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

Stabilizator Impulsowy 200W Step-Down na TL494

Kwierzchos 08 Maj 2016 17:54 18558 49
  • #31
    Adix3
    Poziom 13  
    Kwierzchos napisał:
    To jest mój autorski projekt. Wszystkie elementy są nowe. Dławik i trafo nawijałem osobiście.


    Czyli rozumiem, że rdzeń dławika został kupiony? Zadam pytanie laika, ale skąd kolega wiedział ile uzwojeń nawinąć i jakiego drutu użyć aby uzyskać te 12uH i 20A?
  • PCBway
  • #32
    MARCIN.SLASK
    Specjalista AGD
    Adix3 napisał:
    Kwierzchos napisał:
    To jest mój autorski projekt. Wszystkie elementy są nowe. Dławik i trafo nawijałem osobiście.


    Zadam pytanie laika, ale skąd kolega wiedział ile uzwojeń nawinąć i jakiego drutu użyć aby uzyskać te 12uH i 20A?


    Można obliczyć znając parametry rdzenia, kupić gotowy (na takie prądy to ciężko i spore koszty). Najlepiej mieć do dyspozycji miernik RLC (lub tylko indukcyjności).
    Oprócz indukcyjności dochodzą parametry przy którym rdzeń się nasyca - tu gorzej do określenia.
  • PCBway
  • #33
    ukixx
    Poziom 20  
    Na stronie micrometals są podane parametry rdzeni i np. na T106-26 lub T106-52 wystarczy nawinąć 12zw żeby mieć ok 13uH/21A a taki rdzeń można kupić za ok 2-3zł albo wyciągnąć z lepszego ATX'a. W tych średnich AT/ATX są rdzenie T90-26 lub T94-26 a w tych najgorszych T80-26.
  • #34
    Kwierzchos
    Poziom 12  
    helios napisał:
    Chciałbym zobaczyć jak lekko się grzeje ;). Przy 100W bardzo dobre przetwornice generują około 8W straty (rozłożonych na wszystkie elementy, ale tutaj możemy spokojnie przyjąć, że tyle będzie na elementach przykręconych do tranzystora, bo to nie jest aż tak idealna konstrukcja). Zakładając orientacyjnie to Twój radiator z całą pewnością ma minimum 3st/W, a więc temperatura w okolicach 50st. gwarantowana, chyba że za krótki test zrobiłeś. Przy 200W i jeszcze większych stratach nie ma o czym mówić. A przy fakcie, że tam na pewno jest więcej niż 3st/W to tym bardziej nie ma o czym mówić ;).

    Radiator wykonany z ceownika o wymiarach 50x50x50 i długości 150mm miałby jakieś 3st/W tak przy luźnych obliczeniach.

    Nie będę wypowiadał się co do parametrów radiatora. Sprawność też może być obarczona pewnym błędem pomiaru. Straty mocy można jeszcze w kilku miejscach zmniejszyć, kosztem ceny i rozbudowania układu. Ale to zostawiam producentom "dobrych przetwornic".
    Ja udostępniam swój projekt za darmo. Uważam tę konstrukcję za relatywnie prostą i tanią. I chciałbym przekonać do techniki impulsowej jak największą grupę radioamatorów.
    A oto wyniki moich pomiarów:
    Obciążam zasilacz żarówkami halogenowymi 2x50W (ale przy 14V pobierają więcej ok. 114W)
    Na wejściu stabilizatora (za transformatorem) mam 5,1Ax24,5V (AC) =125W
    Na wyjściu 14.1Ax8,1A (DC) =114W. Wychodzi mi sprawność 0,92 (uważam to za bardzo dobry wynik jak na taką prostą konstrukcję przetwornicy).
    Po 30 minutach pod obciążeniem na radiatorze jest 55°C, na R jest 70°C, na LM7815 jest 80°C, na cewce jest 45°C.
    Tak jak wspomniałem wcześniej można dalej udoskonalać ten projekt. np. zamiast tanich MBR4060 dać szybsze i markowe (te diodki bardziej się grzeją niż IRFP), Zamiast rezystora R mierzyć prąd na ścieżce lub na przewodzie zasilającym (wykorzystując bardziej precyzyjne techniki pomiaru), zamiast LM7815 zastosować miniprzetwornice na MC34063, itd...

    Dodano po 21 [minuty]:

    Adix3 napisał:
    Kwierzchos napisał:
    To jest mój autorski projekt. Wszystkie elementy są nowe. Dławik i trafo nawijałem osobiście.


    Czyli rozumiem, że rdzeń dławika został kupiony? Zadam pytanie laika, ale skąd kolega wiedział ile uzwojeń nawinąć i jakiego drutu użyć aby uzyskać te 12uH i 20A?

    Gęstość prądu w przewodniku nie powinna przekraczać 5A/mm². Przewód o średnicy 2,2 mm ma 3,8 mm². Więc gęstość prądu w mojej cewce dla prądu 20A wynosi 20/3,8≈5,2A/mm²
    Co do pojemności to wyliczasz to z energii jaką cewka musi zmagazynować w najmniej sprzyjającym przypadku (zwykle to jest wtedy gdy napięcie na wejściu jest równe połowie napięcia na wyjściu) E=1/2LI².
    gdzie:
    E-energia magazynowana w jednym cyklu załączania,
    L-indukcyjność cewki
    I-prąd szczytowy cewki (w naszym przypadku można przyjąć 20A)
    Nie che robić wykładu. Odsyłam do lektury. Nowicjuszom polecam przeczytać "Listo od Piotra" z EP.
  • #35
    ukixx
    Poziom 20  
    Tak na marginesie MBR4060 to schottky więc szybszych nie znajdziesz (schottky nie mają trr czyli revers recovery time), co najwyżej o niższej pojemności złącza i niższym Vf :)

    Na upartego można by się pokusić o prostownik synchroniczny ale to już walka o pojedyncze waty i procenty sprawności więc przy 92% nie ma sensu. Wymiana rezystora na 5mR na pewno by trochę pomogła jeśli chodzi o jego nagrzewanie.
  • #36
    Kwierzchos
    Poziom 12  
    ukixx napisał:
    Tak na marginesie MBR4060 to schottky więc szybszych nie znajdziesz (schottky nie mają trr czyli revers recovery time), co najwyżej o niższej pojemności złącza i niższym Vf :)

    Na upartego można by się pokusić o prostownik synchroniczny ale to już walka o pojedyncze waty i procenty sprawności więc przy 92% nie ma sensu. Wymiana rezystora na 5mR na pewno by trochę pomogła jeśli chodzi o jego nagrzewanie.

    Wydaje mi się, że dane w KK tych diodek są dużo przesadzone. Producent - Chiny. Mają zaletę - są tanie.
    Przy 5mΩ TL494 reaguje przy prądzie ok. 10A. Dla mniejszych prądów jest nieczuły.
  • #37
    ukixx
    Poziom 20  
    Skoro na wejściu masz 35V to przy prostowniku center-tap (DS1) powinieneś mieć diody na 100V, dla diod na 60V max napięcie z takiego prostownika nie powinno być większe jak 25-28V. DS2 może być nawet na 45V.

    Mam kilka MBR4060 i wcale nie są takie złe.

    Do swojego zasilacza oświetlenia na strychu 14V dołożyłem ograniczenie prądowe na boczniku 5mΩ i teraz mam ustawione na ok 6A i działa stabilnie, przy prądzie 3A też nie było problemu. Na boczniku 10mΩ mam prostownik 1-10A więc 5mΩ na pewno da radę przy 2A.
  • #38
    Kwierzchos
    Poziom 12  
    ukixx napisał:
    Skoro na wejściu masz 35V to przy prostowniku center-tap (DS1) powinieneś mieć diody na 100V, dla diod na 60V max napięcie z takiego prostownika nie powinno być większe jak 25-28V. DS2 może być nawet na 45V.

    Mam kilka MBR4060 i wcale nie są takie złe.

    Do swojego zasilacza oświetlenia na strychu 14V dołożyłem ograniczenie prądowe na boczniku 5mΩ i teraz mam ustawione na ok 6A i działa stabilnie, przy prądzie 3A też nie było problemu. Na boczniku 10mΩ mam prostownik 1-10A więc 5mΩ na pewno da radę przy 2A.

    Masz rację. Dlatego DS1 powinna być na wyższe napięcie.
    Teraz jak nie ma zakłóceń na wyjściu może sprawdzić się mniejszy rezystor pomiarowy R.

    Dodano po 2 [godziny] 53 [minuty]:

    Chcę poruszyć jeszcze jeden problem.
    Chodzi cosφ i bierne straty mocy.
    W moim przypadku cosφ=0,8, ale w stabilizatorach zasilanych bezpośrednio z sieci cosφ wynosi 0,5÷0,6.
    Może ktoś ma prosty i skuteczny sposób na poprawę tego parametru.
  • #39
    ukixx
    Poziom 20  
    Na poprawę współczynnika mocy możesz zastosować PFC, prosty będzie pasywny (dławik+kondensator) tak jak w większości obecnych zasilaczy ATX, lepszy aktywny ale trochę bardziej skomplikowany (dławik, tranzystor, dioda, bocznik, kontroler). Tylko po co chcesz sobie tym głowę zawracać :?: Jak na razie to tylko w zakładach przemysłowych są liczniki mocy biernej i trzeba pilnować cosφ, w amatorskich konstrukcjach stosując PFC z punktu widzenia ekonomii nic nie zyskasz.
  • #40
    Kwierzchos
    Poziom 12  
    ukixx napisał:
    Na poprawę współczynnika mocy możesz zastosować PFC, prosty będzie pasywny (dławik+kondensator) tak jak w większości obecnych zasilaczy ATX, lepszy aktywny ale trochę bardziej skomplikowany (dławik, tranzystor, dioda, bocznik, kontroler). Tylko po co chcesz sobie tym głowę zawracać :?: Jak na razie to tylko w zakładach przemysłowych są liczniki mocy biernej i trzeba pilnować cosφ, w amatorskich konstrukcjach stosując PFC z punktu widzenia ekonomii nic nie zyskasz.

    Przymierzam się do zrobienia spawarki inwertorowej. Będę ją użytkował na działce. Tam są jeszcze kable aluminiowe. Jak będę je obciążał zbędną mocą bierną to będę miał spore spadki napięcia, a co za tym idzie duże straty mocy czynnej.
    Przy poborze mocy czynnej 4,0 kW przez spawarkę będę miał obciążenie sieci 35 A. To bardzo dużo. Chociaż prosty filtr może się okazać niezbędny.
  • #41
    ukixx
    Poziom 20  
    Przy takiej mocy i trybie pracy pasywny odpada, zależy też co chcesz spawać i jakimi prądami. Dla elektrod 3.25 często wystarcza 2-3kW poza tym raczej nie spawasz kilku elektrod jedna po drugiej tylko robisz przerwy.

    Do aktywnego PFC będziesz musiał dołożyć jakieś 4szt. IRFP460A lub 2szt. FDA50N50, poza tym napięcie za mostkiem będziesz miał nie 325V a 380-400V, do tej mocy dobrym kontrolerem będzie np. UC3854.
  • #42
    helios
    Poziom 12  
    Jaki tranzystor użyłeś? Na schemacie jest IRFP046, nie powinno być IRFP460?

    A i jeszcze jedno. Dla 100kHz nie uwzględniłeś efektu naskórkowości i użyłeś zdecydowanie za grubego drutu. Z tych 3,8mm2 w rzeczywistości zostaje Ci 1,3mm2.
  • #43
    ukixx
    Poziom 20  
    IRFP460 się do tego nie nadaje, za duży Rdson poza tym 450V, już prędzej IRFP064. W jednej przetwornicy 100kHz (12.25V 175A) spotkałem dławiki nawinięte drutem DNE2.0, poza tym jest to dławik DC i prąd w nim nie zmienia kierunku także naskórkowość nie występuje.
  • #44
    helios
    Poziom 12  
    ukixx napisał:
    IRFP460 się do tego nie nadaje, za duży Rdson poza tym 450V, już prędzej IRFP064. W jednej przetwornicy 100kHz (12.25V 175A) spotkałem dławiki nawinięte drutem DNE2.0, poza tym jest to dławik DC i prąd w nim nie zmienia kierunku także naskórkowość nie występuje.


    A to wyjątkowo ciekawa teoria z tym nie zmieniającym się kierunkiem. W chwili załączenia tranzystora mamy polaryzację +/-, a w chwili wyłączenia mamy -/+. A więc prąd jak najbardziej musi płynąć w takim przypadku w przeciwnym kierunku.

    Co do tego jak ktoś nawinął nie będę się wypowiadał i nie będę się również na to powoływał. Dzisiaj naprawiałem lampkę, w której nastąpiło przebicie pomiędzy ścieżkami laminatu. Też ktoś ją wyprodukował i było go stać na zrobienie ładnej formy wtryskowej, ale jak pokazał ten przypadek nie zmieniło to faktu, że 1mm dla 230V okazało się za małe, zwłaszcza, że to laminat prawie jak papierowy.
  • #45
    ukixx
    Poziom 20  
    helios napisał:
    A to wyjątkowo ciekawa teoria z tym nie zmieniającym się kierunkiem. W chwili załączenia tranzystora mamy polaryzację +/-, a w chwili wyłączenia mamy -/+. A więc prąd jak najbardziej musi płynąć w takim przypadku w przeciwnym kierunku.

    Mylisz napięcie z prądem. Także nie pisz głupot. W chwili załączenia tranzystora napięcie na dławiku będzie +/- i prąd narasta liniowo aż do wyłączenia tranzystora, po wyłączeniu tranzystora prąd jest podtrzymywany przez dławik i zaczyna liniowo opadać ale nie zmienia kierunku dlatego napięcie na dławiku odwraca kierunek. Zobacz sobie na oscyloskopie jak wygląda prąd na dławiku albo zastanów się dlaczego amperomierz DC wpięty szeregowo z dławikiem pokazuje realną wartość, a ten sam amperomierz w układzie AC gdzie prąd zmienia kierunek nic nie pokaże.

    Gdyby prąd zmienił kierunek to zgadnij co by się stało z kondensatorem filtrującym i jaka była by na nim wartość napięcia przy wypełnieniu 50% :?:
  • #46
    helios
    Poziom 12  
    I cieszę się, że to zauważyłem... już miałem się poprawić ;). Nie zdążyłem.

    Ale nie zmienia to faktu, że skórka widocznie jest, właśnie rozebrałem markowy zasilacz i tam elegancko licą nawinięte dławiki na wyjściu.

    Dodano po 11 [minuty]:

    I podobnie analogicznie wychodzi na to, że to flybacka też nie trzeba stosować licy, bo naskórkowość również nie występuje?

    Dodano po 3 [minuty]:

    I do boosta, ani do dwutranzystorowego forwarda na trafo też chyba nie, wg tej teorii, bo tam przecież wypełnienie poniżej 50%, a i prąd w pierwotnym płynie w jedną stronę. I w innych podobnych też nie? Chyba coś tu nie gra jednak.

    Raczej byłbym skłonny najwyżej rozważyć pośrednio stosunek prądu zmiennego do stałego, czyli po prostu delte I.
  • #47
    ukixx
    Poziom 20  
    W dławiku DC w przetwornicy prąd dzieli się na składową stałą i zmienną (nie przemienną) i tylko składowa zmienna może powodować efekt naskórkowy i to ile jej będzie zależy od tego jak została zaprojektowana przetwornica, jeżeli za dużo to rdzeń się usmaży.

    A to przykład jak ktoś zaprojektował i wykonał przetwornicę 100kHz 175A z current doubler rectifier, dławiki nawijane 2xDNE2.0:
    Stabilizator Impulsowy 200W Step-Down na TL494
  • #48
    helios
    Poziom 12  
    No czyli tutaj dochodzimy do pewnego konsensusu, bo to samo podsumowałem nieco wyżej.

    A z prądem to mój błąd, pisanie na szybko i bezmyślnie tak się kończy. Nie zmieniło to jednak faktu, że zaokrąglenie przez Ciebie tłumaczenia dało mniej więcej ten sam efekt :). Mniejsza zresztą o takie głupoty, wiemy w czym rzecz, konsensus jest, nie jesteśmy politykami więc w tej sprawie nie ma co się spierać dalej.
  • #49
    pk011
    Poziom 2  
    Mam Takie pytanie: MOSFET Q1 jest naprawde IRFP064? (lub IRFP460)
  • #50
    ukixx
    Poziom 20  
    IRFP064 jest na 55V ma 110A i rezystancję kanału 0.009Ω a IRFP460 jest na 500V ma 20A i rezystancję kanału 0.27Ω więc jak myślisz, który powinien być w zasilaczu zasilanym z napięcia ok 30V :?: