Stabilizator Impulsowy 200W Step-Down na TL494

Z pewnością przydałby się kondensator nisko-indukcyjny na wyjściu zasilacza np. 100nF
równolegle do kondensatorów elektrolitycznych.

Może pomógł by dodatkowy filtr LC, czyli parę uH (to trzeba policzyć) pomiędzy kondensatorami i dodatkowy kondensator (elektrolit + 100nF) za rezystorem R.

Możesz dla "testu" wykorzystać koralik ferrytowy, podrzucam link do fajnego opisu tego elementu:

https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3182686.html

Nie napisałeś na jakiej f pracuje przetwornica, ale sądząc po rozmiarach transformatora oraz z tego że korzystasz z TL494 to strzelam że wybrałeś 300 kHz, myślę że koralik elegancko by się nadał tutaj

Bardzo fajny sposób wykonania wskaźnika pokazującego ograniczenie prądowe lub napięciowe.

Czy transformator nie nasyca się przy dużym wypełnieniu, np 80-90 % ?

Pokazane zakłócenia są najprawdopodobniej efektem zbierania zakłóceń przez sondę oscyloskopową.
Zakłócenia są powodowane dużym di/dt i du/dt, a można je eliminować za pomocą: zmniejszenia wartości elementów pasożytniczych, dodawania snubberów, zmniejszenia stromości narastania prądu/napięcia.
Ja bym dał snubber na diodach DS2.

Jeżeli dajesz na wyjście ponad 16V to lepiej zakładaj okulary ochronne, albo maskę bo te baniaki aluminiowe potrafią ładnie strzelić.

zbychmg napisał:

Z pewnością przydałby się kondensator nisko-indukcyjny na wyjściu zasilacza np. 100nF
równolegle do kondensatorów elektrolitycznych.

Może pomógł by dodatkowy filtr LC, czyli parę uH (to trzeba policzyć) pomiędzy kondensatorami i dodatkowy kondensator (elektrolit + 100nF) za rezystorem R.

Już to sprawdzałem. Żadnych zauważalnych zmian

Dodano po 21 [minuty]:

tadeusz12345 napisał:

Bardzo fajny sposób wykonania wskaźnika pokazującego ograniczenie prądowe lub napięciowe.

Czy transformator nie nasyca się przy dużym wypełnieniu, np 80-90 % ?

Pokazane zakłócenia są najprawdopodobniej efektem zbierania zakłóceń przez sondę oscyloskopową.
Zakłócenia są powodowane dużym di/dt i du/dt, a można je eliminować za pomocą: zmniejszenia wartości elementów pasożytniczych, dodawania snubberów, zmniejszenia stromości narastania prądu/napięcia.
Ja bym dał snubber na diodach DS2.

Jeżeli dajesz na wyjście ponad 16V to lepiej zakładaj okulary ochronne, albo maskę bo te baniaki aluminiowe potrafią ładnie strzelić.

Przedstawiony na projekcie stabilizator jest ustawiony na 14,4V (ładowarka akumulatorów), dlatego zastosowałem kondensatory 16V.
Filtrowanie Diodki DS2 nic nie dało (oprócz zwiększenia strat mocy). To co realnie działało to zwiększenie pojemności Cf ale niestety wraz z zanikiem zakłóceń rosły straty mocy i filt RC się mocno grzał.
Nie testowałem stabilizatora dla 90%. Na wejściu mam 35V a na wyjściu 14,4V. Ale nawinąłem transformatorek z zapasem zwojów więc powinno być OK.
Jeżeli zakłócenia generuje oscyloskop cyfrowy, to czy na analogówce będzie bez przekłamania?

Zakłócenia są zbierane przez samą sondę. A dokładniej przez ten zacisk krokodylkowy masy co jest na długim przewodzie - działa jak antena. Aby zobaczyć rzeczywisty przebieg należy skrócić do minimum przewód masy.

Ja do tego wykorzystuję srebrzankę owiniętą dookoła masy sondy i przylutowaną do masy blisko punktu pomiarowego. W ten sposób moja antena ma obwód około 3-4 cm zamiast ~20 cm

tadeusz12345 napisał:

Zakłócenia są zbierane przez samą sondę. A dokładniej przez ten zacisk krokodylkowy masy co jest na długim przewodzie - działa jak antena. Aby zobaczyć rzeczywisty przebieg należy skrócić do minimum przewód masy.

Ja do tego wykorzystuję srebrzankę owiniętą dookoła masy sondy i przylutowaną do masy blisko punktu pomiarowego. W ten sposób moja antena ma obwód około 3-4 cm zamiast ~20 cm

Zrobiłem tak jak napisałeś. Niestety, bez zmian.
Mogę dodać, że ustawiając odcięcie widma na oscyloskopie poniżej 2 MHz sygnał na wyjściu jest nieomal linią prostą.
Częstotliwość pracy przetwornicy to 100 kHz.

5V szpila??
To niedopuszczalne.
Chyba najtańsze chińskie przetwornice takich nie dają...

Mictronic napisał:

Moim zdaniem brakuje snubbera na sterowaniu GDT. Na stromych zboczach sterowania masz cale widmo radiowe, ktore się wszędzie przenosi. Czasem niestety trzeba wydłużyć czasy propagacji by zmniejszyc ilość generowanych harmonicznych kosztem strat w tranzystorze.
Zródło zakłóceń można tez próbowac lokalizowac zakładając krokodylek na igłe sondy tworząc pętle. Teraz największa amplituda zakłóceń powinna być nad sondą.
Problem może miec tez podłoze dosyc prozaiczne, duze znaczenie na jakośc napięcia wyjsciowego mają kondensatory po stronie wtórnej(low ESR). Na oscylogramie widnieje szpila o amplitudzie 5V! To nie weszłoby sobie ot tak przez ekran sondy.

Między źródłem a drenem jest rezystor Rf i kondensator Cf. Sugerujesz żeby dodać jeszcze diodkę rozładowującą razem z Rf?
Czy też powinienem dołożyć rezystor w szereg z bramką? Wtedy złagodzę charakterystykę załączania i wyłączania MOSFETA. (Co wygeneruje dodatkowe straty mocy w tranzystorze)

Ta szpila generuje się w momencie wyłączania MOSFETA? Czy tak?
Może więc wywalić P2, R9, C7, D1 i D2, dołożyć rezystor na bramkę i sterować MOSFETEM bezpośrednio z trafa? Układ się uprości a na bramkę będzie szło przemienne napięcie +/-20V.

Rezystor sterujący bramką wyliczamy z danych odczytanych z katy katalogowej. Odczytujemy Qg (Total Gate Charge) i tr (rise time), dzielimy jedno przez drugie i otrzymujemy prąd ładowania. Znając napięcie zasilające i prąd wyliczamy wartość rezystora sterującego Rg.
Mam pytanie, czy i jak można wyliczyć parametry SNUBBERA?

Cześć,

1. Czy nie brakuje przypadkiem rezystora pomiędzy nóżką np. 9 US1 a masą?
Jeśli dobrze patrzę to stopień końcowy TL494 jest tutaj skonfigurowany jako wtórnik i coś musi "ciągnąć w dół" .
2. Czy mógłbyś pokazać te zakłócenia na jednym kanale oscyloskopu a na drugim np. napięcie na nóżce 9 ? Pozwoliłoby to zorientować się, w którym momencie cyklu mamy kłopot.

pozdrawiam i gratuluję starannie wykonanego układu!

doktorpyta napisał:

Cześć,

1. Czy nie brakuje przypadkiem rezystora pomiędzy nóżką np. 9 US1 a masą?
Jeśli dobrze patrzę to stopień końcowy TL494 jest tutaj skonfigurowany jako wtórnik i coś musi "ciągnąć w dół" .
2. Czy mógłbyś pokazać te zakłócenia na jednym kanale oscyloskopu a na drugim np. napięcie na nóżce 9 ? Pozwoliłoby to zorientować się, w którym momencie cyklu mamy kłopot.

pozdrawiam i gratuluję starannie wykonanego układu!

Dorzuciłem rezystor 1k. Dzięki temu charakterystyka przełączania jest bardziej prostokątna. Niestety nie ma to wpływu na zakłócenia na wyjściu.
Dorzuciłem jeszcze SNUBBERA na diodkę zwrotną DS2. Troszeczkę pomogło.

Przypominam, że te zakłócenia dotyczą dużych prądów >5A. Na biegu jałowym mam coś takiego:

Czekam na dalsze pomysły. Postaram się presłać obrazki z analogowego oscyloskopu.

Ja bym dał z 10r na bramce i ten kondensator w gasiku na tranzystorze można by zwiększyć + dioda na oporniku. Daj masę sondy przed opornikiem pomiaru prądu, ciekawe ile odkłada się na jego L.

Kwierzchos napisał:

Nie testowałem stabilizatora dla 90%. Na wejściu mam 35V a na wyjściu 14,4V. Ale nawinąłem transformatorek z zapasem zwojów więc powinno być OK.

Wg. mnie elektrolity maj zbyt niskie napięcia. Przy 50-100Hz można sobie dać kondensatory minimalnie większe (tu jest na styk dane, a wiadomo że są generowane impulsy). Na pierwotnej dać elektrolity na 63V, na wtórnej na 35V. Dodatkowo między dwoma kondensatorami na wtórnej dać dławik.
Mam nadzieję, że zastosowałeś kondensatory Low ESR.

Kwierzchos napisał:

Witam.
Oto moja ulepszona wersja stabilizatora impulsowego.
Napięcie wejściowe - 2x18÷38 V AC
Napięcie wyjściowe regulowane potencjometrem Pu w zakresie - 0÷25 V DC (Po wymianie kondensatorów na wyższe napięcie myślę, że też da radę)
Ograniczenie prądowe regulowane potencjometrem Pp:
Dla R=0,01Ω - 5÷20 A (i więcej, w zależności od napięcia na wyjściu, nie należy przekraczać mocy 200 W)
Dla R=0,1Ω - 0,1÷5 A (Większe prądy generują zbyt duże straty mocy na rezystorze R)
Sprawność jest bardzo dobra, przy 100 W radiator lekko się grzeje.
Diodka czerwona informuje o stabilizacji prądowej a zielona o stabilizacji napięciowej.
Mam jedynie problem z dokładną stabilizacją napięcia na wyjściu przy dużych prądach. Chodzi mi o szpilki - tak jak na zdjęciu. Obciążenie rezystancyjne 10A.

38VAC??? I kondensatory na 35V??? 28VAC byłoby zbyt dużo.
100W przy 14,4V to ≈7A. 10A to przy 14,4V jest 144W.

MARCIN.SLASK napisał:

38VAC??? I kondensatory na 35V??? 28VAC byłoby zbyt dużo.
100W przy 14,4V to ≈7A. 10A to przy 14,4V jest 144W.

Napisałem, że przy poziomie mocy 100W radiator lekko się grzeje ok. 30°C.
Testuję sprzęt na 14,4Vx10A=144W (w tym przypadku radiator osiąga temperaturę ok. 40-50°C.
Mój stabilizator zasilany jest napięciem 2x24 VAC - daje mi to ok. 34 VDC.
Masz rację: 38 VAC to za dużo. Scalak wytrzymuje 44 VDC o ile dobrze pamiętam.
Poprawię to.
Kondensatory na wejściu są standardowe a na wyjściu LOW IMEDANCE.
Kondensatory na 63V będą dwa razy większe i dwa razy droższe. Wygrała ekonomia.
Nadal czekam na pomysły związane ze szpilką.

Dodano po 4 [minuty]:

satanistik napisał:

Ja bym dał z 10r na bramce i ten kondensator w gasiku na tranzystorze można by zwiększyć + dioda na oporniku. Daj masę sondy przed opornikiem pomiaru prądu, ciekawe ile odkłada się na jego L.

Zrobię tak jak piszesz. Spróbuję też sterować MOSFETEM bezpośrednio z trafa.
Ale to za kilka dni, na nowej PCB.
Opublikuje to co mi z tego wyjdzie.

Przebieg napięcia na bramce MOSFETA

Przebieg napięcia na Cewce

Napięcie na wyjściu

Moim zdaniem oscyloskop nie kłamie i problem siedzi w układzie.
Pytanie, na ile można weliminować te zakłócenia przy dużych prądach? Gdzie jest granica kompromisu? Dając większe gasiki, tracę na sprawności. Co Wy na to?

Masz dosyć dużą pętlę prądową na wyjściu układu. Widzę że zadbałeś o małą odległość kondensatorów blokujących od wyjścia +. Niestety - jest tak samo jeżeli nie bardziej istotny a jego ścieżka prądowa jest długa stąd te piki na wyjściu. W dodatku pętla obejmuje dławik który dodatkowo może się sprzęgać z tą pętlą. Problem powinno załatwić blokowanie na samym wyjściu. Pojemność nie musi być duża (kilka uF powinno wystarczyć) ale wlutowana na same piny wyjściowe(od spodu). Najlepiej sprawdzają się kondensatory ceramiczne SMD.

Czy snubber wpłynął w znaczący sposób na przebiegi na cewce(wyjście tranzystora)? Pytam bo sam jestem w trakcie projektu przetwornicy step-down 1kW i dzwonienie na wyjściu klucza potrafi zabić kontroler. Póki co zwiększyłem czas narostu kosztem sprawności aby zmniejszyć dzwonienie.


edit:
Rezystor 0.01R możesz wlutować bezpośrednio między końcami kondensatora i złącza od spodu płytki. To znacznie zmniejszy pętlę prądową.

Dołożyłem na końcu pętli jeszcze jeden kondensator, tak jak sugerował MODI.
Zgasiłem MOSFETA i DS2 kondensatorami 10nF i rezystorami 10Ω.
A sterowanie Bramki idzie po rezystorze 10Ω bezpośrednio z trafa.
Sygnał na Bramce MOSFETA:

Napięcie na DS2:

Napięcie na Cewce:

Napięcie wyjściowe. Wszystkie przebiegi dla prądu obciążenia 10A.

Schemat:

Moim zdaniem jest dobrze.

A ja mam takie pytanie, czy dzielnik rezystorowy R7, R8 nie lepiej było wstawić za rezystorem pomiarowym R? Tak jak na poniższym ryzunku


Zredukowałoby to błąd stabilizacji napięcia wyjściowego bo obecnie im większy prąd wyjściowy tym więcej odkłada się napięcia na rezystorze, a więc w rzeczywistości rzeczywiste napięcie wyjściowe będzie pomniejszone o to odłożone na rezystorze pomiarowym.

Adix3 napisał:

A ja mam takie pytanie, czy dzielnik rezystorowy R7, R8 nie lepiej było wstawić za rezystorem pomiarowym R? Tak jak na poniższym ryzunku


Zredukowałoby to błąd stabilizacji napięcia wyjściowego bo obecnie im większy prąd wyjściowy tym więcej odkłada się napięcia na rezystorze, a więc w rzeczywistości rzeczywiste napięcie wyjściowe będzie pomniejszone o to odłożone na rezystorze pomiarowym.

1) Masa układu jest przed rezystorem R. Tak więc błąd stabilizacji napięciowej będzie się powiększał wraz ze wzrostem prądu przepływającego przez R. Napięcie na wyjściu będzie rosło.
2) Załóżmy, że przenosimy masę układu razem z czwórnikiem R7, R8. W takim przypadku napięcie na R jest ujemne względem masy, co wyklucza jakakolwiek stabilizację prądową.
3) Bardzo ładnie zrobiona poprawka na schemacie.

Kwierzchos napisał:

1) Masa układu jest przed rezystorem R. Tak więc błąd stabilizacji napięciowej będzie się powiększał wraz ze wzrostem prądu przepływającego przez R. Napięcie na wyjściu będzie rosło.

No w sumie racja. To rozwiązanie (czyli dzielnik napięcia za rezystorem mierzącym prąd) bardziej sprawdziłoby się w przypadku gdy rezystor pomiarowy R byłby umieszczony na linii zasilania. Wtedy masa nie byłaby oszukana.

Kwierzchos napisał:

3) Bardzo ładnie zrobiona poprawka na schemacie.

Dzięki Lata doświadczenia w obsłudze PaintCADa robią swoje

US3 to jakie ma napięcie na wyjściu , bo nie opisałeś tego scalaka ?

brofran napisał:

US3 to jakie ma napięcie na wyjściu , bo nie opisałeś tego scalaka ?

U mnie jest 15V. Można spokojnie też dać 18V.

Adix3 napisał:

A ja mam takie pytanie, czy dzielnik rezystorowy R7, R8 nie lepiej było wstawić za rezystorem pomiarowym R? Tak jak na poniższym ryzunku


Zredukowałoby to błąd stabilizacji napięcia wyjściowego bo obecnie im większy prąd wyjściowy tym więcej odkłada się napięcia na rezystorze, a więc w rzeczywistości rzeczywiste napięcie wyjściowe będzie pomniejszone o to odłożone na rezystorze pomiarowym.

Jak robiłem prostownik z zasilacza ATX to tak właśnie zrobiłem, masa jest na zaciskach wyjściowych za rezystorem pomiarowym i dzielnik napięcia wyjściowego też.
Fragment z użyciem stabilizacji prądu wygląda tak:

Stabilizacja prądu i napięcia działa poprawnie, a na schemacie brakuje jedynie kondensatora 10nF między nóżką 3 a 15.

Kwierzchos napisał:

2) Załóżmy, że przenosimy masę układu razem z czwórnikiem R7, R8. W takim przypadku napięcie na R jest ujemne względem masy, co wyklucza jakakolwiek stabilizację prądową.

Nie prawda, ujemne napięcie na rezystorze pomiarowym nic nie wyklucza, tylko pomiar robisz na nóżce 15 a nie 16.

Ciekawe rozwiązanie.
Z rysunku zamieszczonego przez ciebie wynika, że komparator prądowy pracuje w okolicy 0V.
Wzmacniacze operacyjne w tym obszarze są dosyć niestabilne (zaszumione).
Jak jest z dokładnością działania stabilizacji prądu?
Jak poradziłeś sobie z kompensacją (FEEDBACK'iem)? Nie było kłopotu?

Na początku były kłopoty ze stabilnością pracy układu ale w jednym ze schematów spawarki znalazłem kondensator 10nF między nóżką 3 a 15 i to pomogło, kompensacja stabilizacji napięciowej została jak w oryginale czyli szeregowy RC między nóżką 3 a 2 (10nF + 22k).

Stabilizacja prądu działa bardzo dobrze, dla nastawy 10A prąd zmienia się coś o max 0.1-0.2A dla napięć wyjściowych między 2-15V.

Wzmacniacze operacyjne/komparatory z pnp na wejściach bardzo dobrze radzą sobie przy pracy w okolicach GND, nawet dają radę do napięcia -0.3V, tu napięcie trzyma się bardzo blisko 0V więc problemu nie ma.

Tylko zamiast potencjometru lepiej dać źródło napięcia 0-5V bo w tym rozwiązaniu skala zamiast liniowej robi się wykładnicza.

Ja pozostanę jednak przy swoim schemacie.
Spadek napięcia na rezystorze R przy prądzie 10A to raptem 0,1V.
Straty mocy i tak się nie zmienią 0,01Ω×10²A=1W.

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 .

Mam w domu urządzenie z radiatorem z kątownika 30x30x3 o długości ponad metr. Oddawane tam jest około 40W. Temperatura osiąga powyżej 60st. i to nawet nieźle pasuje do obliczeń teoretycznych na szybko tak prymitywnego radiatora, bo tam też wychodzi koło 60st.

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

Mam pytanie, skąd kolega wziął dławik? Pochodzi on z wylutu z jakiegoś ATX? Z tego co mi się wydaje to był on chyba przewijany?

To jest mój autorski projekt. Wszystkie elementy są nowe. Dławik i trafo nawijałem osobiście.
Rdzeń cewki RTMSS-27x14x12 zakupiony na Allegro, nawinięty drutem o średnicy 2,2 mm. 10 zwojów.
Transformator sterujący zakupiony w AET, nawinięty drutem o średnicy 0,3 mm z rdzeniem F-887 bez szczeliny (forward) na korpusie EF16x8x5 H.