod SMPS-a ili nešto treće, ako netko slučajno zna za nešto slično zamolio bi ga da opiše svoju situaciju.

Pošto je sklop zamišljen da se napaja iz auto baterije, ostavljam 50K kao blider uz dodatak 1 LED-ice u seriju za indikaciju rada uređaja...

Bazni otpor povećan na 10R, posljedično tome frekvencija praznog hoda se podigla na 98KHz a pod 60W teretom je sad oko 20 KHz...

Grijanje sklopa je kao i kod prošlog testa zanemarivo, izgleda da se najviše grije bazni otpornik ali ne pretjerano, test je bio u trajanju pola sata kao i prije da se sklop stabilizira (frekvencija lagano klizi prema dole za nekih 500Hz, od uključenja pa do stabilizacije - cca. pola sata)

Potaknut malim zagrijavanjem odlučio sam napravit "destruktivni test" van granica projektiranog opterećenja kačenjem 60W/230V obične žarulje.

Izlazni napon kod toga je 281V kod struje od 292 mA - 82W termogeno, input je 12V / 7.46A - 90.1W

Tih 8W razlike se itekako primjeti u zagrijavanju, ne toliko tranzistora koji su istina dosta topliji nego prvenstveno baznog otpora i primarnog namotaja power trafoa koji radi s gustoćom struje od preko 7.4A/mm2, ipak malo previše jer sam zamislio da radi s 6A/mm2 max.

Samo jezgro trafoa je umjereno zagrijano, ne pretjerano (odokativno 40*C)

Frekvencija kod toga se podigne na 22 KHz u odnosu na 20 KHz kod 60W, tj. povećani pad napona na B-E dionicama tranzistora, baznim diodama i otporu klampovan na primar uzrokuje brže zasićenje pobudnog trafoa = veća frekvencija.

Test je bio kratak, 5-10 minuta jer ne želim nešto da spalim dužim testiranjem, prvenstveno trafo (jer mi ga se ne da premotavat :) , bazni otpor je 10R/1W a proračunata disipacija je na njemu 1.74W (jbg, nemam 10R/2W)

Ovim uglavnom završavam testiranje sklopa koji sad čeka ugradnju u prikladnu kutiju s 2 mrežne 230V utičnice na sebi i ostalom sitnom boranijom (osigurač, tasteri, prekidači, kleme, itd.) - kad uhvatim vremena ...

Volio bi da čujem utiske drugih samograditelja ovog sklopa, zajedno ga možemo dotjerat do perfekcije.

@Penzić

Evo i to je gotovo, slike u prilogu, unutrašnjost, prednja i zadnja strana...

Lepo i uredno skockano.

Potpis

Everybody Lies..

Očekivao sam nešto u 3d 🙂 al ovo je dobro skockano nema šta.

Potpis

Sinan Hasan Jašar Šaban...

Hvala kolegama forumašima na pohvalama, jedino mi se čini da je kutija malo prevelika ali nisam mogao da nađem manju a da sve stane bez gužve, razmišljao sam i o većoj razvodnoj kutiji za kućište ali one su kod nas skupe do bola, cca 17 eura za razvodnu kutiju sličnih dimenzija, ova me je došla oko 6 eura, nabavljena je u lokalnom electronic shopu kao "kutija za samogradnju"

Odlicno je ispalo @Penzic! Samo napred! Sto se tice kutija, imam vec takve i u mom slucaju je velicina bila presudna. Zbog toga me je i zainteresovao SMPS i sve oko toga! Neki max u koji bi ja pokusao da naparavim takav ispravljac su kucista od ATX napajanja. Kada je prvi projekat u pitanju, bitno je da to sve lepo radi, a kasnije gabarit moze i da se smanji. Pozdrav! :)

Pozdrav Aco

Vidim da si se vratio s vojne vježbe, samo napred s konstrukcijama SMPS-a, možda mi daš ideju čega da se sljedećeg uhvatim, mada mi počinje godišnji i neću bit u gradu većinu od sljedećih mjesec dana...