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

Flayback, 10W, 3 napięcia wyjściowe, jaki układ?

serum 12 Kwi 2011 11:19 5044 13
  • #1 12 Kwi 2011 11:19
    serum
    Poziom 15  

    Witam, mam za zadanie skonstruować przetwornicę, która z napięcia 24V da 12V 0.5A, 3.3V 200mA, 5V 100mA. Napięcie 12V będzie służyło do zasilania cewek przekaźników więc nie musi być bardzo dokładnie stabilizowane i może mieć wspólną masę z 3.3V, które służyć będzie do zasilania mikrokontrolera i logiki, 5V musi być separowane galwanicznie od pozostałych napięć i będzie zasilać część pomiarową (ADC) układów wejściowych. Jako że stabilizować można tylko jedno z napięć wyjściwych, zwykło się wybierać to o największym prądzie wyjściowym i zmienności obciążenia czyli w tym przypadku 12V (przekaźników będzie 8 i są niezależnie sterowane), jednak na jego stabilizacji tak bardzo mi nie zależy, czy mogą zamiast tego stabilizować napięcie 3.3V? Myślałem także o zwiększeniu napięć 3,3V oraz 5V o jakies 2V i zastosowaniu na wyjściu stabilizatora liniowego ( w przypadku 5V chyba będzie to niezbędne). Inne pytanie - jakiego układu użyć w tej aplikacji? Myślałem o DPA424 gdyż jest w miarę tani i dostępny oraz jest dużo przykładów aplikacji z tym układem. Z góry dziękuję za sugestie i rady.

    0 13
  • Relpol
  • Pomocny post
    #2 12 Kwi 2011 14:16
    nsvinc
    Poziom 35  

    Najlepiej w twoim przypadku będzie raczej stabilizowanie tych 12V. Resztę napięć stabilizuj liniowo, w szczególności, że z 3,3V i 5V pobierasz niewielkie prądy.

    Jeśli będziesz stabilizować 3,3V, to przy niewielkim obciążeniu na tej linii, gdy zaczniesz obciążać wyjście 12V przekaźnikami, napięcie zacznie mocno spadać, i przekaźniki mogą przestać łapać.


    Moderowany przez Mirek Z.:

    Błędną pisownię jednostek poprawiłem. Skąd Kolega czerpie takie wzorce?

    0
  • Relpol
  • #3 12 Kwi 2011 15:19
    serum
    Poziom 15  

    Użyłem programu PI Expert do wstępnego zaprojektowania tej przetwornicy, wygenerowany schemat wygląda następująco:
    Flayback, 10W, 3 napięcia wyjściowe, jaki układ?

    Zwiększyłem napięcia 3.3 na 5V oraz 5V na 7V ponieważ wolę jednak dać te stabilizatory liniowe LDO. Czy przy takim podłączeniu uzwojeń stabilizacja 12V ciągle będzie marna? Wydaje mi się że nie powinno być tak źle.

    0
  • #4 13 Kwi 2011 10:19
    -RoMan-
    Poziom 42  

    Ustaw jako główne napięcie 12V i zmień typ sprzężenia zwrotnego na secondary Zener. Realizacja sprzężenia na TL431 to zbyt duże ryzyko dużych skoków napięcia przy zmianach obciążenia.

    0
  • Pomocny post
    #5 13 Kwi 2011 10:51
    Quarz
    Poziom 43  

    -RoMan- napisał:
    Ustaw jako główne napięcie 12V i zmień typ sprzężenia zwrotnego na secondary Zener.
    Słuszna uwaga - w wielowyjściowych przetwornicach zaporowych zaleca się kontrolowanie napięcia wyjściowego na tym wyjściu z którego nominalnie pobierana jest największa moc - wyjścia głównego.
    A tu - jeśli na swoim schemacie autor napisał prawdę - jest to właśnie wyjście +12V.

    -RoMan- napisał:
    Realizacja sprzężenia na TL431 to zbyt duże ryzyko dużych skoków napięcia przy zmianach obciążenia.
    Prawda, choć wszystko zależy od charakterystyki obciążenia - stałe, czy zmienne w czasie - na poszczególnych wyjściach.
    Przy małych zmianach wartości prądów na poszczególnych obciążeniach, a przede wszystkim wyjścia głównego - a co bardzo często ma miejsce kiedy taka przetwornica jest obciążona na stałe przez zasilane przez nią urządzenie - to zjawisko (dużych skoków wartości napięcia wyjściowego) praktycznie nie wystąpi, a układ stabilizacyjny z TL431 daje co najmniej o rząd wielkości lepszą stabilizację napięcia wyjściowego które kontroluje.
    Jednak do podjęcia optymalnej decyzji co rodzaju sprzężenia, to dysponujemy tu zbyt mają ilością informacji co do zakresu zmienności obciążenia projektowanej przetwornicy na jej poszczególnych wyjściach.
    Natomiast decyzja odnośnie zastosowania na pozostałych wyjściach dodatkowych stabilizatorów liniowych powinna być poprzedzona analizą oczekiwanej stabilności - w czasie oraz od zmienności obciążenia - wartości napięcia na tych wyjściach.

    0
  • #6 13 Kwi 2011 11:26
    serum
    Poziom 15  

    Poprawiony schemat według zaleceń kolegi RoMana wygląda tak:
    Flayback, 10W, 3 napięcia wyjściowe, jaki układ?

    Jak już wspomniałem napięcie 12V będzie służyło do zasilania cewek przekaźników (jeden przekaźnik pobiera około 40mA przy 12V), przekaźników będzie 8 więc obciążenie będzie się wahało od praktycznie 0mA przy wszystkich wyłączonych do 350mA gdy wszystkie będą załączone. Napięcie 5V zawsze będzie obciążone co najmniej kilkudziesięcioma miliamperami (z tego napięcia zasilanych będzie także 20 diod z których każda pobiera jakieś 5mA i są sterowane niezależnie), wyjście 7V też zawsze będzie obciążone niewielkim prądem, tutaj zmiany obciążenia wyniosą około 40mA. Czy to że wyjście 12V może nie być obciążone nie wpłynie znacząco na jakość regulacji czy może obciążyć je kilkoma mA przy pomocy jakiegoś opornika? Czy wyliczeniom programu PI Expert można zaufać (wybrał on rdzeń EDF15, uzwojenie pierwotne 19zw, bias 12zw, 12V - 7zw, 5V - 5zw, 7V - 7zw), czy lepiej i tak wszystko policzyć? Czy lepiej jest zaznaczyć opcję "Split Primary" aby rozdzielić uzwojenie pierwotne na 2 części czy nawinąć je jako jedną całość?

    0
  • Pomocny post
    #7 14 Kwi 2011 00:24
    -RoMan-
    Poziom 42  

    Teraz jest dobrze. Z tego co widzę na schemacie - już masz podzielone uzwojenie pierwotne. Wstępnym obciążeniem dla wyjścia +12V jest obecnie układ sprzężenia zwrotnego. Nie wiem tylko, dlaczego PIE dobrał diodę Zenera 10V i tak duży R7 - ja dałbym 11V i znacznie mniejszy R7.

    Co do samodzielnej budowy transformatora - kto Ci zrobi szczelinę w rdzeniu? Do tego trzeba specjalnej szlifierki. Nie polecam robienia szczeliny na wszystkich kolumnach, jeśli ma być większa niż 0.1mm.

    0
  • #8 14 Kwi 2011 02:00
    serum
    Poziom 15  

    Nawinięcie transformatora zostanie zlecone firmie więc nie muszę się o to martwić. Dziękuję wszystkim za pomoc, jak na razie nie mam więcej pytań. Jak zbuduję przetwornicę podzielę się wynikami pomiarów z jej działania:)

    0
  • #9 18 Lip 2011 23:44
    serum
    Poziom 15  

    Witam ponownie. Trochę trwało wykonanie urządzenia, głównie z powodu długiego oczekiwania na transformatory. Mam jednak problem z uruchomieniem tej przetwornicy. Przetwornicę wykonałem według schematu:
    Flayback, 10W, 3 napięcia wyjściowe, jaki układ?
    Przetwornica bez obciążenia pobiera 40mA/24V. Wartości napięć wyjściowych są w przybliżeniu prawidłowe. Jednak w przetwornicy grzeją się kondensatory tantalowe wejściowy kondensator elektorlityczny 22uF nie zaznaczony na schemacie. Ciepły jest zwłaszcza kondensator C23, transoptor oraz sam transformator. Po lekkim obciążeniu napięcia 12V przekaźnikiem (około 30mA), napięcie nieznaczeni się zmniejsza, jednak prąd pobierany przez przetwornicę powoli zaczyna rosnąć do kilkuset mA a dioda D32 zaczyna mocno się grzać (prawie mi się spaliła). Oscylogramy nie wyglądają moim zdaniem dobrze.

    Napięcie na nóżce D DPA424 bez obciążenia przetwornicy (10V/dz):
    Flayback, 10W, 3 napięcia wyjściowe, jaki układ?

    Napięcie na tej samej nóżce z po obciążeniu przetwornicy:
    Flayback, 10W, 3 napięcia wyjściowe, jaki układ?

    Przebieg napięcia na uzwojeniu wtórnym 12V transformatora bez obiciążnia (5V/dz):
    Flayback, 10W, 3 napięcia wyjściowe, jaki układ?

    Oraz z obciążeniem:
    Flayback, 10W, 3 napięcia wyjściowe, jaki układ?

    Oraz napięcie wyjściowe 12V po obciążeniu (100mV/dz, 1us):
    Flayback, 10W, 3 napięcia wyjściowe, jaki układ?

    Rozebrałem jeden transformator z ciekawości i zauważyłem że obie części rdzenia nie są identyczne (rdzeń EE). Pierwsza kształtka ma wymiary kolumny środkowej 4x5mm druga natomiast 4.5x4.6mm. Szczelina 0,22mm. Dlaczego rdzeń nie został wykonany z identycznych kształtek? Ma to jakiś wpływ na działanie transformatora? Proszę o pomoc bo cały dzień spędziłem na szukaniu przyczyn i do niczego nie doszedłem. Pozdrawiam.

    0
  • #10 19 Lip 2011 00:54
    Quarz
    Poziom 43  

    Witam,

    serum napisał:
    Witam ponownie. Trochę trwało wykonanie urządzenia, głównie z powodu długiego oczekiwania na transformatory. Mam jednak problem z uruchomieniem tej przetwornicy. Przetwornicę wykonałem według schematu:
    Flayback, 10W, 3 napięcia wyjściowe, jaki układ?
    Przetwornica bez obciążenia pobiera 40mA/24V. Wartości napięć wyjściowych są w przybliżeniu prawidłowe. Jednak w przetwornicy grzeją się kondensatory tantalowe wejściowy kondensator elektrolityczny 22uF nie zaznaczony na schemacie.
    a to o jego (tego 22uF) wartość znamionowego napięcia pracy, oraz o inne - a tu bardzo ważne - parametry, to mamy pytać u jasnowidza?

    serum napisał:
    Ciepły jest zwłaszcza kondensator C23, transoptor oraz sam transformator.
    A zdajesz sobie z tego sprawę, iż kondensator tantalowy - C23 - na napięcie pracy 10V to tam zbyt mała wartość?

    serum napisał:
    Po lekkim obciążeniu napięcia 12V przekaźnikiem (około 30mA), napięcie nieznaczeni się zmniejsza, jednak prąd pobierany przez przetwornicę powoli zaczyna rosnąć do kilkuset mA a dioda D32 zaczyna mocno się grzać (prawie mi się spaliła).
    Niewiele - a właściwie to nic konkretnego - w parametrach diody: 10BQ100PbF nie jest podane odnośnie wartości czasów odzyskiwania przez nią zdolności zaporowych, ale po objawach widać, iż ta dioda dla tego zastosowania jest zbyt 'wolna'.

    serum napisał:
    Oscylogramy nie wyglądają moim zdaniem dobrze.
    Jak nie podasz tu istotnych parametrów zastosowanych kondensatorów elektrolitycznych po stronie wtórnej - najlepiej ich DataSheet od producenta - to nie mamy tu o czym dyskutować.

    serum napisał:
    [ ... ]
    Rozebrałem jeden transformator z ciekawości i zauważyłem że obie części rdzenia nie są identyczne (rdzeń EE). Pierwsza kształtka ma wymiary kolumny środkowej 4x5mm druga natomiast 4.5x4.6mm. Szczelina 0,22mm. Dlaczego rdzeń nie został wykonany z identycznych kształtek? Ma to jakiś wpływ na działanie transformatora?
    To jest przetwornica zaporowa (dwutaktowa) izolowana - flyback - a tu istotna jest przede wszystkim wartość indukcyjności uzwojenia pierwotnego, a właściwie to dławika z izolowanym galwanicznie odbiorem z energii z jego pola magnetycznego za pomocą innych a sprzężonych z nim magnetycznie uzwojeń.

    serum napisał:
    Proszę o pomoc bo cały dzień spędziłem na szukaniu przyczyn i do niczego nie doszedłem.
    Patrz wyżej ...

    Pozdrawiam

    0
  • #11 19 Lip 2011 14:33
    serum
    Poziom 15  

    Dziękuję za szybka odpowiedź. Okazało się że przez pomyłkę wlutowałem inną diodę niż powinienem bo były w tych samych obudowach. Doda którą wlutowałem miała recovery time 2us co ją wykluczało z tego zastosowania. Teraz wmontowałem diodę taką jaka miała być, z barierą schottkiego. Grzanie diody już nie występuje, pobór prądu przez przetwornicę spadł. Inne elementy tez przestały się grzać. Teraz przebieg napięcia na nóżce D wygląda następująco (10V/dz, 1us):
    Flayback, 10W, 3 napięcia wyjściowe, jaki układ?
    Z tego co napisane zostało w datasheet'ie od przetwornicy napięcie na C23 nigdy nie powinno przekroczyć 5.8V, program PIexpert zalecił też kondensator na napięcie 10V. Uważa Pan jednak że to za mało? Kondensator C23 to TAJD476M010R, C31 i C32 to MAL215056221E3 ( http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/251521/VISHAY/MAL215056221E3.html ), C19 to GF100/16, C20 oraz C29 to TAJB106M016R oraz C22 to WL1H476M6L011BB, kondensator wejściowy to CA1V226M6L005VR, ale bez niego przetwornica działa tak samo.

    0
  • Pomocny post
    #12 19 Lip 2011 21:17
    -RoMan-
    Poziom 42  

    Oscylogram teraz jest poprawny - typowa praca w trybie DCM. Działa - nic nie ruszać.

    BTW: kto wykonał transformator?

    0
  • #13 20 Lip 2011 00:01
    serum
    Poziom 15  

    Transformator wykonała firma Feryster, ale mam średnie doświadczenia z tą firmą, ogólnie to mają bałagan co wiąże się z opóźnieniami w zamówieniach. Czy to że wykonali rdzeń z dwóch różnych profili to ich błąd? Czy jest coś czego nie wiem i to ma czemuś służyć?

    0
  • Pomocny post
    #14 20 Lip 2011 00:31
    Quarz
    Poziom 43  

    serum napisał:
    Dziękuję za szybka odpowiedź.
    Proszę ... :D

    serum napisał:
    [ ... ]
    Z tego co napisane zostało w datasheet'ie od przetwornicy napięcie na C23 nigdy nie powinno przekroczyć 5.8V, program PIexpert zalecił też kondensator na napięcie 10V. Uważa Pan jednak że to za mało? Kondensator C23 to TAJD476M010R,
    Ale na grzanie się w tamtym miejscu kondensatora tantalowego nie widziałem innej przyczyny, jak zbyt duża wartość napięcia stałego na jego okładkach.
    To jest wejście obwodu sprzężenia zwrotnego do kontroli wartości napięcia wyjściowego - poprzez transoptor, itd. - więc innego napięcia, jak stałe, tam być nie powinno, a to nie może 'grzać' kondensatora tantalowego - jak tylko wartość tego napięcia jest odpowiednio niższa od wartości nominalnej tego kondensatora.
    A przypadkiem nie było tak, że ów kondensator nagrzewał się od gorącej diody D32?

    serum napisał:
    C31 i C32 to MAL215056221E3 ( http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/251521/VISHAY/MAL215056221E3.html ), C19 to GF100/16, C20 oraz C29 to TAJB106M016R oraz C22 to WL1H476M6L011BB, kondensator wejściowy to CA1V226M6L005VR, ale bez niego przetwornica działa tak samo.
    Jednak nie radzę użytkować tę przetwornicę bez kondensatora na jej wejściu.
    Wobec tego - jeśli przetwornica działa poprawnie - warto dolutować w/w kondensator i już nie eksperymentować, ponieważ (jak wiem z własnego doświadczenia) można przedobrzyć ... :cry:

    serum napisał:
    Transformator wykonała firma feryster, ale mam średnie doświadczenia z tą firmą, ogólnie to mają bałagan co wiąże się z opóźnieniami w zamówieniach.
    Dobre sobie ... :shock: ... ja zamawiałem - swego czasu - takie transformatory w innej Firmie i współpracę z nią bardzo sobie chwalę ... :!: :idea:

    serum napisał:
    Czy to że wykonali rdzeń z dwóch różnych profili to ich błąd? Czy jest coś czego nie wiem i to ma czemuś służyć?
    Na to pytanie już udzieliłem Tobie odpowiedzi w poprzednim moim poście ... :!:

    0
  Szukaj w 5mln produktów