TA1000PS - Sursa de alimentare cu softstart si protectii pentru amplificatoare audio

[niksound]

Seara buna,au fost ceva probleme in sensul ca,tensiunea pe releu crestea pana la 28-30 V in decurs de 3-5 minute si se stabiliza pe 29.

Drept urmare Donpetru a regandit schema si a implementat si filtrul de retea de la TA1000PS,iar rezultatul a fost pe masura.Tensiunea la releu este de 25V,stabila,intarzierea la cuplare fiind de 2-3 secunde.

[donpetru]

Multumesc pentru interventii utilizatorilor de mai sus.

Foarte buna observatia utilizatorului @flomar - chiar ma gandeam sa folosesc macar un tranzistor - observatie care o voi incerca sa o transpun in practica in cadrul prototipului TA1000PSv2. Daca mai sunt si alte observatii, va rog sa le expuneti.

[gadrianno]

Am g?sit pe un site rusesc, cxem net o schema de soft start f. Simpla pe care am realizat o ?i o folosesc la pornirea unui SMPS cu rezultate excelente. Pre?ul ei cred ca este p?n? ?n 10 lei.

Editat Iulie 8, 2017 de donpetru
Rotire imagine

[donpetru]

Rezistorul ala de 22 Ohm in serie cu consumatorul (ex. transformator) nu e o idee foarte buna. Contactele releului ar fi trebuit sa fie in paralel cu acel rezistor.

Si dioda zener 4743 cat de mult se incalzeste ? Ati verificat asta?

Multumesc pentru ca ati postat acea schema. Cu cat mai multe propuneri de scheme, cu atat mai mult avem sanse sa facem ceva mult mai bun si mai aproape de necesitati. Maine urmeaza sa trasez versiunea de softstart la care m-am gandit. Pana atunci se mai pot posta si alte sugestii de scheme.

[gadrianno]

Am gre?it eu la desen. Contactele sunt ?n paralel cu rezistenta. Nu se ?nc?lze?te nimic, anclansarea este ferm?, temporizare circa 1 sec. Func?ioneaz? perfect. SMPS porne?te ?n sarcina moderata (un amplificator ?n iddle). Este o schema Bun?, probata. Nu vreau sa impun aceasta schema, sper sa nu se fi ?n?eles a?a ceva.

[nel65]

^ La contact slab la bornele stecherului in priza ,deci/sau  la intreruperea alimentarii pentru scurte perioade (din oricare motiv) ,nu asigura temporizare.Condul de 220uF din baza emitor nu are timp sa se descarce.E mult mai buna schema lui smilex (pusa de flomar), are doar doi BC-uri si un TL 431,integratul e doar pentru semnalizare stare contacte,poate lipsi.

[donpetru]

Am analizat schema cu TL431, la care face referire utilizatorul @nel65, si din punct de vedere fiabilistic vorbind, parca nu as risca intr-un montaj care merge direct la 230V acel TL431 !!! In plus, la fluctuatii mari de tensiune zenerul de 13V (nu am calculat) ce puteri disipate inregistreaza? Curentul prin el este limitat in mare parte de 100 Ohm si 1 MOhm. Oricum, in urmatoarele ore ma gandesc sa-i fac o simulare ca sa vedem cum sta treaba.

 

Oricum, atat schema postata de utilizatorul @gadriano cat si cea daca de utilizatorul @flomar pot fi impletite si completate pentru a obtine ceva mai fiabil. Acum voi trece la simularea schemei @flomar si dupa aceea voi reveni si cu alte precizari. Pana atunci, daca mai sunt observati / completari / sugestii, se pot expune.

[donpetru]

Am observat ca ati mentionat un curent prin zener de 1...12mA, posibil si din cauza ca releele de 12VDC consuma un curent mai mare decat cele de 24VDC. Cred ca asta a fost si unul din motivele pentru care in foarte multe aplicatii de produse electronice existente pe piata am vazut mai mult folosit releu de 24V. De fapt, si eu ma gandesc sa folosesc releu de 24V pentru ca, in vederea unei "stabilizari bune" a tensiuni pe etajul de intarziere, inclusiv releu, in acele 2 secunde cat va fi temporizarea, dioda Zener va prelua oarecum macar o parte din curentul consumat de releu si va tinde sa disipe o putere destul de maricica a spune. Pentru a micsora acest curent de polarizare Zener, care in mod normal pentru relee de 12V va fi mai mare, ma gandesc sa apelez intr-o prima faza de testare a prototipului la un releu de 24V.

Am inceput sa simulez circuitul, sa vedem ce iese... revin cat de curand posibil cu rezultatele simularii.

[donpetru]

Si simularea schemei de softstart realizata de utilizatorii @smilex & @flomar (pentru a vedea rezultate stabile ale simularii, analizati capturile la 10 sau 20 secunde).

 

Capturi la 1 - 5 - 10 - 20 secunde (cand analizati puterea disipata luati in considerare reperul notat P(avg), e mult mai elocvent). 

 

TEST 1 - schema initiala:

 

 

 

Tensiunea pe Zener e in regula, curentul prin Zener atinge 27mA (P_zener=~0,35W) , de doua ori mai mare decat cel mentionat de utilizatorul @flomar si bineinteles in schema s-a recomandat un rezistor de 1MOhm la 1W, cand conform simularii ar fi suficient si un 0,25W. O tensiune prea mica pe asazis-ul "releu" !!! 

 

TEST 2 - am eliminat din circuitul initial rezistorul R3 (2,2kOhm) si dioda D5 (1N4007):

 

 

Se observa un curent prin Zener ceva mai mare fata ca in cazul testului nr.1 (29mA fata de 27mA). Totusi, la 10...20 secunde curentul prin Zener se anuleaza (o eroare a simulatorului !!!) si tensiunea pe releu este OK, semn ca intarzierea functioneaza.

 

TEST 3 - schema utilizatorului @gadrianno, presupun extrasa de aici:

http://audio-cxem.ru/shemyi/istochniki-pitaniya/impulsnyiy-blok-pitaniya-dlya-usilitelya-nch-na-ir2153-moshhnostyu-300vt.html

atasez schema mai jos in cazul in care in viitor link-ul de mai sus nu mai functioneaza (am corectat schema ca avea una din diodele punti VDS1 suntate):

 

Si doua capturi cu rezultatele simularii:

 

 

Bineinteles, eu doar am vrut sa vad prin aceste simulari, comparativ, cum se prezinta topologia din punct de vedere teoretic vs. practica.

 

Ca o concluzie generala, din partea mea, ar fi: nu are rost sa ne complicam cu acel TL431, se poate relativ usor muta rezistorul de 100 Ohm de la 230V pe intrarea diodei Zener in cc pentru a controla varful de putere la alimentare disipat de Zener mult mai bine (mie cel putin asa mi s-a parut din analiza teoretica plus ca pe intrarea Zener-ului nu vom mai fi fortati sa folosim rezistor de 3W). Asadar, am trasat partea de softstart a prototipului, urmeaza in zilele urmatoare sa realizez si PCB-ul acestei parti iar schema finala a TA1000PSv2 (inclusiv softstart si tot ce trebuie) va fi publicata cat de curand dupa validarea prototipului.

 

Multumesc tuturor pentru sfaturile date aici. Daca mai sunt pareri se mai pot expune.

 

Numai bine

[smilex]

... bineinteles in schema s-a recomandat un rezistor de 1MOhm la 1W, cand conform simularii ar fi suficient si un 0,25W.,,,

Bineinteles ca nu prea exista rezistor 0,25W care sa admita minim 350V la borne, dar cine sa tina cont de asta? (nu-i vorba de putere disipata, ci de tensiunea de izolatie intre capete, conform pdf-urilor)

 

Toate componentele au rolul lor, nu au fost puse aiurea. 2k2 + dioda au un rol extrem de important.

 

Daca o schema atat de slaba (verde) intra in discutie, probabil nu prezinta interes alte atribute esentiale.

Editat Iulie 11, 2017 de smilex

[donpetru]

@smilex, am inteles pct. dvs. de vedere, din acest motiv eu am ales metoda implementata in Elektor cu doua rezistoare de 470k in serie in locul rezistorului de 1M (o sa vedeti cand o sa prezint forma finala a TA1000PSv2). Ceea ce vedeti dvs. mai sus sunt niste simulari orientative, nu inseamna ca se va folosi un rezistor de 1M. Pentru simplitatea procesului de simulare am ales aceasta forma de prezentare.

Si in nici un caz nu critic schema dvs., simularile prezentate reprezinta o forma de verificare a puterii disipate de diverse componente, inclusiv tensiuni si curenti, pe anumite scheme recomandate de utilizatori.

[ionut90]

La schemele astea de softstart pentru transformator cat de mare trebuie sa fie watajul rezistoarelor care sunt in serie cu transformatorul ? Am vazut scheme, cum este si cea de la elektor unde se folosesc 4 rezistoare de 5W, un total de 20W - este suficient ?

[donpetru]

Puterea disipata si valoarea rezistorului se calculeaza in functie de puterea transformatorului. Cei de la elektor au gasit o solutie de compromis destul de buna cu acel rezistor global de aproximativ 40 Ohm. Din testele teoretice si practice efectuate as recomanda un rezistor de 20...50 Ohm. Se pare ca cel mai bun compromis ca putere disipata valoare este pe la 30...40 Ohm unde 20...30W ar fi suficient.

 

Intre timp am definitivat cablajul prototip pentru partea de filtru si softstart TA1000PSv2:

Urmeaza, cel mai probabil in cursul zilei de maine generarea fisierelor pentru fabricarea prototipului. Repet, dupa validarea prototipului voi intocmi documentia kitului TA1000PSv2, care va fi un proiect gratis "open-source".

[smilex]

Curentul de magnetizare posibil la cuplarea trafului in momentele instantanee critice ale sinusoidei:

https://www.pacw.org/issue/june_2010_issue/cover_story/redundancy_considerations_for_protective_relay_systems/complete_article/1.html

http://www.electrical-installation.org/enwiki/Transformer-energizing_inrush_current

http://www.globalspec.com/reference/74817/203279/10-3-transformer-protection

http://electricalbaba.com/transformer-inrush-current/

 

Metode de combatere:

http://www.gohz.com/minimizing-transformer-inrush-current

Si altele, netul e plin...

 

De fapt, daca se alimenteaza intr-un moment nefavorabil, miezul se satureaza si are nevoie de timp pentru a-si reface simetria ciclului. Rezistorul doar limiteaza valoarea acelui curent scurtand si timpul (saturatie miez mai mica). Daca o semialternanta lipseste, este necesara refacerea timpului de sofstart. Adica exceptand momentul trecerii prin zero a alternantei, oricat de scurt lipseste tensiunea, sofstartul trebuie refacut pentru a da timp reaparitiei ciclului histerezis simetric. Asta trebuie sa faca softstartul pe traf. Asta nu face solutia verde, care ofera acel timp numai la inceputul alimentarii, dar la o disparitie a tensiunii de 8ms (de exemplu) nu reface sofstartul.

[donpetru]

@smilex, pana sa analizati problema din punct de vedere "magnetic", care in contextul actual nu prea ii vad rostul, trebuie subliniat faptul ca rolul cel mai important a circuitului de softstart este reducerea "curentului de pornire" a sarcinilor inductive atunci cand sunt conectate la retea, cerinta obligatorie in cazul consumatorilor care pot perturba la conectarea directa sub tensiune ceilalti consumatori. In mod normal se recomanda utilizarea obligatorie a unui circuit de softstart, asemenea circuitelor exemplificate in acest topic, in cazul transformatoarelor electrice cu puteri nominale mai mari sau egale cu 1kVA si in orice situatie sau putere trafo, chiar mai mica de 1kVA, cand prin functionarea sa transformatorul perturba circuitele adiacente. Eu, recomand sa se utilizeze softstart si in cazul cand puterea trafo este in limita 400...1000VA, din considerente care tin cont si de precizarile tale "de natura magnetica" exemplificate mai sus.

In fine, un astfel de circuit e bine sa existe iar faptul ca prin proiectul TA1000PS, respectiv versiunea nr.2 care va urma, eu voi recomanda asta - asta nu reprezinta o obligativitate. Si da, asemenea circuite mai au si dezavantaje dar pe noi ne intereseaza avantajele acestui circuit. Asa ca, "solutia verde", isi are rolul ei.