Modułowa przetwornica z synchronizacją 0,2-2kW

Witam
Czytając posty na temat przetwornic z 12V dużych mocy i widząc jakie z tym problemy, postanowiłem skonstruować przetwornicę która będzie osiągać duże moce a zarazem będzie łatwa w uruchomieniu. Już narysowałem schemat i teraz optymalizuję działanie i staram się zmniejszyć komplikację. Założenia projektu:
1- Przetwornica ma moc ciągłą 100W a chwilową 200W
2- Generator w przetwornicy musi się synchronizować z następnymi przetwornicami.
3- Możliwość przesunięcia w czasie impulsów synchronizujących.
4- Sterowanie zewnętrzne sygnału SHUTDOWN.
5- Stabilizacja napięcia wyjściowego.
6- Regulowane ograniczenie prądowe i odporność na zwarcia.
7- Możliwa praca jako pojedyncza przetwornica z własnym generatorem i zatrzymanie pracy poniżej 11V.

Z jednej przetwornicy można zrobić -14V i w ten sposób uzyskać +-14V dla wzmacniacza w mostku. Uzyska się w ten sposób prawie 2x100W RMS.
Kilka można łączyć szeregowo i uzyskać dowolne napięcie wyjściowe i moc. Przy 10 przetwornicach mamy 1000W mocy średniej i 2000W chwilowej. Moc chwilowa potrzebna jest do zasilania wzmacniaczy mocy, które odtwarzając muzykę nie pobierają mocy w sposób ciągły.

Tą przetwornicę zrobię na pewno bo mi jest potrzebna do zrobienia przeładowarki do akumulatora. Mam samochód z którego w prosty sposób nie wyjmę akumulatora, więc żeby go podładować, będę za pomocą tej przetwornicy przerzucał energię z jednego akumulatora do drugiego. Ciekawe do czego jeszcze można taką przetwornicę użyć?

-----------------------------------------------
Może ma ktoś pomysł jak zrobić wykrywanie awarii przetwornicy?

Konstrukcja niewątpliwie ciekawa, w miare uniwersalna, ale średnio praktyczna. Cena za prostote jednego modułu jest złożoność całości.

Zaleta też, przy przesuniętej fazie to mniejsze i nienakładające sie prądy tętniące. A to znaczy, mniejszy stres dla pojemności.

1 rdzeń TN25-3C90 - 4 PLN, kontrolery przy większej ilości można by kupić odrobinę taniej - załóżmy, że - razem z elementami dyskretnymi da się za 5 PLN. 2 MOSFETy w wersji SMD (przy tej mocy chłodzenie z płytki wystarczy) - 4 PLN. Pozostaje strona wtórna - diody, dławik, kondensator. Najdroższy jest dławik - rdzeń TN26 ze szczeliną 6.70 PLN. Użycie rdzeni proszkowych z demontażu wymusi znacznie mniejszą częstotliwość pracy przetwornicy i trzeba zastosować większy rdzeń na transformator - TN32 za 10 PLN - całość staje się tragicznie nieopłacalna, licząc w cenach detalicznych brutto. Trochę poprawia się po uwzględnieniu sporego spadku ceny przy 10 kompletach.

Mimo wszystko decydowałbym się na max 4 przetwornice po 250/500W.

Witam
Zrobię 100/200 bo mi jest taka potrzebna i na pewno łatwiej zrobić niż 250/500. Jeśli dobrze będzie działać to może zrobię 250/500. Jeszcze kosztów nie znam, bo schemat jest niegotowy. Z dławikiem trochę przesadziłeś, potrzebny jest 2u2/10A max a tranzystory będą potrzebować chłodzenia jak i diody prostujące. Płytka powinna mieć 5cm x 15cm i wysokość 3cm, ale postaram się zmniejszyć ile się da.
Wg Was, jakie pojemności powinny być po stronie pierwotnej i wtórnej?
Jak zrobić układ wykrywania awarii przetwornicy?

Blok 8 przetwornic będzie miał 28cm x 15cm i wysokość 5cm+radiator, czy to jest dużo?

DAR.EL masz dobre zamiary , jednak jestem rowniez tego zdania co Roman Max 4 przetwornice 250W ,
Wspolczuje nawijac 8 traf... i lutowac to , prostota jest , ale ekonomi chyba nie bedzie....

Na wejscie proponuje 2000uF /16V Low ESR dla kazdych 100W , tak jest w przetwornicy irka2 i wystarcza...

Na wyjsciu wystarczy po 470uF na szyne , nie zaleca sie duzo kondow na wyjscie bo maleje kat przeplywu , ja w swojej zrobilem taki eksperyment
, na wyjsciu przetwornicy mam 2x470uF na szyne , a w wzmaku mam na szyne 41 000uF /80V , odpialem kondzie od wzmaka i puscilem przetwornice tylko na 2x470uF z przetwornicy i smigalo jak ta lala , bez zadnych roznic .

Problemy z kątem przepływu dotyczą raczej przebiegu sinusoidalnego a nie prostokątnego. O ile jeszcze przy kontrolerze pracującym z pełnym wypełnieniem i bez kontroli napięcia wyjściowego można sobie pozwolić na małe pojemności wyjściowe (kosztem poziomu zakłóceń), to w przypadku jakiejkolwiek próby ograniczenia/regulacji napięcia trzeba być bardzo ostrożnym ze zmniejszaniem pojemności wyjściowych. Zdecydowanie łatwiej skompensować przetwornicę z dużą pojemnością na wyjściu, tłumiącą niepożądane bieguny charakterystyki niż dodawać słabo tłumiony biegun do i tak trudnej już kompensacji.

Witam
Jeśli ta strona liczy w miarę poprawnie to nie będzie tak źle.
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/vgw_smps_e.html
Moc średnią podałem wg obliczeń tej strony dla gęstości prądu w drucie 3A/mm² i dla trafa E30 wychodzi 110W ale jak zwiększyć dopuszczalną gęstość prądu do 5A/mm², którą tu stosujecie, to jest już 180W. Stabilizacja napięcia będzie tylko po to żeby napięcie wyjściowe nie rosło za bardzo gdy nie ma obciążenia, w innym przypadku będzie pełne wypełnienie, więc pełną moc uzyska się tylko przy włączonym silniku. Przy takiej stabilizacji nie jest potrzebny duży dławik wyjściowy a jak widać po różnych firmach produkujących takie zasilacze można z niego zrezygnować, ale ja wolę aby było kawałek indukcyjności na wtórnym.

-------------------------------------------------
Jest już w miarę czytelny schemat. Płytkę tak zaprojektuję żeby dało się włożyć trafo EE30 lub EE32. Na tym drugim, przy 5A/mm², będzie 250W.

Dar.El cześć no to czekamy na płytkę pozdro:)

Witam
Nie zapomniałem o tym zasilaczu, na pewno go zrobię ale jednocześnie robię dużo innych rzeczy i brakuje czasu. Chyba zrobię najpierw prototyp na płytce uniwersalnej, szkoda by było potem ciąć ścieżki i kombinować na już gotowych PCB.

Przeglądam różne schematy i posty na forum dotyczące przetwornic ...
Mam następujące pytanie do osób bardziej biegłych w temacie - jaka jest zaleta stosowania układu 4 tranzystorów w ukł. mostka i pojedynczego uzwojenia wtórnego ?
Czy nie lepiej jest robić jak w w/w schemacie układ 2 tranzystory + uzwojenie podwójne ?
Strata mocy związane ze spadkami na tranzystorach jest mniejsza (prąd płynie tylko przez jeden tranzystor a nie dwa szeregowo) a wykonanie uzwojenia jako podwójnego nie jest dużo bardziej kłopotliwe, tym bardziej że jego połówki pracują naprzemiennie a więc przekrój drutu jest mniejszy.
Pytam, ponieważ noszę się z zamiarem budowy spawarki ok. 150A a więc moc ok. 5kW.

Witam
Zakładam zasilanie z 230V.
W mostku na tranzystorach występuje max 340V i nie ma przepięć, wszystkie szpilki są zwierane do zasilania przez diody w tranzystorach. W układzie z podwójnym uzwojeniem pierwotnym, czyli PUSH-PULL, napięcie na tranzystorach osiąga podwojoną wartość, czyli 340x2 a do tego dochodzą szpilki które w jakiś sposób trzeba tłumić.
W mostku wystarczą tranzystory na 400V, ale na ogół stosuje się na 500V. W PUSH_PULL potrzebne są na co najmniej 900V uwzględniając te przepięcia i problem też jest z szybkością narastania napięcia.
Mosfety na 500V mają dużo niższą rezystancję przewodzenia od tych na 900V i są dużo tańsze. Oczywiście możesz spróbować zrobić PUSH-PULL na IGBT 1200V ale pamiętaj o porządnych gasikach, żeby szybkość narastania napięcia nie uwaliła ich.

OK, jasność w temacie

Witam
Po co ta zmyłka w temacie? 200W to dokładnie 0,2kW a nie 2kW.

Witam
Nie ma żadnej zmyłki, trzeba dokładnie czytać posty to będzie jasne o co chodzi. Przetwornica ma wejście synchronizujące z możliwością przesunięć czasowych. Takie przetwornicę można łączyć po kilka sztuk osiągając większe moce. Np. łącząc 8 sztuk mamy 1,6kW a ich wyjścia można łączyć szeregowo. Dla wzmacniacza mostkowego potrzeba 2 napięć ale można rozdzielić zasilanie każdej końcówki, co nam daje już 4 napięcia. Łącząc po dwa szeregowo daje nam 8 przetwornic o mocy ciągłej 1,6kW i chwilowej ponad 2kW. Czy teraz wszystko jasne?
Na forum niektórzy próbują robić jedną przetwornicę o mocy 1kW i mają z tym duże kłopoty, ja mam zamiar robić mniejsze z możliwością łączenia a wygląd takiego zestawu będzie dość kompaktowy.

Witam. Zastanawiam sie jak ten mostkowy uklad będzie sie mial do sprawnosci:?:

Witam
O jaką sprawność Ci chodzi? Wzmacniacza mostkowego a może o te kilka przetwornic działających razem?
Jeżeli jedna przetwornica ma 90% sprawności to 10 takich przetwornic razem też ma 90% sprawności. Chyba nie myślisz że przetwornice działające obok siebie nagle stracą swoją sprawność!
Jeśli chodzi o wzmacniacze mostkowe to mają taką samą sprawność co zwykłe i zależy od ich konstrukcji. Taki np. Holton ma bardzo niską sprawność i nie powinno się go stosować w samochodach.
Być może chodzi Ci jeszcze o coś innego, wybacz nie jestem telepatą.

masz racje - lepiej jest dac jako koniec mocy jakis inny wzmak niz holton , ale z racji ze jest popularny i latwo go zrobic jak za walory dzwiekowe ktore prezentuje mozna go z powodzeniem stosowac
moje testy wykazaly ze zasilajac go zasilaczem/przetwornica o miekkim napieciu i mocy ok 250W , idzie uzyskac moc na wyjsciu - ok 400-450W , a to za sprawa elektrolitow wyjsciowych i impulsowego charakteru muzyki i roznych wartosci oporu czynnego glosnika w zaleznosci od czestotliwosci
gorzej juz jak grzejemy bastestami lub trafimy na f przy ktorej glosnik ma dokladnie 4omy lub czasem nawet i mniej...

Bardzo cenna informacja praktyczna. Jesteś pierwszy który podał ile potrzeba mocy przetwornicy do konkretnej mocy muzycznej wzmacniacza. Wychodzi na to że wystarczy średniej mocy przetwornicy dla wzmacniacza o mocy RMS. Czyli przetwornica 250W mocy średniej wystarczy dla końcówki 250W RMS. A moc chwilowa wzmacniacza będzie zależeć od mocy chwilowej przetwornicy, która powinna być co najmniej 1,5x większa.

Może kiedyś w przyszłości wymyślę wzmacniacz w klasie G do samochodu. Klasa G ma największą sprawność, więc mniej prądu będzie potrzebować z alternatora i akumulatora. Niestety schemat będzie bardziej skomplikowany. Do takiego wzmacniacza w mostku będzie potrzeba 8 przetwornic, każda po 200W mocy średniej, co daje 1,6kW i mocy chwilowej 2,4kW. Czyli można zastosować dwa wzmacniacze o mocy 800W RMS i 1200W mocy muzycznej.

Telepatą moze i nie jestes,ale to chyba jasne,ze chodzilo mi o sprawnosc lączną tych przetwornic zkoro o nich mowa:D

Dar.El napisał:

[ ... ]
Może kiedyś w przyszłości wymyślę wzmacniacz w klasie G do samochodu. Klasa G ma największą sprawność, więc mniej prądu będzie potrzebować z alternatora i akumulatora.

Dlaczego klasy G, a nie klasy T ? ? ? przecież ten ostatni jest jeszcze sprawniejszy, ZOBACZ.

Witam
Mam pytanie praktyczne. Czy komuś tu na forum udało się zrobić przetwornicę dużej mocy na UC3846 z pomiarem prądu takim jak na moim schemacie. Boję się że coś takiego nie przejdzie i płytka będzie zmarnowana, zastanawiam się nad zastosowaniem przekładnika prądowego na jakimś małym pierścieniowym rdzeniu.

jesli chodzi o mnie to nie , przebieg nawet bez obciazenia byl tragiczny , straszne duzy pik w czasie wylaczania mosfeta , i nie chcialo to chodzic, pomiar pradu tez nie dzialal , tzn regulowalem pot. w prawo i w lewo ale ona i tak chodzila swoim tokiem ....

Pik w czasie wyłączania MOSFETa nie ma nic wspólnego z kontrolerem - wynika z właściwości transformatora (indukcyjność rozproszenia) i gasików.

Co do regulacji prądu - jeśli użyłeś rezystorów LVR-5 10 miliom/5W, to przed nimi ostrzegałem - mają dużą indukcyjność i strasznie "dzwonią".

tzn. nie wiem czy to odpowiednio nazwalem , ale taka hiperbola sie robila na ulamek sekundy przed wylaczeniem mosfeta a trafo nie bylo podlaczone ! dziwne
Roman jesli mozesz zobacz na temat przetwornica 230V-> +-75 1000W , zeby nie nabijac nowych postow dopisalem do wczesniejszego na temat testu przetwornicy polmostkowej na tym ETD 49 - mam tam jedno pytanko dotyczace diod po pierwotnej ....

Coś mi się wydaje że rezystory do pomiaru 20A w piku i jeszcze między masą a źródłami tranzystorów to niedobry pomysł. Rezystor bardziej nadaje się do pomiaru prądu ze składową stałą ale znowu transformator prądowy lepiej działa na przemiennym prądzie a w tym układzie nie ma się gdzie wpiąć. Wychodzi na to że będą potrzebne dwa uzwojenia pierwotne, tak aby napięcie indukowane na wtórnym transformatora prądowego było przemienne. Czyli oba wyprowadzenia uzwojenia pierwotnego z transformatora mocy musi przejść przez pierścień, krzyżując się a dopiero do drenów tranzystorów.
Można zastosować zwykły transformator prądowy podłączony do środkowego wyprowadzenia uzwojenia pierwotnego tr. mocy, ale wtedy trzeba wydłużyć czas martwy przetwornicy w celu wygaszenia pola w tr. prądowym. Ma to niekorzystny wpływ na wymagania dławika wyjściowego.

-> gregor10

Nie rozumiem... Testowałeś bez transformatora? To jakiej regulacji prądu oczekiwałeś? Czym były obciążone MOSFETy? Rezystorami drutowymi? One mają potworną indukcyjność...

-> Dar.El

Nie rozumiem Twoich wątpliwości co do stosowania rezystorów w źródłach. To jest tylko i wyłącznie kwestia tego, żeby ograniczyć ich indukcyjność. Minimalny spadek napięcia, przy którym da się kontrolować prąd przy pomocy UC3946 jest rzędu 150 mV.

Można też badać spadek napięcia na Rdson - w układzie podobnym do stosowanego przez Irka w jego przetwornicy na TL494 - 4 diody i 3 rezystory załatwiają sprawę. Przy okazji bardzo ładnie następuje kompensacja wzrostu temperatury MOSFETów - w miarę jej wzrostu maleje prąd szczytowy.

Przekładnik prądowy jest OK ale również wymaga diod. To ja już wolę badać spadek napięcia na Rdson

Kontroler UC3846 wymaga równego pomiaru prądu, niestety nie zapewnimy tego mierząc Rdson. Transformator nie lubi jak mu się nierówno magnesuje rdzeń.

No to nie pozostaje mi nic innego, jak tylko przy najbliższej okazji zamówić małe rdzenie toroidalne na przekładniki.

Postanowiłem jednak wykonać prototyp na płytce uniwersalnej i wypróbować wszystkie możliwe metody pomiaru prądu. Trochę to potrwa ale jak już zrobię płytkę to będzie miała na pewno mniej błędów albo wcale.

kontrola pradu to juz byla na takim sterowaniu jakie bylo , ale tak jak mowie nie dzialalo, a rezystorami mosfetow nie probowalem obciazac..

Dar.El dobrze mysli ,. najlepiej zrobic prototyp jeden a puzniej dopiero zamowic wiecej plytek