SMPS za pojacalo

@Sleepwalkerbg

Znaci ono dok trepnes je znacilo da si sporo treptao :-).

Ma sasvim fino resenjce si stavio, jedino sto malo discipira shunt.

Ali ne vredi, za sigurnu zastitu nije dovoljna prekostrujna zastita na primaru koja smanji sirinu impulsa.
To i dalje sa uskim impulsom u primaru moze razviti vrlo velike struje kratkog spoja na sekundaru.

Ovo tvoje resenje resava tu muku, pa se isplati zrtvovati koji W.

Pozz

Pa ne disipira malo uopste - znam da se mogu koristiti i druge metode (strujni trafo) , posebna logika, namensko kolo , stand-by napajanje, zasebni namotaj , back up kolce sa "zadrskom" za pwm (kondenzator koji "odrzava" tl494 u zivotu i koje daje vremena ispravljackoj diodi da se "ohladi") ... i jos ko zna sve sta

Ali za izlaznu struju koju cu najcesce koristiti (2A - disipacija na shuntu svega 0.88 W ) mogao sam napraviti i flyback koji nema ovakvih startup problema.. No problem i mana kod mene je sto sam megaloman - napravicu napajanje od 1kW da bi mi radilo u oblasti do 100W hladno, dugo i pouzdano hehehe...
Cilj postignut - u maloj kutiji half-bridge napajanje koje daje 24W na 12V i napaja instrument koji mi je potreban - visoko stabilno , sa zastitom od kratkog spoja i pomenutog problematicnog start-upa , pasivno hladjeno , bez stand-by napajanja, sa indikacijom preopterecenja a uz sve to hladno k'o tastino srce !!
E da - i kostalo me 0 din !
Inace namenio sam ovo napajanje za posebno zgodan instrument - u istoj kutijici PWM generator od 10-250KHz, duty od 0-98% ili 2 x 0 - 47% , digitalno ocitavanje frekvencije i izlaz sa naponom od 12V 2A ako testiram pobudu nekog MOSfeta cisto da ne vucem 12V sa nekog drugog izvora..)
Igrackica koja mi treba za svasta nesto

P.S. Sto se tice onoga sto si pomenuo - apsolutno je tacno ono za primar - ako je trafo "cvrsto" spregnut (kao sto jeste) , ma koliko uzan impuls bio moze doci do problema koji smo opisali (provereno s' moje strane - bolelo je i mene i diode ).
I jos jedna bitna stvar - u hard-switching topologiji ovog tipa (half b. ) nije cak ni povoljno raditi sa preuskim impulsima jer to ne valja za switching elemente (tranzistore) u primaru (vreme uspona / pada .. linearna oblast..) ...
Za to je vrhunsko resenje fazno regulisani full bridge koji moze da da uske i siroke impulse sa savrsenim oblikom u svakom momentu..

Pozdrav

Sleepwalkere, opet matematika. Ako tvoj sense otpornik u onakvoj semi treba da odreaguje na 2A imamo sledece:

R=Utr/I=0,65V/2A=0,325ohm

P=RI^2=0,325ohm*(2A)^2=1,3W.

Dakle disipacija na sense otporniku je 1,3W. Sto je ok. Ali zamisli napajanje sa kojim se ja igram koje treba da dade 10A... Ne pomaze voda majko...
Hahahhahaha, izvini brate, ali nekad me odusevljavas. :P

E moram sada da vam se pohvalim sta sam uradio.Naime,napravio sam 1,5kW SMPS,od darlington modula iz frekventnog regulatora.Frekvencija je za sada 50khz,ali moracu da smanjim za svaki slucaj zbog brzine modula.Sto je najgore,1.5kW sam izvlacio iz EE33 jezgra sa 1uF rednim kondom!!!Kada ovaj kond povecam na 20uF modul se vise greje,ali na izlazu ostaje pravilna cetvrtka.Sa manjim kondom cetvrtka je izoblicena,ali se modul manje greje.Iz mreze vuce malo manje struje sa 20u.Znaci da EE33 kratkotrajno moze isporuciti 1500W,a za pojacala nam bas to i treba.Bolje postavite dobre tranzistore i nebojte se.Vreme ispitivanja je 1 minut,a ispitivao sam nekoliko puta za redom,modul od 30A je mlak bez hladnjaka.Za BDT sam koristio ne premotavan EE35,he he.Polovine primara sam rastavio i to kacim na baze,a sekundar za 12V sam preko 51 om zakacio na +20V(modifikovao pomocno napajanje da daje 20V).Pobudni deo je vezan u push pull,i koristi se bez ikakve modifikacije,osim sto je pwm max.E sad izgleda,da posto nisam modifikovao pobudu,pwm je invertovan,tj imam overlap,ali posto radi ok,ostavljam ga ovako do daljnjeg.U pobudi su dva komada 2sc945.Pobuda nije proporcionalna vec obicna.Kao potrosac je vezan obican otpornik.Test obavljan na 210-220V~,nisam smeo duze vreme da drzim ukljucenim jer ulazne diode nisu menjane a cini mi se da su od 1-2A,pa da ne bih rizikovao,nisam ostavljao duze vreme ukljucen,mada su bile hladne.Ulazni elko 330uF 400V + dva po 470uF 200V vezani kao u atx-u.Da ne duzim o ovome se radi:

---

Aco, kad to bude radilo sat vremena sa kontinualnim opterecenjem od 1,5kW onda mozes da pricas... Prvo Forward topologija je protocna. Energija prolazi kroz jezgro bez zadrzavanja, ali kako magnetni dipoli u jezgru ipak imaju neku inerciju, to se deo prenesene energije ipak zadrzava u jezgru. Ovo vodi u porast temperature. EE33, NE MOZE KONTINUALNO DA DAJE 1,5kW, jer je energija koja ostaje u jezgru daleko veca od maksimalne dozvoljene. U prevodu u kratkom vremenskom roku ces opservirati vrlo zanimljive efekte. No ostavljam te da to iskusis first-handed, obzirom da si empiricar po svaku cenu.

Samo pazi oci. Neki prst ako ti i nastrada, snacices se, nisi klavirista. Treba da vidis kako jezgra lepo eksplodiraju. A tek moduli... Evo neka Macola potvrdi...

Za malo da zaboravim. Pretpostavimo da ti je efikasnost pretvaraca 90%, to znaci da ti se na njemu disipira oko 170W... Da li si nekad video grejac od 170W?

Nisi procitao opis videa,da te ne smaram pise ovo:
Short test with EE33.I use darlington module from frequency inverter.BDT is EE35 :)
This is PEAK power,don't use EE33 for continual use with this power.Module is 30A 500V.
This module can put more power,but EE33 is not enough for this.
E tako.....

---

E, tako...

Covece,ovo je test ee33 na kratkotrajna opterecenja od 1.5kW,da se dokaze da smps moze da izgura tu snagu u piku,sto je potrebno za pojacala.Nigde ne spominjem kontinualan rad.Kada stavim etd59 i dobar grec,onda cemo pricati o tome.

---

Velike struje ce razviti izlazni buck, bez obzira na spregu trafoa, ili vrstu topologije primara.
U to spada i flyback kome se takodje "puni" jezgro potpuno isto kao kod buck.

Naime, onog momenta kada klamp napon (izlazni napon) bude manji od takvog da se cela povrsina impulsa vise ne moze "smestiti" u ostatak perioda (pauza), buck/flyback ulazi u CCM i struja u kalemu ce stepenasto rasti dok se ne uspostavi ravnoteza energija.

To je sustina mehanizma nastajanja velikih struja.

Buck/flyback se vec samostalno ponasaju poput transformatora, gde se pojavljuje prividni prenosni odnos diktiran odnosom ulaznog i klamp napona.

Primer:
Zamisli da konstrantnim impulsom napajas (nebitno kojom topologijom ispred, i nebitno kakvom spregom trafoa) neki kalem, koji se puni energijom pomocu tog impulsa.
Taj kalem npr. poseduje diodu koja ce isprazniti energiju kalema, tj. nastaviti tok sruje kroz kalem po prestanku impulsa (poput zamajne diode kod buck ili izlazne diod flyback-a).

Zamisli da je to bas tvoj izlazni buck iza nekog pretvaraca (moze biti i neki rezonantni sa "labavim" trafoom, kome je na primarnoj strani resen povratak viska iz elemenata primara, i takav moze imati izlazni buck).

Dakle, izlazni buck moras posmatrati kao potpuno autonomni sw. regulator kome je "neko" dopremio impuls na ulaz.
Zamisli takodje da imas idealan sinhroni ispravljac (bez Udf) umesto zamajne diode.

Sada sledi ovakav razvoj dogadjaja:

Ako je buck "snabdeven" konstantnim impulsom, gde ce uslovima potrosnje imati odredjen izlazni napon velicine 10V pri 10A (1 ohm potrosaca), i da se pri takvoj potrosnji nalazi na prelasku iz DCM u CCM, sledi da ce struja kroz kalem u impulsu narastai od nule do neke vrednosti, a u pauzi opadati od te vrednosti do nule.

Posto je kalem definitivno strujni izvor, ako smanjis otpor potrosaca napon na izlazu ce opasti na vrednost koju diktira trenutna struja i otpor potrosaca.
Novi klamp napon je velicina izlaznog napona. Izlazni elko ce se u svakom periodu ponasati kao naponski izvor i odredjuje nov klamp napon (njegova velicina je obicno takva da mu napon ne mozes bitno promeniti jednim periodom).
Sada se vec povrsina impulsa ne moze smestiti u prostor pauze (vreme * klamp napon) i struja kalema po zavrsetku pauze jos uvek tece i ima neku vrednost vecu od nule.
Ako ti je nova otpornost potrosaca npr. 0.25 ohm, izlazni napon ce biti 5V, a kroz otpor potrosnje ce teci 20A.
Primetices da smo ulazni impuls buck ostavili nepromenjenim.

Dakle, klamp napon je diktiran potrosacem, ako nema povratne veze.

Kod kratkog spoja je slucaj veoma los. Ako imas sinhronu idealnu diodu, struja ce dostici beskonacnu pri izlaznom naponu koji je jednak nuli. Ako pak imas realnu diodu, onda ce napon klampa imati vrednost Udf pri nekoj ogromnoj struji.

Da bi se ostvario energetski bilans "poslatog" impulsa povrsine 100W, sa Udf od 1V ti mora teci 100A kroz kalem.

Znam ja da ti to znas, i da je najveci deo ovog teksta tebi suvisan, ali znajuci da ima ljudi kojima ce biti dragocen, pisem ovo "romance".
------------------------------
Sada nastupa ono u cemu lezi "kvaka":

Struja izlaznog buck se preslikava na primar, pa bi se reklo da se bez problema moze procitati i sa strane primara izvrsiti prekostrujna zastita.

Tacno je to u nekoj meri.

Sklop koji ce vrsiti prekostrujnu zastitu ce smanjivati vreme impulsa, odrzavajuci energetski bilans na podnosljivoj velicini.

Jednog momenta ce morati da smanji impuls na toliko kratak da ce njegovo vreme uci u okvire trajanja "blank" perioda koji je namerno napravljen "slepim", jer strujna zastita ne bi trebalo da "vidi" parazitne kapacitativne struje.
E, na sirini impulsa koja udje u to vreme strujna zastita postaje "slepa", a kod kratkog spoja je na buck to jos uvek veca struja od normalne.

Problem je sve veci sto je veca razlika normalnog radnog napona i napona kratkog spoja, jer se impuls mora "skupiti" na sve nanju vrednost.

Donekle zastita sa primarne stane moze proci kod naprave ciji buck ima obicnu zamajnu diodu, a pri tom pravi normalne izlazne napone reda dva-tri volta. Onda je impuls za vreme kratkog spoja jos uvek dovoljno sirok i smanjice se na na velicinu siru od blank intervala, pa ce zastita ispuniti svoj zadatak.

Kada npr. imas normalan izlazni napon od recimo 24V, u kratkom spoju bi se impuls morao smanjitina vrednost od 1/24 prema prethodnoj (u klamp=Udf), a to je vec interval koji je u okviru blank vremena, zastita na primarnoj strani je "slepa" u tom vremenu, impuls ce zadrzati neku sirinu, a izlazni buck prekoraciti dozvoljenu struju.

Sa sinhronim ispravljanjem je slucaj sve gori sto je veci kvalitet sinhronog ispravljanja (paradoks, ali istinit :-).

Dobra metoda je posmatranje struje izlaznog buck, i na osnovu nje zastita izlaza, pri cemu treba da postoji i zastita na primarnoj strani u slucaju proboja ispravljackih dioda.

Tek to je potpuno resenje.

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

Nadam se da cu ovim detaljima dodatno iskristalisati sagledavanje ove pojave.

Veliki pozdrav!

P.S.

Postoji i jednostavna metoda koja se moze upotrebiti kod copera sa izlaznim buck, a koji uvek startuju u rasterecenom stanju: moze se nekim sklopicem posmatrati izlazni NAPON, pa ako je njegova velicina manja od neke zadate, onda optokaplerom ukinuti rad primarne strane i staviti je u start uslove. Tako se dobija klasicni "hickup".
Tom metodom su prekostrujno zasticeni oni mali i jevtini coperski aparatici za zavarivanje. Ako se dobro izvede to uspesno stiti.

_{[Ovu poruku je menjao macolakg dana 07.04.2013. u 16:59 GMT+1]}

@papak - pusti naseg Acu na miru , deckonja nema (ako sam shvatio) ni 20ak godina a vec gradi solidna znanja iz ove oblasti..
Ako nastavi ovim tempom i tokom - bice od njega mrak elektronac u ozbiljnijim godinama..

Sto se tice pretvaraca - matematika ti jeste dobra ali za okid na 2A.. E sad ja sam NAMERNO stavio 0.22 Ohm iz dva razloga:
- Merenjem cu se TRUDITI da mi struja potrosaca ne predje 2A (nikad mi nije trebalo vise u mojim test uslovima) a ako se zanesem i preteram hocu da me na cca. 3A ceka "no no" .. Za napajanje koje bez problema da preko 100W u uslovima pasivnog hladjenja to je vise nego OK (3A*12V = 36 W)..
- To je dobro i sa aspekta disipacije na otporniku..

@Aca.Jevtic94

Sto se overlapa tranzistora tice da ti "prodam" jedan moj trik koji sam koristio za proveru pobude i sigurnosti sirine impulsa do koje smem da idem...
Treba ti osciloskop i eventualno unimer te posebno napajanje za pobudni deo..
- Bitno je da obezbedis napajanje pobude spolja (umesto da se napaja iz stand-by od atx), recimo iz lab ispravljaca dovedes...
- Raskacis sekundar (e) i postavis sondu osciloskopa na jedan od njih..
- raskaci vod 300 V koji napaja stand by..
- Postavis duty pobude na 0%
- Na kratko dovedes napajanje 220V na ulaz ATX (da napunis bulk)..

Sada "odvrces" duty (sasvim polako) i primetices da se lagano smanjuje amplituda napona na izlazu (kao i napon na ulaznim elko ako si na njih zakacio unimer) sto znaci da se prazne elektroliti na ulazu...
KAd prosiris duty do jedne odredjene sirine , ako pobuda nije dobra napon na elektrolitima i na neopterecenom sekundaru ce veoma naglo poceti da pada .. To je moment pocetka uzduznog provodjenja.. Na DTC pinu (dead time control) fiksiraj pwm do bezbedne granice i to je to

Sto se trafoa tice koliko ja znam iz teorije i prakse - ogranicen si momentom max. indukcije (kada se i poslednji dipol orjentise u pravcu mag. polja) tj. momentom zasicenja sto se regulise proracunom trafoa , ne bi trebalo da ides preko 0.3 T do 50KHz i preko 0.15 - 0.2 T do 120 KHz
..
Ogranicen si i samom Curie-vom (Kirijevom) temperaturom trafoa - temperatura na kojoj dolazi do naglog opadanja permeabiliteta zbog toga sto se mag. dipoli vise ne mogu orjentisati u pravcu mag. polja zahvaljujuci naglom povecanju unutrasnje energije trafoa..
Procitaj
http://www.google.rs/url?sa=t&...UsXA&bvm=bv.44770516,d.d2k
Ogranicen si radnom frekvencijom materijala , jer se pojavljuju gubitci usled vihornih struja .. Trafo iznad odredjene frekvencije nije vise toliko efikasan , ovi iz ATX ne bi trebali da idu preko 120 KHz!!
Zatim - sam trafo ne bi trebalo da se greje preko 200C iz prostog razloga sto to vise ne podnosi samo kalemsko telo..

!! ALI !!! , postoji mnogo ozbiljnije ogranicenje od gore pomenutih - dozvoljena temperatura izolacionog materijala zice , najcesce lak premaza koji ne bi smeo da se greje preko 170-180 C!!
Kada bi mogao da obezbedis adekvatno hladjenje trafo-a (sa dobrim hladjenjem namotaja) pri odgovarajucim uslovima (frekvencija, granica deltaB ), on bi teoretski mogao da da i mnogo vece snage od deklarisanih !!!

Moj savet je da uzmes barem 2 jezgra i spojis ih paralelno , em manje namotaja (bolje hladjenje istih) , em do (teoretski) 4 puta veca prenesena snaga nego za 1 jezgro...
Ako bi jos premotao trafo sa dobrom pletenicom - ti si zavrsio posao!
Za sekundar nije lose koristiti i bakarnu traku pri tim snagama..

@Macola - Narafski , u prevodu - bilans snage na izlazu MORA ostati isti - a pri startup-u pomenutog kola na pocetku nemamo kontrolu izl. napona tako da nas "konverter unutar konvertera" (buck prigusnica sa pratecim elementima) mora to "izbaciti" negde... Sad , od opterecenja na izlazu zavisi da li ce to biti 10A na 10V ili 1000A na 0.1 V
Kad se storage napuni - nema nazad , sila boga ne moli hehe..

Primer iz prakse:
Ako ja radim neke stvari sa devojkom i dodje do CCM pa i do staircase satur. (mada je u realnom svetu, u trenutku aktivnog perioda to blize nekoj vrsti kumulativnog DCM ) a nema klamp diode - kolapsom magn. polja 9 meseci kasnije stize zestoka EMS koja tatu kosta glave...
U pitanju su constant feed , lifetime headache konvertori...
Dakle da primenimo ovo na situaciju sa nasim nesrecnim konverterom u startup-u, posle punjenja storage - nema kajanja... hihihi

Salu na stranu - SVE VISE mi se svidjaju resonant switching tehnologije sa lepim sinusnim izlazom i lepim sinhronim ispravljanjem...

Pozdrav

@Sleepwalkerbg

Sjajno poredjenje he he.

Moze ZVS i kod hard sw. pogledaj ovo sto cu ti poslati na mail. Uzmi od Papka moj mail pa mi javi tvoj ili uzmi od Papka dokument sa sledecim imenom: taes33-456.pdf

Pozz

@ Macola

Meni je vise muka od storage zavojnica ;)

Poslao sam na PP

Evo vam realnih 1.5kW,a kasnije i vise,cim nabavim jaci grec,testiran je pola sata,sema ce biti dovece,sad moram u sk.







_{[Ovu poruku je menjao aca.jevtic94 dana 08.04.2013. u 12:53 GMT+1]}

---

Evo jedan kalkulator proracuna broja navojaka za izracunatu vrijednost storage prigusnice.Kalkulator je za Amidon-ova
jezgra, mjerenjem na "kinezima" iz ATX nisam primjetio bitnija odstupanja.Ipak su jezgra od praha, nisu feriti.-
http://www.changpuak.ch/electronics/amidon_toroid_calculator.php

pOz

P.S. mozda je neko vec postavio link, ipak me dugo nije bilo

---

Aco, opet se vratismo na pricu o minimum 200 izracenih vati... Fizicari su togom godina razvili razne teorije. Opstu relativnost i kvantnu mehaniku. Njihovim kombinovanjem su stigli do teorije struna (takozvani Standradni Model) koja objasnjava sve sem samog momenta velikog praska, jer jednacine divergijraju i svi zakoni fizike prestaju da vaze (slicno tvojoj radionici). Zapravo svi sem jednog zakona. ZAKONA O ODRZANjU ENERGIJE.

Vidis (sto bi reko Macola) sinak, ako Priroda taj zakon ne moze da za'ebe, ne mozes ni ti...

Izlaznu snagu ces moci da izmeris kada ti kroz onu usijanu zicu bude tekla jednosmerna struja. Do tad mozes okvirno da je ocenis. U svakom slucaju, realna situacija je ovakva.

Efikasnost pretvaraca ti SIGURNO nije veca od 85%. Ako to pretpostavimo, tebi se na hladnjaku radnog tranzistora i jezgru sigurno disipira 270W.

Dakle pre nego sto se bacis u tvrdnju, napravio sam SMPS od 1500MW, uzmi i ispravi izlaz iz njega da bi ti merenje struja/ napon na onoj usijanoj zici bilo tacno.

I jedno pitanje za kraj, jer zaista ne planiram da se upustam u tvoje 'perpetuum mobile' igracke, kazi mi kao, ozbiljan konstruktor, sta mislis kako bi radio tvoj SMPS od 1,5kW bez PFC-a? Kolike bi bile pik struje ispravljanja u mrezi?


P.S. Izvini sto sam ponekad grub, ali pored toga sto si stekao neka zaista vredna znanja i iskustva imas tendenciju da prodivljas. Ja sam tokom mog skolovanja (gde u ubrajam i fakultativno izucavanje elektronike) sretao likove koji su mi bez blama rekli kada sam bulaznio. I od njih sam mnogo vise naucio nego od ljudi koji su imali pristup tipa: 'Kolega, o tome sto ste upravo izneli, moze se diskutovati...'

Kad ja pitam: 'E cika Macola, ja bih da napravim flyback od 250W sa jednim tranzistorom i jednim otpornikom, i sam da osciluje i da ima zastitu...' On me covek lepo prekine i kaze (sad karikiram, nije ovo rekao, covek je zaista na mestu): 'Ne s***i...'

P.P.S. Kazi mi jos i da ovo radi... http://www.google.rs/imgres?im...mp;ved=0CDoQ9QEwAw&dur=349

Ne brini,disipacije ima i viska
Sutra cu da probam to sa ispravljanjem.Izgleda da radi kao LLC posto je napon veci nego sa rednim kondom od 20uF a i talasni oblik je drugaciji (nisam pratio oblik struje).

---

Posto nemam tako jake diode,izmericu struju transducerom,pa cu javiti sta sam dobio.

---

@macolakg
Mozes li da mi kazes kako da na onaj strujni transducer (hocu da merim do +-50A) nakacim V ili A-metar za jednosmernu struju(ako je to uopste moguce).Hteo bih da za 50A pokazuje 5V.Kolika vrednost otpornika se stavlja(pretpostavljam 200R) i treba li kakav ispravljac na to?

---

I=U/R

Pr=R X I^2

ako hoćeš da preko napona na šantu čitaš vrednost struje

audiofreek
Ne misli on na takvo merenje. On hoce da meri struju uz pomoc magnetnog transducera koji je dobio od Macole. Otpornik koji Aca pominje se koristi za nesto drugo. Vidjao sam takve spravice na faksu. Koriste ih za merenje struje bez gubitaka (jer kroz glavni provodnik transducera prakticno nema pada napona). Spravica radi slicno amper klestima.

Imas provodnik kroz koji tece (naizmenicna) struja koju meris, i oko njega se sire linije magnetne sile. Taj provodnik se provuce kroz jedan torus na kome su namotaji gde se promena fluksa gore pomenutih linija pretvara u naizmenicnu struju. Kraj price.

Transducer za jednosmernu strju ima mali Halov element montiran u datoj tacki (za koju se prema Bio-Savarovom zakonu proracuna koliko je magnetno polje na datom rastojanju od provodnika) na nekom rastojanju od provodnika, ali postavljen tako da struja kroz glavni provodnik tece paralelno sa glavnom strujom Halovog elementa. Izlaz Hala je proporcionalan struji kroz glavni provodnik i to je to.

Moderni transduceri koriste Hala kad mere jednosmernu, kalem kada mere naizmenicnu, sa tom razlikom da se i na naizmenicnoj Hal koristi za normiranje. Na ovaj nacin se moze dobiti nesto sto se zove argument polja, a to je velicina koja je mnogo upotrebljivija nego pricati o strujama reda velicine 10kA (npr superprovodni elektromagneti).

Moram sebi da napravim jedan bezobrazan transducer do recimo 500A. :D

P.S. Mali dodatak specijalno za Macolu, Znam da se za merenje jednosmerne struje moze koristiti i efekat predmagnetizacije torusa sa namotajem (onog sto sam ga gore pomenuo z anaizmenicnu struju), ali nisam hteo da ulazim u tu pricu. Ako nekome bude trebalo pitace. :)