Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Obliczanie transformatora do zasilacza impulsowego

kulysaw 27 Jan 2004 09:31 21635 20
  • #1
    kulysaw
    Level 14  
    Witam.Czy ktoś z Was dysponuje wiedzą na temat obliczania tr.impulsowych i chciałby się nią podzielić,ewentualnie może jakieś linki?
    Chcę zaprojektować kilka zasilaczy różnej mocy ale mam problem z dobraniem rdzenia,ilości zwojów itp.

    Pozdr
    Darek
    [28-30.06.2022, targi] PowerUP EXPO 2022 - zasilanie w elektronice. Zarejestruj się za darmo
  • #2
    PRYZ
    Level 13  
    Witam
    Zobacz w NE2/2003.Opisana jest przetwornica i opis trafka.

    Pryz
  • #3
    kulysaw
    Level 14  
    Ma ktoś może scan tego NE2/2003 lub link do niego?Niestety ja nie mam do tego pisma dostępu :cry:

    Pozdr
    Darek
  • #4
    afc1000
    Level 14  
    zanim zaczniesz obliczac transformator, musisz wybrac konfiguracje przetwornicy (zalezna od mocy, napiec wejsciowych itp), mniej wiecej czestotliwosc pracy, tryb pracy sterownika (a wiec i sam sterownik) itp. Nie ma jednego uniwersalnego wzoru na transformator, co wiecej - w pewnych przypadkach podobnie dzialaja transformatory znacznie rozniace sie iloscia zwojow, a takze np. w konfiguracji forward jednoczesnie z transformatorem oblicza sie indukcyjnosc wyjsciowa. Na poczatek polecam noty aplikacyjne popularnych sterownikow (np. serii UC384x - jest tego mnostwo w sieci) - z reguly zamieszczane sa w nich sposoby obliczania transformatorow.
    A, i jeszcze jedno - bez oscyloskopu mozesz zapomniec o rozumnym uruchamianiu zasilaczy impulsowych.
  • #5
    kulysaw
    Level 14  
    Dzięki za przysłowiowy "kubeł zimnej wody na głowę" :) Czy te noty aplikacyjne popularnych sterownikow (np. serii UC384x) są gdzieś dostępne w języku polskim?Dużo łatwiej było by pojąć pewne problemy z tym związane.

    Pozdr
    Darek
  • #7
    kulysaw
    Level 14  
    Dzięki.Właśnie sciągam PDFy.Napewno coś się przyda,troszkę szkoda,że "nie po naszemu" :( ale schematy to schematy :) .Dzięki za linki.
    Gdyby ktoś zechciał podzielić się wiedzą nt."jak mniej-więcej" domowym sposobem robię trafo do zasilacza impulsowego" :) to było by mi bardzo miło i myślę,że nietylko mnie :D .

    Pozdr
    Darek
  • #8
    afc1000
    Level 14  
    Mialbym czery uwagi do PI (Power Integrations):

    1) nie jestem pewien, czy Tiny- (albo TOP-) switche sa odpowiednimi scalakami dla poczatkujacego (zakladam, ze Kolega dopiero zaczyna) - sa to uklady w calosci MOS, zintegrowane w jednej kosci z kluczem, co rodzi potencjalne problemy zakloceniowe - o uruchomieniu zasilacza na tych kostkach "na pajaku", a nawet na pospiesznie zrobionej plytce drukowanej mozna zapomniec - MOS-owe scalaki potrafia byc jak przeklenstwo. O szerokim pasmie petli sprzezenia zwrotnego mozna zapomniec od razu - wystarczy popatrzec jak sobie producent radzi z kompensacja petli - olbrzymie kondensatory, a na zamieszczanych oscylogramach widac prace "grupami".
    2) przy wyborze zasilacza dla poczatkujacego nalezy wybrac konfiguracje trafa z dwoma uzwojeniami - gdyz wszelkie nieprawidlowosci w pracy wlasciwego zasilacza przenosza sie na zasilanie scalaka - testowanie takiego ukladu jest bardzo klopotliwe. Poza tym wykonanie transformatora jest juz duzo trudniejsze (i wcale nie mam tu na mysli tego, ze zamiast dwoch uzwojen trzeba nawinac trzy).
    3) metodologia obliczen transformatora flyback, jaka zauwazylem w pierwszej lepszej nocie aplikacyjnej PI, jest w warunkach amatorskich nie do przyjecia - wynikiem obliczen jest grubosc szczeliny powietrznej transformatora, co wynika z rozpaczliwej proby pogodzenia kryterium narastania pradu w uzwojeniu i strumienia w rdzeniu. W praktyce mamy raczej do czynienia z rdzeniem o konkretnym Al, wzglednie z przekladkami o znanej grubosci (podszlifowywanie rdzenia raczej odpada), zatem procedura obliczeniowa musi uwzgledniac wspolzaleznosc indukcyjnosci pierwotnej i liczby zwojow i uwzgledniac obydwa ograniczenia. Juz nie wspominam, w wykonaniu PI problem jest wydziwiony do granic mozliwosci (moze dzieki temu w excelu powazniej wyglada).
    4) scalaki PI, z tego co pamietam, pracuja ze stala czestotliwoscia, co czasem moze ograniczac swobode projektowania (jesli spieprzymy trafo, np. wyjdzie nam tryb discontinuous, zawsze mozna podkrecic czestotliwosc :) )

    Ze wzgledu na powyzsze, a takze na relatywnie wieksza trudnosc zdobycia elementow proponowalbym jednak UC384x z wydzielonym kluczem (to sie kupi wszedzie...), a jesli chodzi o pierwszy zasilacz "do nauki" - jakas przetwornice DC/DC z np. 12V/5V, ze scalakiem zasilanym wprost z napiecia wejsciowego. Do takiej przetwornicy trafo mozna nawinac doslownie "na kolanie", byle czym i byle na czym, ze szczelina z kartki papieru i bedzie dzialac. Ladowanie sie na poczatku w PI jest chyba bez sensu.
  • #9
    kulysaw
    Level 14  
    Witam.Wiem,że projektowanie i wykonanie tego typu przetwornic nie jest proste.Ja chciałbym zrobić przetwornicę dużej mocy (1,5 do 5 kW) zasilaną z 230/400 V.Jakich konkretnych rad i przestróg byście mi udzielili?Czy jako kluczy powinienem użyć MOS czy IGBT?Na czym pojega różnica?

    Pozdrawiam
    Darek
  • #10
    afc1000
    Level 14  
    hmm, nie powiem, ambitnie zaczynasz :)
    Przy takich parametrach wlasciwie masz do wyboru jedynie konfiguracje push-pull lub full bridge. Jesli mialbym udzielic jakiejs przestrogi, to chyba tylko jednej - nie rob tego :).
    Jesli chodzi o roznice MOSFET i IGBT, te pierwsze zachowuja sie w nasyceniu jak opornik, a te drugie jak zenerka (w wielkim uproszczeniu). Rezystancja tego opornika rosnie z kwadratem napiecia przebicia, a napiecie tej zenerki - nie. No i tak gdzies od 400V okazuje sie, ze I*Ucesat w IGBT jest mniejsze niz I*Rdson w MOSFETcie (przy podobnych wymiarach struktury i konkretnych pradach).
    Tyle jesli chodzi o konfiguracje kluczy i transformatora. Jest jeszcze jeden drobny problem - sterowanie tym, a wiec wybor trybu pracy (pradowy, pradowy z modyfikacjami np. wg. pradu sredniego, napieciowy), wybor ukladu PWM, wybor sposobu sterowania kluczami (dla mostka), zapewnienie stabilnego i w miare szerokopasmowego sprzezenia zwrotnego oraz dobranie podstawowych zabezpieczen. Spapranie czegos w sterowniku spowoduje, ze praca calosci bedzie nie do przyjecia (mala moc oddawana, duze straty, niestabilnosc), wzglednie od razu sie to skonczy dymem. Z prywatnych obserwacji wynika, ze producenci podchodza do tego tematu raczej malo ambitnie, czestotliwosci przelaczania sa niskie (a wiec trafa duze), sprzezenie napieciowe, a uklad mimo tego rozbudowany. Samo trafo nie jest w tym przypadku jakims szczegolnym wyzwaniem, jesli tylko ma sie do dyspozycji odpowiednio duzy rdzen.
    I jeszcze jedno - nie napisales jaki to ma prad dawac - jesli to ma byc np. 12V 5kW, to trzeba powaznie przemyslec prostownik :D
  • #11
    kulysaw
    Level 14  
    Dla 14V ok 100-150A i dla 35-40V ok 150-200A,a jeśli chodzi o : "- nie rob tego" to będzie trudno,coś bardzo mnie tam ciągnie :D
    Jeśli chodzi o wybór trybu pracy to myślę o prądowym lub napięciowym w zależności od konkretnego zastosowania.Czy gdzieś (w necie) można znaleźć schematy z takimi rozwiązaniami (lub do adaptacji) szczególnie sterowanie kluczami?

    Pozdr
    Darek
  • #12
    afc1000
    Level 14  
    1) przy takich pradach to chyba bedziesz musial rozwazyc prostownik synchroniczny, bo inaczej same diody z radiatorami to bedzie spora skrzyneczka
    2) jesli chodzi o schematy, to producenci scalakow z reguly dosc dobrze je dokumentuja (choc zauwazylem, ze to zalezy od scalaka - jesli jest popularny, np. TL494, to dokumentacje ma srednia). Poszukaj na st.com i na ti.com (wchloneli Unitrode, ktora to firma robila rozne cudaczne scalaki m.in. do sterowania prostownikami synchronicznymi, a samych PWM-ow zrobila chyba ze 30, ale nie wszystkie udane !). Gotowego schematu raczej nie znajdziesz, ale poszczegolne cegielki - tak. W ogole moze sie okazac, ze ten zasilacz schematowo wyjdzie Ci troche podobny do komputerowego ATX-a, tyle ze bedzie mial 2 pary kluczy (przy takich mocach nie polecam jednak polmostka :) ) no i byc moze inny prostownik (choc na upartego...). TL494 pracuje w trybie napieciowym, a wiec dobrze toleruje sensacje dziejace sie przy przelaczaniu kluczy i niesymetriach transformatora-kluczy-prostownika (sam zasilacz dziala gorzej, ale dziala).
    3) sterowanie kluczami w polmostku wykonuje sie najczesciej, choc moze nie najnowoczesniej, poprzez transformator(y). Istnieja drivery scalone ze sterowaniem pojemnosciowym, ale na przykladzie IR2125 moge powiedziec, ze niestety potrafia czasem padac z nieznanego powodu
  • #13
    grzeskk
    Level 34  
    kulysaw wrote:
    Dla 14V ok 100-150A i dla 35-40V ok 150-200A,a jeśli chodzi o : "- nie rob tego" to będzie trudno,coś bardzo mnie tam ciągnie :D

    czy to ma być spawarka? niedawno na elektrodzie widziałem schemat czegoś w tym rodzaju - była to spawarka inwentorowa 200A tyle,że 3 fazowa ale jeśli by zrezygnować nieco z napięcia wyj. to poszłaby i z 230.
    ja już kilkanaście przetwornic zrobiłem i przymierzam się też do spawarki ale chyba ciężko będzie bo to są już bardzo duże prądy i wielkie problemy z przepięciami więc jeżeli dopiero zaczynasz to musisz mieć dużo samozaparcia ale próbuj
    Pozdrawiam
  • #14
    kulysaw
    Level 14  
    No coś w tym rodzaju.Jeśli się uda to by była spawarka z możliwością rozruchu samochodu.Gdzie ten schemat widziałeś?

    Sorry,już znalazłem.Niewiem tylko czy uda mi się to dziś ściągnąć...ta tepsa :evil: ciągle mi rwie połączenia. :cry:
  • #15
    kulysaw
    Level 14  
    afc1000 wrote:
    1) przy takich pradach to chyba bedziesz musial rozwazyc prostownik synchroniczny, bo inaczej same diody z radiatorami to bedzie spora skrzyneczka

    Szukałem w google na temat prostownika synchronicznego i nic sensownego nie znalazłem,czy może mi ktoś podać jakiś link lub w 2 zdaniach powiedzieć coś więcej na ten temat?

    afc1000 wrote:
    W ogole moze się okazac, ze ten zasilacz schematowo wyjdzie Ci troche podobny do komputerowego ATX-a, tyle ze bedzie mial 2 pary kluczy (przy takich mocach nie polecam jednak polmostka :) ) no i byc moze inny prostownik (choc na upartego...). TL494 pracuje w trybie napieciowym, a wiec dobrze toleruje sensacje dziejace się przy przelaczaniu kluczy i niesymetriach transformatora-kluczy-prostownika (sam zasilacz dziala gorzej, ale dziala).

    Dlatego też myślę o wykorzystaniu części płytki z ATX.Gdyby podstawić IGBT (???),dostosować kontrolę napięcia i prądu,wyprowadzić połączenia do zewnętrznego odpowiedniego trafo i prostownika,to może by coś z tego wyszło?
    Czy rzeczywiście duża jest różnica przy sterowaniu jedną a dwoma parami kluczy?

    Pozdr
    Darek
  • #17
    afc1000
    Level 14  
    1) prostownik taki ma diody zastapione MOSFET-ami, ktore sa w odpowiednich momentach wlaczane, w najprostszej wersji z transformatorkow wlaczanych w obwod wtorny trafa albo w sterowanie kluczami, w bardziej skomplikowanej ze specjalnego sterownika (poszukaj na power.ti.com). Przy malych napieciach wtornych (<50V) stosowane MOSFET-y maja bardzo male Rdson a wiec i niewielkie straty (w ten sposob sa robione step-downy na plytach glownych - tranzystorki w obudowie D2PAK potrafia wytrzymac caly prad pobierany z niskich zasilan, a jest tego troche).
    Znalazlem note aplikacyjna, wlasciwie dokladnie do tego przypadku (zalaczam).
    2) hehe, jak w plytce ATX zmienisz "tylko" trafo, dlawiki, tranzystory, prostownik i pare elementow w otoczeniu scalaka, to nieduzo zostanie z oryginalu :). Full bridge teoretycznie daloby sie zrobic po prostu dodajac drugie trafo sterujace, tylko wlaczone tak, zeby dzialalo odwrotnie, tak wiec nie jest to wielka roznica. Wiekszym problemem moze byc dobranie odpowiednich zabezpieczen nadpradowych (fullbridge jest niewdzieczny pod tym wzgledem), no i skompensowanie od nowa sprzezenia zwrotnego.
  • #18
    grzeskk
    Level 34  
    w firmowych spawarkach w prostowniku są diody ultroszybkie na 60A łączone równolegle ale z doświadczenia wiem że muszą być parowane lub zasilane z osobno z dzielonego uzwojenia wtórnego, a co do tranzystorów to trzeba przeliczyć które MOSFET czy IGBT jedno jest pewne że trzeba parować a nie wiem dokładnie czy nie trzebaby dodać jeszcze rezystory emiterowe przy łączeniu równoległym bo są też z tym problemy, no i oczywiście przepięcia - bardzo ważne jest jakie i ile jest kondensatorów za mostkiem przecież szarpie się z nich prąd około 40-50A a to już nie przelewki
    i jeszcze jedno przeróbka ATX to wg mnie pewnego rodzaju strata czasu
    Pozdrawiam
  • #19
    kulysaw
    Level 14  
    Możliwe,że wykorzystanie ATX jako końcowe urządzenie to strata czasu ale jako materiał szkoleniowy do doświadczeń to chyba całkiem całkiem...
    Dzięki za podpowiedzi i sugestie.Linki i pliki oczywiście przejżałem i conieco się przyda.Myślę,że wiele się od Was nauczyłem. Będę próbował dalej.Właściwie już stawiam pierwsze kroki.Brak czasu trochę to opóźnia ale temat tak mnie nurtuje,że muszę coś zdziałać.Gdyby się komus jeszcze coś przypomniało ważnego na temat budowy zasilaczy impulsowych to oczywiście mile widziane.

    Pozdr
    Darek
  • #21
    kulysaw
    Level 14  
    Witam.
    Tak,przejrzałem tę stronę i jest niezła choć z dużymi mocami nie radzi sobie.Mimo to jest bardzo przydatna.Dzięki

    Pozdr
    Darek