Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
TermopastyTermopasty
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Zasilacz impulsowy stabilizowany 250W

michal.rogaczewski 03 Maj 2009 12:15 33349 37
  • Zasilacz impulsowy stabilizowany 250W

    Witam
    Po moich głośnikach napędzanych moim poprzednim projektem spodziewałem się dobrego dźwięku, to uzyskałem ale bas leeeży (to nie są głośniki do tego) Więc pomysł na następny projekt sam się wymyślił :P Także subwoofer... Pudło to kwestia kilku godzin głośnik to dość średni PA250 peiyinga (wiem że pompa, że lepszy byłby zwykły, ale tego dostałem za grosze). Doszło do "elektryki" dawno temu powstał wzmacniacz klasy D na IRS2092, lecz ostatnio okazało się że nie będzie on współpracował ze świeżo zrobionym zasilaczem, więc kiszka. Ale tu nie o tym :P W tym temacie jedziemy zasilacz :D

    A więc od początku;
    1. Schemat, ni ma.... ale najpóźniej jutro będzie (muszę go zrobić w wersji elektronicznej bo na razie to mam rozrysowany sterownik na kartce)
    Juuuż jest :) sam sterownik, ale jeśli ktoś już kiedyś taką przetwornicę widział to powinno mu wystarczyć
    Zasilacz impulsowy stabilizowany 250W
    2. "Produkcja" elementów indukcyjnych, będziemy potrzebować:
    -Transformator główny - kupujemy, lub rozklejamy rdzeń z zasilacza ATX, ja użyłem nowego rdzenia ETD34 z materiału 3C90, Nawijamy go w ten sposób;
    - 1-sza połówka uzwojenia pierwotnego, u mnie 40zw. drutem 0.5mm
    - izolacja
    - uzwojenie wtórne, konkretniej 2 uzwojenia po 40zw. nawijane 2 drutami 0.5mm naraz, mieszczą się idealnie w 4 warstwach, każda warstwa oddzielona izolacją
    - izolacja
    - 2-ga połówka uzwojenia pierwotnego, nawinięta koniecznie w tą samą stronę co pierwsza część, także 40zw drutem 0.5mm
    Rdzeń powinien być spięty klamrami, ja ich nie posiadam więc w końcowej wersji zastosowałem żywicę epoksydową
    Zasilacz impulsowy stabilizowany 250W
    -Transformator sterujący - tutaj akurat najbardziej poleciłbym transformatorki sterujące z zasilaczy komputerowych po rozklejeniu i przewinięciu. Nawijamy go tak:
    - uzwojenie pierwotne u mnie 45zw. drucikiem 0.2mm
    - izolacja
    - 1-sze uzwojenie wtórne - 40zw. drucikiem 0.2mm
    - izolacja
    - 2-gie uzwojenie wtórne - 40zw. drutem 0.2mm NAWINIĘTY W PRZECIWNĄ STRONĘ !
    Zasilacz impulsowy stabilizowany 250W
    -Dławik sprzężony - znowu przyda się zasilacz :P szukamy dużego żółtego rdzenia toroidalnego zdejmujemy z niego całe uzwojenia i nawijamy swoje, wypadałoby policzyć AL rdzenia i prąd nasycania (tu podziękuje kol. Qwet) u mnie wyszło że muszę nawinąć około 28zw aby uzyskać indukcyjność rzędu 72uH i prąd nasycenia rzędu 14A :)
    Dławik nawijamy 2 drutami 0.7mm jedno uzwojenie podłączamy normalnie a drugie musi mieć zamienione końcówki, inaczej napiecia na wyjściu nie będą zachowywać symetrii czego baardzo nie chcemy :P
    Zasilacz impulsowy stabilizowany 250W
    -Dławik skompensowany filtru EMI - I znowu zaglądamy do naszego wypatroszonego już zasilacza :P
    Zasilacz impulsowy stabilizowany 250W

    Wykonaliśmy już wszystkie elementy indukcyjne potrzebne do wykonania tej przetwornicy :D Teraz zajmiemy się wykonaniem samego układu.

    3. Płyteczka, tu już lepiej :P Płytka powstaje metodą termotransferu z wykorzystaniem kartki z EP :) Temu etapowi przyjrzymy się bliżej:
    Na początek powstał projekt PCB w programie AutoCad (jakoś tak łatwiej mi tam niż w eaglu czy protelu), Projekt płytki w pdf gotowy do wydruku znajduje się w załączniku
    Zasilacz impulsowy stabilizowany 250W
    Mamy już projekt, trzeba wykonać płytkę, zaczynamy oczywiście od kawałka laminatu dociętego na wymiar, z zapasem kilku mm z każdej strony.
    Zasilacz impulsowy stabilizowany 250W
    Płytkę oczyszczamy i odtłuszczamy, ja używam papieru ściernego 1000
    Zasilacz impulsowy stabilizowany 250W
    Projekt płytki drukujemy na papierze kredowym i wycinamy, w moim wypadku jest to strona z reklamami z PE :)
    Zasilacz impulsowy stabilizowany 250W
    Teraz prasowanie żelazkiem nastawionym na max temperaturę, czas należy dobrać samemu
    Zasilacz impulsowy stabilizowany 250W
    Po prasowaniu płytkę moczymy w wodzie z detergentem, po jakimś czasie zobaczymy że papier rozmiękł i jest pofałdowany w miejscach w których nie przylega do laminatu, papier najlepiej ściągać trąc płytkę palcami, oto efekt
    Zasilacz impulsowy stabilizowany 250W
    Po małych poprawkach....
    Zasilacz impulsowy stabilizowany 250W
    I trawieniu....
    Zasilacz impulsowy stabilizowany 250W
    Uzyskujemy bardzo ładną płytkę do naszej przetwornicy :)
    Zasilacz impulsowy stabilizowany 250W

    5. Mamy płytkę, a teraz wg. mnie najprzyjemniejsza część. Montaż :)

    Ja polecam zacząć od montażu sterownika i układu sterującego tranzystorami mocy oraz samych tranzystorów mocy, Po zakończeniu montażu sprawdzamy działanie sterownika, Polecam tutaj oscyloskop, po podłączeniu go do miejsc w których są tranzystory (między bramką a źródłem) mocy powinniśmy zobaczyć mniej więcej taki przebieg:
    Zasilacz impulsowy stabilizowany 250W
    Jeśli przebiegi są ok to możemy składać resztę :) Jeśli wykonaliśmy transformator główny poprawnie to przetwornica powinna ruszyć od kopa.
    6. Efekt końcowy :)
    Zasilacz impulsowy stabilizowany 250W

    WAŻNE PRZETWORNICA NIE POSIADA ŻADNYCH ZABEZPIECZEŃ WIĘC NALEŻY SIĘ Z NIĄ OBCHODZIĆ OSTROŻNIE, KAŻDE ZWARCIE WYJŚCIA MOŻE BYĆ RÓWNOZNACZNE ZE SPALENIEM ZASILACZA



    Na koniec chciałbym bardzo podziękować koledze Qwet, bez jego pomocy pewnie budowa zajęłaby mi nie 2dni a 2 tygodnie :P
    Załączniki:

    Fajne! Ranking DIY
    Darmowe szkolenie: Ethernet w przemyśle dziś i jutro. Zarejestruj się za darmo.
    O autorze
    michal.rogaczewski
    Poziom 28  
    Offline 
    michal.rogaczewski napisał 1395 postów o ocenie 58, pomógł 94 razy. Mieszka w mieście Słupca. Jest z nami od 2006 roku.
  • TermopastyTermopasty
  • #2
    Qwet
    Poziom 33  
    Jak przetwornica sprawuje się pod obciążeniem w pełni wysterowaną końcówką mocy? Czy transformator trzeszczy? Jak bardzo grzeje się dławik wyjściowy? Nie widzę radiatora - zastosowałeś jakiś?
  • TermopastyTermopasty
  • #3
    guuciek
    Poziom 14  
    A ja mam radę odnośnie odklejania papieru od płytki. Zamiast wody z detergentem polecam użyć kwasu octowego (im bardziej stężony tym lepiej), ponieważ reaguje on z wapnem zawartym w papierze kredowym i ułatwia jego odklejanie.
    Taki mały offtop.
    Pozdrawiam.
  • #4
    keseszel
    Poziom 26  
    Czy liczyłeś ile Cię wyniosły elementy? Mam w powijakach TDA7294 i Alphierda w skrzyni. Leży tylko budowa zasilacza. Przymierzałem się do toroida.
  • #5
    michal.rogaczewski
    Poziom 28  
    Jak zachowuje się przetwornica ?? hmm.... stabilnie :) Nie słychać żadnych trzasków ani pisków, właściwie to nic nie słychać. Dławik wyjściowy utrzymuje temp. w granicach normy, a radiator to muszę załatwić ceownik aluminiowy bo normalnego radiatora mi szkoda bo te części się dość słabo grzeją.

    Co do kwasu to ile ludzi tyle sposobów :P

    A cennik: (ceny takie pi razy drzwi)
    - Rdzeń główny około 10zł
    - Elementy prostownika sieciowego to będzie 4zł
    - Sterownik to z 17zł
    - elementy mocy 20zł
    - płytka 2zł
    - elektrolity wyjściowe 10zł
    Razem 63zł zakładając użycie części z zasilacza,
  • #6
    Uszol 1990
    Poziom 29  
    Bardzo ładna i udana konstrukcja. :)
    Można zastosować dwa trafa, każde np. o mocy 250W i 70V do zasilania Holtona?
    Czy myślał ktoś o tym?
  • #7
    szczur889
    Poziom 11  
    witam
    Z jaką częstotliwością pracuje przetwornica i do czego jest podłączone to
    "wyjście przetwornicy" na schemacie?
    I czy mógłbyś napisać jak liczyłeś AL i prąd nasycenia dławika?
  • #8
    michal.rogaczewski
    Poziom 28  
    Nie ma sensu łączyć dwóch traf, taniej jest kupić jedno większe.
    Przetwornica pracuje z częstotliwością bodaj 37kHz a wyjście przetwornicy podłączone jest do + na wyjściowych kondensatorach (stabilizacja) Schemat prezentuje najważniejszą część układu mianowicie sterownik, nie ma na nim wszystkich części

    A co do AL to dość prosto, nawijam 10zw i mierzę indukcyjność potem biorę sobie ten wzór L=AL*Z^2 , lekko przekształcam na AL=L/Z^2 (L - indukcyjność Z - Liczba zwojów)
    A prąd jest tak właściwie "szacowany", nie sprawdzałem go :P
  • #9
    mariaszek
    Poziom 11  
    J jeszcze dodam w kwestii robienia płytki proponuje nagrzanie samego laminatu do temperatury ok 140 st C i zastosowanie papieru LVC czyli z kolorowych cienkich gazet na jakich są programy telewizyjne drukowane. Tym sposobem można robić nawet bardzo zaawansowany druk SMD pozdrawiam:)
  • #10
    ArthurCC
    Poziom 23  
    A dioda w szereg z kondensatorem 47µF między końcówkami 2 i 4 TL494 jaką funkcję spełnia po pierwszym naładowaniu kondensatora?
  • #11
    Tomek921023
    Poziom 15  
    Konstrukcja ładna, ale dlaczego nie ma filtru przeciwzakłóceniowego?
  • #12
    Qwet
    Poziom 33  
    -> michal.rogaczewski

    Prąd w dławiku podałem taki jaki jest przeciętny dla tej wielkości rdzeni. Małe rdzenie proszkowe z ATX (średnica 23mm) mają prąd nasycenia około 300..350A*zw, a twój będzie miał ponad 400A*zw. To daje ponad 14A prądu nasycenia. Trzeba też pamiętać że jest to suma prądów w obu uzwojeniach.


    -> ArthurCC

    Też się nad tym przez chwilę zastanawiałem. Ta dioda zapobiega rozładowaniu kondensatora. Po wyłączeniu przetwornicy będzie on jeszcze długo naładowany, a ponowne włączenie przetwornicy zanim kondensator się rozładuje przez własną upływność będzie odbywało się praktycznie bez soft-startu. Sugestia dla michal.rogaczewski - wywal tą diodę i wstaw zworkę ;) No i popraw schemat.
  • #13
    michal.rogaczewski
    Poziom 28  
    No tak z tą diodą to feler taki mały.... nie powinno jej tam być :P (powinna, ale w innym miejscu i gdybym miał ustalone min. wypełnienie przy pomocy dzielnika rezystorowego) Tak więc jej tam nie ma ! :P

    Tomek -> eee.... ja albo oślepłem albo widzę filtry EMI na wejściu 230V, nie wiem o co chodzi ci...
  • #14
    ArthurCC
    Poziom 23  
    Jeszcze takie małe pytanko: jak ta przetwornica zachowa się po przeciążeniu lub zwarciu na wyjściu?
  • #15
    Qwet
    Poziom 33  
    Przetwornica nie ma zabezpieczeń. Przeciążenie spowoduje pożar tranzystorów i wyrzucenie bezpieczników domowych. Do tej przetwornicy można podłączać tylko wzmacniacze ze wszystkimi zabezpieczeniami. Nie nadaje się do zasilania holtonów, które nie mają zabezpieczeń.
  • #16
    Tarnus
    Poziom 20  
    michal.rogaczewski napisał:

    -Dławik sprzężony - znowu przyda się zasilacz :P szukamy dużego żółtego rdzenia toroidalnego zdejmujemy z niego całe uzwojenia i nawijamy swoje, wypadałoby policzyć AL rdzenia i prąd nasycania (tu podziękuje kol. Qwet) u mnie wyszło że muszę nawinąć około 28zw aby uzyskać indukcyjność rzędu 72uH i prąd nasycenia rzędu 14A :)

    Mam kilka tych dławików i z pomiarów wykazuja Al od 65-85 zależnie od modelu. Nawet dla Al=85 musiałbyś nawinąć 29 zwojów aby uzyskać 72uH. Dla Al=65 będzie to "aż" 34 zwoje.
    U mnie w pewnym układzie przetworki 220/12 przy f=28kHz Upeak=16V Uwyzas=12V, dławik 17uH na tym rdzeniu nagrzewa się do 70 stopni przy 10A obciążenia oglądane kamerą termowizyjną. Jak dla mnie za dużo.

    Marek
  • #17
    Qwet
    Poziom 33  
    Ja miałem rdzenie proszkowe o Al nawet 102nH. Nie wiem dlaczego podajesz granicę 85nH. A to jak bardzo się grzeje zależy od szybkości zmian strumienia magnetycznego. Faktycznie, one mogą się nagrzewać do 70*C, ale to normalne - w zasilaczach ATX one też się grzeją.
  • #18
    Tarnus
    Poziom 20  
    Qwet napisał:
    Ja miałem rdzenie proszkowe o Al nawet 102nH. Nie wiem dlaczego podajesz granicę 85nH. A to jak bardzo się grzeje zależy od szybkości zmian strumienia magnetycznego. Faktycznie, one mogą się nagrzewać do 70*C, ale to normalne - w zasilaczach ATX one też się grzeją.

    Nie napisałem że to wartości graniczne ale wartość spotkana w kilku posiadanych. Nie przypuszczałem że dochodzi nawet do 102nH.

    Marek
  • #19
    Zigus
    Poziom 14  
    Coraz więcej takich projektów na elce :D. Może jestem wybredny, ale może Pan napisac wykaz elementow, i jakie Pan uzyskuje napiecia?.
  • #20
    mleczarz
    Poziom 15  
    Ja mam pytanie w temacie i po trochu do projektu. Czy można zastosować w topologii full-bridge transformator z podwójnym uzwojeniem pierwotnym i tym samy zredukować liczbę tranzystorów wykonawczych do 2? Coś na kształt przetwornic 12/220V budowanych na transformatorze klasycznym.
  • #21
    -RoMan-
    Poziom 42  
    Jasne. Używając tranzystorów na napięcie co najmniej 800V i po nawinięciu uzwojenia pierwotnego transformatora bifilarnie drutem w potrójnej izolacji...

    Zamiast uproszczenia uzyskasz absurdalną komplikację budowy transformatora - albo izolacja, albo symetria. Od razu mi się przypomina nawijanie transformatorów dla lampowych wzmacniaczy push-pull - ale tam było co dzielić na te kilkanaście sekcji uzwojenia pierwotnego. Tu nie ma czego dzielić - pierwotne ma tylko kilkadziesiąt zwojów.
  • #22
    mleczarz
    Poziom 15  
    Ale chyba się źle trochę zrozumieliśmy. Ja chcę zrobić coś na kształt rozwiązania w przetwornicy Irka stosowanej w instalacji samochodowej. Chyba w takim przypadku jeśli uzwojenie pierwotne liczy np. 10zw. to ja nawijam 10 odczep i kolejne 10zw. daje plus na odczep i sterownik do sterowania 2 tranzystorów.
  • #23
    Qwet
    Poziom 33  
    -RoMan- napisał:
    ...i po nawinięciu uzwojenia pierwotnego transformatora bifilarnie drutem w potrójnej izolacji...

    Nawijałem kiedyś taki transformator, właśnie pełen mostek w topologii caraudio. Niestety duże pojemności pasożytnicze miedzy uzwojeniami powodowały powstawanie szpilek prądu w momencie włączania mosfeta. Radiator nagrzewał się prawie tak samo bez obciążenia jak pod obciążeniem. O wiele lepsze efekty dawało nawinięcie uzwojeń nie-bifilarne, najpierw jedno potem drugie, już się tak wszystko nie grzało. Potem na transformatorze nawiniętym bifilarnie całą przetwornicę szlag trafił bo nastąpiło przebicie w końcówkach uzwojeń, tam gdzie powstaje potencjał 650V. Jeszcze przed stworzeniem płytki prototypu wszystko poszło z dymem i wyrzuciło korki w domu. Wtedy na zawsze odrzuciłem stosowanie topologii caraudio w przetwornicach sieciowych :)


    -> mleczarz

    Zrozumieliście się bardzo dobrze. Ale pomysł nawijania 10 zwojów przy napięciu zasilania 325V jest trochę dziwny - potrzebowałbyś sporego ferrytu i częstotliwości kilkuset kiloherców żeby nie nasycać rdzenia...
  • #24
    mleczarz
    Poziom 15  
    To 10zw. to był przykład nie założona ilość. Skoro piszecie że nie ma taka topoogia sensu będe walczył z pojedyńczym uzwojeniem, ale raczej w topologi fullbridge ponieważ chcę osiągnąć na wstępie ok 500W a może później ok 1kw.
  • #25
    Qwet
    Poziom 33  
    A masz jakieś doświadczenie w budowaniu zasilaczy impulsowych, że budujesz 1kW? Swoją drogą, do kilkuset watów jeszcze możesz stosować półmostek ;)
  • #26
    mleczarz
    Poziom 15  
    W spawarkach coś nie coś. Planuje zmodyfikować jakiś gotowy schemat spawarki z modyfikacjami pod kątem pracy ciągłej zamiast dorywczej.
  • #27
    -RoMan-
    Poziom 42  
    Skoro masz doświadczenie w spawarkach, to dlaczego nie użyjesz przy takiej mocy dwutranzystorowego forwarda - aż się o to prosi. A z tym masz doświadczenie...
  • #28
    Pantera_M
    Poziom 12  
    Witam, można powiedzieć ze te DiY spadło mi z nieba, wielkie gratulacje dla autora. A teraz pytania:

    - posiadam rdzeń ERL-35-2005, czy mogę go wykorzystać?


    Pozdrawiam Pantera
  • #29
    Otaku9
    Poziom 23  
    Bardzo fajna konstrukcja. Oczywiście brak zabezpieczeń utrudnia użytkowanie, a brak radiatora na tranzystorze sterującym ogranicza zakres poboru mocy do 50W, ale nie da się ukryć że konstrukcja wykonana jest schludnie i elegancko wykończona.
  • #30
    michal.rogaczewski
    Poziom 28  
    Otaku9 napisał:
    Bardzo fajna konstrukcja. Oczywiście brak zabezpieczeń utrudnia użytkowanie, a brak radiatora na tranzystorze sterującym ogranicza zakres poboru mocy do 50W, ale nie da się ukryć że konstrukcja wykonana jest schludnie i elegancko wykończona.


    Że co? Jakie 50W? Radiator co prawda założę, ale sprawność tej przetwornicy to około 93% (przy obciążeniu mocą 250W pobór z sieci wynosi tylko 267W) i przy obciążeniu 200W radiator ciągle jest niekonieczny.

    A co do tego rdzenia, to powinien wystarczyć, rdzenie ERL są dość podobne do ETD.