materiały w rdzeniach torodalnych zasilaczy ATX

Jakie materiały stosuje się w rdzeniach dławików zasilaczy ATX. Chodzi mi o duży żółty toroid przez który przechodzą wszystkie linie zasilające. W przypadku AT w jednym z postów napisano że jest to F32.Wyciągnięty rdzeń chce wykorzystać w stabilizatorze impulsowym typu step-down pracującym przy częstotliwościi 50..100kHz. Z góry zaznaczam że nie w układzie z L4960 lub LM2576. Czy rdzenie z ATX w ogóle nadają się do pracy przy takiej częstotliwości?

Ten okraglu najczesciej zolto bialy rdzen jest wykonany z materialy proszkowego czyli sproszkowanego zelaza. Ma bardzo duza wartosc indukcji nasycenia >1200mT dlatego mozna na nim robic wysokopradowe dlawiki. Taki rdzen nadaje sie w zasadzie tylko do dlawikow w zasilaczach step-down i pracujacyh nie wyzej niz 50Khz dla lepszych rdzeni 100kHz.
Mozesz zastosowac ten rdzen a jak bedzie sie zbyt grzal to zmniejszyc nalezaloby czestotliwosc, dac wiekszy albo lepszy.

Czy w najnowszych zasilaczach 350-400W te rdzenie wykonywane są z tego samego materiału co w starych? Zauważyłem że w przypadku zasilaczy 200-300W róznica wielkości jest niewielka a płynace prady dużo większe. Jaką stałą AL mają standardowe rdzenie? Czy równierz jest to ferryt F-3X? Jaką moc mógłby przenieść taki rdzeń w przetwornicy przepustowej ?

Ferryty sa rozne bo od roznych producentow. Wazne ze sa to specjalne ferryty mocy tak jak 3F3, F807 itp. Stala AL takich rdzeni wynosi 2000-4000 zaleznie od wielkosci
Przenoszenie mocy jest zalezne od wielu czynnikow jak material, czestotliwosc pracy czy indukcja w rdzeniu. Z wielkosci mozna okreslic szacunkowa moc. Widzialem zasilacze PC na rdzeniach ETD29 a to juz bzdura. 200 i 300W byly robione na cos ala ETD34 ale wyzszych. Prawdopodobnie 400W maja wieksze rdenie.

Czy są jakieś strony internetowe na których można dogłebniej poznać temat projektowania przetwornic impulsowych? Gdzie można znależć polską notę układu TL 494 i innych pokrewnych, w bazie elementów są tylko angielskojęzyczne, a ja wiem że w 1995 AVT w Biuletynie USKA przedstawiło tłumaczenie noty dla tej kostki i podobnych TL XXX. Nie pytałbym o nią gdyby nie to że gdy kupowałem te biuletyny to numer z tym ukłądem nie był już dostępny. Byłbym wdzięczny gdyby ktoś zamieścił skany tej noty na forum.

Nie widzialem nigdy tlumaczenia noty katalogowej.
Ale staram sie sukcesywnie zamieszczac w EDW rozne projekty na TL494 zeby wiecej ludzi go poznalo. Mysle nad wykonaniem do niego uniwersalnej plytki na ktorej mozna by sobie cwiczyc wszystkie topologie przetwornic. Oczywiscie krotki opis co i jak sie dobiera tez by sie znalazl.
Sama nota katalogowa TL494 jest dosc czytelna ja mam ja w formacie paierowym gdzie jest dodatkowo wiele wskazowek projektowych i projekt zasilacz krok po kroku. Polecam jeszcze note SG3524 w ktorej jest wiele ciekawych konfiguracji pracy.

Do rozważań o rdzeniach dołączam schemat przetwornicy przepustowej mającej w moim zamyśle zastąpić funkcjonalnie układ L4960 lub LM2576. Jest to prototyp bez obwodu kontroli prądu wyjściowego ale już zmontowany w pająku i wstępnie uruchomiony.
Główną część obwodu sterującego tranzystorem kluczującym stanowi generator przebiegu prostokątnego o zmiennym wypełnieniu zbudowany na komparatorach LM 393 które zastąpiły powolne wzmacniacze operacyjne LM 358 i zapewniły odpowiednią stromość zboczy. Reszta czyli: ZNO, wzmacniacz błędu itd. nie powinna budzić wątpliwości.
Cewka jak również cały model powstała jeszcze przed pojawieniem sie tego postu.Wykonałem kilka dławików na rdzeniach o średnicy 20-25mm, ale najlepiej spisywał się 25mm żółto-biały rdzeń z nawiniętymi 30-toma zwojami aluminiowego drutu emaliowanego 1.4mm. Nie potrafię jednak podać indukcyjności ponieważ nie mam odpowiedniej przystawki do multimetru ani oscyloskopu którym mógłbym sprawdzić kształt prądu na wyjściu.
Nie polecam jednak nikomu tego układu ponieważ na tym etapie ma on kilka wad które chciałbym np przy pomocy kolegi Irka usunąć :
-przy małych współczynnikach wypełnienia (małe wypełnienie) przetwornica zaczyna piszczeć i terkotać co przy 50kHz jest chyba niepokojące, w skrajnych wypadkach żarówka podłączona jako obciążenie zaczynała zauważalnie mrugać. Sytuacje tą rozwiązuje w pewnym stopniu dodanie kondensatore w punkcie 6 ale nie rozwiązuje to do końca problemu.
- w większości schematów do wzmacniacza błędu dołączany jest na wyjściu obwód kompensacji częstotliwościowej w postaci szeregowego obwodu RC. Wzmacniacz błędu 1/2 LM 358 w moim wypadku nie posiada tego obwodu i Być może to jest przyczyną niestabilnej pracy.
- o ile tranzystor mocy w czasie pracy nie nagrzewa się to niepokój budzi we mnie układ polaryzacji jego bramki. Do otwarcia MOSFETA P konieczne jest dostarczenie do bramki ujemnego napięcia względem źródła, w katalogu podaje się wartość ok -3.3V ale w praktyce ze względu na rozrzut parametrów powinno to być co najmniej -5V. W moim układzie przy zasilaniu napięciem 30V (maksymalne napięcie pracy komparatorów i wzmacniaczy operacyjnych) różnica ta wyniesie 30V. Do tej pory nie zasilałem układu jeszcze tak wysokim napięciem. Czy tranzystor IRF 9540 nie ulegnie uszkodzeniu przy napięciu Ugs=-30V. Widziałem schemat na którym tranzystor pracował w podobnym układzie ale bramka była w nim zwierana do masy przez dodatkowy rezystor który tworzył z opornikiem dołączonym pomiędzy G i S dzielnik napięcia, Dodatkowo dołączany był jeszcze kondensator uniemożliwiający samowzbudzenie.
-Nie wiadomo jaka jest zawartość tętnień.
1.Generator przebiegu trójkątnego 50 Khz
2.Komparator zmieniający współczynnik wypełnienia
3.Wzmacniacz błędu
4.Źródło napięcia odniesienia
5.Dioda do określania zmiany współczynnika wypełnienia

ojojo ale po co tak sie meczyc jak wszystkie te uklady mieszcze sie w jednym scalaku za 1zl noszacym oznaczenie TL494!

Ta topologia ukladu nazywana jest step-down. To co trzeba wiedziec to to ze filtr wyjsciowy czyli dlawik i pojemnosc filtrujaca tworzy filtr dolnoprzepustowy o nachyleniu 12dB/okt. Z wartosci elementow mozna obliczyc lub zasymulowac charakterystyke tego filtra i wtedy sie okaze gdzie lezy jego czastosliwosc graniczna. Na koncu pasma ten filtr bedzie mial wielkie podbicie dlatego petla sprzezenia zwrotnego nie moze byc szybsza od tej czestotliwosc graniczej bo wtedy wlasnie dochodzi do wzbudzania ukladu i nierownej pracy. Zbyt wolna praca petli spzrezenia zwrotnego tez nie jest dobra bo po obciazeniu ukladu napiecie usiadzie a potem po chwili ustali sie na zadanym poziomie.
Piski przy pracy na malych obciazeniach zazwyczaj zwiazane sa z za mala szybkoscia sterownika mosfeta. Bo zeby usyskiwac male napiecia wyjsciowe przy malym obciazeniu sterownik musi wygenerowac bardzo waskie szpilki sterujace na to najczesciej nie pozwala mu szybkosc uzytych komponentow jak i sama szybkosc drivera sterujacego. Wtedy pojawia sie pisko bo sterownik generuje najmnijeszy impulsa jaki moze a ze jest on za dlugi to w nastepnych taktach nie wypuszcza zadnego (gubi cykle) wtedy czestotliwosc pracy niejako spada i mamy piski polaczone ze zwiekszonym tetnieniem na wyjsciu.
Aby sterowania mosfeta odbywalo sie szybko to driver musi miec zdolnosc do pzreladowywania pojemnosci bramki mnosfeta duzym pradem ok 0,5A. SA to krotkie impulsy wiec caly czas nie bedzie plynac 0,5A tylko przy ladowaniu i rozladowaniu bramki. W twoim ukladzie ladowanie bramki odbywa sie za pomoca BC547 ktory ma dosc duzy prad ale rozladowanie jest za pomoca rezystora 470om a to juz slabo. Pozatym czas przeciagania tranzystora BC547 jest na tyle dlugi ze nawet jesli sterownik da szpilke 50ns to i tak zostanie ona wydluzona kilka razy w tym tranzystorze. Ostatnia sprawa to napiecie na bramce, niektore mosfety toleruja wartosc 20V a inne 30V najlepsze parametry szybkosci uzyskuje sie dla napiec do 10-12V. Jak bramka jest naladowana do 30V to potem trzeba dlugiego czasu i duzego pradu zeby ja rozladowac.

To że to jest przetwornica STEP-DOWN to chyba nie trzeba powtarzać, zasada działania też jest jasna ale to że jest to moja pierwsza przetwornica nie oznacza że nadaje się do śmieci. Nie sztuka jest pójść na skóty ale pomęczyć się i zrozumieć temat od podszewki Faktem jest że mieszkam w mieście które śmiało można nazwac zadup.... , w którym nie mozna kupić scalonego regulatora PWM TL 49X ,ponieważ sprzedawca mówi że nie ma takiego w sprzedaży chociaż na półce ma zapewne DBL 494 (sprawdzę po wszystkich świętych) o LM 2576, L4960 czy topswitch nie wspominając. Jeżeli zaś pytam się o Biuletyn USka 4/1994 z tłumaczeniem not układów tl XXX to na forum nikt nie ma już nic w tym te4macie do powiedzenia - oczywiście wszyscy radzą mi żebym skorzystał z noty oryginalnej ale gdzie ja znajdę słownik z którym sensownie zrozumię ten tekst, na pewno nie pomagają w tym programy typu English translator. Dostępny na forum słownik też tu niewiele zmienia.
Wkrótce odpowiem na następna część postu.

Uklad jest calkiem do rzeczy tylko trzeba troche go dopracowac. Chcodzi o szybkosc wlaczania mosfeta i pewnie o sprzezenie zwrotne.
Kuowanie zeszytow typu USKA mija sie z celem bo to czasto gorsza wiedza niz to co po angielku mozna sie domyslec.
Proponuje note katalogowa SG3524 w ktorej jest wiele przykladow ukladowych.
TL494 to tez KA7500.

Powracam do tematu.
TL 494, i jego pochodne wraz z KA7500 są w chełmie produktem nieznanym - sprawdziłem, Układy serii SG są ale nie potrafię w tej chwili powiedzieć jakie. Co do dławika w przetwornicy to mogę już powiedzieć że 30 zwojów na rdzeniu dławika z ATX nie daje 100uH ale 60uH, sprawdziłem to miernikiem LC który uruchomiłem w ostatnich dniach ( Z elektroniki dla wszystkich na dwóch 74HC14). Stała AL wyliczona ze wzoru L=N2AL (n kwadrat al ) wyniosła ok 73 chociaż dla podobnego rdzenia z elfy o takim samym kolorze i identycznych wymiarach podawano AL=80. Wziąłem się teraz za rdzeń głównego transformatora , wylutowałem go ,wygotowałem w garnku z wodą i rozkleiłem po czym usunąłem wszystkie uzwojenia, wszystko byłoby ok gdyby nie to że jest kruchy i rozpadł się w moich rękach ( pękł ).Spróbuje go skleić albo wyciągnąć następny (ciekawe jaki wpływ będzie miała szczelina na AL rdzenia?). Poza tym te rdzenie o napewno nie ETD ponieważ w katalogu ELFY rdzenie ETD złożone są z dwóch symetrycznych kształtek typu E a ten z ATX-a to ma kształtki El - takie jak zwykłe transformatory.
Co do przetwornicy to zmieniłem obwód w bramce MOSFETA , usunąłem diodę LED , zmniejszyłem wartość rezystora do 150 ale dużej różnicy nie było (trochę mniej mrugało) . Obwód sprzężenia na razie pozostawiłem bez zmian. Coś dziwnego stało się natomiast gdy usunąłem kondensator generatora 150pF. Układ dalej pracował troche gorzej ale jednak. Słyszałem o przetwornicach bez generatora, ba nawet miałem taką w starym monitorze ale nie potrafię teraz powiedzieć jak nazywa się taki układ pracy. Wiem że obwód kontroli prądu dobiera sam szerokość impulsu tak aby uzyskać napięcie na wyjściu bez przebiegu taktującego, ale wtedy łatwo o nasycenie cewki. W moim układzie dzieje się chyba to samo. Po prostu generator pozostaje w zerze albojedynce a kontrolę nad tranzystorem przejmuje wzmacniacz błędu.
Mam jeszcze pytanie co do zmian prądu wrotnego diody w czasie zmiany wypełnienia od 0 do 100%. Żeby sprawdzić ten prąd wstawiłem w szereg z diodą żarówkę która:
- przy małym wypełnienu słabo świeciła
- przy zwiększaniu wypełnienia świeciła coraz mocniej
- przy jeszcze większych wypełnieniach jasność spadała ( czy wtedy prąd cewce nie spada już do zera?)
- przy maksymalnym wypełnieniu ząrówka zgasła (nie płynie prąd powrotny?)
Czy takie zmiany prądu diody są normalne?

Popatrz na schemat:
jak zwiększysz wypełnienie na maxa to indukcyjność będzie stanowić zwarcie!!! bo dostanie praktycznie stałe napięcie prosto ze żródła (rdzeń się nasyci i masz kawałek drutu zamiast dławika). Nie będzie się wtedy nic indukować i dioda cały czas będzie zamknięta a więc żarówka też nie będzie świecić. Tyle że na wyjściu będzie cały czas napięcie zasilające całą przetwornice...

Wracam po długim czasie do tematu. W międzyczasie zaopatrzyłem się w scyloskop i postanowiam zacząć wszystko jeszcze raz.
Po obejrzeniu wszystkich przebiegów okazało się że układ wyłaczania tranzystora rzeczyswiście jest za wolny. Widoczny był bardzo wyrażnie efekt millera. Dołączenie do mosfeta stopnia push and pull z rezystorem 10 omów na pewien czas całkowicie rozwiązało problem.
Zwiększenie częstotliwości taktowania do 130 khz sprawiło że dla BC 547 i BC 557 załaczanie tranzystora wykonawczego to znowu za dużo i prowaqdzi do jego przegrzewania (za mało ostre zbocza. Pozatym układ dalej wzbudza się (na częstotliwości 1,4 khz) Sprawę znacząco poprawia równoległe dołączenie do dławika drugiej takiej samej cewki wówczas dławik i dioda (kosztem tranzystora) przestają się silnie nagrzewać ,dużo lepiej wyglądają także przebiegi na oscyloskopie.
Druga sprawą okazało się prowadzenie masy. pierwotnie była ona prowadzona miedzianym drutem 1mm od kondensatora filtru wejściowego , diody, następnego kondensatora i na koniec do zacisków wyjściowych. Przecięcie połączenia i poprowadzenie masy z kondensatora filtrującego do zacisków wyjściowych a dopiero potem do kondensatora i diody uzdrowiło układ z wzbudzania przy dużych wspólczynnikach wypełnienia.Układ dalej jednak wzbudza się rzy wypełnieniu ponizej 50%
Irek pisał kiedyś by spowlnić pętlę sprzężenia zwrotnego. Jak to zrobić?
Co robić dalej?
Gdzie można kupić książki lub dostać jakieś materiały o projektowaniu przetwornic impulsowych?

pokaz aktualny schemat. Problem ze sterowaniem mosfeta to nie tylko ostre zbozca ale takze krotki czas przetrzymania. Tranzystory maja to do siebie ze wylaczaja sie po jakims czasie zwanym czasem przeciagania powoduje to to ze sterownik nie potrafi zmniejszyc wypelnienia ponizej tego czasu bo tranzystor nie jest w stanie krocej sie wlaczyc. Wtedy dochodzi do wzbudzenia i widac jak idzie kilka impulsow waskich a potem jest kilka ominietych, tak zeby srednia byla zachowana i napiecie wyjsciowe utrzymane. W zasadzie to nie pracuje sie nigdy przy bardzo malych wypelnieniach a jak juz to z mala czestotliwoscia. Rezystor wstepnego obciazenia wyjscia zcesto zalatwia sprawe ustalajac pewne wypelnienie przy braku obciazenia.

Schemat w załączniku. Ostatnio przebudowałem całe prowadzenie połączeń, i zrobiło się jakby trochę gorzej. Zauważyłęm że ukłąd nie wzbudza sie przy f=100khz jeżeli bardzo zmniejszę indukcyjność cewki tak do około 8 zwojów.
Wtedy jednak czasami przy dużych prądach 3-4A rdzeń nasyca się i zaczyna strasznie grzać, łapie około 100 stopni. A jężeli bym używał jakiej inne cewki o większej indukcyjności to całość niezależnie od wypełnienia (nawet przy 60%) zaczyna piszczeć i wzbudzać się na częstotliwości akustycznej (obraz na oscyloskopie rozmywa się i widac duchy), pojawia się także wyrażna półka gdy mieżę napięcie na cewce.
Gdzie można znależć literatrurę o projektowaniu przetwornic, może irek podałby tytuł jakieś "bibli użytkownika"

Odon Ferenczi - Zasilanie układów elektronicznych - zasilacze impulsowe, WNT 1989

I oczywiście strona: http://schmidt-walter.fbe.fh-darmstadt.de/smps_e/smps_e.html

w tym ukladzie nie ma zadnego elementu ograniczajacego pasmo petli sprzezenia zwrotnego. Wzmacniacz bledu musi byc jakosc skompensowany, na poczatek po prostu zmniejsz mu wzmocnienie. 100k w szereg z 22n dolaczone do wejscie i wyjscia zalatwi sprawe. Za potencjometrem regulacji napiecia powinien byc jakis kondensator do masy. Trzeba dobrac 1-10nF.
Dlawik wyjsciowy na pewno sie nie nasyca choc rdzen proszkowy nie lubi wysokich czestotliwosci. Wazne jest to ze dlawik z kondensatorem wyjsciowym tworzy filtr dolnoprzepustowy o bardzo duzej dobroci. Na czestotliwosci rezonansowej tworzy sie smiertelne napiecie ktoro powoduje wzbudzanie ukladu. Kompensacja wzmacniazca bledu powinna byc taka zeby nie pzrenosil on juz tej czestotliwosc rezonansowej. Czasem zwykle dolozenie pojemnosci na wyjsciu powoduue wzbudzenie bo przesuwa sie rezonans w dol. Dlatego nie nalezy przesadzac z ta pojemnoscia. U ciebie jest bardzo duza bo 3000uF to mzoe do zasilacza 20-30A byloby dobrze.
Nastepna sprawa to z jakiego napiecia jest zasilany ten uklad? Bo tyle co na wejsciu to dosteje mosfet na bramke a nie powinien dostawac wiecej niz 12V maksymalnie 20-30V zaleznie od typu. Ale zeby byl szybki to do 10V.
Nie wiem po co sie tak meczysz z tymi scalakami TL494 kosztuje ok 1zl i ma to wszystko w sobie.

Częstotliwość rezonansowa obwodu LC 100 uH i 3200 uF wynosi ok. 280 Hz. Warto by było jednak sprawdzić dość podstawowe rzeczy zanim się napisze posta...

Nie udało mi się od ostatniego czasu nic zrobić ,ale dostałem kilka tl 494 zrobiłem przetwornicę według schematu który dołączony była do noty katalogowej (przepustowa 5V z cewką 1mH) .Wszystko barzdo dobrze działa tylkodziwią mnie trochę duże tętnienia. W nocie pisze że powinny mieć 75mV ppm a u mniie tak na oko jest prawie dwa razy więcej, na oscyloskopie widoczne są jako wąskie prtzwie niewidoczne szpilki. Czy amplituda tętnień podana na papierze w tym wypadku została podana dla pełnego obciążenia czu dla jakiejś nierealnej sytuacji gdyzaciski są prawie rozwarte?

Wiem że na wykopaliskach się nie pisze ale znalazłem info że takie rdzenie jak w zasilaczach ATX robi firma Micrometals i kolor rdzeni jest zastrzeżony.

Dla przykładu mój rdzeń żółto biały o wymiarach 23mmx13mmx10mm to T95-26B o AL=84 nH/N^2 Micrometal... Cores.pdf Download (25.51 kB)