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

projekt prostego zasilacza impulsowego push-pull 200W

prokopcio 21 Maj 2006 07:58 6642 23
  • #1 21 Maj 2006 07:58
    prokopcio
    Poziom 29  

    Witam.

    Kiedyś pilnie projektowałem taki zasilacz, ale projekt zginął śmiercią naturalną mimo początków sukcesów - teraz powraca i mam kilka pytań do fachowców przeglądających ten nowy dział ( dobra robota RoMan !!! ).

    Zależy mi szczególnie na małych wymiarach zasilacza i małych traconych mocach.

    Wymagane parametry zasilacza:

    Moc : 200W
    Napięcie wejściowe : 230VAC
    Napięcie wyjściowe : 22V ±3V
    Prąd wyjściowy ciągły : max. 3A
    Prąd wyjściowy chwilowy (30%) : max. 8A

    Po przeszytanej lekturze (net) i eksperymentach wybrałem:

    typ przetwornicy : pull-push (z odczepem)
    trafo (rdzeń) : ATX 300W
    sterownik : sg3525
    czest. : ok. 60kHz

    Moje pytanko dotyczy kluczy : mam w domciu 2 x IGBT IRG4BC30UD o parametrach: Vces600V; Vce(on) 2V przy 10A i ok.1,2V przy 1A; Ic12A;
    Wydaje mi się, że te 600V nie wystarczy :| ???
    Proszę o ogólną opinię a szczególnie krytykę wybranych rozwiązań. Dodatkowe pytania to:
    Czy tranzystory będą wymagały chłodzenia i jakie diody najkorzystniej byłoby zastosować (jak najmniejsze straty) do wyprostowania napięcia wyjściowego. i ile zwoi powinien mieć dławik wyjściowy nawinięty na rdzeniu z dławika ATX.

    Jak już zacznę budować zasilacz to podzielę się tutaj relacjami i schematami.

    0 23
  • #2 21 Maj 2006 11:04
    lechoo
    Poziom 39  

    Do przetwornicy push-pull z odczepem zasilanej z 230V~ potrzebne Ci będą tranzystory z napięciem Uce (Uds) min. 800V. Lepszym rozwiązaniem byłaby konfiguracja half-bridge ze spacjalizowanym driverem do mosfetów np. IR2110.

    0
  • #3 21 Maj 2006 11:09
    prokopcio
    Poziom 29  

    masz rację - wtedy tranzystory mogą być na mniejsze napięcie, a co za tym idzie - mniejsze rezystancje kanału... poza tym uzwojenie łatwiej nawinąć...

    0
  • #4 21 Maj 2006 20:04
    irek2
    Poziom 40  

    mniejsze napiecie w half bridge to niestety wiekszy prad. Ale i tak latwiej pracowac na mniejszym napieciu bo sciezki i trafo nie musza wytrzymywac 1000V tylko 350.
    Ja osobiscie dolnego mosfeta zasilam bezposrednio ze sterownika a gorny za pomoca malego trafka na pierscionku 16mm.

    0
  • #5 21 Maj 2006 21:19
    prokopcio
    Poziom 29  

    napisz irek jak nawinąć takie trafko sterujące na toroidzie lub innym (najlepiej jakimś dostępnym z ATX) i jak wykonać z nim układ sterujący fetem lub igbt (górnym).

    Dodano po 2 [minuty]:

    napiszcie proszę jak najprościej wysterować górny mosfet lub igbt ze sterowanika sg3525, żeby zachować prąd i stromość zbocza.

    Dodano po 1 [minuty]:

    napiszcie proszę jak najprościej wysterować górny mosfet lub igbt ze sterowanika sg3525, żeby zachować prąd i stromość zbocza.

    0
  • Pomocny post
    #6 22 Maj 2006 21:44
    irek2
    Poziom 40  

    tzreba miec maly rdzen z jakiegos ferrytu o duzej przenikalnosci czyli wysokim AL. Nawija sie na niego cienkim drutem dwa uzwojenia. Na jedno podaje sie wyjsciowy przebieg z SG czy TL przez kondensator np 470nF druga koncowka do masy. A na drugim uzwojeniu mamy dokladnie ten sam sygnal tylko oddzielony galwanicznie. Trzeba tylko pamietac ze jak zasilalismy sterownik z 12V to po stronie wtornej tego trafka bedziemy mieli napiecie tylko +-6V co nie wystarczy do wysterowania mosfeta, dlatego wtorne musi miec dwa razy wiecej zwoi. Nie moze miec tez za duzo bo przy malym wypelnieniu napiecie dzieli sie tak ze na plus mamy np 10V a na minus tylko 2V (prz trafie 1:1 i zasilaniu 12V). Wic jak pzregnie sie z uzwojeniem to przy starcie ukladu bramka moze dostac na plusie ponad 30V co mzoe zagrazac mosfetowi.

    Ilosc zwoi zalezy od samego rdzenia ja nawijam tyle aby podlaczone samo trafo nie pobieralo wiecej pradu niz ok 15mA. Jak pobiera znaczaco wiecej to znaczy ze sie nasyca rdzen albo mamy za malo zwoi. Typowo dla trafka toroidalnego 16mm trzeba nawinac caly rdzen cienkim drutem zwoi przy zwoju co da jekies 40zw i ok 2 razy tyle dla wtornego.

    1
  • #7 22 Maj 2006 21:53
    lechoo
    Poziom 39  

    Czy jest sens bawić się w ten dodatkowy upierdliwy transformatorek - szczególnie, że IR2110 kosztuje około 8zł?
    Robiłem próby z przetwornicami w których górny mosfet był sterowany przez sposób opisany przez Irka, ale nie byłem zadowolony z uzyskanych rezultatów - nie podobała mi się mała stromość zboczy oraz wyraźne oscylacje w chwili przełączania.

    0
  • #8 23 Maj 2006 21:21
    irek2
    Poziom 40  

    takie trafko kosztuje 50gr a ze sterownikiem firmy IR bedziesz mial weicej problemow niz ci sie wydaje, nie wspominajac o wiele wyzszej cenie i gorszej niezawodnosci ukladu.

    Stromosc zboczy i oscylacje zaleza juz od samego trafa i tu trzeba troche pokombinowac. Obecnie i tak celowo zmniejsza sie narastanie zboczy aby zmniejszac zaklocenia EMI. Przy duzych mocach i duzych napieciach przelaczania zadko stosuje sie tez wysokie czestotliwosci kluczowania. Typowo zasilacze AT/ATX pracuja na 25-30khz co p owyprostowaniu daje 50-60khz ktore jest w stanie wytrzymac tani dlawik proszkowy.
    Przerobilem wszystkie mozliwe konfiguracje sterowania mosfetow i zasilania sterownika. I jestem raczej za ukladami prostymi a co za tym idzie tanimi ktore sa zazwyczaj najmniej zawodne.

    Najciekawiej zaprojektowane byly zasilacze AT. Gdzie przy starcie zasilacz pracowal jako samowzbudny a gdy pojawilo sie napiecie wyjsciowe to zasilalo sterownik ktory dalej sterowal praca zasilacza. Zasilacz taki mial naturalne ograniczenia pradowe a kluczami byly tanie tranzystory bipolarne.

    0
  • #9 23 Maj 2006 21:39
    KaW
    Poziom 34  

    AT pod wzgledem niezawodnosci bije na glowe wszystko co dzisiejsze-
    zbudowany byl-i jest - w sposob wyrafinowany.Dzisiaj mozna sprobowac go powtorzyc na detalach o lepszych parametrach- srednio wydaje mi sie -tak okolo 5x lepszych-... Z tego duzo lepszosci przypada na
    szybkie rdzenie -mogace pracowac przy250 kHz-i wiecej.
    Sterowniki IINTERNATIONAL RECTIFIE przegladam -sa tam juz przetwornice pracujace z f=1MHz .
    Ciekawe rozwiazania moze miec takze Pan SPRUT /.de/-innych danych nie pamietam- swoje przemyslenia starannie pokazuje .

    0
  • #10 23 Maj 2006 22:40
    prokopcio
    Poziom 29  

    No ok... ale skąd można tak taniutko wyrwać takie transfotmatorki (50gr) no i proszę jeszcze o pomoc w wybraniu najkorzystniejszych diod prostowniczych na wyjście....

    0
  • Pomocny post
    #11 23 Maj 2006 23:16
    -RoMan-
    Poziom 42  

    Małe rdzenie toroidalne nadające się do tego celu znajdziesz na przykład w 'żarówkach' energooszczędnych. Możesz też użyć rdzeni z dławików skompensowanych.

    Diody? Na przykład 8TQ100 (http://www.allegro.pl/item104916037_dioda_schottky_8tq100_8a_100v_kod0305k_.html - 1.50PLN/szt.) lub MBR10100 - też bywają na Alledrogo.

    0
  • #12 24 Maj 2006 14:12
    KaW
    Poziom 34  

    zasilacze AT zbierac -nawet popsute maja dosc detali- pare dni temu
    -przy mnie ktos wyrzucal cos do smieci /na ulicy/.Pytac na forum..

    0
  • #13 24 Maj 2006 21:10
    irek2
    Poziom 40  

    Mialem kilka pudel roznych zasilaczy AT i ATX i raczej zepsutych AT nie widzialem :)

    Najczesciej w ATX pada wlasnie zasilacz stby zasilajacy rowniez sterownik, kolejna usterka to palace sie diody zazwyczaj kiepskiej jakosci albo po prostu zle przykrecone do radiatora. Takich niedorobek nie bylo w AT.

    Ja bym sie w diody szotkiego nie bawil, no chyba ze zalezy ci na jakiejs strasznej sprawnosci ale jak sam piszesz prad ciagly nie bedzie duzy. Ja bym zastosowal cos popularnego BYT12 czy BVY29 na 200V.

    A do zcego wogule ten zasilacz i czy to ma byc 22V czy 2x22V?

    0
  • #14 24 Maj 2006 21:44
    Quarz
    Poziom 43  

    Witam,
    ja z zapytaniem formalnym do autora tego wątku, bo jak widzę, dyskusja już na dobre się rozwinęła.
    Tak jednoznacznie to nie wynika, czy na wyjściu ma być napięcie stałe, czy przemienne, a jeśli tak, to o jakiej częstotliwości?
    Przecież "transformatory elektroniczne" do żarówek halogenowych dają właśnie napięcie przemienne.
    I drugie pytanie: dlaczego akurat układ przetwornicy przeciwsobnej?

    Pozdrawiam

    Greg

    Dodano po 22 [minuty]:

    irek2 napisał:
    Mialem kilka pudel roznych zasilaczy AT i ATX i raczej zepsutych AT nie widzialem :)

    Czyżby, ja widziałem kilka pudeł (o objętości 1/4m^3 każde) zepsutych zasilaczy formy AT, bo w tamtych czasach o zasilaczu formy ATX jeszcze nikt nie słyszał :lol:

    irek2 napisał:
    Najczesciej w ATX pada wlasnie zasilacz stby zasilajacy rowniez sterownik,

    Zależy w jakich modelach, bo w "sławnych" CODEGEN'ach, np. jest to "radosna twórczość" i zaoszczędzenie jednej diody Zenera, którą, kiedy taki zasilacz naprawiam, to dokładam i zamiast +(18 ... 12)V przed stabilizatorem (trójkońcówkowym) +5V Stanby mam tylko +9V, co jest chyba oczywiste, iż jest to korzystniejsze.

    irek2 napisał:
    kolejna usterka to palace sie diody zazwyczaj kiepskiej jakosci albo po prostu zle przykrecone do radiatora.

    To nie kiepskie diody, tylko źle dobrane, na zbyt mały maksymalny prąd wyprostowany, są tego powodem.
    Proszę poczytać sobie mój post w wątku o ocenie zasilaczy komputerowych, tam napisałem o tym.

    irek2 napisał:
    Takich niedorobek nie bylo w AT.

    Prawda, ale też psuły się nie mniej często, choć tam wartości prądów maksymalnych diód były raczej dobrane właściwie.

    irek2 napisał:
    Ja bym sie w diody szotkiego nie bawil, no chyba ze zalezy ci na jakiejs strasznej sprawnosci ale jak sam piszesz prad ciagly nie bedzie duzy. Ja bym zastosowal cos popularnego BYT12 czy BVY29 na 200V..

    Zgłaszam swoje Votum separatum i jestem jak najbardziej za diodami Schottky'ego. Diody te, produkowane są do napięcia zaporowego 100V i nie widzę przeszkód by ich nie stosować.


    irek2 napisał:
    A do zcego wogule ten zasilacz i czy to ma byc 22V czy 2x22V?

    Dobre pytanie i przyłączam się do niego.

    Pozdrawiam
    Greg

    0
  • #15 24 Maj 2006 22:33
    WojtasJD
    VIP Zasłużony dla elektroda

    ja też podepne się z pytaniem :wink: :

    dlaczego w wielu prostszych zasilaczach ATX elementem prostującym na linii '+12V' jest/są dioda szybka typu FR302 (3A, 100V) , FR304 (3A, 400V) , FR502 (5A, 100V) , BYW29... a nie Schottky jak na '+5V' czy '+3.3V' ?

    GregBa napisał:

    Zgłaszam swoje Votum separatum i jestem jak najbardziej za diodami Schottky'ego. Diody te, produkowane są do napięcia zaporowego 100V i nie widzę przeszkód by ich nie stosować.


    a nawet więcej np. 200V , 2x10A -> MBR20200

    GregBa napisał:

    ... w "sławnych" CODEGEN'ach, np. jest to "radosna twórczość" i zaoszczędzenie jednej diody Zenera, którą, kiedy taki zasilacz naprawiam, to dokładam i zamiast +(18 ... 12)V przed stabilizatorem (trójkońcówkowym) +5V Stanby mam tylko +9V, co jest chyba oczywiste, iż jest to korzystniejsze.


    jakiej mocy jest ta dioda Zenera?

    0
  • #16 24 Maj 2006 22:58
    Quarz
    Poziom 43  

    WojtasJD napisał:
    ja też podepne się z pytaniem :wink: :

    dlaczego w wielu prostszych zasilaczach ATX elementem prostującym na linii '+12V' jest/są dioda szybka typu FR302 (3A, 100V) , FR304 (3A, 400V) , FR502 (5A, 100V) , BYW29... a nie Schottky jak na '+5V' czy '+3.3V' ?

    Witam,
    ano właśnie dlatego, że są proste, tanie i [autocenzura] warte, a diody te najczęściej padają, własnie z powodu przegrzania, bo przy takim samym prądzie wyprostowanym są na nich większe straty mocy.
    Natomiast diody Schottky'ego są relatywnie droższe.

    WojtasJD napisał:
    a nawet więcej np. 200V , 2x10A -> MBR20200

    Prawda, ale te diody są już relatywnie drogie w stosunku do diod Schottky'ego na 100, czy 50V.

    WojtasJD napisał:
    jakiej mocy jest ta dioda Zenera?

    Mała szklana 300mW, włączana w szereg z inną (zwykłą) diodą.
    Proszę sobie porównać schemat zasilacza w/w z innym o podobnym schemacie.

    Pozdrawiam
    Greg

    0
  • #17 24 Maj 2006 22:59
    prokopcio
    Poziom 29  

    GregBa napisał:
    irek2 napisał:
    A do zcego wogule ten zasilacz i czy to ma byc 22V czy 2x22V?

    Dobre pytanie i przyłączam się do niego.

    Pozdrawiam
    Greg


    Dzięki chłopaki za wypowiedzi.... Co do powyższego pytania: Zaslilacz będzie zasilał maszynę hydrauliczną (elektrozawory 24VDC) oraz ich sterowanik. W sterowniku zasilanie jest wzięte przez diodę za diodą kondensator i stabilizator 12V (do wysterowania bramek mosfetów) potem stabilizator 5V do elektroniki. Elektrozawory są 48W i pracują jednocześnie maksymalnie 4szt a w większości czasu pracy to jeden, dwa lub wcale. Napięcie 22V jest po prostu "idealne" - może to dziwne, ale z moich niemałych doświadczeń wynika, że takie napięcie znacznie ogranicza (praktycznie likwiduje) uszkodzenia elektrozaworów 24V jeśli chodzi o spalenie/przepalenie się uzwojenia a działają bezproblemowo już od 18V. Do tej pory zasilam urządzenia z zasilaczy transformatorowych o bardzo niestabilnym napięciu (od obciążenia) więc i tu ekstra stabilność nie jest potrzebna.

    Co do pytania o stały czy zmienny prąd to odpowiem pytaniem: po co ja pytałem w pierwszym poście o to jakie najkorzystniej zastosować diody wyjściowe?

    0
  • #18 24 Maj 2006 23:19
    Quarz
    Poziom 43  

    Witam,
    faktycznie nie doczytałem tam na dole Twojego zaczynającego ten wątek postu, przepraszam, tego pytania nie było.

    Dziwi mnie tylko, dlaczego upierasz się przy przetwornicy przeciwsobnej (o największych wymaganiach napięciowych dla tranzystów kluczy przy tym samym napięciu zasilającym), a nie chcesz skorzystać z dobrodziejstwa doświadczeń przy konstrukcji i wykonaniu przetwornic półmostkowych, takich jak w zasilaczach komputerowych.
    Dla tej mocy przenoszonej, można również pokusić się o wykonanie (lub może tylko adaptację) klasycznej przetwornicy zaporowej, jakie można spotkać w starszych zasilaczach komputerowych markowych wypusków (IBM, COMPAQ, czy DELL).
    Również nie widzę przeszkód, by wykorzystać zasilacz komputerowy, ale formy AT z przetwornicą półmostkową i dokonać niezbędnych przeróbek adaptacyjnych.

    Pozdrawiam
    Greg

    0
  • #19 24 Maj 2006 23:26
    -RoMan-
    Poziom 42  

    Jednotranzystorowe przetwornice oparte o UC384x były budowane najczęściej w konfiguracji forward (http://schmidt-walter.fbe.fh-darmstadt.de/smps_e/edw_smps_e.html) a nie flyback. I właśnie kilkanaście sztuk takich zasilaczy Compaqa wala mi się pod biurkiem.
    Ostatnie flyback w komputerach jakie pamiętam, to bardzo egzotyczne XT z prywatnego importu.

    Co do konfiguracji, to już na samym początku autor wątku zrezygnował z push-pull z odczepem na rzecz półmostka.

    0
  • #20 25 Maj 2006 00:09
    prokopcio
    Poziom 29  

    Dokładnie tak jak pisze RoMan... ;-)

    Koniec pisania a czas wziąć się za robotę - nie interesuje mnie przeróbka zasilaczy... Już jestem zdecydowany na SG3525 bo z nim pracowałem, Trafo od AT/ATX 300W już przewijam, tranzystorki igbt, które mam i pisałem o nich na początku a co do sterowania górnego tranzystora to jeszcze nie wiem co zrobię...

    Dzięki wszystkim i pozdrawiam.
    ps. GregBa - czytaj uważniej posty... ;-)

    0
  • #21 25 Maj 2006 00:32
    Quarz
    Poziom 43  

    Witam,
    właśnie byłem, przed chwilą wczołgałem się pod stół, jako że mam tam taki zasilacz: COMPAQ, model; PS-6151-6C i jest tam przetwornica przepustowa (forward) :lol:
    Prawie jest sprawny (tj. można z niego pobierać energię, tylko szelma, nie chce wystawiać sygału na PG, a bez tego, to jak wiadomo, kompik jest w opcji reset i DB psze Pana :cry:)
    Przy okazji, pytanie dla czytających; może ktoś dysponuje schematem do w/w wymienionego zasilacza.

    Znane mi są również starsze rozwiązania zasilaczy komputerowych z przetwornicą zaporową (flyback) w klasycznym wykonaniu ze sterownikiem na TDA2460, czy z nowszymi z serii UC184x, ale również najnowsze rozwiazania z "inteligentnymi łącznikami" Power Integrations, czy Fairchild:
    http://www.powerint.com/topgxproduct.htm
    http://www.fairchildsemi.com/an/AN/AN-4140.pdf
    Skromnie tylko dodam, iż kilka takich zasilaczy o różnych mocach i konfiguracjach na układach PI w swojej działalności zawodowej zaprojektowałem i wykonałem (oczywiście wykonanie zaprojektowanego transfomatora zlecone było specjalistycznej firmie, która robi to stosunkowo za niewielkie pieniądze, również w ilościach jednostkowych).
    Podobne łączniki produkuje jeszcze kilka innych firm, wszystkie one pracują w układzie przetwornic zaporowych.
    Tak więc, widać tu powrót do zarzuconego kiedyś, na rzecz przetwornic przepustowych (forward), rozwiązania.
    Nie muszę dodawać, iż to dodatkowe uzwojenie (do zwrotu energii z pola magnetycznego) jest "kulą u nogi" w przetwornicy typu forward.

    Pozdrawiam
    Greg

    0
  • #22 25 Maj 2006 00:54
    -RoMan-
    Poziom 42  

    Dodatkowe uzwojenie jest mało kłopotliwe. Wykonuje się je cienkim drutem i w niczym nie przeszkadza. Ważniejsze są zyski - wieksza moc z podobnej wielkości transformatora, lepsza stabilność napięć wyjściowych (dzięki wspólnemu dławikowi wyjściowemu) i przede wszystkim - mniejsze prądy po obu stronach.

    0
  • #23 26 Maj 2006 23:30
    KaW
    Poziom 34  

    prokopcio buduje polmostkowy -bo taki bedzie mial tylko jedno uzwojenie robocze -i jedno-wtorne -a dwa tranzystory wyjsciowe -przelaczajace w polmostku -wysteruje ze sterownika -z pomoca
    mini transformatorka -dostepny moze byc w ATX-ch- jako ta mini przetw. stby...
    DAWNO TEMU - fale prostokatna 100kHz generowano na czyms tam-potem dzielono na pol -otrzymywano wypelnienie 50/50 -i zeby to bylo
    nie wszystko to miksowano z sygnalem chyba orzad nizszym i otrzymywano sygnal taki ------______-------+++++-------______

    idealnie symetryczny- 0V to :------
    Zalety-brak zmatrwien o zaklocenia w sieci el.. i o prace kluczy tranzystor.

    Pomysl z RADIO ros.

    0
  • #24 27 Maj 2006 00:12
    Quarz
    Poziom 43  

    Witam,

    KaW napisał:
    prokopcio buduje polmostkowy -bo taki bedzie mial tylko jedno uzwojenie robocze -i jedno-wtorne -a dwa tranzystory wyjsciowe -przelaczajace w polmostku -wysteruje ze sterownika -z pomoca
    mini transformatorka

    Prawda, i taki transformatorek w każdym zasilaczu półmostkowym AT, czy ATX jest gotowy do przejęcia, bez przewijania i do tego układ sterujący na TL484, lub odpowiedniku.
    Do przejęcia w takim przypadku jest z w/w zasilacza jeszcze kilka innych podzespołów, od filtrów sieciowych, mostka prostowniczego i kondensatorów elektrolitycznych poczynając.
    Można też trafić odpowiednią duodiodę z napięcia +12V (są tam przeważnie szybkie diody na napięcie zaporowe 200V i maksymalny średni prąd wyprostowany do 10A, a taka już starczy, lub więcej).

    KaW napisał:
    -dostepny moze byc w ATX-ch- jako ta mini przetw. stby...

    Ten akurat bezpośrednio nie przyda się, bo trzeba przewijać.

    KaW napisał:
    DAWNO TEMU - fale prostokatna 100kHz generowano na czyms tam-potem dzielono na pol -otrzymywano wypelnienie 50/50 -i zeby to bylo
    nie wszystko to miksowano z sygnalem chyba orzad nizszym i otrzymywano sygnal taki ------______-------+++++-------______

    idealnie symetryczny- 0V to :------
    Zalety-brak zmatrwien o zaklocenia w sieci el.. i o prace kluczy tranzystor.

    Pomysl z RADIO ros.

    Tiaa... ale to było dawno temu i o takim sposobie, to nawet już najstarsi górale prawie zapomnieli. Natomiast "pomysłodawcy" zza wschodniej granicy, często coś rzeczywiście chytrego wymyślili, ale to z powodu chronicznego braku, tego, czego Wujowi Samowi, zbywało; tolko żielieznaja kiurtyna oczen' charoszo diełała :D

    Pozdrawiam
    Greg

    0
  Szukaj w 5mln produktów