Nekako sam se baš nadao da ćeš se uključit u temu jer sve šta znam o SMPS sam naučio iz tvojih postova u temama tipa "SMPS za pojačalo", "Izrada dc dc pretvarača" a da ne govorim o opisu principa rada flybacka...
Nemam baš toliko praktičnog iskustva, moji boostovi su većinom bili samooscilirajući ali to radi na 1 uz malo uštimavanja otpora povratne veze i zazora na trafou (ne toroidu)
Ova tvoja shema me podsjetila na shemu jednog čileanskog radio amatera u kojoj je tim tipom boost-flybacka napajao fluo cijev male snage,
svakako ću je probat praktično realizirat s UC 3843, izgleda da će mi trebat slope compensation na njemu, strujna povratna se podrazumijeva...
Mada mi je takva shema bila poznata, nisam imao pojma kako to realizirat za DC, ipak mi je poznavanje elektronike amatersko, pa zahvaljujem
na opširnom objašnjenju tebi i EmiSAru.
Pozdrav
P.S. Hvala na ponuđenoj online podršci ali sad sam na poslu, moram najprije to sastavit da vidim kako radi, najprije mehanički dio (ledice na stari reflektor) a onda elektroniku, a nemam baš puno vremena...
Nemam baš toliko praktičnog iskustva, moji boostovi su većinom bili samooscilirajući ali to radi na 1 uz malo uštimavanja otpora povratne veze i zazora na trafou (ne toroidu)
U tom slučaju neće biti problem izvesti i sekundar a sve ostalo je isto (samo dodaj onu klamp diodu ka izlazu i da tranzistor bude za 200V).
Skoro sam zaboravio pitat, zar ne treba biti na izlazu neko minimalno opterećenje u slučaju da ledica (bilo koja) ode u prekid, i koliki je taj min. otpor ? (možda je i sam otpor FB naponskog razdjelnika dovoljan)
[Ovu poruku je menjao Budući penzić dana 15.11.2022. u 19:44 GMT+1]
Zavisi kako je konstruisan.
Ne znam kako izgleda taj tvoj samooscilujući. Ako postaviš šemu onda mogu nešto reći o tome.
Sa UC384x kao blider za taj napon neće trebati više od 0.5-1W opterećenja.
To u principu ponajviše zavisi od minimalnog t_on vremena kontrolera i kompenzacione petlje.
Kod UC384x je min. t_on reda 1us, dok kod vrlo novih to vreme bude ispod 40ns i plus imaju skip mod.
Zakačiš voltmetar i povećavaš blider otpornik dok se ne dogodi neki porast par volti iznad normalnog, potom staviš trajno malo manje od toga.
Samo-osc. je običan joule-thief, malo modificiran, 330R, MJ13007, ništa posebno, nemam shemu na kompu...
Nema povratne veze, to je za snage do 20W, LED-ica mrtva hladna nakon 1 sat testiranja, ostale komponente mlake
Led 20W (radi na 15w) montirana na kućište bivšeg 50W reflektora, hlađenje odlično :)
Opet zaboravih pitat (po tome smo isti, stalno nešto zaboravljamo, jbg godine :) , da li je za pobudu IRFP260
dovoljan izlaz samog UC3843 ili bi trebalo dodat totem pole driver BD139/140 pošto dotični IRF ima 4nF Cin i 230+ nC ?
P.S. Shema je slična ovoj dole s neta, samo je na izlazu šotkica 3A / 60V i elko prije LED COB-a...
[Ovu poruku je menjao Budući penzić dana 15.11.2022. u 20:18 GMT+1]
Koju veličinu jezgra (koje jezgro) koristiš? Daj što više podataka koje znaš.
Nema potrebe za totem polom za gejt jer UC3843 rasplaže sa +-1A na izlazu.
Nemamo polumost pa da se čuvamo uzdužnog provođenja, a obzirom na ne preveliko iskustvo neće biti loše da nagib ivica bude malo manji.
Kad pošalješ što više podataka daću predlog šeme sa UC3843, sa podnaponskom zaštitom od dubokog pražnjenja akumulatora.
Što se jezgara tiče, imam ih svih vrsta, s procjepom i bez, najviše imam E33 iz starih PC napajanja, nekoliko ETD29,34,39, malih jezgri od izlaznih prigušnica startera fluo lampi 36W imam na tone (s tim jezgrom je rađen pretvarač na reflektoru na sliki), ko da mi je hobi skupljanje feritnih jezgri, ma najbolje da to sve poslikam :)
[Ovu poruku je menjao Budući penzić dana 15.11.2022. u 22:33 GMT+1]
Uglavnom, jezgro za tu snagu (40W) nije problem imam ih, bio sam zbudžio na brzinu jedan boost s induktorom 75uH, 24 namotaja na ETD29 jezgru i pogonjen s UC3843 na protoboardu (power modul na PCB-u) za pogon LED COB-a 50W/30V i to je radilo s vrlo dobrim tranzicijama, dosta strmim, čisto da vidim da li to jezgro to može... (i stvarno može)
Nažalost nisam mogao to duže testirat jer mi je akumulator 7.2 Ah bio slab, a home made lab psu mi daje 2A max, 5 minuta i akumulator kaže "dosta mi je" :)
Nakon toga sam cjelu tu skalameriju rastavio i više nisam ponovio test ali nije ni bilo potrebno, test uspješan :)
U ul = 12V
U izl = 30V (već sam to radio za taj napon)
P izl = 40W (4x10W)
I izl = 1.333A (boost proračunavam za 30V, 1.33A = 40W)
delta IL = 1A
Frekvencija = 80 KHz
Duty = 0.68
L = 90 uH na jezgru ETD29, 0.8 mm procjep (takvo imam)
E sad ne znam Al vrijednost tog jezgra da odredim potreban broj namotaja pošto sam popodnevna smjena
a na poslu nemam mjerač induktiviteta, kad dođem doma namotam mu 10-20 namotaja i odredim Al...
Pošto će DC struja ulaza biti reda 4-4.5A, pomoću MDT-a ću vidjet da li potreban broj namotaja i procjep
zadovoljava sve kriterije...
Molim te da me korigiraš ako negdje (vjerovatno) griješim.
Namotano 19 navoja, izmjereno 58 uH, Al=0.16 uH/N>2, po tome ispada da mi treba 24 navoja za 92 uH...
30V / 24 navoja = 1.25V / navoju, 120V / 1.25 = 96 navoja, 96-24=72, treba mi na postojećih 24 dodatna 72
navoja, omjer je malo veći od tvojeg jer si računao s 36V a ja s 30...
E sad mi MDT kaže da za DC struju kroz induktor 92uH/24 navoja,ETD29 od 5A treba gap od 0.57 mm
Vjerovatno nisam pogodio materijal jezgra ili neki drugi parametar, računano je za N87 i temp. od 100 stupnjeva C
ali to bi uglavnom bilo to, ispravi me ako imaš vremena jer sigurno negdje griješim...
Pozdrav
P.S. Procjep na jezgru je 0.7 a ne 0.8, moja greška a ne mogu više izmjenit poruku.
Dobro je što koristiš MDT jer će nam to olakšati posao. Vidim koristiš ETD29 sa centralnim gap od 0.8mm.
Koncept bi bio sledeći: napajanje 12V_nom, 75KHz, snaga 40W izlaza, 120V, 330mA, KKD oko 80%, D oko 0.75-0.8.
Prvo treba utvrditi minimalno dozvoljen broj navojaka za ETD29, prema površini preseka centralnog stuba i max. t_on.
Nmin = (Vin[V] x t_on[us] / (2 x Ae[mmsqr] x B[T])) ->
(14.6V x 10us) / ( 2 x 76mmsqr x 0.15T) = 6.4 navojaka primara. Dakle, sve što je veće od toga zadovoljava na tom jezgru, za to vreme t_on.
Razlog izbora 75KHz leži u umerenim switching gubicima i umerenoj veličini jezgra i njegovih gubitaka. Takođe je upotrebljiv čitav niz materijala jezgra: N27(najčešći), N67, N87, N97, sa neznatnim tolerancijama oko induktivnosti i gap.
Sa KKD 80% i Vin=12V, sledi da će nam srednja struja primara biti 40W/0.8=50W, 50W/12V= 4.167A.
Želimo 90uH primara, da postignemo I_ripple reda 1.25A, pri 75KHz i D=0.75.
Proverimo u MDT gap pri 100C, imamo 0.8mm centralnog stuba, pri 28 navojaka, za saturaciju reda 6.3-6.4A za niz matrijala: N27, N67, N87, N97 (kada nije brušen centralni stub, onda ide 0.4mm na sva tri stuba, što je isto kao centralni gap od 0.8mm...).
Varijacije prema tom spisku materijala su blage da bi bile od prevelikog značaja i pružaju ti širi spektar materijala jezgra.
Dakle, ako imamo srednju struju reda 4.2A+ i_ripple/2, ostajemo sa dobrom sigurnosnom granicom od saturacije na 6.3A i pri 100C.
Sa D=0.75, na drejnu mosfeta će amplituda pauze (t_off) biti Vin/(1-D)= 48Vpk. Od ciljanih 120V na izlazu oduzećemo 120V-48V=72V. Pošto je D oko 0.75, odnosno, odnos t_on prema t_off je 3:1, to znači da će amplituda na samom primaru pri t_off biti tačno 3 puta veća od napona koji je na istu plasiran pri t_on.
Dakle, sa 28 navojaka imamo pri t_on 0.4286V/nav. dok pri t_off imamo tri puta toliko, tj. 1.2857V/nav. 72V/1.2875=56 navojaka, odnosno trafo 1:2, gde će se sekundar superponirati sa primarom kao na šemi.
Trafo je najbolje motati po savetu sa šeme, sa tvrdom spregom, ali u ovoj srećnoj konfiguraciji nije nužno, jer ta konfig. podnosi i slabije spregnut trafo bez štetnih efekata.
Zgodno je kad je Izlazni napon u nekim razumnim granicama veći od ulaznog napona jer se može izabrati mosfet sa Vds većim od izlaznog napona, direktno se klampovati na izlaz, što dozvoljava prilično loše namotan trafo, bez posebno čvrste sprege, gde će se nespregnuta Llk isprazniti u sam izlaz, povećavajući KKD i pojednostaviti i "olakšati" snubbers.
Dakle biramo mosfet od 200V, gdse si ti predložio snažni IRFP260 koji i više nego zadovoljava (zadovoljio bi i IRFP250).
E sad, oko svih manipulacija je radilo iskustvo, da se dođe do upotrebe standardnih elemenata, lako nabavljivih, lakog motanja trafoa, optimalnog Ipk mosfeta i td. i td... Vremenom se to stiče i bude lak i brz odziv na zahtev kad se iskustvo nakupi.
Visok D je izabran zato što je pametnije imati velike pik struje na visokom naponu (P=Isqr x R), nego na primarnom delu. Dakle, željena količina energije se mora preneti i kroz primarnu i kroz sekundarnu stranu, a ako kratko traje prenos, onda mora biti visoka amplituda, tj. manje su pik struje pri t_on, nego pri t_off, što je manji problem pri višem naponu i za ispravljačku diodu na sekundaru... Takođe je D blizu maksimuma za UC3843, što je 90 i neki % sa 2n2 u oscilatoru (može se mrtvo vreme i proširiti biranjem većeg Ct i smanjenjem Rt, za istu frekvenciju) što je dodatni vid limita snage.
Shunt otpornik (standardna E24 serija, kao i sve ostalo...) u sorsu je izabran tako da imaš limit na oko 305mA sa hladnim LED, a sa vrelim LED nećeš preći 335mA, što ih neće ugroziti jer njihov radni napon opada pri porastu temperature, umnožak snage je blizak. Odnosno, flajbek je sa mekom UI karakteristikom u oblasti primene LED niza za 120V radnog napona. Pri otkačenim LED neće preći 120V na izlazu i ima lak bleeder od 120K, koji možda i nije nužan.
Dodat je i komparator za isključenje rada kad napon aku. padne ispod 10.7V, što je zaštita od dubokog pražnjenja, koje je trajno štetno po kapacitet akumulatora. Isti sklop obezbeđuje i neku vrstu soft starta i najverovatnije će pulsirati sa svetlom kad se aku potprazni do 10V7. Aku. se u pauzi malo oporavi, ponovo pokrene kratko, opet isključi i tako više puta, što omogući korisniku da se snađe u mraku kad je akumulator na kraju, i to može potrajati poprilično vrmena sa jako malom srednjom potrošnjom...
Javi mi kad napraviš oko tog ponašanja, da potvrdim svoju pretpostavku. Efekat pulsiranja na kraju pražnjenja aku. nije estetski lep, ali je enormno koristan u tami. Praktično će sa malom srednjom potrošnjom još dugo da "cedi" ostatak kapaciteta, ali neće ugroziti akumulator.
Možda par otpornika sa zvezdicom treba malo prepodesiti, u šta sumnjam, ali ako treba ti uradi.
Eto toliko. Ako imaš koje dodatno pitanje ti javi, a ja ću odgovoriti kad se zateknem na forumu.
Pozdrav,
Macola
P.S.
U međuvremenu videh da ti je gap na ETD29=0.7mm. Nikakav problem. Dodaš ispod sva tri stuba po 0.05mm poliester foliju i to je ukupno 0.8mm gap. Može i polipropilen, tj. selotejp te debljine.
Zahvaljujem na priloženoj shemi i detaljnom opisu principa rada boost-flybacka, sad vidim da sam napravio klasičnu početničku grešku računajući flyback prenosni odnos kao obični push pull trafo, mea culpa :)
Na shemi vidim slope kompenzaciju, decoupling energetskog i upravljačkog sklopa, asimetrična on/off vremena mosfeta (ili možda simetrična, vidit ću kad prikačim osc.) ,snabere na izlaznim diodama, PI član u naponskoj povratnoj vezi, moram priznat da mi taj tip komparatora s Q2/Q3 nije poznat ali po shemi mi se čini da ima djelovanje na Isense, tj ukida impuls.
Ono šta me brine je izostavljanje strujne povratne veze s putanje DC struje LED-ica, znači ograničenje unesene snage primara bi moralo biti dovoljno da ograniči struju LED-ica na dozvoljenu, ići ću s malo većim shuntom za početak, recimo 0.22, posle lako smanjim ako je struja premala.
Već sam žrtvovao jedan ETD29 i namotao žicu 0.4 x 42 namotaja kao prvi namotaj do centralnog stuba, preko toga primarni namotaj, 23 namotaja pletenicom 0.4x8 (nije mi stalo 24, jedva sam i 23-ći navukao) i preko primarnog još 29 namotaja.
E sad, primarni je zaliven 2-komponentnim epoxy-em i nema teorije da se razmota, drugi dio sekundara nije i njega mogu razmotat bez problema, da li bi se taj trafo mogao nekako upotrebit u tvojoj shemi, ako ne, napravit ću novi, nije bed.
Napominjem da nema mjesta za domotat primar, trafo je pun (jbg, 0.4x8 je predebela pletenica, novi ću motat s 0.4x6 ili imaš kakav bolji predlog ?)
Hvala još jednom na opširnim objašnjenjima i savjetima, nema veze što ne možeš odgovorit u kratkom vremenu, ne mogu ni ja to tako brzo realizirat, u firmi se često radi i vikendom i praznicima tako da sam i ja preopterećen i nemam puno slobodnog vremena (ah, kad će ta penzija :))
Pozdrav
P.S. Nakon dužeg gledanja u shemu, Q2 i Q3 su me podsjetili na strujno ogledalo (current mirror), jesam li u pravu ?
[Ovu poruku je menjao Budući penzić dana 21.11.2022. u 19:34 GMT+1]
Komparator je najobičniji Vbe komparator sa jednim tranzistorom - Q2.
Q3 je dioda sa istim termičkim karakteristikama kao BE od Q2 i tu je da termički kompenzuje Vbe promenu prema temperaturi, radi održavanja tačnijeg praga dejstva.
Da. Komparator ima relativno malo pojačanje i kad dođe do praga, kontinualno će smanjivati snagu unetu u primar preko strujnog limita.
Tu je i RC kašnjenje u razdelniku, koje će sklop naterati u sporo oscilovanje a ujedno sprečiti prodor buke od čopera u razdelnik komparatora...
Svaka čast na znanju Macola, ulovio sam pola sata vremena i sklopio taj komparator na protoboardu jer nije mi cilj samo napravit
neki sklop nego i razumjet kako sve to radi...
Vreff 5 V sam dobio s 7805 regulatora, komparator proradi kod 11.28V ulaza, dobijam 0.01V na njegovom izlazu, kod 10.7V ulaza
izlaz je 4.92V, sasvim dovoljno da blokira rad 3843...
Prosto mi nije jasno kako nisam prije naletio na neku sličnu shemu na netu, ili možda jesam ali mi nije bilo u tom momentu bitno
pa zaboravim, da sam ja to trebao sam realizirat, to bi bila komplikacija s nekim op-ampom i brdom djelova, a ovo je jednostavno
a genijalno rješenje...
Trafo namotan, primar motan licnom 5x0.4, možda malo premali presjek ali ako motam više licni ne stane mi na kalemsko tijelo.
Ledice montirane na reflektor, tu je bilo malo problema mehaničke prirode, rupe na LED su od 2.5 mm, trebalo je pronać takve šarafe
i još k tome brusit im glave da legnu na mjesto
Još jedan slobodan vikend i možda bude i gotovo, ako šta ne iskrsne :)
Re: Boost ili flyback ?