[es] - SMPS za pojacalo

Papak01
Inzenjer
Beograd

Član broj: 199988
Poruke: 445
*.dynamic.sbb.rs.

+37 Profil

^{15.01.2013. u 01:21 - pre 137 meseci}

Kako najefikasnije izmeriti efikasnost choppera? sa sekundarne strane je snagu jednostavno izmeriti. Jednosmerna je struja, kontinualno opterecenje i sve se svodi na P=UxI, medjutim u strani primara je stvar komplikovana jer se struja 'trosi' impulsno. Pitanje je kako to izintegraliti na odgovarajuci nacin i dobiti prave vrednosti struje? Svakako najjednostavnije resenje koje mi pada na pamet jeste gledati oscilogram napona na sant otporniku umetnutom u +310V (ili u masu, svejedno) pa izracunati povrsinu ispod pika, ali to su sve malo seljacke metode, zar ne?

Odgovor na temu

aca.jevtic94
Valjevo

Član broj: 247241
Poruke: 1293
*.dynamic.isp.telekom.rs.

+32 Profil

Re: SMPS za pojacalo

^{15.01.2013. u 10:18 - pre 137 meseci}

Evo jedne seme sa ESBT:
http://media.digikey.com/photos/rdl/steval_isa015v2_schematic.jpg

Acca Electronic

Odgovor na temu

macolakg
Dragoljub Aleksijevic
Kragujevac

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

+1095 Profil

Re: SMPS za pojacalo

^{15.01.2013. u 16:47 - pre 137 meseci}

Citat:

Papak01:
Kako najefikasnije izmeriti efikasnost choppera? sa sekundarne strane je snagu jednostavno izmeriti. Jednosmerna je struja, kontinualno opterecenje i sve se svodi na P=UxI, medjutim u strani primara je stvar komplikovana jer se struja 'trosi' impulsno. Pitanje je kako to izintegraliti na odgovarajuci nacin i dobiti prave vrednosti struje? Svakako najjednostavnije resenje koje mi pada na pamet jeste gledati oscilogram napona na sant otporniku umetnutom u +310V (ili u masu, svejedno) pa izracunati povrsinu ispod pika, ali to su sve malo seljacke metode, zar ne?

Treba meriti ono sto sprava uzima iz utikaca.

Samo ispravljanje snazno deformise talasni oblik struje i vec smanjuje KKD, a u KKD bilansu ucestvuju i ispravljac, kao i RSO filter.

Treba pratiti talasni oblik mreznog napona, takodje i struje, pa onda izracunati povrsine ispod.

Posto regulisani SMPS sve vreme kompenzuju i talasnost iza ispravljaca, njihova potrosnja snazno varira u ritmu 100Hz, i po nelinearnoj zavisnosti.

Sa osrednjavanjem takvih talasnih oblika se tesko bori i DPO osciloskop od 5-6K evra.

Tek dodatni problem predstavlja i "ubrizgavanje" talasnog oblika SMPS i svih njegovih harmonika u same merne kablove, ma koliko bili dobro izvedeni (to se ne moze zaobici cak ni diferencijalnim merenjem sa dve sonde, jer zavisi od CMMR konkretnog osciloskopa).

"Ubrizgavanje" se posebno tesko sprecava bas na merenju napona shunta, jer se radi o velicinama od nekoliko desetaka mV, u cijoj blizini "tutnji" nekoliko stotina V, pri nekoliko A struje, a sve to sa kojom desetinom KHz, uz razne "ringing" na nekoliko MHz.

Kada kroz komad zice tece nekoliko A sa strmim tranzicijama, na susednom komadu zice (ako su paralelne), cak i na par cm rastojanja se mogu (zbog transformatorskog efekta) indukovati naponi reda nekoliko V (sto vazi i za merne kablove).

Takodje postoji i kapacitativno "ubrizgavanje" u merne uredjaje sa visokoimpendansnim ulazom, koje nista manje nije stetno.

Reci cu samo da uspesnost nekog merenja kod SMPS veoma zavisi od POLOZAJA mernih kablova, a svakako i od njihove duzine.

Nema "seljacke" i "neseljacke" metode. Skoro ni jedna nije apsolutno pouzdana.

-----------------------------------------------------------------------------------
Definitivno je najjednostavnija, najjevtinije i najtacnije merenje kalorimetrskom metodom.

Moze se uraditi za ekstremno malo para (u odnosu na bilo koju drugu metodu), sa kalibrisanom izolacionom mernom kutijom koja se u dovoljno tacaka kalibrise poznatim izvorom toplote (precizan manganinski otpornik i precizan DC izvor), sa prisutnim svim kablovima i prikljuccima koji ce kasnije ucestvovati u merenju.

Ukoliko se dobro izvede, mozemo u home-made uslovima dobiti tacnost merenja od <1%, sto je za takvo merenje veoma zadovoljavajuce.

Pozdrav!

P.S.

Ispravio sam lapsus: tacnost umesto pouzdanost.

_{[Ovu poruku je menjao macolakg dana 15.01.2013. u 18:08 GMT+1]}

Odgovor na temu

macolakg
Dragoljub Aleksijevic
Kragujevac

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

+1095 Profil

Re: SMPS za pojacalo

^{15.01.2013. u 16:51 - pre 137 meseci}

Citat:

aca.jevtic94:
Evo jedne seme sa ESBT:
http://media.digikey.com/photos/rdl/steval_isa015v2_schematic.jpg

ESBT dovoljno dobrih osobina mozes napraviti sa BU508 i IRFZ44N (koji ima mali Qg).

Odgovor na temu

Papak01
Inzenjer
Beograd

Član broj: 199988
Poruke: 445
*.dynamic.sbb.rs.

+37 Profil

Re: SMPS za pojacalo

^{15.01.2013. u 17:31 - pre 137 meseci}

Dakle rezime je da je elektronski nemoguce tacno izmeriti efikasnost napajanja... Medjutim nesto mi nije bas najjasnije kod te kalorimetrijske metode... Ono sto je sigurno jasno iz zakona odrzanja energije jeste da je energija koja ulazi u sistem jednaka energiji koja iz njega izlazi + gubitak unutar samog sistema. Energiju koja izlazi tj snagu (P=E/t) mozemo izmeriti jednostavno, dakle problem je merenje onog dela koji se gubi. Ako pretpostavimo da je taj deo cisto toplotni (e ovde stvari prestaju da imaju smisla) onda bi bilo dovoljno napraviti kalorimetarsku bombu, napuniti je nekom izolacionom tecnoscu poznatog toplotnog kapaciteta, uroniti SMPS u nju i izmeriti koliko energije prelazi u toplotu. Odnosno kolika je 'snaga gubitka'. Dalje bi efikasnost bila data kao eta= Pout/ (Pout+Pgubitka). Kao nekome ko se bavio kalorimetrijom veoma ozbiljno (odredjivanje entalpija hemijskih reakcija) ova metoda mi se cini simpaticnom. Medjutim kao nekome ko zna ponesto fizike, tvrdnja da je izgubljeni deo energije cisto toplotnog karaktera nema smisla. Posebno kad dodjemo do jezgra koje josh ako bog da ima i gap pa magnetne linije sevaju okolo... Ili sam ja zapravo pogresno razumeo kalorimetrijsko odredjivanje efikasnosti SMPSa?

_{[Ovu poruku je menjao Papak01 dana 15.01.2013. u 19:31 GMT+1]}

Odgovor na temu

macolakg
Dragoljub Aleksijevic
Kragujevac

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

+1095 Profil

Re: SMPS za pojacalo

^{15.01.2013. u 18:33 - pre 137 meseci}

@Papak01

U konacnom bilansu, svi moguci oblici energije koji ne napuste alternativnim putevima (zracenje, radiotalas) nasu kalorimetrijsku kutiju, zavrsice definitivno kao toplota, kad-tad.

Magnetna polja koja produkuje SMPS su kratkog dometa, i vec na nekoliko cm se veoma tesko mogu izmeriti (vec su ispod nivoa zemljinog magnetizma).
Kada je SMPS uredno napravljen, emisija radiotalasa je reda nekoliko uW sto se sa energetskog aspekta moze zanemariti, ali itekako moze praviti smetnje drugim uredjajima :-).

Za kalorimetarsku metodu treba puno strpljenja i klimatizovan prostor (vrlo ostvarivo u home-made uslovima).

Mora se sacekati nekoliko sati, gde ce SMPS biti u stacionarnom stanju (konstantan ulazni napon, konstantna potrosnja), i gde treba odcekati eksponencijalno smirivanje temperature u kutiji (sto duze cekamo, sve precizniji rezultat).

Uobicajena metoda inace zahteva veoma izolovan prostor, sa poznatim "curenjem" ka spoljasnjoj sredini.

Jedan naucnik se (pre svega par decenija, da ne poverujes) dosetio ultrajednostavne metode:

Naime, uzmes neku kutiju osrednje izolovanosti (na primer portabl frizider), izbusis rupice za sve kablove koji ce ucesvovati u merenju, provuces kablove i izlepis ih silikonom tako da ne curi vazduh pored njih.
Unutar kutije obezbedis ventilator koji ce sto homogenije da opstrujava vazduh kroz kutiju (najbolje je koristiti usisnu stranu ventilatora okrenutu ka izvoru toplote, jer se tako postize najhomogenije opstrujavanje).
Moderni ventilatori imaju BLDC motore koji pri konstantnom naponu napajanja imaju konstantnu potrosnju, i ta snaga se izuzima iz konacnog bilansa (konstanta).

Onda se u kutiju ubaci snazan otpornik, kome se otpornost ne menja u zavisnosti od temperature (konstantan, manganin, inace su obicni zicani otpornici od konstantana gde je temp. koeficijent u petoj decimali iza zapete).

Kablovi za otpornik ostaju kroz zid kutije i kod bazdarenja i kod merenja DUT.

Potrebno je i nekoliko termosondi (2-3) rasporedjenih unutar kutije, zbog kontrole homogenosti raspodele toplote u kutiji, njihova osrednjena vrednost ce dati temperaturu unutrasnjiosti kutije.

Postupak bazdarenja je sledeci:

Sa nekom manjom poznatom snagom sacekamo stacionarno stanje temperature (nekoliko sati), i kao prvu tacku unesemo unutrasnju temperaturu kutije.

Povecavamo za svako sledece bazdarenje snagu u nekom poznatom koraku, sto vise koraka to finija kriva.

Posle X koraka imamo prilicno nelinearnu (ali i to nije od znacaja) krivu temperature u zavisnosti od snage unesene u kutiju, pri cemu nas se ni malo ne tice termicka propustljivost izolacije.

Kod konacnog testa neke naprave (ne mora biti SMPS), izmerimo snagu na opteretnom otporniku van kutije (sto je jednostavno I x U), a znamo snagu oslobodjenu unutar kutije na osnovu unutrasnje temperature vazduha u kutiji (ocitamo nasu kalibracionu krivu).

Zbir te dve snage je ukupna snaga konzumirana iz mreze, i KKD je lako izracunati.

Opsti uslov je da temperatura okolnog prostora u svim slucajevima (bazdarenje, merenje) mora biti ista.

Eto, covek se fenomenalno dosetio veoma jednostavne i jevtine, a pri tom ekstremno pouzdane metode.

Vec je veoma lako i jevtino meriti temperaturu sa 0,1^C rezolucije, a zapreminom kutije (istovremeno povrsinom zidova) mozemo "namestiti" nagib nase krive, gde ce rezolucija od 0.1^C biti i vise nego dovoljna...

Metoda je malo spora i malo dosadna, ali potpuno uspesna i veoma tacna.

Pozdrav!

Odgovor na temu

macolakg
Dragoljub Aleksijevic
Kragujevac

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

+1095 Profil

Re: SMPS za pojacalo

^{15.01.2013. u 18:52 - pre 137 meseci}

@Papak01

Svakako da se ovom metodom mogu veoma uspesno meriti KKD raznih naprava (transformatori, pojacala, analogni stabilizatori...)

Cak mogu i elektromotori, ako se na kutiji obezbedi zaptivni prsten za vreteno i ima se cim izmeriti mehanicka snaga na izlazu.

Verujem da se moze upotrebiti i u hemiji.

Pozz

Odgovor na temu

Papak01
Inzenjer
Beograd

Član broj: 199988
Poruke: 445
*.dynamic.sbb.rs.

+37 Profil

Re: SMPS za pojacalo

^{16.01.2013. u 11:11 - pre 137 meseci}

@ macolakg
Metoda je koriscena u hemiji davno pre nego sto je nastao prvi elektrohemijski izvor struje, a o SMPS-ovima da ne govorim. Koliko istorija pokazuje, standardnu kalorimetrijsku metodu je poznavao jos Lavoazije (nekih 20ak godina pre francuske revolucije), a metodu kontinualnog odvodjenja toplote su poceli da koriste industrijalci (pocetkom 19og veka) pri merenju efikasnosti i entalpija reakcija, toplotnih kapaciteta (npr celika) i slicno...

U svakom slucaju Vasa prica me je odvratila od pokusaja bilo kakvog merenja efikasnosti. To ce se svesti na 'prst' metodu. U smislu, ne greju se tranzistori, ne greje se trafo - odlican 10!

_{[Ovu poruku je menjao Papak01 dana 16.01.2013. u 12:33 GMT+1]}

Odgovor na temu

aca.jevtic94
Valjevo

Član broj: 247241
Poruke: 1293
*.dynamic.isp.telekom.rs.

+32 Profil

Re: SMPS za pojacalo

^{16.01.2013. u 11:21 - pre 137 meseci}

Mozda jedan ispravljac na 320V sa elkoom,pa ampermetar pa opet elko i ostali delovi smps-a pa meriti struju DC?

Acca Electronic

Odgovor na temu

macolakg
Dragoljub Aleksijevic
Kragujevac

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

+1095 Profil

Re: SMPS za pojacalo

^{16.01.2013. u 12:43 - pre 137 meseci}

Citat:

Papak01:
@ macolakg
Metoda je koriscena u hemiji davno pre nego sto je nastao prvi elektrohemijski izvor struje, a o SMPS-ovima da ne govorim. Koliko istorija pokazuje, standardnu kalorimetrijsku metodu je poznavao jos Lavoazije (nekih 20ak godina pre francuske revolucije), a metodu kontinualnog odvodjenja toplote su poceli da koriste industrijalci (pocetkom 19og veka) pri merenju efikasnosti i entalpija reakcija, toplotnih kapaciteta (npr celika) i slicno...

U svakom slucaju Vasa prica me je odvratila od pokusaja bilo kakvog merenja efikasnosti. To ce se svesti na 'prst' metodu. U smislu, ne greju se tranzistori, ne greje se trafo - odlican 10!

_{[Ovu poruku je menjao Papak01 dana 16.01.2013. u 12:33 GMT+1]}

Da mi ne bi ulazili u bespredmetnu raspravu, istorija kalorimetrije mi je poznata.

No, nova, jevtina i jednostavna metoda sa bazdarenjem krive gubitaka je prilicno sveza.

Pored veoma dugog koriscenja kalorimetrije, pravo je cudo sto je nova metoda tek '95 izlozena.

Evo literature:

http://www.google.rs/url?sa=t&...magQ&bvm=bv.41018144,d.Yms

Oblast 3.3.2.3. strana 106., pozivanje autora na patentna prava i literaturu [C26] i [C27], na strani 215. (Dean Patterson).

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------
Sebi sam napravio jednu od baterijskog portabl frizidera, i to radi.

Pozdrav!

Odgovor na temu

Papak01
Inzenjer
Beograd

Član broj: 199988
Poruke: 445
*.dynamic.sbb.rs.

+37 Profil

Re: SMPS za pojacalo

^{16.01.2013. u 14:31 - pre 137 meseci}

@ macolakg
Slazem se da je rasprava bespredmetna. Ipak je tema konstrukcija SMPSa a ne osnovi termodinamike. Mene je zanimalo kako ( i da li) je moguce izmeriti efikasnost SMPSa koje pravim u kucnim uslovima. Dali ste mi dva resenja, Power analyser (nekoliko k evra) ili home-made kalorimetar. Bilo kako bilo nista u sta ima svrhe ulagati pare ili vreme sa moje poluprofesionalne tacke gledista. Prvo jer cu praviti napajanja do 200W, a drugo i ako ne izvucem maksimalnu efikasnost, necu biti preterano nesrecan. Pre no sto se povucem postavio bih Vam jos jedno pitanje...
Razmisljam o konstrukciji SMPSa ali koji bi napajao KT stanicu sa prijemnikom osetljivosti 0.2uV. Da li je moguce isfiltrirati SMPS dovoljno da se prijemnik ne ugusi u sumu ili je to utopija?

Odgovor na temu