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

Przetwornica napięcia 12V na 2x70V 1kW

07 Lis 2019 21:08 567 33
  • Poziom 9  
    Witam.
    Potrzebuję skonstruować przetwornicę do zasilania końcówki mocy w samochodzie z instalacji 12V (praktycznie 13,8V). Kwestia końcówki i stabilności to osobna sprawa, także prosiłbym o konkretne odpowiedzi z zakresu budowy takowej przetwornicy.
    Z przetwornicami już mam jakieś doświadczenie, rozumiem zasady ich działania oraz skonstruowałem kilka z gotowych projektów. Głównym moim pytaniem czy do takiej mocy i w takim zastosowaniu nada się rdzeń ETD59? Mam 2 sztuki w zapasie w warsztacie, tak że dobrze byłoby je wykorzystać.
    Najważniejszy problem dla mnie w takowych zasilaczach to poprawne kalkulacje dotyczące zwojów, oraz grubości drutu, a także jakie tranzystory zastosować do przełączania tak dużych prądów. Planowałem x par IRFZ44 które są często stosowane w Car Audio. Mogą panowie pomóc wykalkulować potrzebne rzeczy i dać rady do budowy takiego zasilacza? Sterowanie planuję zrealizować na poczciwym SG3525. Napięcie nominalne wyjściowe to symetryczne +-70V i moc około 1kW.
    Z góry dzięki, choćby za samo przeczytanie. Pozdrawiam. :D
  • PCBway
  • Poziom 26  
    Oczywiście da się zrobić przetwornicę o takich parametrach, ale... w domowych warunkach odradzam. Głównym problemem jest duża moc i niskie napięcie zasilania co powoduje, że trzeba pracować z prądami rzędu 100A na uzwojeniu pierwotnym. Przy takim prądzie średnica uzwojenia jest... ogromna, nie mówiąc już o rdzeniu na którym musi się zmieścić... Rozwiązaniem jest wstępne podniesienie napięcia z 12V do np. 48V, ale zaprojektowanie przetwornicy podwyższającej o takiej mocy też nie jest zadaniem trywialnym...
  • Moderator Projektowanie
    Zgadzam się z przedmówcą, zaprojektowanie własnego zasilacza jest bardzo złożonym procesem, wymagającym posiadania dość sporej wiedzy. Jeśli się popełni błąd to jest duża szansa na efektowne uszkodzenie zasilacza, a wyszukiwanie błędów wymaga posiadania sprzętu pomiarowego oraz stanowiska gdzie bezpiecznie można taki sprzęt badać.

    Jeśli jednak chcesz próbować to poniższe artykuły mogą się Tobie przydać:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3606304.html
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3474295.html
  • Poziom 27  
    Jednofazowy pełny mostek, pracujący przy 100 kHz wymagałby prądów pierwotnych rzędu 110 A, i indukcyjności wtórnej rzędu 11 uH/ 20 A. Prostowanie prądów wtórnych rzędu 18 A bez dużych strat to już problem, a przełączanie 110 A jest o wiele trudniejsze.... PCB które to zniesie samo w sobie kosztuje majątek, bo 70 um miedź wymuszałaby paranoję: ścieżka 100x100 mm przy prądzie 110 A rozprasza 3 W w temperaturze 25'C a nie oszukujmy się - będzie cieplej a szerokość 10 cm jest nie do przyjęcia w praktyce.
  • Poziom 43  
    Bo tego w ogóle nie powinno się robić na PCB.
  • PCBway
  • Poziom 27  
    Eeee zbyt konserwatywne/przestarzałe poglądy pan posiada. 100 kHz właśnie trzeba tak zrobić bo inaczej EMC wśród kabli zabije projekt.
    Gorąco polecam 1mm miedź: https://raypcb.com/wp-content/uploads/2019/01/68b76baf62f9f22.jpg
    i ścieżka musi mieć 6.5 mm szerokości. Liczone oczywiście na szybko, bo chłodzenie inaczej wygląda, ale da radę. Są nawet złącza do tego, MOSFETy się śrubami przykręca do takiego PCB. Ogólnie rewelacja. Tylko nie dla amatora.

    Gdyby ktoś się zastanawiał jakim cudem można zrobić takie małe falowniki do współczesnych aut to jest to część odpowiedzi :)
  • Poziom 38  
    Witam.
    Tak przy okazji po co ci 1kW mocy w samochodzie ?
    Pozdrawiam.
  • Poziom 38  
    Witam.
    :) Ale aż tak bardzo jej nie lubił, widowiskowe i silnie niezdrowe, ale z muzyką toto ma mało wspólnego.
    Pozdrawiam.
  • Poziom 9  
    Pogrubienie ścieżek prądowych to żaden problem dla mnie, najbardziej kłopotliwy jest tylko transformator ;) Testy dam radę przeprowadzić na około 80A ze zmodyfikowanego zasilacza serwerowego ;) Przetwornica takiej mocy jest głównie budowana głównie z ciekawości rzadko będe uzywał jej pełnej mocy.
  • Poziom 36  
    AVE...

    Pełny mostek, tranzystory IGBT, transformator z blach, częstotliwość 400Hz. Można się pokusić o dwa transformatory, jeden dla napięcia dodatniego, drugi dla ujemnego, oba pozyskać z mikrofalówek. Przy tych częstotliwościach można obejść się bez PCB dla części prądowej i wszystko łączyć kablami...
  • Poziom 27  
    400 Hz? Pachnie układami Leonarda z lotnictwa z lat '50...
    Transformatory nawijane blachą są konieczne, ale na materiałach powszechnie dostępnych powinno dać się osiągnąć co najmniej 50 kHz. Autor co prawda nie ma szans zrobienia dobrego PCB mocy, ale może dałoby się to połączyć jakoś przewodami. Radio nie będzie działać, ale trudno. :)
  • Poziom 36  
    AVE...

    Przez "transformator z blach" miałem na myśli rdzeń z blach, jak w transformatorach sieciowych. W zasilaczach UPS rozwiązanie dość powszechnie stosowane, a że to ma być przetwornica DC-DC, a nie DC-AC, to można częstotliwość podnieść do tych 400Hz i uzyskać ciut lepszą sprawność. Masa nie ma znaczenia, bo to do samochodu idzie, więc cięższe trafo jest okej. Jakość nawoju nie ma znaczenia, bo prze tych częstotliwościach i mocach 5-10W strat na indukcyjność i pojemność uzwojenia w te czy nazad nie zrobi różnicy. Odpada problem PCB ze ścieżkami o szerokości 10cm. Zjawisko naskórkowości jest znikome, więc nie trzeba i z uzwojeniem kombinować...

    Przetwornica 1kW z trafem na rdzeniu ferrytowym i przy 50-500kHz jest nierealna w warunkach amatorskich bez sporej wiedzy teoretycznej i praktycznej, a autor raczej jej nie posiada...
  • Specjalista AGD
    Kiedyś parę lat temu oglądałem filmik jak gościu dołożył zmodyfikowany alternator i nim poprzez baterię kondensatorów zasilał swe wzmacniacze audio dużej mocy (coś około 2kW).
    Nie pamiętam na czym polegała modyfikacja alternatora, ale był przewijany i grzebane w jego elektronice.
    Wada - silnik musi pracować i to na trochę podwyższonych obrotach.
  • Poziom 36  
    AVE...

    Przezwojono go by uzyskać żądane napięcie i moc. A modyfikacja elektroniki dotyczyła zasilania uzwojenia pełniącego funkcję (elektro)magnesu. Opcja o tyle ciekawa, że można dość łatwo stabilizować napięcie wyjściowe niezależnie od obrotów silnika poprzez regulację napięcia na uzwojeniu wzbudzającym. Co ciekawe, można zastosować takie rozwiązanie używając silnika prądu zmiennego po paru modyfikacjach. Problemem może być upakowanie tego w samochodzie - w komorze silnika zwykle miejsce jest dość dobrze wykorzystane...
  • Poziom 27  
    @Urgon Zrozumiałem cię, Nawet popełniłem takie cudo, ale muszę przyznać, że zadowolony z tego nie byłem - wielkie, ciężkie oraz szumiące.
    A transformator z uzwojeniem pracującym z 110 A trzeba nawinąć blachą. Chociaż na 400 Hz można pójść w druty. Taniej ale wypełnienie gorsze.
    Przeraża mnie za to indukcyjność wyjściowa przy 400 Hz: 2.8 mH /18 A.


    Autor i tak zrobi co uzna za stosowne zgodnie z badaniami panów Dunninga i Krugera.
  • Poziom 43  
    Kiedyś w czasopiśmie Elektor Elektronik był projekt wzmacniacza z taka przetwornicą, rok dziewięćdziesiąty któryś, więc nie pamiętam dokładnie, ale chyba 600W, nawet jeśli nie 1kW to był by to jakiś wzór do naśladowania, rdzeń był użyty któryś z większych ETD może 59, a może 54. Przetwornica pracowała w topologii push-pull uzwojenie pierwotne wykonano jako dwie połówki, obok siebie po jednym zwoju blachy, wtórne było nawinięte skrętką z wielu drutów. Był jeszcze dławik na mniejszym rdzeniu bodajże ETD44.

    Czasopismo Elektor elektronik ukazywało się w Polsce na licencji jako tłumaczenie wydania zagranicznego, więc szanse wygooglać albo jedno albo drugie, mi szukając na szybko się nie udało, może na stronie wydawcy?

    Kiedyś na elektrodzie było kilka projektów przetwornic do wzmacniaczy samochodowych i wiele interesujących dyskusji na temat projektowania, nawijania transformatorów, trudności technicznych i rozwiązań, świetnie mi się to czytało, z samej ciekawości, choć nie budowałem nic takiego. Pewnie nadal tu są, ale komu by się chciało szukać ;) W końcu elektroda słynie z odpowiedzi "było użyj wyszukiwarki..." skończmy z tym wyśmiewanym zwyczajem, od dzisiaj będziemy pisać zakaz wyszukiwania i korzystania z czyichś projektów, nich każdy uczy się na swoich błędach :)

    Przetwornicę 500W można kupić
    (EBAY: 500W type C:DC12V To DC±30V Switching boost Power Supply board For car Amp)
    https://www.ebay.com/c/2184725910

    Niektórzy, początkujący (szczególnie ci którzy niczego jeszcze nie skonstruowali), nie biorą pod uwagę że konstruowanie i nauka wymagają czasu, zamiast postawić sobie realny cel, zacząć od czegoś prostszego i w miarę zdobywanego doświadczenia budować coraz poważniejsze konstrukcje, chcą od razu "lecieć w kosmos". Może warto by zbudować wzmacniacz 2x100W z przetwornicą i zobaczyć czy to dla autora tematu łatwe, czy trudne.

    Urządzenia energoelektroniczne >100A często mają część prądową połączoną za pomocą płaskowników miedzianych, czasem widziałem blachy miedziane leżące na sobie, odpowiednio wykrojone i przedzielone izolatorem, zaletą jest niska indukcyjność bo prądy powrotne płyną blisko jak na PCB, to nie jest trudne ani drogie w amatorskim wykonaniu. W przypadku PCB z miedzią o grubości liczonej w um izolator 1,5mm sklejony z miedzią zapewnia sztywność mechaniczną, w przypadku blach grubości 0,5mm albo więcej nie ma potrzeby sklejania "PCB" bo to i tak będzie sztywne.
  • Poziom 43  
    Szymek11211 napisał:
    Witam.

    Potrzebuję skonstruować przetwornicę do zasilania końcówki mocy w samochodzie z instalacji 12V (praktycznie 13,8V). Kwestia końcówki i stabilności to osobna sprawa, także prosiłbym o konkretne odpowiedzi z zakresu budowy takowej przetwornicy.


    Jak masz zasób wiedzy, to zapraszam do tańca.
    Jak chcesz tanio i dobrze to Aliexpress.
    Jak już częstotliwość ok. 40kHz i uzwojenie nawijane licą to układ przeciwsobny.
  • Poziom 9  
    Nie jestem żadnym specjalistą ale mówiłem parę konstrukcji mam już za sobą ;) Poszukam tej 600w jak sugerował jarek_lnx ;)

    Dodano po 1 [godziny] 49 [minuty]:

    Jednakże chciałbym się dowiedzieć jednej rzeczy tylko, mógłby ktoś mi wyliczyć jakie będą uzwojenia w ETD59 oraz czestotliwość optymalna dla układu push pull w tym wypadku ? Postaram się nawinąć odpowiednio grubą licą to uzwojenie pierwotne ;)
  • Poziom 27  
    Przy 40 kHz ETD59 jest wg mnie za mały. Ale każdy liczy jak umie.
    Zazdroszczę odwagi przy podejściu do 110 A...
  • Poziom 43  
    Szymek11211 napisał:
    mógłby ktoś mi wyliczyć jakie będą uzwojenia w ETD59

    Nie wystarczy policzyć, trzeba umiejętnie nazwoić i to sprawdzonym drutem, lub użyć toroida.
  • Poziom 21  
    Szymek11211 napisał:
    Potrzebuję skonstruować przetwornicę do zasilania końcówki mocy w samochodzie z instalacji 12V (praktycznie 13,8V).
    Do końcówki mocy wzmacniacza audio?
  • Poziom 9  
    Tak, do wzmacniacza audio, za teksty typu po co komu tyle mocy i że to głupota podziękuje jak coś ;), Przyszedłem tutaj po wiedzę czysto elektroniczną.
  • Poziom 27  
    Komentarze nie wynikają z chęci "dowalenia ci" tylko obiektywnych trudności. Zasilacz 1 kW z wejściem 12 V (13.8V) będzie pobierał wielkie prądy, co powoduje katalog poważnych problemów. Wierzę, że aby je poprawnie rozwiązać trzeba posiadać wiedzę znacznie przekraczającą "umiejętność policzenia uzwojeń na ETD59", sam problem połączeń między kluczami transformatorem, prostownikami etc... jest poważny i kosztowny.
    Sposób nawinięcia transformatora to poważny problem, ale tylko jeden z wielu. Trzeba zrobić indukcyjności po stronie wtórnej, trzeba przełączać olbrzymie prądy po stronie pierwotnej, trzeba zabezpieczyć zasilacz na wypadek zakłóceń i awarii. Zasilacze audio mają dosyć marne wymagania ale 1 kW z 12 V jest po prostu wyzwaniem.
    Patrzyłeś ile kosztują kondensatory które udźwigną takie prądy? Co z kluczami?
  • Poziom 43  
    Szymek11211 napisał:
    Przyszedłem tutaj po wiedzę czysto elektroniczną.

    Trochę to nie współgra z tym:
    Szymek11211 napisał:
    mógłby ktoś mi wyliczyć jakie będą uzwojenia w ETD59 oraz czestotliwość optymalna dla układu push pull w tym wypadku ?

    Bo z tego wynika że przyszedłeś po gotowca, a nie po wiedzę.
  • Poziom 24  
    Przerób najtańszą spawarkę inwerterową. Tranzystory trzeba dokupić, reszta części będzie.
  • Poziom 21  
    Szymek11211 napisał:
    Tak, do wzmacniacza audio

    Z całym szacunkiem, taka moc (1kW !!!!!) pobierana przez wzmacniacz audio w samochodzie to chyba "trochę" przesada!!! Nawet dobry przyjaciel LARYNGOLOG nie pomoże na utratę słuchu.
  • Poziom 43  
    Wojtek M napisał:
    Nawet dobry przyjaciel LARYNGOLOG nie pomoże na utratę słuchu.

    A neurolog na utratę rozumu.
  • Poziom 43  
    Urgon napisał:
    wzmacniacz może mieć 1kW, ale głośniki pewnie mają 1kW lub więcej PMPO. Spalą się zanim koleś dojdzie do 100W mocy faktycznej...

    Sam mam 800W Peyinga, Braciak mmatsa 1000W, a pracownik też 1000W firmy manufaktura. Pożądne klocki długości ok. 1 metra i standardowej szerokości.
    Zasilacze są na 1 dużym toroidzie, w każdym, stado mosfetów i kondensatorów elektrolitycznych.