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.

Tranzystor w konfiguracji oscylatora blokującego - najprostrzy model flyback

03 Apr 2021 01:17 474 10
  • Level 3  
    Witam wszystkich forumowiczów!
    Postanowiłem napisać ten temat, gdyż jak zaczynałem kiedyś przygodę z elektroniką dosłownie na samym początku po zakłamaniu odrobiny teorii postanowiłem zmierzyć swoje siły zbudować tak jak w temacie oscylator blokujący oparty na jednym tranzystorze bipolarnym, pamiętam był to tranzystor NPN BC547, lub 2n3904, rdzeń toroidalny wyjety gdzieś z demontażu (np CFL) przez który nawinalem po kilkanaście zwoi drutu jako primary i kilka zwoi mniej jako feedback - idący na bazę tranzystora przez standardowy W tym układzie rezystor 1K:(nawijalem oba uzwojenia tym samym drutem - oczywiście specjalnym, nawojowym ze szpuli. . Jako zupełnię zielonego i raczkującego w temacie elektronika naprawdę zafascynował mnie ten układ możliwością zasilenia w pełni mocy nawet kilku diod LED białych/blue/UV - dość dużo czasu poświęciłem na czytanie o tym układzie i przeróżnych jego modyfikacjach (jak np dołączenie fotorezystora tworsqc czujnik zmierzchu, potencjometru, uzyskanie w miarę stabilnego, stałego napięcia wyjściowego, powielanie napiecia na osobnym uzwojeniu, zwiekszanie mocy i wydajności układu np poprzez dolaczenie kondensatora równolegle z rezystorem bazy, zwiększenie, zmniejszenie częstotliwości itp itd.. możliwości są tysiące i można wymieniać tak w kółko w nieskończoność nawet jak tak prosty układzik (choć wówczas wydawał się bardzo skomplikowany i wrecz magiczny - no jak to z rozładowanej baterii 1,5 v wysilić kilka LEDów czy uzyskać dowolnie wyższe napięcie wyjściowe etc.

    Było to sporo czasu temu dawno o tym zapomniałem, jednak podczas gruntownego sprzątania mojej małej pracowni natknąłem się na stare notatki w których od razu rzucił mi się w oczy zaczerpnięty pewnie gdzieś z internetu pomysł wykorzystania dławika (np z drivera żarówki LED/CFL etc - jakiegokolwiek, byle posiadał odpowiednią ilość miejsca na nawinięcie dodatkowego uzwojenia jako primary i feedback.
    Tak więc postanowiłem zrealizowac przez tyle lat leżący jak dotąd tylko w notatkach pomysł i zrobic taki nazwijmy to mili inwerter będący najprostszym przykładem generatora samochód głównego, który tak naprawdę jest konfiguracja oscylatora blokującego, najprostszym przykładem przetwornicy flyback.
    Poszperałem trochę w sieci w celu zaczerpnięcia kilku dodatkowych informacji i zabrałem się za testowanie - z tym jednak że zamiast nawijania dodatkowego uzwojenia postanowiłem wykorzystać transformatory impulsowe na rdzeniu ferrytowym - step-down wy lutowane z przeróżnych zasilaczy, ładowarek do telefonów i innych urządzen. Jako że mam naprawdę spory zapas takich transformatorów ferrytowych po wybierałem te, które mają trzy osobne uzwojenia z których jedno miałoby resystancje nie mniejszą, niż 2 Ohmy i stanowiłoby moje uzwojenie wtórne, będące wyjściem.
    Wśród nich znalazłem przeróżne których jedna z cewek ma od 2 - 13Ohm. Primary oraz feedback jako L1 i L2 wybrałem na chybił trafił takie, które są zblizone do proporcji 1:2, i 1:1, oraz kilka na próbę 1:3 (np L1-0,03Ohm i L2-1,7Ohm.
    Pora więc sprawdzić w praktyce: na pierwszy rzut wybrałem 2 takie dławiki – trafa o rezystancjacu uzwojen L1-0,03Ohm i L2-0,06Ohm, oraz drugi 1:1 L1-0,06Ohm i L2-0,06Ohm. Jako pewniaka dałem tranzystor 1003 rezystor bazy tranzystora 30Ohmz
    Oraz kondensator 3, 3uF/400V i próbowałem równolegle z rezystorem 1nF.

    Rysowałem sobie połączenia i schemat – wygląda to tak:
    Układ jednak niestety nie załącza sie. Po prostu nie ma żadnej reakcji, tranzystor nie wychodzi poza SOA, nie grzeje się po prostu nic się nie dzieje... Mógłby mnie ktoś naprowadzić i pomóc, Co tu jest nie tak? Moje pomysły już się niestety skończyły..


    No i drugi taki oscylator blokujący tym razem roli głównej tranzystory mosfet typu N - IRFZ44, równie dobrze nadaje się wysokonapięciowy K3067, ale nie ma tu potrzeby używać wysokonapięciowego mosfeta więc postawiłem na ten pierwszy.
    Pierwszy projekt docelowo miał być awaryjnym źródłem światła (z 3, 7V Aku 18650 Li Ion chcę zasilić żarówkę LED na 230 VAC

    Drugi projekt natomiast wykorzystuje pochodzący również z demontażu transformator wysokiego napięcia na rdzeniu ferrytowym pochodzący z wytwornicy ozonu, posiadający rezystancję jednego uzwojenia 38 ohm co wy pewności starczy żeby wygenerować łuk elektryczny/plasma/arc igniter. Przerobiłem trafo w ten sposób że zostawiłem tylko to jedno uzwojenie 38 Ohm a resztę usunąłem i nawinąłem od nowa 6t/11t jako FB i PRI. Rezystora do bramki mosfeta użyłem o rezystancji 240 Ohm Jak na razie bez żadnych kondensatorów na próbę. Zasilanie taki sam to znaczy 3, 7V. Układ na chwilę startuje po podłączeniu zasilania po czym wychodzi z zakresu oscylacji i nie dzieje się nic. Próbowałem przeróżnych zmian, modyfikacjji, jednak bez rezultatu. Z góry dzięki za pomoc.
    Swoją drogą bawił się już ktoś przygotowanie na szybko takiego mini inwertera z dławika/transformatora impulsowego? Jeśli tak to jaka rezystancje miały wasze coile? Jak to zrobiliście?
    U mnie wygląda to tak:
    Pozdrawiam serdecznie
  • Helpful post
    Level 43  
    Ten układ był popularny w czasach przed rozpowszechnieniem się internetu więc internet go nie ogarnia ;) Sposób projektowania opisany jest w starych książkach czasem jakichś artykułach (pod nazwą ringing choke converter łatwiej znaleźć)
    Na nieznanych uzwojeniach możesz uzyskać oscylacje, lub nie, ale nie oczekuj że zbudujesz w ten sposób urządzenie o zadanych parametrach prąd/napięcie


    Jednym z kluczowych parametrów w tym układzie jest prąd szczytowy uzwojenia pierwotnego, jest on ograniczany przez tranzystor na chwilę przed zmianą stanu, wynika z prądu bazy i bety tranzystora, na mosfecie trudno było by uzyskać takie działanie dlatego układy zawierają dodatkowy tranzystor do wyłączenia MOSFETa po przekroczeniu prądu.
    Tranzystor w konfiguracji oscylatora blokującego - najprostrzy model flyback
  • Level 3  
    Przepięknie Ci dziękuję Jareczku :)
    Jak zawsze treściwa, fachowa i trafiające w sedno problwmu odpowiedź :))
    Jesteś moim mistrzem-magikiem hehe
    Panie Master a może masz Pan gdzieś taką książkę, czy link - pdf etc. Jakiś konkretny opis uwzględniający działanie, ogólny opis od podstaw, modyfikacje, jakies ciekawostki i ogólnie jakiekolwiek informacje na temat tego jakże minimalistycznego i zachwycającego swoją prostotą oraz możliwościami układu.
    Faktem jest Jareczku, mistrzu moj, że naprawdę internet dosłownie tak jak napisałeś "nie ogarnia tego układu".
    Ja pamiętam lata temu po zrobieniu pierwszy raz tej małej przetwornicy w wersji podstawowej - gdy tylko dioda led rozbłysła przy zasilaniu jedną rozładowaną do ok. 1,1V baterią AA od razu wziąłem się za poszukiwanie wszelkich możliwych informacji na temat tego układu i spędziłem przy tym uczciwie mówiąc, szczere pół roku około zaliczając przy tym bardzo wiele nocy spędzonych przy komputerze z notesem i długopisem oraz gumką i ołówkiem (swoją drogą od tego układu zresztą zacząłem się interesować przetwornicami).
    Niestety tak Jak wspomniałeś trochę informacji można skompletować zaliczając kilkaset lub nawet kilka tysięcy stron w różnych językach, bo nawet informacje na ten temat mam zapisany ze stron rosyjskich które potem tłumaczyłem na polski heh szczątkowe informacje ale jak powiada stara prawda "grosz do grosza i będzie kokosza"

    Niemniej jednak wolałbym zamiast na chybił trafił mieć możliwość przeczytania całego opisu poświęconego wyłącznie temu układowi - opisanego przez kompetentnych profesjonalistów posiadających wiedzę ze źródła począwszy od wynalazcy idącej zamiast powstałej w wyniku eksperymentu elektroników amatorów hobbystów :)

    Byłbym Ci bardzo wdzięczny gdybyś znalazł taką książkę, z chęcią bym nawet kupił taką, lub jakiś PDF w internecie, no cokolwiek.
    Kilka dodatkowych informacji który uzupełniły moją wiedzę zawartych było w Twoim poscie w temacie :)

    Znów się rozpisałem... No, ale cóż – taki już mój styl bycia heh

    PS: układ drugi po wymianie tranzystora mega k3067 oraz w kondensatora 100 – 104 nF, ważne – kondensator ten powinien być tantalowy, lub foliowy cbb etc, chodź najlepiej sprawdził się tantalowy w moim przypadku 103nF. Uklad ożył, jednak napięcie zasilania nie może przekraczać 3,6V :/
    Przy naładowanym aku 18650 tj. 4,2V układ wypada poza zakres oscylacji i mosfet się grzeje A w dodatku koszyczek w którym jest umieszczony akumulatorek zaczyna się dymić/palić.
    Co na to poradzić
  • Editor
    AVE...

    Weź zainstaluj sobie albo DipTrace, albo Micro-Cap 12, bo schematów odręcznych nie mogę rozczytać...

    Obciążasz czymś uzwojenie wtórne? Bo przetwornice RCC mają taką cechę, że ich częstotliwość pracy jest zależna od obciążenia. Bez obciążenia rdzeń się nasyca i oscylacje zanikają, ten typ po prostu tak ma. Drugą sprawą jest właśnie prąd uzwojenia pierwotnego i moc strat na tranzystorze - wybiera papieża, bo go przegrzewasz. Albo od wysokonapięciowych szpilek...

    Parę lat temu, przed pandemią i chaosem posiadania dwójki dzieci zaprojektowałem poniższą przetwornicę RCC do generatora DDS.

    Tranzystor w konfiguracji oscylatora blokującego - najprostrzy model flyback

    W tej wersji prąd jest ograniczony do około 0,65A. Napięcie zasilania to bodaj 5V. O ile pamięć mnie nie myli to obwód RC przy Q2 określa maksymalny czas otwarcia tranzystora Q1 po osiągnięciu prądu prądu ograniczonego rezystorem pomiarowym, z kolei wartość rezystora zasilającego bazę Q1, kondensatora i rezystora w obwodzie sprzężenia określają czas, przez jaki tranzystor będzie zatkany. Dodatkowe znaczenie mają też parametry transformatora...

    Przetwornice RCC i ich krewni, czyli układy Joule Thief, pracują na granicy trybu ciągłego i nieciągłego, częstotliwość wyznaczają właściwości transformatora, obwody RC w sprzężeniu i obciążenie. Sposób pracy to jednocześnie modulacja częstotliwością i długością impulsu...

    Zainteresuj się może przetwornicami flyback ZVS, jeśli chcesz generować wysokie napięcia...
  • Helpful post
    Level 43  
    Znalazłem starą książkę :)
    Półprzewodnikowe układy i urządzenia techniki impulsowej / Bogdan Pałczyński, Włodzimierz Stefański 1973

    Jest rozdział o działaniu i projektowaniu tego układu, dorzucam jeszcze rozdział o samym generatorze samodławnym - głównie teoretyczna analiza, ale może komuś się przyda.

    Trzeba brać pod uwagę że to książka z 73 roku, choć ogólne zależności się nie zmieniły, to podejście było nieco inne, w tej książce czasem widać myślenie z epoki tranzystorów germanowych, mała beta, duże prądy zerowe - na to trzeba było zwracać uwagę. Tranzystor germanowy w generatorze samodławnym, bez polaryzacji bazy, sam się załączy, krzemowy nie.
  • Helpful post
    Editor
    AVE...
    jony wrote:
    Jeżeli chodzi o książkę to w tej jest rozdział na ten temat:
    Jerzy Baranowski - Półprzewodnikowe układy impulsowe i cyfrowe.
    https://tezeusz.pl/baranowski-j-polprzewodnikowe-uklady-impulsowe-895079

    Mam tę książkę w swoich łapkach, ale okazuje się, że z moim wzrokiem to mogę przeczytać tylko "Spis treści" w spisie treści. Poszukam stosownego rozdziału z pomocą żony i postaram się zdigitalizować do czytelnej formy...
  • Level 3  
    Kurde ogromne dzięki jesteście wielcy panowie!!...

    Mam jeszcze tylko pytanie na temat zasilania tego typu układów impulsowych bateriami, akumulatorami, co oznacza niewielkiebnapięcie zasilania. Powiedzmy 3-9V uśredniając to do;4-5V. Pytanie dotyczy kryteriów wyboru tranzystorow do talkich układów impulsowych l, w tym równiez oscylatora blokującego. Mosfet czy BJT?
    Jakie znaczenie ma parametr RDS on tranzystorach mosfet. No wiadomo, że im mniejsza rezystancja kanału tym mniejsze straty, ale mam takie tranzystory które ten parametr posiadają w granicach 0, 0 6 ohk jak i takie o wartości wyrażonej w Mega omach. Kiedy stosuje się te o niskiej wartości parametru owego A kiedy ty z bardzo dużą rezystancją kanału?
    I ogólnie w takich układach czym się kierować w doborze tranzystora? Myślę że czy to będzie mosfet czy bipolarny to chyba nie ma większego znaczenia?; Byle zabezpieczyć odpowiednio tranzystory szczególnie w takich układach
  • Helpful post
    Editor
    AVE...

    Typ tranzystora nie ma większego znaczenia, jeśli tylko uda Ci się zapewnić wystarczające napięcie by go otworzyć. Układ na tranzystorach NPN prawdopodobnie mógłby startować już od 0,7-0,8V, jak pokrewne układy Joule Thief. Z MOSFETami jest odrobinę trudniej, bo większość wymaga wyższego napięcia na bramce. Przykładowe wartości zaczynają się od 1,4V dla tranzystorów logic level, żeby w ogóle zaczął się otwierać. Wartość ta spada wraz ze wzrostem temperatury złącza. Oczywiście po zainicjowaniu pierwszego cyklu pracy wartość napięcia na bramce/bazie zależy od przekładni uzwojenia głównego względem pomocniczego, dlatego układy Joule Thief mogą startować od 0,7-0,8V, ale będą pracować nawet do 0,2-0,3V...

    Dla układów impulsowych wartość RDSon powinna być jak najniższa, bo od niej zależy moc strat. W teorii. W praktyce układy RCC nie służą do budowy zasilaczy o mocy setek watów, więc wartości RDSon nie jest aż tak krytyczna. Powinna być mniejsza (nawet o rząd wielkości) od wartości opcjonalnego rezystora ograniczającego prąd maksymalny.

    Osobiście preferuję jednak używać tranzystory BJT, bo tych mam zwyczajnie więcej...
  • Level 43  
    Przypomniało mi się że widziałem konkretny projekt zasilacza do LED, opartego na tym układzie:
    "Ekonomiczna tylna lampa rowerowa" z EP 6/94
    https://serwis.avt.pl/manuals/AVT187.pdf

    Urgon wrote:
    Typ tranzystora nie ma większego znaczenia
    Nie do końca, są specjalne wykonania tranzystorów bipolarnych dobre do tego układu jak 2SD965 - tranzystor w obudowie TO-92 który ma napięcie nasycenia 0,35V przy 3A i wzmocnienie >150 przy 2A, niskie napięcie nasycenia i duża beta poprawiają sprawność, W układach zasilanych z 1,5V napięcie nasycenia robi dużą różnicę.
  • Level 3  
    Drogi Jareczku, jak ja strasznie żałuję, że nie mieszkam gdzieś niedaleko Ciebie.. jestem Ci winien już co najmniej kratę piwa, albo litr dobrej, palonej szkockiej :)
    Tyle sprawdzonych, rzetelnych i kompetentnych informacji co najważniejsze, które trafiły do mnie i potrafiłem zrozumieć przekazaną przez Ciebie wiedzę (noo nie zawsze, ale w 80% minimum na pewno) - wiele z Twoich odpowiedzi zapisuję sobie w zeszycie robiąc notatki hehe ;)
    Możesz odezwać się do mnie na priv?
    Potrzebuję kogoś takiego właśnie jak Ty - kto poza szkołą dałby mi zadania do wykonania, na przykład zrób taki układ SMPS, dajmy na to DC-DC. Zastosuj to i tamto, już zasilenie takiego i takiego, i tak dalej, albo przeczytaj sobie taki i taki artykuł na temat tego i tego, i zwróć uwagę szczególnie na to, i tamto itp. itd.
    Jestem skłonny nawet zapłacić, mimo że nie przelewa mi się zbytnio póki co. Wiedza to jakby nie patrzeć inwestycja, która i tak kiedyś się zwróci, tego jestem pewien. To, czego się nauczymy zostaje z nami do końca życia, rzeczy materialne czy pieniądze są i zaraz ich nie ma, w przeciwieństwie do nauki i wiedzy są ulotne, a przy odpowiednim zaangażowaniu i poświęceniu po czasie może się zwrócić nawóz w postaci finansowej :) czy to pasja, czy nie heh.
    I przepraszam za offtop. A wracając do tematu
    Quote:
    iskie napięcie nasycenia i duża beta poprawiają sprawność, W układach zasilanych z 1,5V napięcie nasycenia robi dużą różnicę.


    Jaka jest wartość graniczna maksymalna tego napięcia zasilania? Dajmy na to zasilamy z akumulatorów Li-Ion 18650 (3,7-4,2V).
    A w datasheetach tranzystora jak oznaczone jest napięcie nasycenia? Przy BJT i MOSFET? Chodzi o Vce saturation V?
    Spadam z pracowni do domu spać. Jak wstanę to przejrzę swój magazynek ze skarbami, przejrzę jakie tranzystory mam i ich parametry.
    Ogromny szacunek, wielki dzięki!!
    Niech dobra karma wróci do Ciebie podwójnie!