Jump to content
donpetru

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

Recommended Posts

Ma uitam pe unul din link-urile recomandate de smilex:

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

Acolo se mentioneaza, citez:

 

The magnitude of the current peak depends on:

  • The value of voltage at the instant of energization
  • The magnitude and polarity of the residual flux existing in the core of the transformer
  • Characteristics of the load connected to the transformer

Incomplet as spune. Eu am observat practic ca conteaza puterea transformatorului chiar daca functioneaza in gol. Una e sa conectezi un traf de sudura de 2kVA, in gol, si una e sa conectezi un traf de 100 de watti. Dupa aia conteaza daca ai redresor in secundar cu sau fara capacitoare de filtraj s.a.m.d.

Solutia asta de softstart cu rezistor e un fel de fix-pix, pentru ca nu este 100% eficienta. Bine ar fi ca in locul rezistoarelor sa ai o inductanta dar e bine sa fie niste rezistoare la urma urmei, ca sunt mai usor de procurat si manopera =0.

 

later edit: donpetru, muta postarea asta in subiectul TA1000ps. Scuze.

Edited by prog

Share this post


Link to post
Share on other sites

Daca inspira pe cineva, se poate utiliza circuit de retinere pe partea de secundar.

 

 

post-5050-0-92637200-1500044464_thumb.gif

Share this post


Link to post
Share on other sites

Pe partea de secundar apar niste pierderi suplimentare de putere pe acele MOSFET-uri care mai au nevoie si de radiatoare si nu in ultimul rand va trebui cat de cat imperecheate in ceea ce priveste tensiunile de saturatie a lor. Apoi, pretul de constructie daca luam in calcul si radiatoarele suplimentare pentru MOSFET-uri, il depaseste pe cel a solutiei cu releu pe partea primara trafo. In al doilea rand, trebuie analizata comportarea schemei atunci cand se inregistreaza caderi relativ mari de tensiune sarcina-mers in gol. In concluzie, eu as prefera tot varianta cu releu pe partea primara de tensiune.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Schema este interesanta si am analizat-o putin mai profund.

Click pentru marire

 post-24607-0-20193800-1500059302_thumb.png

Pornirea silentioasa se desfasoara in modul urmator:

 post-24607-0-37167400-1500059383_thumb.png

Aici este un detaliu:

 post-24607-0-43940300-1500059464_thumb.png

Se vede pe curba de putere si pe aceea a curentului prin MESFET ca toti

 parametrii sunt depasiti de zeci de ori, ceea ce inseamna o fiabilitate scazuta.

De fapt dupa ce se strapunge tranzistorul utilizatorul poate nici nu mai baga de seama.

 

@ gsabac

 

 

 

 

 

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Traful este in general proiectat foarte strans, foarte aproape de saturatie pentru ca atunci se obtin performante bune. La momentul cuplarii, sinusoida retelei poate avea o valoare nefavorabila care duce imediat la deplasarea simetriei inductiei pe verticala si implicit la depasirea saturatiei respectiv cresterea extrema a valorii curentului. Traful isi revine singur dupa cateva alternante, dar acel scurt curent poate arde sau decupla sigurante, poate distruge alte lucruri. Iar la trafuri de putere mica, curentul este limitat de valoarea ohmica a primarului. Dar nu e obligatoriu sa fie la cuplare, o scurta lipsa a tensiunii face aceeasi treaba, chiar si o mica parte lipsa a unei semialternante face asta, un contact imperfect, etc. De aceea ziceam ca refacerea softstartului la orice lipsa a tensiunii este recomandabila. Nici solutia construita de flomar nu e imbatabila, are nevoie de o intarziere pentru a nu reface temporizarea la trecerea alternantei prin zero, adica este sesizata numai o lipsa a tensiunii care depaseste 0,44ms (din calcule). Speranta era ca 0,44ms lipsa din alternanta sa aiba influenta neglijabila, dar evident ca depinde si de momentul in care apare acea lipsa, pe varf de alternanta ar avea efect maxim. Dar ofera totusi avantaje. Daca conditiile sunt ideale, probabil si solutia verde e ok.

Solutia rezistiva poate avea efect favorabil si la incarcarea filtrajelor din secundar, dar eu vorbeam de curentul de magnetizare, nu cel de sarcina. Sunt chestiuni diferite. Supracurentul pomenit apare si in gol, sau mai ales in gol. La trafuri de putere cu rezistenta ohmica primara neglijabila, valoarea acelui curent este mult mai mare dacat a sarcinii maxime.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Revin cu simulari pentru schema din postarea #114 pina la 200W pe ramura.

In analiza din postarea #116 am exagerat cu puterea de iesire pe ramura de circa 1000W.

Pentru 200W pe ramura si 20.000uF la filtraj, analiza tranzitorie se prezinta asa:

 post-24607-0-11486100-1500092344_thumb.png

Pulsurile de curent cu durata la jumatate de 5mS ating un virf de 60A, permis de tranzistorul

 specificat la #114. Schema realizeaza o intirziere de 350mS pina la 30V, pe condensatorii de filtraj, apoi demareaza ca o schema de redresare cu diode si condensatori.

Pentru o functionare corecta, tensiunea zenerului de comanda al optocuplorului trebuie adaptata la tensiunea de iesire.

- Cu 30V zener si 20mF, ar merge la 50V tensiune de iesire, deci vreo 44V in sarcina.

   Intirzierea este de 1,2 secunde si pulsul maxim de curent de 27A.

   La 40mF, 50V la iesire si zener de 30V rezulta o intirziere de 2,4 secunde si un curent de virf 28A, fezabil.

- Pentru 90V la iesire, zener de 70V si 40mF rezulta 3,2 secunde si 64A, acceptabil.

 

In concluzie cu adaptarea valorilor si mai multi tranzistori MOS (echilibrati) in paralel schema este buna.

Desigur trebuie folosit si un sistem de conectare intirziata a difuzoarelor.

Caderea de tensiune pe comutatorul activ este de maximum 100mV la 10A si in legatura cu

 disiparea termica tranzitorie mai trebuie sapat.

 

PS. Mai trebuie si o protectie a tranzistorilor la suturile inerente de tensiune.

 

@gsabac

Edited by gsabac

Share this post


Link to post
Share on other sites

E important de inteles:

Probabil sunt multe altele, asta am gasit rapid.

Pe topicul in care a fost dezvoltat si probat softstartul lui flomar, am facut cred precizarea ca am o sursa multifunctionala avand un traf cu sectiune de peste 50 (nu mai stiu exact) la care nu am softstart si pe care il pornesc in gol. Am sigurante automate de 16A. Uneori decupleaza, alteori nu (depinde de cum prind sinusoida retelei). Dupa zgomotul lui (si al altor trafuri), estimez ca ciclul se simetrizeaza in circa 0,5s. Iar acest traf a fost bobinat de atelierul de bobinaj la cerintele mele, cu o spira pe volt, adica cu rezerve suficiente pentru evitarea saturatiei. Uneori trebuie sa fac trei cuplari consecutive dupa reamorsarea sigurantelor. 

Aceasta problema nu e filozofica, e reala si poate fi incercata live de oricine detine un traf de cativa kw. Si e cel putin la fel de serioasa ca problema incarcarii electroliticilor (depinde de putere trafo si electrolitici).

Share this post


Link to post
Share on other sites

In postare prezint regimul tranzitoriu al unui redresor punte cu transformator de 85V/8,5A si alimentat

 din reteaua de curent alternativ 230V/50Hz. Redresorul are 40mF ca filtraj si o sarcina de 10 ohmi.

Click pentru marire.

  post-24607-0-77496900-1500109802_thumb.png

Primul puls de curent din retea este de 65A si urmeaza 45, 33 ,26 ,22 ,18A, pina la regimul de

 situatie stationara de circa 10A care se stabileste dupa circa 120mS.

Forma pulsului de curent este data de elementele schemei, care determina

 si unghiul de conductie al diodelor.

In cazul unei porniri prin rezistenta serie cu primarul transformatorului, aceste pulsuri de curent se reduc de zeci de ori,

 si fiabilitatea schemei este foarte mult imbunatatita.

Se cistiga prin micsorarea curentului, dar se pierde la timpul de pornire sau repornire, daca sunt intreruperi de curent.

De fapt repornirea face un gol de sunet apreciabil, de aceea este posibil sa se gestioneze o repornire in

 functie de puterea medie din sarcina. Ca exemplu cu 40mF la 500W amplificatorul poate functiona corect 50-100mS

 la 50W- 1-2 secunde, iar la 5W 10-20 secunde.

 

@gsabac

Edited by gsabac

Share this post


Link to post
Share on other sites

NU doresc sa resuscitez un procedeu de pornire lenta lineara care nu a fost agreat,

 dar in articol este prezentat calculul, sunt exemple practice si recomandari de componente,

 de catre un producator. https://www.ametherm.com/inrush-current/transformer-inrush-current.html

Schema de lucru este un redresor cu transformator:

  transformer-schem-450.jpg

 

Se exemplifica cum se modifica supracresterile de curent si cum se evita saturatia miezului la pornire.

Reclama de firma si simplitate de neaplicat.

 

@gsabac

 

 

 

 

 

 

 

Edited by gsabac

Share this post


Link to post
Share on other sites

La transformatoarele toroidale pe care le-am avut, unele din ele chiar bobinate, cu puteri de la 400 la 2000VA, inductanta primara a transformatoarelor se situa intre 0,2H si ~2H (la puteri mai mici de 400VA chiar nu am masurat, desi am acum cateva disponibile si as putea sa le masor inductanta). Asadar, stiind ca reactanta primara este:

 

xL=omega * L = 2 * Pi * f * L  si considerand Lp = 1H, rezulta "o reactanta medie": xL= 2 * 3,14 * 50 * 1 = 314 Ohm.

 

La cel de 400VA rezistenta ohmica primara este 3 Ohm (masurat), deci Rp = 3 Ohm

 

In aceste conditii impedanta primara este: Zp2 = RL2 + xL2 (am aplicat formula simpla fara a apela la schema echivalenta a transformatorului, tot pentru calcule).

 

Va rezulta o "impedanta medie primara" de: 314 Ohm, deci cu alte cuvinte un cuvant mare de spus in limitarea curentului de pornire il are reactanta infasurarii primare.

Ma rog, este doar un punct de vedere.

Share this post


Link to post
Share on other sites

La transformatoarele toroidale pe care le-am avut, unele din ele chiar bobinate, cu puteri de la 400 la 2000VA, inductanta primara a transformatoarelor se situa intre 0,2mH si 2mH (la puteri mai mici de 400VA chiar nu am masurat, desi am acum cateva disponibile si as putea sa le masor inductanta...

Ar fi bine. Refacerea masuratorilor vechi ar fi si mai bine. Poate ca L-metrul e defect...

Share this post


Link to post
Share on other sites

L-metru nu cred ca e defect pentru ca am masurat niste inductane standard si rezultatele au fost Ok. Totusi, la ce valori de inductante primare va asteptati ?

Share this post


Link to post
Share on other sites

@flomar, foarte corecte calculele dvs. Am masurat inca o data la transformatorul de 402VA realizat la comanda la petra-iasi si acesta e rezultatul:

 

Valoare inductanta infasurare primara trafo 402VA.jpg

 

Scuze, acum am recitit postarea mea anterioara si am vazut ca am specificat domeniul 0,2mH....2mH cand de fapt era 0,2H...2H. Scuze, greseala de tehnoredactare. O sa corectez postul meu precedent.

Share this post


Link to post
Share on other sites

...

Va rezulta o "impedanta medie primara" de: 314 Ohm, deci cu alte cuvinte un cuvant mare de spus in limitarea curentului de pornire il are reactanta infasurarii primare.

Ma rog, este doar un punct de vedere.

N-am straduit sa arat de ce nu este asa. De ce exista posibilitatea saturatiei daca tensiunea dispare si reapare chiar si pentru cateva ms. De ce acest curent apare si cu secundarul in gol. De ce uneori e chiar mai important decat curentul cerut de filtraje. De ce necesitatea permanenta a refacerii softstartului in asrmenea situatii.

Probabil ca are mai putina importanta decat vad eu...

Share this post


Link to post
Share on other sites

@smilex, haideti sa analizam punctual precizarile dvs. din postarile nr.111 si 117:

 

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.

 

1. Moment nefavorabil, adica atunci cand tensiunea nu trece prin zero ? Ok. Asta se intampla cred ca in 99% din cazuri. Apoi daca analizam comportamentul transformatorului conectat la retea in acel moment, observam ca este nevoie de acel rezistor care sa limiteze asazis-ul curent de pornire, asta facand analogie cu pornirea masinilor electrice.

2. Nu putem vorbi in acest context ca lipseste o semialternata. La conectarea sub tensiune a transformatorului, pe acesta se aplica forma semnalului care era la un moment dat in retea. Nu conteaza ca prindem semialternanta negativa (din punctul nostru de vedere) sau cea pozitiva, din cauza ca, acel ciclu de histerezis la care faceti referire se poate forma in ambele sensuri: alternanta negativa - alternanta pozitiva sau viceversa (de fapt forma lui e generata de forma tensiuni/curentului din retea). Lucru asta nu afecteaza comportarea transformatorului, poate marimea histerezisului la conectarea la retea, dar si aceasta marime este influentata de rezistorul din softstart ("la pornire").

3. In 8 ms nu cred ca se vor descarca capacitoarele din softstart care mentin releu complet. Se poate calcula. Bineinteles, dvs. faceti aluzie la faptul ca ar trebui sa se descarce capacitoarele ca sa reporneasca softstartul dar ma rog, un astfel de regim de intrerupere tensiune la care e supus transformatorul nu afecteaza constructia sau durata de viata a transformatorului. Va reamintesc faptul ca utilizarea unui softstart se face in primul rand pentru a nu perturba functionarea celorlalti consumatori din imediata vecinatate si apoi pentru stabilitatea transformatorului (mai exact pastrarea unui curent de mers in gol cat de cat constant pe intreaga durata de viata a transformatorului). Se accepta regimuri de intreruperi scurte (de cateva sau zeci de ms) si sa stiti ca sunt transformatoare folosite in amplificatoare audio PRO de 30 de ani care merg si acum foarte bine cu circuite de softstart asemenea celui din TA1000PSv2. Deci, nu are rost sa dramatizam fenomenul si nici sa incercam sa facem farmacie strict pe trafo cand sunt si alte aspecte multe mai importante intr-un amplificator audio la care trebuie sa le acordam mai multa atentie.

 

Traful este in general proiectat foarte strans, foarte aproape de saturatie pentru ca atunci se obtin performante bune. La momentul cuplarii, sinusoida retelei poate avea o valoare nefavorabila care duce imediat la deplasarea simetriei inductiei pe verticala si implicit la depasirea saturatiei respectiv cresterea extrema a valorii curentului. Traful isi revine singur dupa cateva alternante, dar acel scurt curent poate arde sau decupla sigurante, poate distruge alte lucruri. Iar la trafuri de putere mica, curentul este limitat de valoarea ohmica a primarului. Dar nu e obligatoriu sa fie la cuplare, o scurta lipsa a tensiunii face aceeasi treaba, chiar si o mica parte lipsa a unei semialternante face asta, un contact imperfect, etc. De aceea ziceam ca refacerea softstartului la orice lipsa a tensiunii este recomandabila. Nici solutia construita de flomar nu e imbatabila, are nevoie de o intarziere pentru a nu reface temporizarea la trecerea alternantei prin zero, adica este sesizata numai o lipsa a tensiunii care depaseste 0,44ms (din calcule). Speranta era ca 0,44ms lipsa din alternanta sa aiba influenta neglijabila, dar evident ca depinde si de momentul in care apare acea lipsa, pe varf de alternanta ar avea efect maxim. Dar ofera totusi avantaje. Daca conditiile sunt ideale, probabil si solutia verde e ok.

Solutia rezistiva poate avea efect favorabil si la incarcarea filtrajelor din secundar, dar eu vorbeam de curentul de magnetizare, nu cel de sarcina. Sunt chestiuni diferite. Supracurentul pomenit apare si in gol, sau mai ales in gol. La trafuri de putere cu rezistenta ohmica primara neglijabila, valoarea acelui curent este mult mai mare dacat a sarcinii maxime.

 

4. Eu nu as zice foarte aproape de saturatie deoarece forma curentului nu ar mai fi sinusoidala (a nu se confunda forma de unda a curentului din retea, eu ma refer strict pe un consumator dat). Daca randamentul maxim a unui transformator este sub puterea nominala, de saturatie putem vorbi de abia dupa ce depasim puterea nominala (vorbesc de un transformator realizat corect).

5. Refacerea sofstart-ului se recomanda daca intreruperea de tensiune este mai mare de o perioada a tensiunii de alimentare (mai mare de 20ms). In acest scop trebuie gasita o solutie constructiva "de mijloc" astfel incat capacitoarele care dau durata de temporizare a softstartului sa se descarce in mai putin de o perioada. E un compromis care trebuie facut, deoarece daca conectam un rezistor de balast in paralel cu capacitorul de temporizare, valoarea acestui rezistor trebuie corelata cu valoarea capacitorului. Ideal ar fi, si urmeaza sa aprofundez mai bine problema pe prototipul prezentat mai jos, sa folosim niste capacitoare de maxim 1uF pe temporizare, ca se pot descarca mult mai rapid alegand o solutie constructiva optima. In fine, aspectul asta este in cercetare pe noul prototip TA1000PSv2.

 

Filtru & Softstart TA1000PSv2.JPG

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...

Important Information

We use cookies and related technologies to improve your experience on this website to give you personalized content and ads, and to analyze the traffic and audience of your website. Before continuing to browse www.tehnium-azi.ro, please agree to: Terms of Use.