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

Przetwornica halfbridge 230VAC na 40VDC 5A 200W na ETD29

krzysiek07576 21 Sie 2009 15:03 6425 9
  • #1 21 Sie 2009 15:03
    krzysiek07576
    Poziom 13  

    Tak jak wyżej napisane chcę zrobić zasilacz impulsowy w topologi halfbridge o mocy 200W (40V i 5A) na ETD29. Całość ma siedzieć w zasilaczu warsztatowym/laboratoryjnym zamiast trafa 200W (cała konstrukcja była zbyt duża ciężka, wydzielała dużo ciepła), oczywiście za nim stabilizator liniowy.W związku z tym napięcie na wyjściu ma być regulowane od około 3 do 40V, minimalny prąd obciążenia to około 0.5A(ostatecznie wszystko zależy od tego ile uda mi się z tego wycisnąć), podsumowując:

    sterownik UC3846 - ale nie jestem na razie jeszcze zdecydowany (sterownik prądowy to chyba dobry wybór?)
    częstotliwość 50kHz, czyli oscylator ustawiony na 100kHz
    napięcie wyjściowe 3-40V
    prąd minimalny 0.5A, maksymalny 5A
    minimalne napięcie wejściowe 280VDC - już za mostkiem
    maksymalny współczynnik wypełnienia dla całego okresu 0.8

    Zacząłem już liczyć trafo tylko nie wiem czy dobrze i chciałbym aby zerknął na to ktoś kto się na tym zna:
    indukcje maksymalną przyjąłem 180mT, czyli zmiana indukcji 360mT,
    wyszło mi że pierwotne 26zw. dwoma drutami DNE0.65 (podzielone na 2 warstwy a do środka wtórne)
    wtórne 2*10 zw. trzema drutami DNE0.65 nawijane bifilarnie, oczywiście prostownik pełnopołówkowy na 2 diodach (dzielone uzwojenie), całość powinna się zmieścić na karkasie.

    Jak się w ogóle sprawuje taka przetwornica z regulowanym napięciem (stabilność, kompensacja sprzężenia, czy się nie wzbudza), czy całość nie będzie negatywnie oddziaływała na stabilizator liniowy i inne obwody?

    0 9
  • Pomocny post
    #2 21 Sie 2009 16:33
    -RoMan-
    Poziom 42  

    Półmostek na UC3846 wymaga zastosowania przekładnika prądowego - czy to nie za duży przerost formy nad treścią w kontekście zaledwie 200W?

    Przemyśl może zamiast półmostka dwutranzystorowy forward...

    Dodano po 29 [minuty]:

    Policzyłem forwarda na rdzeniu ETD29 na szybko:

    Częstotliwość 60 kHz (oscylator na 120 kHz)
    Pierwotne 100 zwojów drutem 0.53 mm
    Wtórne 31 zwojów drutem TEX (T.I.W.) 1.0 mm
    Dławik 220uH/6A
    Duodioda MBR10200

    Kontroler UC3845A + IR2101 + 2*IRF840 na małym radiatorze

    Dodano po 11 [minuty]:

    Co do liczenia półmostka - mi wychodzą 54 zwoje dla +/-180mT (360mT p-p) przy 50 kHz. Jednak przy tak dużej indukcji straty w rdzeniu wyniosą 150mW/cm^3 przy 95 stopniach (minimum) i 280mW/cm^3 dla 25 stopni. Przy objętości rdzenia równej 5.47cm^3 oznacza to straty w rdzeniu ponad 1.5W - będzie się grzał. Dałbym 65 zwojów na pierwotnym dla zmniejszenia strat lub zwiększył częstotliwość do 60 kHz.

    0
  • #3 21 Sie 2009 19:55
    krzysiek07576
    Poziom 13  

    Dzięki RoMan za szybka odpowiedź - powstrzymałeś mnie przed zbyt pochopnym nawinięciem trafa i dałeś trochę do myślenia z dwutranzystorowym forwardem. Być może zmienię ideę i zrobię tak jak piszesz - to moja pierwsza konstrukcja o takiej mocy i topologii. Nie jestem aż tak bardzo w temacie i nie wiem czego się uczepić.

    Co do sterownika to tak jak pisałem mam UC3846 ale jeszcze nie jestem pewien na czym oprę całość. A co proponowałbyś ciągle w tej topologi jeśli nie UC - może SG3525, TL494 - tylko coś z łatwo dostępnych.

    Co do stopnia wyjściowego to raczej dam transformatorek na E16/8/5 (właśnie go nawinąłem i sprawuje się całkiem dobrze) zamiast któregoś z IR****. Mam tranzystory P25NM50N ale domyślam się że ich stosowanie to tak małej mocy to za bardzo nie ma sensu, a i co może być nie tak gdybym je jednak zastosował (szkoda żeby tak leżały) oprócz konieczności przeładowania większej pojemności bramki 2,6 vs. 1,2nF.

    Mógłbyś podać z czego wyliczyłeś liczbę zwojów dla półmostka, bo mi wyszło 26zw. tylko że to wygląda podejrzanie.Ja liczyłem z:
    N=(U*10^8 )/(4*f*Bp-p*Ae)
    N=(140*10^8 )/(4*50000*3600*0.76)=ok26zw.
    Domyślam się że albo dałem za małe napięcie - ale w końcu w półmostku na pierwotnym jest połowa zasilającego,
    albo B za duże ale skoro sie zmienia od -1800G do +1800G (-/+180mT) to zmiana jest o 3600G.

    A te 1,5W strat przy 200W na wyjściu to chyba nie tak dużo, trafo chyba nie będzie aż tak ciepłe no i całość będzie miala wymuszone chłodzenie coś jak w ATX w końcu tam sie prawie wszystko grzeje :)

    0
  • #4 21 Sie 2009 20:53
    -RoMan-
    Poziom 42  

    We wzorze ze współczynnikiem 4 w mianowniku podaje się indukcję szczytową (1800Gs) a nie międzyszczytową (3600Gs). Poza tym przyjąłeś wartość Ae a powinieneś Amin (bodaj 0.72 cm^2).

    Dodano po 7 [minuty]:

    Ale ja Cię nie odwodzę od trybu prądowego i ni każę iść do muzeum po TL494 czy inne 3525. Po prostu radzę użyć konfiguracji bardziej przystającej do takiej mocy i nie sprawiającej kłopotu w trybie prądowym.
    Chcesz użyć transformatora zamiast IR2101 - użyj go. Lechoo w którymś z tematów o spawarkach podał piękną konfigurację dla forwarda - zastosuj ją. https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=6610060#6610060

    0
  • #5 02 Sty 2010 10:05
    krzysiek07576
    Poziom 13  

    Powracam po dłuższej przerwie do tematu i tak jak mówisz RoMan zdecydowałem się jednak na forwarda dwu tranzystorowego. I mam pytanie co do strat - jeśli przyjmę indukcje Bmax=200mT i powiedzmy f=100kHz to patrząc na wykres strat Ferroxcube dla rdzenia ETD29 i materiału 3C90 mam przyjąć że B=200mT czy połowę z tego =100mT. Chodzi mi o to czy te wykresy są sporządzone dla pracy w układzie push-pull i licząc straty dla forwarda(lub flybacka) trzeba przyjąć połowę Bmax z która pracuje układ?

    0
  • Pomocny post
    #6 02 Sty 2010 10:59
    -RoMan-
    Poziom 42  

    Dziwna sprawa - program dla układu forward podaje dwukrotnie mniejszą indukcję, pomimo tego, że nie ma na to jakiegokolwiek uzasadnienia :(
    I dla 100 kHz i 3C90 proponuje zaledwie 150 mT, podczas gdy dla push-pull proponował 300 mT. Nie wiem, dlaczego tak jest ale mam obawy, że zaszło tu zjawisko nieuzgodnienia znaczenia poszczególnych wartości przez zespoły przygotowujące wzory :(

    0
  • #7 02 Sty 2010 12:37
    krzysiek07576
    Poziom 13  

    Czyli mam rozumieć że ten program pokazuje indukcje dla danej częstotliwości i materiału przy założeniu że straty nie przekroczą jakiejś wartości i w tym przypadku powinien pokazać dla forwarda np. 300mT (podczas gdy pokazuje 150mT - to jest to o czym mówisz) a dla push-pull 300mT (i tu moje pytanie te 300mT to jest 300mT peak-peak, tak?)

    Ja skorzystałem z katalogu ferroxcube(tego co ma 6M) i tam jest wykres strat dla m.in. 100kHz, na osi poziomej jest B i jeśli chciałbym żeby całość pracowała na Bmax = 200mT w konfiguracji forward to żeby odczytać straty mam przyjąć to B(to co u nich jest na osi x) =200mT czy 100mT

    0
  • Pomocny post
    #8 02 Sty 2010 16:48
    -RoMan-
    Poziom 42  

    Wygenerowałem charakterystyki strat (w mW/cm^3) dla trójkątnych, symetrycznych przebiegów indukcji przy 100 kHz:
    Przetwornica halfbridge 230VAC na 40VDC 5A 200W na ETD29
    Od najniższych odpowiednio: +/- 75, 100, 125 i 150mT czyli międzyszczytowo 150, 200, 250 i 300mT (odpowiada to stratom dla sinusoidalnego p-p ok. 135, 180, 222 i 270mT). Jak widać - dla 300mT straty są już spore. Objętość rdzenia to niecałe 5.5cm^3.

    Edit: kombinuję, żeby dojść do zgodności pomiędzy katalogiem a wykresami i nadal nic.

    0
  • #9 29 Sty 2010 18:05
    krzysiek07576
    Poziom 13  

    Wgryzłem się nieco głębiej w literaturę (i noty aplikacyjne niektórych producentów), i okazało się że do liczenia zwojów na pierwotnym używają oni nieco innych wzorów(nie wszyscy):

    N=V*t/B*Ae
    Jednostki pominąłem
    V napięcie wejściowe
    t czas załączenia klucza
    B maksymalna indukcja
    Ae przekrój kolumny

    lub po wstawieniu że t=D/f
    gdzie :
    D współczynnik wypełnienia
    f częstotliwość

    N=V*D/Ae*f*B

    Jak to się ma do wzoru:
    N=U/(4*f*Bp-p*Ae) ?

    Po przyrównaniu obu równań D=0,25 - tylko czy to ma jakiś sens, w końcu trochę za mało

    nie czepiałbym się gdyby wyniki różniły się nieznacznie ale licząc z tego pierwszego wychodzi większa(nawet o kilkadziesiąt %) liczba zwojów
    Czym to się różni ?
    Któryś jest zły, wyprowadzony pod jakimiś warunkami??

    0
  • #10 29 Sty 2010 23:00
    -RoMan-
    Poziom 42  

    Już wcześniej pisałem, że we wzorze ze współczynnikiem 4 w mianowniku błędnie przyjmujesz indukcję międzyszczytową. Ten wzór dotyczy indukcji dwukrotnie mniejszej - szczytowej a nie międzyszczytowej. Stąd masz dwukrotną różnicę w ilości zwojów.

    0
  Szukaj w 5mln produktów