Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Przetwornica impulsowa 12V->90V -Uszkadzanie tranzystorów, duży prąd spoczynk

alikatek 02 Nov 2017 19:53 8007 104
Altium Designer Computer Controls
  • Altium Designer Computer Controls
  • #32
    alikatek
    Level 29  
    Tak powinien wyglądać ostateczny schemat:

    Przetwornica impulsowa 12V->90V -Uszkadzanie tranzystorów, duży prąd spoczynk

    Pozostało jeszcze dobranie rezystorów R1 i R2, powinienem je chyba dobrać na prąd bazy dla tranzystorów w układzie komplementarnym

    Dobór L1 i L2 to też dobre pytanie,.

    Dodano po 21 [minuty]:

    Tak wygląda moje uzwojenie pierwotne:

    Przetwornica impulsowa 12V->90V -Uszkadzanie tranzystorów, duży prąd spoczynk
  • Altium Designer Computer Controls
  • Helpful post
    #33
    RitterX
    Level 39  
    Zaczyna to nabierać właściwych kształtów. Lepsza byłaby para BC327/BC337 albo 2N4401/2N4403, 2N2907A/2N2222A. Możesz dać równolegle z rezystorami bramkowymi 22R diody pzełączające 1N4148 anodą do bramiki. To przyspieszy rozładowywanie bramki czyli spadną straty komutacyjne i tranzystory kluczujace będą chłodniejsze. W gałęziach kolektorów tranzystorów wyjścioych TL494 ustal prąd rzędu 10mA...25mA, jakiego by nie miały wzmocniena w granicach katalogowych to i tak para komplemementarna się nasyci a rezystory wystarczą 1/4W.
    Przejrzyj tematy związane z budową spawarki inwerterowej. Jest tam opis jak zrobić dobry trafo o małej indukcyjności rozproszenia. Z grubsza jeden z punktów mówi: "Staraj się wypełnić uzwojeniem całe okno rdzenia", "Dziel uzwojenia na równe części", "Wypełniaj równomiernie całą szerokość karkasu, wyłączając rzecz jasna marginesy, uzwojeniem".
  • #34
    alikatek
    Level 29  
    Zawinąłem również uzwojenie wtórne czym wypełniłem 95% miejsca na rdzeniu. starałem się nawijać ciasno. Wtórne zrobiłem sobie jako 2 osobne uzwojenia. Na razie Rdzeń zamknięty "na taśmę", jutro jak będe miał już wszystkie elementy będą próby uruchomienia przetwornicy. Jeżeli trafo będzie już "pewne" to zanurzę je w lakierze żeby lepiej trzymało się kupy.

    Dodano po 8 [minuty]:

    Uzupełniam schemat (poprawka na czerwono). R1 i R2 dałem na ok 20mA dla napięcia 16V które będzie maksymalnym napięciem jakie się może tutaj pojawić. Najbliższy rezystor do tej wartości to 820R więc taki umieściłem na schemacie.

    Przetwornica impulsowa 12V->90V -Uszkadzanie tranzystorów, duży prąd spoczynk

    Jak już będe w elektronicznym kupię te BC327/337 skoro mogą lepiej się spiisać w roli drivera.
  • #35
    W.P.
    Computer PSUs specialist
    Zastanawia mnie fragment od transformatora do wyjść.
    Mamy tu sterowanie symetryczne, 2 tranzystory w układzie przeciwsobnym. Dlaczego więc napięcie wyjściowe prostowane jest jednopołówkowo?
    Myślę, że bardziej wskazane byłoby pełnookresowe prostowanie.Przetwornica impulsowa 12V->90V -Uszkadzanie tranzystorów, duży prąd spoczynk (kropeczki oznaczają początki uzwojeń)

    Dodano po 7 [minuty]:

    Do wartości R1 i R2 trzeba podchodzić z dużą ostrożnością. Jeśli będą zbyt małe to tranzystory końcowe wewnątrz 494 mogą wejść w obszar aktywny a wtedy skończy się odprowadzanie ładunku z obszaru bramki pomiędzy impulsami.
    Trzeba upewnić się analizując oscylogram na nóżkach 8 i 11 czy wewnętrzne tranzystory wchodzą w obszar nasycenia.
  • #36
    Łukasz.K
    Level 27  
    Nawija się zwoje np. 10 zamiast czterech (zawsze lepiej później odwinąć niż spalić tranzystory). Później robi się odczep który będzie dołączony do plusa i dalej się nawija kolejne dziesięć zwojów w tym samym kierunku. Transformatora nie podłącza się pod tranzystory z jednym uzwojeniem w tym układzie pracy, potrzeba podłączyć oba uzwojenia. Tranzystory powinny przewodzić na przemian z odstępem 0.5-4mikrosekund najlepiej na początek 4 mikrosekundy. Czas przewodzenia powinien wynosić 8-10mikrosekund. Skoro są diody w strukturze tranzystorów to nie potrzeba dawać dodatkowych. Dobrze jest dać transile 18-30V między dreny i źródła obu tranzystorów. Najpierw sprawdza się napięcia na bramkach oscyloskopem czy spełniają powyższe warunki, później podłącza dreny pod transformator.

    Dodano po 14 [minuty]:

    Między bramki i źródła można włączyć transile dwukierunkowe 18V. Transile dren-źródło też powinny być dwukierunkowe czyli z literkami CA.

    Dodano po 7 [minuty]:

    Od plusa do odczepu transformatora powinno się podłączyć na początek rezystor np. 10ohm/10W zanim jeszcze nie upewniliśmy się że przebieg prądu jest odpowiedni. Później obserwujemy na nim przebieg prądu oscyloskopem. Zdaje się że kolega napisał rdzeń toroidalny o średnicy zewnątrznej 5 centymetrów to tam powinno być zdecydowanie więcej zwojów niż 4. Przypuszczam że jakieś 10zwojów.
  • #37
    alikatek
    Level 29  
    Układ jest już zbudowany wg mojego ostatniego schematu.
    Układ mi nie wstał. Na bramkach nie mam przebiegu, na bazach komplementarnych jest ledwo co ok 0.3Vpp zniekształconego prostokąta.
    Kiedy odpiąłem wyjście 494 od baz tranzystorów (1k do + zasilania został) na wyjściu są przebiegi prostokątne o amplitudzie ok 11Vpp więc generator działa.
    Problem leży chyba w układach komplementarnych, zastosowałem nowe tranzystory, ich pinout wziąłem z noty katalogowej więc nie pomieszałem im końcówek.

    Dodano po 1 [godziny] 45 [minuty]:

    Mały update:
    Uszkodziły się tranzystory PNP w układach komplementarnych (zaznaczone pomarańczowym).
    Uszkodziły się tak paskudnie, że dostały zwarcia między kolektorem a bazą, czym ściągały do masy sygnał z wyjścia 494.
    Uszkodzenie moim zdaniem powstało przez zbyt duży prąd baz, wprowadziłem modyfikację dodając dwa rezystory R3 i R4 o wartości 220R (dorysowane na pomarańczowo na schemacie)
    W tym momencie uruchomiłem jeden kanał, na bramce przebieg ma amplitudę mniej więcej 11V (zasilanie 13V), na drenie obciążonym żarówką jest ładny prostokąt o amplitudzie mniej więcej napięcia zasilania.
    Piszę mniej więcej bo mój oscyloskop gubi przebieg bo jego zakres częstotliwości kończy się na 40kHz właśnie.

    Przetwornica impulsowa 12V->90V -Uszkadzanie tranzystorów, duży prąd spoczynk

    Dodano po 7 [godziny] 2 [minuty]:

    Kolejna aktualizacja.
    Kiedy oba wyjścia 494 są podłączone przez rezystor 220R do baz tranzystorów komplementarnych włącza się zabezpieczenie nadprądowe w układzie. Nic nie daje próba regulacji progu potencjometrem. Do drenów nic nie jest podłączone więc żadnego poboru prądu nie ma. Coś powoduje zadziałanie zabezpieczenia nawet na pusto.
    Kiedy mam podłączone jedno wyjście na bazy komplementarne (obojętne które) to przebieg pięknie się pojawia na bramce mosfeta a włączenie obciążenia w postaci żarówki 12V/50W nie powoduje zadziałania zabezpieczenia. Gdy podepnę oscyloskop w równolegle z żarówką można odczytać prostokąt o amplitudzie mniej więcej takiej jak napięcie zasilania.
    Kiedy oba wyjścia 494 są podłączone na bazy tranzystorów komplementarnych na bramkach jest cisza. 494 przestaje podawać przebieg i zapala się dioda czerwona. Regulacja potencjometrem nic nie zmienia, dodanie obciążenia w postaci w/w żarówki do jednego lub obu kanałów nic nie zmienia.
    Teraz to już nie wiem co robić. Zgłupiałem :(
  • #38
    inot
    Level 22  
    Taka sytuacja może powstać jeśli jedna z diód 4148 podłączonych do baz jest uszkodzona albo odwrotnie (pomyłkowo) podłączona.
  • #40
    W.P.
    Computer PSUs specialist
    alikatek wrote:
    Uszkodziły się tranzystory PNP w układach komplementarnych
    Trochę zagadkowe uszkodzenie przy tak niewielkich mocach. Myślę, że zupełnie zbędne są diody połączone równolegle do rezystorów 22Ω.
    Jeśli założyć że pojemność bramka źródło na poziomie 1,5 nF jest rozładowywana tylko przez sam rezystor 22Ω to stała czasowa τ wynosi ok. 33 ns. Po czasie ok. 5 τ kondensator G-S jest rozładowany.
    Przy częstotliwości 50 KHz okres impulsu to 20 µs a zakładając wypełnienie 30% czas na rozładowanie to ok. 14 µs.
    Energia odprowadzona z obszaru bramki zamieniana jest na ciepło w rezystorze. Dodatkowo jego obecność zmniejsza wartość prądu podczas stanu nieustalonego. W układzie z diodą ciężar rozpraszania energii spada na złącze tranzystora.
    Dodanie rezystora 220Ω nie jest tu panaceum. Oba tranzystory pracują w układzie wtórników emiterowych.
    alikatek wrote:
    Kiedy oba wyjścia 494 są podłączone na bazy tranzystorów komplementarnych na bramkach jest cisza. 494 przestaje podawać przebieg
    Nie chcę powtarzać opinii Kolegi inot, z którą się zgadzam. czasem (b. rzadko) zdarza się, że dioda wygląda prawidłowo w zakresie przewodzenia ale potrafi przewodzić w stanie zaporowym.
    Trzeba teraz zewrzeć kondensator 10 nF by odciąć sprzężenie prądowe i poszukać przyczyny.
    Działanie układu ograniczenia prądowego jest dość przejrzyste. Jakkolwiek ma on niewiele z pomiarem prądu to wykrywa przeciążenie powodujące wejście tranzystorów końcowych w stan aktywny.
    Nie wiem co podpowiadać. cały układ to 2 x po 2 diody i 2 rezystory. Miernik, oscyloskop i do dzieła.
  • #41
    inot
    Level 22  
    Jeśli napięcie Feedbeck jest za duże to na obydwu wyjściach TL494 nastąpi poziom wysoki. Być może ten stan wystąpił gdy kondensator 10 nF został ładowany poprzez obie diody (a przy jednym wyjściu to napięcie nie przekroczyło stanu nasycenia).
  • #42
    W.P.
    Computer PSUs specialist
    Ten rezystor od katod diod do obwodów sprzężenia jest niepotrzebnie tak mały (1K). Z jednej strony walczymy o jak najlepsze wysterowania bramek a z drugiej obciążamy sygnały sterujące.
    Przetwornica impulsowa 12V->90V -Uszkadzanie tranzystorów, duży prąd spoczynk
    Jeśli pozwijać zbędne elementy to schemat można doprowadzić do postaci na rys 3.
    W momencie powstania impulsu powodującego przewodzenie tranzystora roboczego "znika" tranzystor w 494 oraz dołącza się dioda anodą do drenu. Także wtórnik na BC547 można zastąpić rezystancją obrazującą jego rezystancję wewnętrzną R_we. Zamiast tranzystora MOS mamy pojemność bramka-źródło.
    Przyjmując tak na szybko wartości z sufitu β=250 wtedy R_we=250 x 22 = 5,5K.

    Jak by tego nie liczyć to potencjał punktu A nie osiąga 6V (a na bramce jeszcze niżej). Dlatego zająłbym się przeliczeniem obwodów zabezpieczenia w stronę większych wartości rezystancji.

    Dodano po 4 [minuty]:

    inot wrote:
    Jeśli napięcie Feedbeck jest za duże to na obydwu wyjściach TL494 nastąpi poziom wysoki.
    Czy mógłby Kolega wyjaśnić?
  • #44
    ukixx
    Level 21  
    W.P. wrote:
    Może tak:Przetwornica impulsowa 12V->90V -Uszkadzanie tranzystorów, duży prąd spoczynk

    Brawo, taki specjalista od zasilaczy a nie ma pojęcia o zasadzie ich działania. Zamienił poprawny schemat na coś co powoduje jednoczesne przewodzenie obu mosfetów, także zastosowanie tego rozwiązania w projekcie autora skutecznie eliminuje czas martwy. W tym układzie w momencie wyłączenia tranzystora w TL494 załączony jest mosfet IRFZ44, a że deadtime w kontrolerze to oba tranzystory wyłączone to w tym rozwiązaniu oba mosfety w tym momencie przewodzą.
    Przebiegi na bramkach będą mniej więcej takie:
    Przetwornica impulsowa 12V->90V -Uszkadzanie tranzystorów, duży prąd spoczynk

    Na szybko znalazłem taki schemat, na pewno działa, sam tak robiłem i działa nawet bez tranzystorów BD139 (zamiast nich wystarczą diody 1N4148).
    Przetwornica impulsowa 12V->90V -Uszkadzanie tranzystorów, duży prąd spoczynk
  • #45
    alikatek
    Level 29  
    Czyli znowu kawał układu do demontażu...
    Ten schemat @ukixx już składałem i działał on żałośnie. miał problemy z prawidłowym sterowaniem mosfeta (nie do końca go otwierał i nie do końca zamykał przez co pojawaiała się skąłdowa stała na drenie)
    W każdym razie mogę lekko zmodyfikować mój już istniejący układ alby zachowywał się tak samo jak tamten.

    Dodano po 38 [minuty]:

    Ostatnia modyfikacja:
    Wewnętrzne tranzystory 494 mają kolektory podłaczone do +, emitery wyprowadziłem na ukłąd komplementarny przez rezystory 220R.

    Na obu bramkach jest bardzo ładny prostokąt o wypełnieniu 1/4 gdzie przez 1/4 stan wysoki a 3/4 stan niski. To tak bardzo na oko odczytałem z zniekształconego wykresu oscyloskopu.

    Na drenach pod obciążeniem żarówką 12V/50W ten sam przebieg ale o amplitudzie napięcia zasilania. Mosfety otwierają sie i zamykają całkowicie ponieważ praktycznie się nie grzeją pod obciązeniem.

    Planuję zapiąć trafo i wykonać testy z nim. Czy są jakieś przeciwwskazania żebym podłączył transformator?
  • #46
    inot
    Level 22  
    Quote:
    Wewnętrzne tranzystory 494 mają kolektory podłaczone do masy, emitery wyprowadziłem na ukłąd komplementarny przez rezystory 220R

    Chyba odwrotnie. Emitery do masy.
  • #47
    alikatek
    Level 29  
    Kolejny update:
    Został podłączony transformator.
    Prąd spoczynkowy z podłączonym trafem jest 0.25A czyli by wyglądało że działa. Przebiegi na trafie przypominają z grubsza prostokąt, mosfety się nie nagrzewają.
    Zabezpieczenie nadprądowe nie wyłącza mi przetwornicy dopóki nie ma żadnego obciążenia.

    Jednak próbując do wyjścia transformatora podpiąć szeregowo dławik z ATX, diodę Shottky i kondensator 1uF/160V zabezpieczenie nadprądowe zaczyna kluczować przetwornicę.
    Pobór prądu przez przetwornicę nie przekracza 0.5A.

    Dodano po 1 [minuty]:

    @inot Emitery podłączyłem przez rezystor 220R na bazy tranzystorów komplementarnych, ich kolektory do + zasilania. Mój błąd, poprawiłem już powyższy post.
  • #48
    W.P.
    Computer PSUs specialist
    No to mi się dostało. Przyznaję, dość pospiesznie zasugerowałem się wyjściem sygnałów sterujących bazując na pierwszym napotkanym schemacie ATX-a.
    Przetwornica impulsowa 12V->90V -Uszkadzanie tranzystorów, duży prąd spoczynk
    Tu wysoki stan wyjść 494 powoduje równoczesne przewodzenie obu tranzystorów sterujących transformatorem. Dość pobieżnie więc założyłem, że właściwe zbocze impulsu pojawia się dopiero w momencie gdy wewnętrzny tranzystor zostaje wyłączony (przestaje przewodzić).
    W rzeczywistości jest odwrotnie, przez co sugerowany przeze mnie układ odwraca fazę impulsów sterujących partą końcową powodując zachodzenie ich na siebie w czasie.

    Przepraszam Kolegów oraz Autora za niedopatrzenie. W tej sytuacji pozostaje mi być biernym obserwatorem tematu życząc równocześnie pomyślnego zakończenia projektu.
  • #49
    inot
    Level 22  
    Quote:
    Emitery podłączyłem przez rezystor 220R na bazy tranzystorów komplementarnych, ich kolektory do + zasilania


    Czyli prawie tak jak schemat #44 ?

    Quote:
    zabezpieczenie nadprądowe zaczyna kluczować przetwornicę
    Jakie zabezpieczenie masz na myśli ?
  • #51
    ukixx
    Level 21  
    Ten schemat co podałem nie ma prawa nie działać, tak samo jak i ten z AVT2732, a w tym z posta #11 brakuje rezystorów między bazami BC557 a masą.

    @alikatek, napisz dokładnie z którego schematu teraz korzystasz, jak jest nawinięty transformator i na jakim rdzeniu, jeżeli pierwotne to 2x4zw i wtórne 2x17zw to diody muszą być na minimum 200V, nie ma żadnych zdjęć dławika ani wymiarów jego rdzenia.

    Moc 100W przy ok 100V to prąd rzędu 1A, dławik wyjściowy na rdzeniu T94-26 albo T106-26 powinien mieć ok 200zw.
  • #52
    inot
    Level 22  
    Pytanie dotyczące schematu posta #37. Czy naprawdę dreny tranzystorów MOSFET połączone są ze sobą za pomocą rezystora i kondensatora ?
  • #54
    alikatek
    Level 29  
    Spieszę odpowiadać na pytania:
    Schemat z którego teraz korzystam i działa:
    Przetwornica impulsowa 12V->90V -Uszkadzanie tranzystorów, duży prąd spoczynk

    Transformator:
    Zdjęcie pierwotnego nawiniętego uzwojenia:

    Przetwornica impulsowa 12V->90V -Uszkadzanie tranzystorów, duży prąd spoczynk

    Wymiary transformatora(rdzeń) 32mm x 30mm, Rdzeń typu E zamknięty od góry I, rdzeń bez szczeliny.
    Pierwotne nawinięte 2x4zw 8 drutami 0.2mm
    wtórne 2x17zw nawinięte 5 drutami 0.2mm

    Przetwornica ma oddawać symetrycznie 45V.

    Dławik z ATX na rdzeniu 3cm zew średnicy, 11zw drutem 1mm.
  • #55
    inot
    Level 22  
    Moim zdaniem układ pomiaru prądu działa nieprawidłowo, dlatego przy obciążeniu zaczyna działać zabezpieczenie nadprądowe.
    Zmierz napięcie na kondesatorze 10nF w pętli prowadzącej do pinu 1 (TL494).
  • #57
    inot
    Level 22  
    Zapala się czerwona LED przy kluczowaniu ? W jakim zakresie można za pomocą potencjometru to kluczowanie przesunąć ?
  • #58
    alikatek
    Level 29  
    Zapala się, moment kluczowania można przesunąć.

    Dodano po 7 [minuty]:

    Chyba znalazłem powód działania zabezpieczenia prądowego.
    Dałem zasilanie z ATX (wydajność linii 12V=10A) ale ten zasilacz jakiś lipny bo pod obciążeniem 4A napięcie siada do 9V
    Wziąłem inny ATX, dałem więcej pojemności na linię +12V dołożyłem 10.000uF/16V i zapiąłem przetwornicę. Właście podłączyłem na wyjście żarówkę 150W/120V (z USA) i świeci. Nie włącza się zabezpieczenie nadprądowe.
  • #59
    inot
    Level 22  
    OK. A więc projekt stanął na nogach.
  • #60
    alikatek
    Level 29  
    Stanąć właśnie stanął :) Gdyby nie wasza pomoc nie poradziłbym sobie z tym wyzwaniem.
    Jak widać zasilacze LOGIC to kupa g*** skoro nie potrafią utrzymać napięcia na wyjściu pod obciążeniem. Więc to co piszą o zasilaczach z czarnej listy to jak widać święta prawda. Trzymać się od nich z daleka :P
    Dalej testuje też za zasilaczu z czarnej listy Codegen 400W ale ma przynajmniej deklarowane 20A na linii +12V.
    Dodatkowo ta pojemność 2200uF zamieniłem na 10.000uF, żeby zasilacz się nie wyłączał w chwili wzrostu prądu na wtórnej przetwornicy.

    Jedyne co jest mega irytujące to piszczenie przetwornicy. Słychać gdzieś na końcu pasma akustycznego (bo ledwo) mega irytujący pisk. Piszczy jedynie obciążona żarówką.

    Jak na razie pracuje 10 minut i jeszcze nic nie zadymiło więc jest spora szansa że projekt został zakończony powodzeniem.