logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
Szukanie Zaawansowane
logo elektroda
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Przetwornice Push-Pull bez dławika wyjściowego - herezja czy objaw geniuszu? #2

CosteC 30 Paź 2022 20:20 3018 10

TL;DR LABEL_AI_GENERATED

  • Symulacja porównuje samochodowe przetwornice push-pull z dławikiem wyjściowym 50 µH i bez niego, kwestionując pozorną oszczędność rezygnacji z dławika.
  • Model LTSpice uwzględnia transformator o przekładni 3:7, sprzężeniu K=0,9999, kondensatory 4700 µF z ESR 34 mΩ oraz kluczowanie 30 kHz przy 14,4 V.
  • Wariant bez dławika podnosi prąd RMS kondensatorów wyjściowych z 0,2 A do 1 A, co oznacza 25-krotnie większe straty ESR.
  • Usunięcie dławika zwiększa tętnienia z 20 do 118 mVpp i straty tranzystorów z 2,21 do 5,14 W, a także pogarsza składową 60 kHz o 14,4 dB.
  • Przetwornica bez dławika może wymagać lepszych kondensatorów, większych radiatorów i droższych tranzystorów, ograniczając jej pozorną oszczędność oraz niezawodność.
Podsumowanie AI na podstawie dyskusji. Może zawierać błędy.
Zgłoś naruszenie prawa
Odpowiedz | Nowy temat
Powiadamiaj o nowych artykułach
  • Ciąg dalszy https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3538554.html Trochę bo mogę, trochę bo urealniona symulacja może komuś się przyda.
    Wykresy zrobione tak, aby można było łatwo porównać jak pracują obie wersje.

    - Transformator nie jest idealny, ale o bardzo dobrym sprzężeniu: K=0.9999, indukcyjność rozproszenia to rząd 10 µH. Chętni mogą eksperymentować. Rezystancje uzwojeń to 40 mΩ i 70 mΩ, bez nich oscylacje są trudne do opanowania. Indukcyjności są przyjęte tylko aby zachować przekładnię 3:7. Chętni mogą zmniejszyć.
    - Obwody gasików w praktyce nie działają, ale można się pobawić. Przydadzą się dla transformatorów o niskich rezystancjach uzwojeń.
    - Dławik wyjściowy 50 µH ma 30 mΩ.
    - Ścieżki na PCB są idealne (bez indukcyjne i nadprzewodzące)
    - Kondensatory wyjściowe 4700 µF 50 V mają ESR reprezentatywnego NICHICON'a UVR1H472MRD6: 34 mΩ. Raczej dobry kondensator.
    - Kondensatory wyjściowe 100 nF maja ESR 10 mΩ.
    - Rezystory obciążenia są idealne.
    - Napięcie zasilania to 14.4 V - założyłem zastosowanie car-audio i idealny akumulator.
    - Częstotliwość kluczowania 30 kHz - bardzo niska jak na dzisiejsze standardy.
    - Modele diod i kluczy z bibliotek LTSpice.
    - Pomiary dokonane po ustaleniu się stabilnego punktu pracy.
    Plik symulacji do wglądu dla tych którzy nie wierzą, bądź chcieliby pogłębić temat.

    Porównanie
    Aspekt Dławiki po 50 µH Bez dławika Różnica
    Prąd RMS kondensatów wyjściowych 0.2 A RMS 1 A RMS 5x większy bez dławika. Straty 25 większe
    Tętnienia napięcia wyjściowego 20 mVpp118 mVpp 6x gorzej bez dławika
    Straty na tranzystorze 2.21 W 5.14 W 2.33x gorzej bez dławika
    Straty na diodzie wyjściowej 0.516 W 0.548 W 6% gorzej bez dławika, porównywalne
    Prąd uzwojenia wtórnego 1.82 A RMS 2.16 A RMS 1.19x większy bez dławika, 41% większe straty
    Składowa 60 kHz w napięciu wyjściowym -46.2 dB -31.7 dB 14.4 dB lub 5.3 raza gorzej bez dławika
    Składowa 120 kHz w napięciu wyjściowym -52.4 dB -37.6 dB 14.8 dB gorzej bez dławika


    Wnioski:
    - Olbrzymia różnica w obciążeniu kondensatorów wyjściowych. Powoduje to albo ich przegrzewanie i dramatycznie skrócony żywot albo konieczność użycia większej ilości kondensatorów lepszej jakości.
    - Istotnie większe tętnienia napięcia wyjściowego. W sprzęcie Audio powinno być to istotne.
    - Zasadniczo bardziej zaśmiecone napięcie wyjściowe, FFT pokazuje to dobitnie.
    - Ponad 2 razy większe straty w tranzystorach kluczujących. Powoduje to konieczność użycia droższych tranzystorów albo droższego, większego radiatora
    - Straty samego uzwojenia wtórnego 41% większe
    - Drobna różnica w napięciach wyjściowych wynika między innymi z większych strat w wersji bez dławika.

    Podsumowanie co oferuje przetwornica Push-pull bez dławika
    - Gorszą jakość zasilania
    - Niską sprawność, wszystko grzeje się bardziej lub dużo bardziej
    - Mierną niezawodność rodem z najtańszej chińszczyzny z powodu nagrzewania się, wyższych prądów i większych di/dt które sprzyjają przepięciom.
    - Zakłócenia
    - Jest tańsza o dławik
    - Jest droższa o kondensatory, radiatory, tranzystory jeśli ma pracować dłużej.

    Dla ambitnych proponuję zmienić ESR kondensatów albo zdesymetryzować transformator troszkę i zobaczyć jak to wpływa na pracę obu wariantów. Obniżenie rezystancji transformatora też daje ciekawe efekty.
    Przetwornice Push-Pull bez dławika wyjściowego - herezja czy objaw geniuszu? #2 Przetwornice Push-Pull bez dławika wyjściowego - herezja czy objaw geniuszu? #2 Przetwornice Push-Pull bez dławika wyjściowego - herezja czy objaw geniuszu? #2
    Załączniki:
    • push-pull-herezje3.asc (4.79 KB) Musisz być zalogowany, aby pobrać ten załącznik.
    O autorze
    CosteC
    Poziom 39  
    Offline 
    CosteC napisał 5395 postów o ocenie 1679, pomógł 405 razy. Mieszka w mieście Kraków. Jest z nami od 2003 roku.
  • #2 20260608
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #3 20263577
    mkpl
    Poziom 37  
    Posty: 5680
    Pomógł: 306
    Ocena: 864
    Gratuluje. Zrobiłeś coś o czym od dawna pisałem.
    Z wszystkim co napisałeś jest prawdą i dławiki należy stosować bo to co się dzieje w przetwornicy przy starcie to istny horror.

    Zaraz pojawią się argumenty o tym, że w wzmacniaczach samochodowych i chińskich zasilaczach jest bez dławików więc spieszę z sprostowaniem:

    1) Większość amatorskich przetwornic działa bo kiepsko jest wykonany transformator (tak wiem, że się staracie). Dzięki czemu rezystancja uzwojeń i relatywnie duża indukcyjność rozproszenia ratuje sytuację.

    2) W wzmacniaczach samochodowych zawsze na wejściu jest dławik "przeciwzakłóceniowy", który również zwiększa impedancję od strony akumulatora przez co zmniejsza się prąd udarowy i jest kontrolowany odpowiednim doborem pojemności kondensatorów po stronie 12V. Ponadto za redukcję udaru prądu odpowiada długi przewód zasilający, który również ma swoja indukcyjność z całkiem sporym udziałem.

    3) "Soft-start" przez płynne zwiększanie wypełnienia jako taki nie istnieje bez dławika. Prostokąt to prostokąt prąd popłynie równie duży dla małego i dużego wypełnienia z tą różnicą, że czas przepływu będzie stopniowo wydłużany.

    4) Dławik jest konieczny ze względu na diody wyjściowe. Te potrzebują "chwili" czasu by się wyłączyć. W tym krótkim czasie płynie przez nie duży prąd wsteczny. Dławik łagodzi tą sytuację (symulacja tego nie uwzględnia).

    5) Dławik wprowadza dodatkowe straty i zmniejsza sztywność napięcia od obciążenia. Dla wzmacniaczy audio jest to bez znaczenia bo same w sobie są "stabilizatorem" czyli są objęte pętlą sprzężenia zwrotnego, która to kompensuje.
  • #4 20263618
    CosteC
    Poziom 39  
    Posty: 5395
    Pomógł: 405
    Ocena: 1679
    mkpl napisał:
    2) W wzmacniaczach samochodowych zawsze na wejściu jest dławik "przeciwzakłóceniowy", który również zwiększa impedancję od strony akumulatora przez co zmniejsza się prąd udarowy i jest kontrolowany odpowiednim doborem pojemności kondensatorów po stronie 12V.

    Widziałem to na schematach - czy sądzisz, że te kondensatory między dławikiem na VBATT a transformatorem padają pierwsze ratując kondensatory po stronie wtórnej oraz diody? To by była ciekawa opcja zepsucia się które naprawia topologię przez zmianę na "current feed" :D

    mkpl napisał:
    Ponadto za redukcję udaru prądu odpowiada długi przewód zasilający, który również ma swoja indukcyjność z całkiem sporym udziałem.

    Wykorzystanie karoserii jako przewodu powrotnego zwiększa indukcyjność i robi z całości świetną antenę to emisji zakłóceń :)
    mkpl napisał:
    4) Dławik jest konieczny ze względu na diody wyjściowe. Te potrzebują "chwili" czasu by się wyłączyć. W tym krótkim czasie płynie przez nie duży prąd wsteczny. Dławik łagodzi tą sytuację (symulacja tego nie uwzględnia).

    Schottkiego nie mają za bardzo mierzalnego czasu wyłączenia za to mają bardzo mierzalną pojemność do przeładowania, też generując piękny impuls prądu.
    Symulacja używa MBR20100CT ale nie wiem czy model uwzględnia 320 pF pojemności złącza, chyba nie bardzo, bo nie widzę prądu wstecznego.
  • #5 20263750
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #6 20264745
    CosteC
    Poziom 39  
    Posty: 5395
    Pomógł: 405
    Ocena: 1679
    Ktoś próbował może mierzyć sprawność zasilaczy do "car-audio"? IMHO powinna być tragiczna.
  • #7 20265518
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #8 20265634
    CosteC
    Poziom 39  
    Posty: 5395
    Pomógł: 405
    Ocena: 1679
    spec220 napisał:
    Zawsze się znajdował po stronie pierwotnej. Chyba oszczędność, bo przy zasilaniu 12V i niskim Rdson szyny przetwornicy producent mógł sobie pozwolić na element który będzie pełnił jednocześnie rolę filtra oraz dławika... Ludzie piszą, że to nie działa jako dławik bo jest kondensator na wejściu (przeważnie 1000uF), tylko nikt nie bierze pod uwagę ESR takiego kondensatora w stosunku do Rdson szyny klucza hehe >>> A więc dławik chyba działa i spełnia jak najbardziej swoją rolę...


    Jeśli między dławikiem a transformatorem jest kondensator na szynie VBATT to sobie przeczysz... A taką konfigurację widać np u JBL
  • #9 20265672
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #10 20266430
    CosteC
    Poziom 39  
    Posty: 5395
    Pomógł: 405
    Ocena: 1679
    spec220 napisał:
    CosteC napisał:
    Jeśli między dławikiem a transformatorem jest kondensator na szynie VBATT to sobie przeczysz... A taką konfigurację widać np u JBL

    Kondensator jest na zasilaniu. Zwyczajny elektrolit. Pomierz sobie jego ESR i porównaj do Rdson 4 MOSów jednej szyny...

    Jeśli się go da tak: Przetwornice Push-Pull bez dławika wyjściowego - herezja czy objaw geniuszu? #2
    To taki kondensator dostarcza prąd w szpilkach po kilkanaście amperów a straty mocy na dobrym kondensatorze z ESR = 34 mOhm wynoszą 450 mW. Za to dławik chroni zasilanie przed tymi szpilkami :)

    Nie mam co pomierzyć, nie mam "car audio" tego typu. MOSFET często będzie miał rezystancję kanału niższą, ale czy to dobrze, to nie wiem, raczej źle, bo grzać się będą kondensatory.

    Gdy taki kondensator wyschnie to układ staje się poprawny, tylko w konfiguracji current-feed push-pull. Nie mam niestety pojęcia jak to jest po Polsku. Ktoś może ma jakąś literaturę z poprawnym słownictwem?
    spec220 napisał:

    Zresztą ja takich eksperymentów nie robiłem, ale gdyby wywalić dławik, to sprawność zapewne drastycznie by spadła przy lepszym obciążeniu...
    Ostatnio jakoś spadła moda na te grające tuby na 4 kolach, ale jak coś mi się trafi, to z ciekawości zmierzę sprawność...

    Topologia z dławikiem jest sprawniejsza niż bez. Chętnie zobaczę dane z prawdziwych układów. Może trafa są celowo nawijane na duże indukcyjności rozproszenia?
  • #11 20266880
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
Odpowiedz | Nowy temat
Powiadamiaj o nowych artykułach
Zgłoś naruszenie prawa

Podsumowanie tematu

LABEL_AI_GENERATED
Dyskusja dotyczy przetwornic push-pull bez dławika wyjściowego, które są kontrowersyjne w kontekście ich efektywności i bezpieczeństwa. Uczestnicy podkreślają, że brak dławika prowadzi do problemów z mocą bierną, co skutkuje przegrzewaniem się kondensatorów. Wskazują na znaczenie dławików w stabilizacji pracy przetwornic, zwłaszcza podczas rozruchu. Zauważają, że w przypadku wzmacniaczy samochodowych dławiki są często stosowane, aby zredukować udar prądu i poprawić efektywność. Wspomniane są również problemy z kondensatorami, ich ESR oraz wpływ na sprawność układów. Uczestnicy dzielą się doświadczeniami z serwisowaniem wzmacniaczy, wskazując na typowe usterki i ich przyczyny.
Podsumowanie AI na podstawie dyskusji. Może zawierać błędy.
Popularne dzisiaj
REKLAMA