Jak najprościej zbudować dość rozbudowany zasilacz impulsowy

Question

Mam 50V na wejściu. Muszę zrobić z tego +/-18V 3A, +9V 6A, +15V 10A. Wiem ze mogę stosować kilka układów LT lub Nationala. To już mam opanowane. Ale s...

fachman · Answer

najtaniej wychodzi dać sterownik +ext switch po pierwotnej, a po wtórnej nawinąć przekrojami proporcjonalnymi do pobieranego prądu i stabilizować jedno wybrane napięcie. Aby poprawić stabilizację pozostałych mozna dać taki toroid jak w zasilaczach ATX

Roburr · Answer

Czyli rozumiem że SG3525 może być. Zasile go napięciem +12V skrajne uzwojenia bedę zwierał mosfetami do masy a +50V dam na środek pierwotnego tak?? Problemem jest wykonanie transformatora. Czy ja to mogę komuś zlecić by mi to ładnie wykonał? Podałbym częstotliwość pracy i amplitudę przebiegu i napięcia wyjściowe i dałoby się wykonać?? Mógłby mi Pan przybliżyć tę stabilizacje na toroidzie? Aha a te napięcia nie muszą być super stabilne +/- 0.5V starczy. Czy bez tego toroida wyjścowego uzyskam taką stabilność? Sprzężenie zwrotne mam brać z osobnego odczepu służącego tylko do stabilizacji czy już z wyfiltrowanego napięcia? Dziękuje za zainteresowanie.

lechoo · Answer

W przetwornicy typu push-pull (przeciwsobnej) dławik wyjściowy jest konieczy do poprawnej pracy układu, bez niego można zapomnieć o stabilizacji napięcia wyjściowego.

fachman · Answer

zaraz, powoli,skąd będzie brane te 50V? przecież stosując supersprawne trafo SMPT ze źródła trzeba zassać cirka 500W !!! to jest jakieś trafo czy bateria akumulatorów ??

Roburr · Answer

Cztery potężne akumulatory po 12V każdy. Połączone szeregowo.

fachman · Answer

mnie się wydaje że prościej byłoby dać 3842 i zrezygnować z bifilarnego uzwojenia po pierwotnej trafa. W zamian podzieliłbym to na 2 moduły: 15V/10A i 9V/6A +symetryczne 18V. Prosciej będzie zdobyć rdzenie.
Stabilizacja oczywiście z wtórnej

Można zamiast trafa stosować dławik i na tym samym sterowniku budować StepDown Converter, wtedy dla każdego z napięc osobny dławik i sterowanie.

Roburr · Answer

Tak wiem, zmontowałem już kilka na Lm2575HVT-adj i teraz zabieram się za L4970. Tylko mam problem jak uzyskać -18V ze zwykłej step-down(wersje HV-max 63V wejściowe). Przed chwilką dostałem odpowiedź że Firma jest w stanie zrobić dla mnie takie trafo. Myśle że bardziej eleganckie będzie rozwiazanie z jednym transformatorem nie robiłem jednak przetwornic dla kilku różnych napięć wyjściowych i nie wiem czy to wypali - a czasu mało. Co Pan radzi, 4 niezalezne przetwornice step-down czy jedna na porządnym trafie??

fachman · Answer

jedna to zbyd duże ryzyko,
wysterować 500W to zaraz pojawi się problem dostępności klucza na taki duży prąd przełączania, osobne moduły są pewniejsze, a symetryczne napięcie łątwo wyprodukujesz nawijając symetryczny dławik, drugie uzwojenie dla ujemnego

-RoMan- · Answer

W kwestii formalnej: scaloną przetwornicę step-down dość łatwo zmusić do pracy w układzie inwertera. Ale pozostaje wtedy problem wydajności prądowej - z samej zasady inwerter ma niższą wydajność prądową od step-down przy tym samym prądzie szczytowym klucza.

Co do pojedynczej przetwornicy push-pull - budowanie _jednego_ egzemplarza takiej przetwornicy wielonapięciowej to bardzo duże nieporozumienie - koszty związane z niepowodzeniami po prostu zjedzą pomysł.

Proponowany flyback na 3842 - pomysł z samej zasady do niczego (bez urazy). Prądy szczytowe po stronie pierwotnej są co najmniej 4 razy wyższe od średniego. Po stronie wtórnej to samo. Przy mocy 500W w warunkach amatorskich nie do zrobienia.

Nie udzielam prywatnych porad technicznych czy korepetycji via e-mail/PW. Jeśli szukasz pomocy - pytaj innych na forum. W sprawach komercyjnych kontakt ze mną zawsze da się znaleźć.

Selling:
12.09.2007 Rdzeń ferrytowy Ferroxcube

Roburr · Answer

Co to znaczy w warunkach amatorskich?? Tego będzie trzeba zbudować kilkanaście sztuk. Sprzętu pomiarowego mamy pod dostatkiem i to nie byle jakiego. Czyli jak, opduścić sobie pomysł z jednym transformatorem?? Aha jest jeszcze ważna kwestia. L4970 ma maksymalne napięcie pracy równe 50V. My przy naładowanych akumulatorach mamy 52V. Czy ktoś może ma doświadczenie z tym typem układów. Czy ruszą przy 52V czy będzie dym?? A może znaja Państwo jakieś inne scalaki step down o napięciu wejściowym do 60V i pradzie wyjściowym 10A. A te napięcie +/-18V zrobić W push-pullu czy na zwykłej step down?

fachman · Answer

w vprzetwornicach wysokoprądowych DC/DC specjalizuje się firma SAMES. Polecam lekturę not katalogowych, wiele się można nauczyć.

Ja uparcie polecam sterowniki z zewnętrznym kluczem, wtedy nieistotne jest jakim napięciem zasilimy go, ważne jedynie aby mógł wysterować klucz, bo dopiero klucz będzie pracował pod 52V

no i jeszcze jedna uwaga, skoro 4 akku sa połączone szeregowo to nie można zrobić odczepu na 24V ?? byłoby prościej i bezpieczniej!

Anonymous · Answer

Witam!Nie daj się zwariować, Roburr! Koledzy lubią przesadzać. Co do mocy, doliczyłem się nie 500W, a 312W, więc afera z "prądami klucza" nie jest większa, niż w przypadku zasilacza PC.Spośród różnych kontrolerów wybierać możesz jak w ulęgałkach i w istocie, wybór okaże się najczęściej rzeczą gustu.Push-pull przy dużej mocy narzuca się sam. A do Twoich pytań:Stabilność napięć w granicach ±0,5V na jednym transformatorze jest trudna do zrealizowania, jeśli nie niemożliwa, bo kontrolować możesz tylko jedno napięcie, a pozostałe wyjścia nawet przy idealnej "load regulation" układu będą wykazywały wahania zależne od prądu w granicach >0,5V, choćby z tytułu spadków na diodach. Więc albo wybierzesz kompromis, albo musisz realizować trzy oddzielne układy (trzy trafa). Alternatywnie mógłbyś użyć konwertera na jednym trafie jako pre-regulatora z napięciami np. rzędu ±22V, +12V i +18V, po czym stabilizować w układach liniowych (to by był bardzo precyzyjny zasilacz). Kontrolery PWM etc. mają zwykle niskie maksymalne napięcia pracy, bo nie potrzebują wyższych - tych potrzebują klucze i ewentualnie zewnętrzne drivery kluczy. Tak więc problem z L4970 nie istnieje.Dla ±18V, jeśli będą miały ekskluzywne trafo, z tą mocą jest dość obojętne, push-pull, czy flyback.Nie daj się wciągnąć w spory teoretyków "o wyższości świąt..." i spójrz lepiej na jedno z wielu możliwych pryktyczne rozwiązanie, tu na samym dole: http://www.powerdesigners.com/InfoWeb/design_center/Appnotes_Archive/u100a.pdf Pozdro

-RoMan- · Answer

-> nemo07

Kiedy ostatnio widziałeś zasilacz do PCta o mocy ponad 300W w konfiguracji flyback? Bo ja ostatniego flybacka w PC spotkałem ponad 10 lat temu w XT i miał moc 150W.

'Afera z prądami klucza' jest jak najbardziej uzasadniona a porównywanie do zasilaczy PC jak najbardziej chybione - zasilacze PC pracują najczęściej w konfiguracji półmostka zasilanego napięciem stałym ponad 300V. Tutaj dysponujesz 50V - czyli nawet dla najbardziej korzystnego przypadku (pełny mostek lub klasyczny push-pull z odczepem) będziesz miał prądy 3 razy wyższe niż w PCtowym zasilaczu o podobnej mocy. W przypadku flyback - pomnóż to jeszcze razy3 co najmniej (razy 4 w najmniej korzystnym przypadku). Nadal uważasz, że problem, prądów kluczy nie istnieje?

BTW: wskazany przez Ciebie projekt wcale nie jest w konfiguracji flyback.

Nie udzielam prywatnych porad technicznych czy korepetycji via e-mail/PW. Jeśli szukasz pomocy - pytaj innych na forum. W sprawach komercyjnych kontakt ze mną zawsze da się znaleźć.

Selling:
12.09.2007 Rdzeń ferrytowy Ferroxcube

Anonymous · Answer

-RoMan-! Przeczytaj uważnie, zanim coś komentujesz!Nie pisałem o flyback dla całości, tylko w odniesieniu do ±18V, które robią raptem 108W i nawet tu, tylko alternatywnie!MOS-fety na niższe napięcia dobrze radzą sobie z dużymi prądami, jak możesz się przekonać z podanego w linku przykładu, więc nie wiem, gdzie widzisz problem I coś się tak uczepił tego flyback!? Pozdro

Roburr · Answer

Dobra, już wiem co trzeba. Teraz kwestia częstotliwości pracy. Muszę zamówić trafo. Podałem że będzie pracować przy 200kHz. Czy to nie za wiele? Wiem że niektóre pracują z częstotliwością 50kHz a niektóre z 400kHZ. Duże mosfety mają nawet po 2nF na wejściu ale myślę że SG3525 da sobie z nimi radę, chyba że nie da to proszę mnie pokierować zastosuje dodatkowe bufory. Będę informował na bieżąco o postępach z projektem. Dziękuje za zainteresowanie!!

-RoMan- · Answer

200 kHz oznacza nawijanie uzwojeń garścią drucików 0.3 mm. Przy 50 kHz jest to garstka drutów 0.6 mm.

Roburr · Answer

Ja jeszcze w sprawie dławika wyjscowego... Czy wszystkie napięcia napięcia wyjściowe nawijać na jednym rdzeniu?? Może dodatnie na jednym a -18V na osobnym?? Jeśli mozna na jednym to rozumiem że uzwojenie od napięcia -18V ma być podłączone przeciwnie do pozostałych tak??? A indukcyjność około 4-10uH starczy?? Jeden rdzeń torodialny czy raczej otwarty obwód magnetyczny??

Anonymous · Answer

Witam!Jak Ci wygodniej/taniej. Nie! W żadnym wypadku! Taki dławik ma pracować jak najprostszy dławik EMI (filtr przeciwzakłóceniowy) włączony w szereg z każdą linią wychodzącą z zasilacza. A więc wszystkie linie nawinięte synfazowo będą na danej częstotliwości doznawały tłumienia sygnału o częstotliwości F ze skutkiem wynikłym z XL=2Π•F•L. Jeśli natomiast odwrócisz orientację uzwojenia dławika dla jednej linii, powiedzmy L1, powstaje transformator, który niweczy kompletnie zamiar: Zakłócenia z linii L2...Ln będą po transformacji pojawiały się z odwróconą fazą na wyjściu L1, analogicznie zakłócenia z L1 pojawią się na wyjściach L2...Ln.Rdzeń koniecznie zamknięty i z materiału optymalnego na pasmo max spektrum zakłóceń (prawdopodobnie stosuje się materiały na F < 1MHz). Indukcyjności wypadną większe. Policz XL dla podstawowej częstotliwości klucza, np. 60kHz. I co? Najprościej oszacować konkretne rozwiązanie, pomierzyć, albo spytać ludzi, którzy mają wiedzę praktyczną w SPS. Kolega -RoMan- z pewnością może "sypnąć" typową liczbą. Pozdro

Roburr · Answer

A wiec tak. Zbudowałem już to cudo ale jeśli stabilizuje względem jednej szyny zasilania to jest pięknie ale tylko dla tego źródła. Kiedy odłączę obciążenie od tego źródła gdzie jest stabilizacja a podłacze do innego to napięcie to siada do 0V. Trzeba wiec coś takiego zrobić by obciażenie każdej szyny niezależnie dawało nam w miare stabinle napięcia. Przychodzi mi do głowy jedynie wzmacniacz sumujący na którego wejściach podpinamy sygnały wejściowe poszczególnych źródeł i sumujemy z odpowiednimi wagami a wyjście podpinam do układu SG3525. Czy moze ktoś mi zaproponować może lepsze rozwiązanie?? Proszę o radę.

Anonymous · Answer

Bez schematu ani rusz. Ten układ ma widać taką, spotykaną chorobę, że regulowane wyjście musi mieć pewne minimalne permanentne obciążenie w układzie (opornik). Inaczej wszystkie wyjścia milczą. Pozdro

-RoMan- · Answer

PRoblem z budową wielonapięciowych zasilaczy ze zmiennym obciążeniem właśnie tak wygląda. Albo nie da się obciążyć innych wyjść, albo w miarę obciążania wyjścia objętego pętlą na pozostałych napięcie rośnie absurdalnie.
Do rozprawienia się z tym problemem powinien wystarczyć dławik wyjściowy z wieloma uzwojeniami, przez który przechodzą wszystkie wyjścia. Ale w warunkach amatorskich nie udało mi się doprowadzić do pełnej kompensacji zmian napięcia. W ostatecznym efekcie w ogóle dałem sobie spokój z wielonapięciowymi przetwornicami na pojedynczym kontrolerze :-(

RoMan

Nie udzielam prywatnych porad technicznych czy korepetycji via e-mail/PW. Jeśli szukasz pomocy - pytaj innych na forum. W sprawach komercyjnych kontakt ze mną zawsze da się znaleźć.

Selling:
12.09.2007 Rdzeń ferrytowy Ferroxcube

Roburr · Answer

Czy to ma być jakiś specjalnej konstrukcji dławik?? Ma byś przed kondensatorami filtrującymi (od razu za diodą prostowniczą). Ile uH?? Z góry dziękuję.

Anonymous · Answer

Witam! To naturalne. Pętla "widzi" inne wyjścia tylko pośrednio i jest zadowolona jałowym napięciem w gałęzi regulowanej. Podobnie, przy obciążeniu tej gałęzi, nie widzi pozostałych. To chyba głównie skutek niedoskonałego wzajemnego sprzężenia magnetycznego plus indukcyjności rozproszonych oraz ewentualnie niewystarczającej filtracji na wyjściu. Nie bardzo rozumiem, jak miałby działać ten schemat, ale wpadł mi taki pomysł dla dwu napięć:Załóżmy U1=5V, U2=10V. I teraz do regulacji biorę obydwa napięcia ważone, tzn. Ur=U1/2+U2/2=7,5V. Kontroler stabilizuje fikcyjne, pojedyncze wyjście 7,5V. Efekt byłby taki, że regulacja byłaby dwukrotnie gorsza na obydwu wyjściach, ale w zamian obydwa napięcia byłyby regulowane. Chyba niezły patent, co? Jak myślisz?Roburr! Może spróbuj w ten deseń!? Dopóki jednak masz generalny problem z regulacją (na regulowanym wyjściu), ta metoda na nic się nie zda!Za diodami duże pojemności elektrolityczne z niskim ESR (zwykle są to te na 105°C). Dławik za kondensatorami. Toroid proszkowy z maksymalnym możliwym limitem nasycenia (ferryty są nieprzydatne). Maksymalna indukcyjność wynika z tego limitu oraz sumarycznej obciążalności wszystkich wyjść puszczonych przez dławik. Tu kłania się fizyka pur. Pozdro

-RoMan- · Answer

Dławik _przed_ kondensatorami. Popatrz na schemat dowolnego zasilacza PCtowego - masz dławik wyjściowy wspólny i wszystkie napięcia są stabilne pomimo dość zmiennego obciążenia.

Anonymous · Answer

Nie studiowałem schematu zasilacza PCtowego, ale uważam, że pomysł jest kiepski przy dużych mocach. Taki dławik totalnie psuje "load regulation". Nie widziałem takich rozwiązań nigdy w SPS dużych mocy (≥500W).
Roburr ma okazję sprawdzić ten koncept. Ma kiepską regulację, aczkolwiek nie wiadomo, z jakich przyczyn, bo nawet nie ma schematu. Twierdzę, że niezależnie od tego, dławik przed kondensatorami niczego nie poprawi.

-RoMan- · Answer

nemo07 - z całym szacunkiem - poszukaj jednak schematów zasilaczy wielonapięciowych dużej mocy. Na razie napiszę delikatnie: mylisz się - dławik przed kondensatorami to podstawa przy mocach wyższych od pojedynczych watów. Bez dławika jedynym ograniczeniem udarów prądowych jest indukcyjność rozproszenia transformatora i pasozytnicze rezystancje. Prądu w układach bez dławika moga być nawet kilkanaście razy wyższe niż w układach z dławikiem.
Co do 'load regulation' - to własnie dławik wyjściowy w ogóle umożliwia jakąkolwiek regulację.
Zdecydowanie pojecam zbudowanie samodzielnie choć jednej przetwornicy o mocy wyższej od pojedynczych watów.

Nie udzielam prywatnych porad technicznych czy korepetycji via e-mail/PW. Jeśli szukasz pomocy - pytaj innych na forum. W sprawach komercyjnych kontakt ze mną zawsze da się znaleźć.

Selling:
12.09.2007 Rdzeń ferrytowy Ferroxcube

Anonymous · Answer

Budowałem. Dlatego wiem., o czym piszę.

Dla uzupełnienia: Na schemacie we wcześniej podanym linku: http://www.powerdesigners.com/InfoWeb/design_center/Appnotes_Archive/u100a.pdf jest taki dławik, który nazywasz "wyjściowym" i ma wartość 1uH, a układ jest push-pull 500W. To dość "symboliczna" wartość i znalazła się tam tylko z obawy przed zniszczeniem diod, nie ze wzglądu MOS-fety, czy "load regulation".
Tak naprawdę, ten układ jest niekompletny, bo nie ma dławika wyjściowego, ani żadnej sensownej filtracji wyjścia. Pozdro

-RoMan- · Answer

Heyah szuka ludzi do opowiadania bajek...

Anonymous · Answer

No, dobrze. My tu o bajkach, a kolega nie dostał odpowiedzi. :lol:

Roburr! Induktory wyjściowe do Push-Pull (jeśli taka jest Twoja przetwornica) w modzie Step-down, czy "dławiki _przed_ kondensatorami" o jakich mówił kolega -RoMan- liczysz wg uproszczonego wzoru:
L≈5•Vin(1-N2/N1)•(N2/N1)/(f•Io), gdzie Vin - napicie wejściowe układu, N2/N1 - przełożenie napięciowe (redukcja) na danym uzwojeniu trafa, f- częstotliwość klucza, Io - max prąd obciążenia (wartość skuteczna). Dla wyjścia Uin=48V, Wy. 15V/10A, f=200kHz będzie L≈240(1-15/48)•(15/48)/(2•10exp6)≈26µH.
Tych nie należy mylić z dławikami EMI, jakie miałem na myśli, ani z małymi dławikami z otwartym rdzeniem, włączanymi czasem w szereg z diodami. To są induktory pracujące identycznie do tych we flybacku i podlegają identycznym wymaganiom względem przenoszonych mocy.
Jeśli Ci to coś pomoże... bo na dobrą sprawę, nie wiadomo, o jakim układzie mowa.

Ale jeśli masz kiepską regulację, ten induktor niewiele poprawi.
W układzie wielonapięciowym Push-Pull z jednym trafo bez skompensowanego induktora wyjściowego nie uzyskasz stabilnych wyjść, a konstrukcja takiego, to dziedzina sama dla siebie. Prościej zrobić trzy osobne zasilacze. Pozdro