Teorie smps

[smilex]

"Dincolo" insemnand elforum. Nu e un tabu. Cel putin nu aici. Si ma bucur de asta.

 

Ca sa fiu scurt, denumirea de filtru e insuficienta. Si da, in compensare se comporta la fel. Dar iti garantez ceva: in orice sursa comerciala, casnica sau industriala, o inductanta serie pe aceiasi ramura cu un banal filtru din aval, sunt parcurse de acelasi curent, dar niciodata bobina din filtru nu va rezista in locul inductantei serie. Si intotdeauna inductanta serie va functiona perfect in locul bobinei din filtru. Deci e ceva in plus. Acel plus este variatia de curent. Un filtru presupune a arunca ceva de nedorit aflat inaintea lui. Adica din punctul lui de vedere, ar fi perfect ca ceea ce este dupa, sa fie si inainte. Inductanta serie nu doreste asta. Ea are neaparata nevoie de ceea ce este inainte, asa cum e ca sa-si poata realiza scopul destinat.

Tocmai datorita diferentelor dintre ele, imi pare extrem de importanta o definitie mai precisa. Dar exista literatura in care acea inductanta serie este denumita filtru. Si literatura valoroasa, bine intocmita. Ei bine, eu pot sa respect o opinie, sau o lucrare, dar nu e neaparata nevoie sa si fiu de acord. Am o opinie si o imagine personala anume, despre ceea ce ma intereseaza (nu neaparat electronica). Si nu doresc sa o impun nimanui. Iar printre putinii mei neuroni functionali, intre procesul de transformare a umplerii variabile in tensiune stabilizata, si procesul de filtrare, exista diferente enorme si precise in scopuri si cerinte. Chiar daca au la baza fenomene relativ asemanatoare. Adica, in mintea mea, inductanta serie nu face parte dintr-un filtru. Este altceva. Este o buna parte din instrumentul cu care se realizeaza stabilizarea, instrument avand cerinte specifice. Si tot in mintea mea, un filtru banal pentru aplicatia in discutie, este prin comparatie fix pix.

Evident, pareri personale. Si subiective.

Totusi, daca toti l-ar numi crocobaur, n-as avea nimic impotriva sa-l numesc la fel, cata vreme toti ne-am gandi la aceiasi interpretare in functionare. Am insa nefasta impresie ca numindu-l filtru, e mai putin inteles si gresit interpretat. Poate gresesc eu cu impresiile?

 

P.S. Nu ma lua cu acel dvs, ca-mi vine sa ma pensionez.

Editat Februarie 23, 2014 de smilex

[x_dadu]

BIne smilex, mul?umesc de r?spuns. Bag seam? e mai degrab? ?teama? de a se pierde sensul princinpal al acelei bobine dac? am amesteca-o cu filtrele care sunt numai...filtre.

Am parcurs cu mare interes informa?iile, le-am adunat ?ntr-un material printat care l-am citit, recunosc de 2-3 ori, ca s? ?n?eleg partea de compensare. Cel pu?in pentru semipuntea exemplificat?, am ?n?eles cum se calculeaz? compensarea ?i cum identific punctu de plecare al calculelor (curba ini?ial?).

Se poate pe viitor un calcul al compens?rii pentru sursa flyback?

Am ?i pe elforum un topic, am f?cut o surs? mai demult, pentru un scop care nu mai prezint? interes, cu 3842 cu feedback pe pin1 (pin2 la mas?), cu opto ?i 431. ?mi e greu s? identific punctul de plecare pentru calculul compens?rii.

Ar fi de preferat o exemplificare pe sursa din acest topic, pentru completarea informa?iilor foarte pre?ioase de aici. Respectiv un flyback cu 30V/4A out, 130W in.

Editat Februarie 23, 2014 de x_dadu

[Alex6669]

Acea solutie este sa zicem un pic rezonanta. Suna ciudat, stiu, dar efectul de rezonanta este foarte slab cu asemenea capacitati. Se face simtit la consumatori foarte mari, atunci cand inductanta primarului nu mai are importanta.

Cel mai corect este sa masori inductanta de scapari. Adica faci scurt in secundar si masori inductanta in primar. Acea inductanta masurata se aduna cu L si formeaza cu condensatorii un circuit oscilant care ar trebui sa aiba rezonanta pe frecventa de lucru a sursei. Adica L1 trebuie ales astfel incat aceste frecvente (rezonanta si de lucru) sa coincida.

Spun cel mai corect, pentru ca exista posibilitatea ca inductanta de scapari sa fie mare si astfel sa nu poti face rezonanta cu ea in calcule. In care caz, L1C va forma rezonanta pe frecventa de lucru.

C=13,2uF.

f=1/2??(L1·C)

 

Am facut un calcul: la 45kHz L1=1u cu aproximatie. Ma indoiesc ca scaparile trafului sunt mai mici. Dar e posibil...

1uH este prea putin. Si nu stiu ce vei face la 135kHz.

Daca scazi capacitatea, e mult mai usor sa gasesti un L1 convenabil la 135kHz, dar tensiunea pe acea capacitate va creste. Poate nu-ti mai ajunge de 400Vca ci trebuie de 1600Vcc. Poate chiar trebuie sa inseriezi conduri de 1600Vcc, depinde...

 

Multumesc pentru raspuns! Nu am inteles cum sa fac scurtul in secundar, si asa cu ce difera inductanta din prima?.

 

SI eu am planuit sa am un raport mare a transformatorului de cuplaj, gen 25:1 sau chiar mai mare primarul daca se va incalzi in exces. Atunci trebuie micsorat condensatorul pana am rezonanta cu sursa? Dar care ramane raportul L1 : traf ?

Editat Februarie 23, 2014 de Alex6669

[x_dadu]

Fac?nd scurt la secundar/secundare inductan?a primar? ar trebui s? fie teoretic zero, practic nu va fi a?a. Inductan?a m?surat? ?n acele condi?ii reprezint? inductan?a de sc?p?ri, care se consider? o indictan?? inseriat? cu cea a primarului. Se zice ca 1% din L primar este ok. Iese mare sau mic? func?ie de realizarea practic? a trafului, adic? a cuplajului.

[Alex6669]

Deci daca am un calculator care imi masoara pierderile in W a transformatorului, vad ca % din puterea maxima reprezinta pierderile, atat % din inductanta primarului este inductanta pierduta?

[smilex]

1% scapari e mult la forward. Inseamna un traf prost realizat. La flyback in schimb, e o reusita.

Flyback-ul este rezonant. Inductanta secundarului descarca pe condensator, deci formeaza un LC. Acea oscilatie este intrerupta de dioda redresoare la discontinuu si de schimbarea polaritatii la continuu, dar descarcarea se face pe o mica portiune a oscilatiei LC, pentru ca daca noul Ton nu ar mai veni, iar dioda s-ar strapunge, evident ca ar oscila pe frecventa corespunzatoare LC, pana la amortizare. Forward-ul nu are inductanta in secundar pentru ca in momentul transferului energetic, primarul este in scurt prin tranzistorul care injecteaza. Sau ar avea ceva de genul inductantei de scapari vazuta dinspre secundar cu primarul in scurt. Dar forward ul are inductanta serie, deci nu exista nici o diferenta intre evacuarea energiei din miezul inductantei serie si din cea a miezului flyback-ului. Marian are dreptate cu desenul. Configuratia forward permite in plus ca incarcarea in miez sa se faca si cu transfer de energie in condul de filtraj. Este ca si cum as descarca cu secundarul flyback-ului pe cond, dar in acelasi timp tot primarul (cu tot cu tranzistor) ar fi inseriat cu condul. Cam asa ar arata forward-ul. Poate e cam multa filozofie. Dar se poate pleca tot de la un LC ca si compensare. Cu precizarea ca acel LC nu e ideal, nici la forward, nici la flyback, uneori practic nici macar nu exista acea panta de -40.

Alex6669, pierderile sunt de multe tipuri in comutatie, cele mai mari sunt uzual pe redresare. Pe traf trebuie pierderi sub 4-5% (2-3% uzual), altfel traful e incorect proiectat. Orice pui in secundarul unui traf ideal, orice impedanta serie sau paralel, rezistiva, inductiva sau capacitiva, aceasta are o reprezentare in primar data de patratul raportului de transformare. Mai mare sau mai mica functie de faptul ca traful e ridicator sau coborator. Sigur, traf ideal. Adica traful nu se poate incalzi pentru ca are un alt raport de transformare. Nu cred c-am inteles ce vrei sa spui. Raportul de transformare ar trebui sa fie adaptat sarcinii vizate, tensiunii dorite, etc. Nu poti sa bagi/scoti spire pana cand traful nu se mai incalzeste. Adica poti, dar nu asta ar fi ideea.

Editat Februarie 23, 2014 de smilex

[user2010]

Salutare tuturor!

Am si eu o problema cu calculul trafo driver. Acesta ar trebui sa fie alimentat la 12v cu o frecventa de 60khz, pentru o sursa full bridge. Oricum as proceda nu imi iese o forma de unda perfecta.

O alta problema ar fi modul de bobinaj, ori bobinez cu toate firele o data ori pe rand.

Multumesc anticipat!

Editat Martie 5, 2014 de user2010

[cristi7521]

Cate spire ti-au rezultat? Ce sectiune are miezul? Cum il ataci? Cum arata forma de unda la intrare?

Editat Martie 6, 2014 de cristi7521

[smilex]

Cerintele sunt la fel pentru orice traf. Traful driver face parte dintr-un sistem (schema secreta). E incorect sa faci abstractie de sistem ca sa dimensionezi o componenta anume. In general insa, intr-o punte, poti presupune ca umplerea maxima nu difera prea mult de 100% (neglijand deadtime-ul). Fie e stabilizata si la tensiune mica a alimentarii (retea, etc) umplerea devine maxima, fie e nestabilizata iar deadtime-ul e mic. Asadar cel mai defavorabil caz este U=12V, Ton=8,3us si sectiunea miezului (secreta si ea). Pentru cei 60kHz, inductia estimata la un material asemanator 3C90 ar fi de 0,14T. In functie de aceste date poti calcula numarul de spire necesar in primar trafo driver. Cele din secundar, conform raportului de transformare dorit.

Asta daca cei 12V sunt stabilizati, ca daca e auto, e altceva.

Chiar crezi ca poti asigura izolatia necesara intre acele infasurari bobinand cu toate odata? Poate ca da daca alimentezi cu o tensiune mica. Sau poate nu, schema nu-i, cine stie?

Forma poate sa sufere mici modificari, dar daca doresti sa te apropii de perfectiune, exista driveri dedicati si diverse solutii.

Exista si optocuploare de viteza. Si nu mai bobinezi nimic.

[user2010]

Schema vreau sa o concep eu pentru nevoile mele. Este vorba de o sursa care va fi alimentata la 220v si va avea la iesire o tensiune de 24V pe 20A si o tensiune de 12V pe 10A. Sectiunea miezului nu am dat-o deoarece am incercat pe mai multe feritte, chiar si pe cele teroidale(aici am obtinut o forma de unda mai buna). Dar ca exempu dau un trafo luat dintr-o sursa atx de 130mm\2.

 

Formula ar fi N=U?Ton/(B?S)

N=12?8,3/0,14?130

N=5,(47252)

N~6 sp

 

Partea proasta este ca nu cunosc materialul, dar vreau sa stiu daca este corect calculul.

 

Va multumesc pentru ajutor!

[smilex]

Calculul e corect pentru acele conditii.

La 220Vca respectiv 320Vcc trebuie masuri de izolare severe. Nu este recomandabil sa bobinezi cu toate conductoarele odata pentru secundare.

Pune niste forme de unda vizualizate primar+secundar trafo driver.

Editat Martie 6, 2014 de smilex

[x_dadu]

Ideea asta a fost lansata dicolo de catre @UDAR, dar este din punctul meu de vedere eronata, am simplificat la maxim configuratia LC atat la forward caty si la flyback si iata:

 

 

Am simulat ?n Proteus cele dou? configura?ii ca ?n pozele lui Marian, a?a minimale (generator dreptunghiular 40KHz, L100uH, C470uF ?i D). FLC 734 Hz, perioada 1,35ms.

Pe configura?ia forward se vede clar ?n oscoloscopul din Proteus oscila?ia pe rezonan?a LC.

Pe configura?ia flyback nu se vede nicio oscila?ie pe FLC.

Diferen?a ?ntre cele dou? configura?ii nu e doar dioda dintre presupusul LC la flyback, ci ?i leg?tura la mas? a punctului comun dintre LC.

Editat Martie 8, 2014 de x_dadu

[smilex]

Ce vrei sa spui?

Pune o schema cu ce ai simulat si un printscreen a formelor de unda.

[x_dadu]

Ata?ez 3 capturi din Proteus. Cu galben este semnalul de 40KHz, nu am dat un zoom prea mult pe el c? nu e relevant. Cu albastru este intrarea B a osciloscopului, de pe rezisten?a de sarcin? de 100R.

Se poate observa cum evolueaz? ie?irea la comutarea/?ntreruperea semnalului de 40KHz din switch-ull din schem?.

Forward: http://i57.tinypic.com/2wnyzr8.jpg

Forward cu zoom pe momentul comut?rii generatorului la schem?: http://i60.tinypic.com/2rwss44.jpg

De observat c? pe forward, cu generatorul permanent conectat, oscila?ia pe frecven?a LC este permanent vizibil?, de amplitudin? mai mic? ca la momentul conect?rii generatorului, dar este prezent?.

Flyback: http://i57.tinypic.com/214qv7s.jpg

Aici nu e nici o oscila?ie prezent?.

[user2010]

Imaginile cu formele de unda:

In primar

In secundar