SMPS 1 Kw pentru amplificator

[vijelie02]

29 minutes ago, Mircea Crisan said:

Nu are nimic. Asa se comporta o sursa nestabilizata

 

Totusi cam mult 43V chiar daca e nestabilizata, se poate minimiza. Au fost prezentate cateva sugestii in acest sens.

[sesebe]

Rezistentele alea poarta-sursa sint foarte importante pt regimurile tranzitorii de la pornire-oprire dar eu nu oblig pe nimeni sa le puna.... merge si fara ele ....pina face poc la un moment dat si nu stii dece.

[Marian]

La pornire ambele CI-uri sunt oprite pana cand tensiunea de comanda atinge pragul minim al UVLO.

Si cand SG porneste o face pe umplere foarte mica primele pulsuri datorita soft-start.

La oprire HV-ul pica de regula inaintea tensiunii de control pentru ca sarcina pe HV este ( chiar si in gol exista ceva sarcina minim permanenta ).

Si aici ajuta UVLO pentru daca scade comanda sub prag, ambele iesiri sunt blocate.

Ca in anumite conditii abstracte ar putea ajuta intr-o oarecare masura nu contest, insa de aici si pana la a garanta fumul in lipsa lor, e cale lunga.

[sesebe]

Exista o regula de baza in proiectare schemelor electronice: "NICI O INTRARE NU SE LASA IN AER".

Pina la pornirea driverului, mai ales cind tensiunea lui de alimentare este foarte mica, iesirea driverului este "in aer" (daca nu are integrata acea rezistenta pt ca unele drivere au rezistenta integrata).

Cu poarta in aer, un MOS-fet sau IGBT (chiar si bipolar), poate capta zgomete care sa-l aduca pina in regim de deschidere (suficient si partiala) iar daca tensiunea de alimentare la partea de forta este deja disponibila (suficient si numai citiva volti) atunci pot aparea curenti prin tranzistori care pot ajunge chiar la nivele periculoase pt tranzistori.

In fine, eu nu vreau sa fortez pe nimeni sa puna acele rezistente, fiecare face cum il duce capul.

Editat Mai 8, 2019 de sesebe

[Marian]

Da cine a zis ca portile ar fi in aer?

Nu-i mai simplu sa analizam pdf-ul in loc sa facem supozitii?

@sesebe poate vezi acum propozitia asta:

Daca te uiti in pdf la schema bloc interna ai sa vezi ca portile etajului de iesire sunt comandate de porti logice comandate la randul lor pe cate una dintre intrari de detectia UVLO.

Adicatelea mai pe intelesul tuturor, portile logice ce comanda etajele de iesire din driver, comanda trecerea iesirii la masa pana UVLO este depasit.

Uita-te in pdf ca nu mori...

Adica iesirile sunt mentinute pe 0 ( la masa ) pana cand tensiunea de alimentare a driverului a atins pragul minim de pornire al UVLO, asta indiferent de starea intrarilor.

Si portile mosfetilor deci nu pot fi in aer nici la pornire. 

UVLO la IR2110 permite pornirea CI la cca 8,5V si il opreste pe la 8,2V.

 

Iata dovezile practice:

 

E un circuit de test facut acum pe breadboard.

Este configuratia simpla de pe prima pagina a pdf-ului, cu 2 diferente necesare pentru veridicitatea testului.

Pinul 12 ( intrarea LO ) l-am pus la alimentare pentru a forta mentinerea activa a iesirii LO.

R3 pusa de la alimentare la iesirea LO ca sa forteze activarea portii mosfetului de jos daca iesirea LO este incerta.

Osciloscopul, evident pe pinul 1.

Asta e montajul de test:

 

Am crescut progresiv tensiunea de alimentare de la sursa urmarind osciloscopul ( de interes e prima valoare din colt dreapta-sus ), scuze pentru focalizare:

 

La 8,6V setati la sursa, CI porneste ( n-am testat si valori intermediare intre 8,5 si 8,6, sunt irelevante ) si iesirea trece pe plus:

 

Cu alimentarea redusa la 8,3 iesirea inca este la plus:

 

Cu alimentarea redusa la 8,2V CI s-a oprit si trece iesirea la masa ( nu uitati de R3 care ar aduce imediat iesirea la plus daca starea CI ar fi incerta ):

 

Cu alimentarea redusa la 1,5 iesirea inca este tinuta fortat la masa de catre CI:

 

Si la 1,3 la fel:

 

CI pierde controlul asupra iesirii doar pe la 1,2V pe alimentare ( se intampla la fel si cand cresc de la 0 in sus, si cand reduc spre 0 ):

 

Concret:

CI pastreaza strict controlul iesirii si o mentine la masa de foarte devreme ( putin peste 1V ) si pana cand alimentarea sa atinge pragul UVLO, pana acolo starea intrarilor este complet ignorata, doar dupa pragul UVLO iesirile sunt lasate sa fie comandate de starea intrarilor. 

Deci argumentul tau @sesebe nu-i aplicabil.

 

PS: Sper sa nu trebuiasca sa dezbatem care alimentare ajunge prima la 1,3V, respectiv HV sau comanda, ca doar nu suntem atat de fixati pe ceva.

 

PS2: Nu tin neaparat sa am eu ultimul cuvant, insa nici nu refuz provocarile atunci cand stiu ce spun.

Nu opresc pe nimeni sa foloseasca acele rezistente, ar fi absurd, doar imi sustin parerea ca sunt in plus daca stii ce faci.

 

Spor.

Editat Mai 8, 2019 de Marian

[sesebe]

Mai nene, las-o moarta.

Ca sa poata sa tina portile jos electronica interna din integrat trebuie sa aiba o minima alimentare, macar 2-3 V ca sa inceapa sa lucreze sursele interne de curent, referintele si ce-o mai fi pe acolo.

Nu ma intereseaza dovezile tale. Nici nu m-am uitat pe ele. Cine comanda tranzistorul de low-side din driver ON cind alimentarea este 0V (0.1-0.9V de exemplu)?

Sint anumite reguli de proiectare ce trebuie respectate. Daca tu vrei sa faci altfel treaba ta. 

Mai mult, am spus ca nu vreau sa conving sau sa fortez pe nimeni sa puna acele rezistente acolo dar rezistentele pot sa lipseasca DOAR DACA sint interne in integrat altfel trebuie puse extern.

 

[andreigradu]

Schema discutata e asta de aici. Marian, ai facut referire la ea cateva pagini mai in urma.

Strict pe schema asta.

Observi ca lipseste condensatorul de 5-10uF montat local pe alimentarea IR2110 ?  Exista cel de 220uF pe toata placuta de comanda.

Observi ca acel condensator boostrap e de 22uF electrolitic ?  Prin documentele atasate vei vedea ca se recomanda ceramic, iar daca e neaparat nevoie de unul polarizat va fii cu tantal.

( cauta documentul:  ( dt98-2a “bootstrap component selection for control ic’s” ) )

...

Calculati condensatorul si veti gasi un interval de valori aferente tranzistorului IRFP460.  Are capacitate totala de 210nC, asta o sa dea un condensator sub 1uF din calcule. Valoarea condensatorului e dependenta de frecventa, capacitate, dioda.

...

Aveti atasata si o schema veche in format pdf din anul 2010....

...

In cazul acesta rezistenta de 4k7 montata intre G-S la mos previne deschideri accidentale in caz ca nu ai alimentat placa de comanda, sau daca lipseste.

Acea dioda bidirectionala 1.5KE18CA e foarte buna pentru ptotectie. Nu e neaparat necesara, dar am intalnit astfel de diode inclusiv in surse semipunte puse pe tranzistoare 1.5KE400. ca sa suprime la montajele semipunte eventuale spike-uri.

Din dorinta de a comanda rapid tranzistorul se pune o rezistenta de G cat mai mica. In anumite cazuri asta poate distruge driverul.

...

In documentul acesta, AN 6076 gasiti un exemplu de calcul al condensatorului, la pag 5 si multe alte calcule si informatii utile.

...

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=8&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjRw-LdnoniAhVaAxAIHT5UAQoQFjAHegQIBxAC&url=https%3A%2F%2Fedisciplinas.usp.br%2Fpluginfile.php%2F1589231%2Fmod_folder%2Fcontent%2F0%2FAN-6076%20-%20Design%20and%20Application%20Guide%20of%20Bootstrap%20Circuit%20for.pdf%3Fforcedownload%3D1&usg=AOvVaw1U7PjEQRzVNvuDWF1SzdUR

...

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=14&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwivid3ClYniAhUBpYsKHWhhCcEQFjANegQIBRAC&url=http%3A%2F%2Fwww.radio-sensors.se%2Fdownload%2Fgate-driver2.pdf&usg=AOvVaw1o4yw5Su-f21EFJlnBx5pV

...

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=6&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwivid3ClYniAhUBpYsKHWhhCcEQFjAFegQIARAC&url=https%3A%2F%2Fwww.infineon.com%2Fdgdl%2FInfineon-HV_Floating_MOS_Gate_Drivers_AN978-AN-v01_00-EN.pdf%3FfileId%3D5546d462533600a40153559f7cf21200&usg=AOvVaw3Y9l5upzBZqcgiNrQDaLD8

...

P.S. Leco si Crisan au produse dezvoltate separat de forum si sunt comerciale, nu sunt proiecte facute aici . Nu cred ca se includ in discutie.

Proiectul tau e frumos. Felicitari !  La tine vad trafo-driver, o alta abordare, mult mai robusta ca si fiabilitate. E proiectul tau comercial si doar l-ai prezentat ca o fisa tehnica a produsului oferit spre vanzare, asa cum veneau pe vremuri televizoarele si aparatele de radio, cu schema electrica in cartea de utilizare.

Nu e proiect comun facut de colegii de pe forum cu cablaj public. Asta inseamna " open-project " .

Sunt alti colegi care intradevar au reusit sa faca surse cu date de aici. DAR...

Marea majoritate a proiectelor au peste 4 ani vechime. Tocmai despre asta spuneam.  De cand se tot analizeaza combinatia SG3525 si IR2110 speram sa se fii creat o placa de comanda independenta care sa poata fii facuta de orice electronist cu materiale uzuale.

...

Era un user parca GEO-MAR care facea proiecte open source, desena cablajele, public tot. Pe undeva pe la controlere eoliene si fotovoltaice...

Sch_ SS&Tubes_SMPS_rev2.1.pdf

Editat Mai 8, 2019 de andreigradu

[Marian]

@sesebe Testul meu e prea simplu si explicit ca sa poata fi contestat.

Editat Mai 8, 2019 de Marian

[sesebe]

Acum 46 minute, Marian a spus:

@sesebe Testul meu e prea simplu si explicit ca sa poata fi contestat.

 

Nu ti-l contest. Nici macar nu stiu exact ce ai testat pt ca nu pot accesa multe dintre site-urile de img housting de la servici.

Problema cea mai mare este ca tu ai testat un singur integrat. Repeta testul pt 5000 de integrate si apoi mai discutam.

 

PS: nu este specificat nicaieri in datasheet ca poarta tranzistoarelor comandate este trasa spre sursa lor in lipsa alimentarii integratului.

@andreigradu a explicat din nou dece trebuie acea rezistenta.

Editat Mai 8, 2019 de sesebe

[Marian]

Adrei am observat ce spui tu cu acei conzi la schema de fata, sunt chestiuni nefericite, dar nu singurele, aminteste-ti ce a zis Sesebe ( si am sustinut si eu ) ca schema asta sufera ( sau oricum suferea ) de mai multe chestiuni nefericite ( sper ca pe topicul asta a fost discutia respectiva, rog pe Sesebe sa ma corecteze daca gresesc ca eu nu ma gasesc ). 

Am explicat eu insa cum ar trebui facut ( sau oricum cum cred eu ca ar trebui facut privitor la condensatori ).

 

1 hour ago, andreigradu said:

In cazul acesta rezistenta de 4k7 montata intre G-S la mos previne deschideri accidentale in caz ca nu ai alimentat placa de comanda, sau daca lipseste.

Aici e corect, daca placa de comanda sau alimentarea ei lipseste, atunci rezistentele alea sunt necesare.

Astea sunt insa anomalii in functionarea normala a unei surse ( ca despre asta vorbesc eu ).

Totusi chiar si pentru argumentele astea, daca le considerati necesare, puneti-le, n-am absolut nimic impotriva, am tinut doar sa-mi prezint punctul meu de vedere argumentat si testat, de aici promit sa nu mai insist pe tema rezistentelor.

 

1 hour ago, andreigradu said:

Acea dioda bidirectionala 1.5KE18CA e foarte buna pentru ptotectie. Nu e neaparat necesara, dar am intalnit astfel de diode inclusiv in surse semipunte puse pe tranzistoare 1.5KE400. ca sa suprime la montajele semipunte eventuale spike-uri.

E o sabie cu 2 taisuri sa stii. 
Adica sigur, cu un transil bine dimensionat in poarta, nu exista riscul strapungerii acesteia in afara de cazul strapungerii DS de la supracurent/supratemperatura/supraputere/etc...

Adica la fel ca si rezistenta, chiar daca situatia in care ele ar interveni benefic este foarte putin probabila, totusi le stii acolo si esti linistiti.

Cu transilul este insa o problema, capacitatea ei, o poti gasi in pdf si in grafice o sa vezi valorile functie de alti parametrii.

Daca este prea mare atunci o sa pui o sarcina capacitiva suplimentara ( si deloc liniara ) pe iesirea driverului, deci poti sa afectezi pantele de comutatie, si unde mai puit ca pot aparea oscilatii locale greu de amorsat, eu m-am lovit de ele la amplificatorul meu mosfet400 ( sigur, acolo regimul este altul la mosfeti ), oscila intr-o veselie si nu stiam de ce pana cand am gasit ca diodele transil erau cauza.

Cu o alimentare stabilizata si un cablaj bine facut, e foarte putin probabil sa existe circumstante in care poarta s-ar putea supravolta, totusi daca ele ar putea exista atunci transilurile ar rezolva ( eu nu le folosesc ). Exista mosfeti cu protectie interna pentru asa ceva, din cate stiam ST in special au asa ceva.

 

1 hour ago, andreigradu said:

Din dorinta de a comanda rapid tranzistorul se pune o rezistenta de G cat mai mica. In anumite cazuri asta poate distruge driverul.

Iarasi de acord, numai ca aici tine de dimensionarea schemei per ansamblu, iti alegi niste mosfeti cu capacitati suficient de mici sa poata fi comandate de driver-ul pe care vrei sa-l folosesti, ori daca nu se poate asa atunci alegi un driver mai bun. Rezistenta din porti intotdeauna am spus ca trebui sa fie dimensionata functie de curentul de varf maxim suportat de iesirea driverului, si tensiunea de alimentare. Asta confera si o oarecare rezerva deoarece iesirea driverului are o rezistenta proprie, iar poarta mosfetului deasemeni are o rezistenta interna proprie, deci curentul de varf pe care driverul il va suporta va fi mai redus decat maximul admis. 

 

 

28 minutes ago, sesebe said:

Repeta testul pt 5000 de integrate si apoi mai discutam.

Mda, sa zicem ca esti haios si sa terminam aici.

Stiu, e greu sa admiti ca n-ai avut dreptate, si mie mi se intampla din pacate uneori ( si apoi regret ).

Vezi ca am editat la cealalta postare, aia cu testul, ca sa vezi ca pdf-ul chiar iti zice ca e asa cum am testat eu.

Editat Mai 8, 2019 de Marian

[sesebe]

Acum 2 minute, Marian a spus:

..............................................................

Mda, sa zicem ca esti haios si sa terminam aici.

Stiu, e greu sa admiti ca n-ai avut dreptate, si mie mi se intampla din pacate uneori ( si apoi regret ).

 

Nu este specificat nicaieri in datasheet ca poarta tranzistoarelor comandate este trasa spre sursa lor in lipsa alimentarii integratului.

Arata-mi tu unde scrie in datasheet ca acea rezistenta este useless, nu nu trebuie montata. Nu se spune nimic despre ea . Nici ca trebuie, nici ca nu trebuie. Tine numai de experienta si dorinta proiectantului de-asi lua toate masurile de prevedere necesare.

 

Apropo sa stii ca am discutii de genul acesta si cu ingineri electronisti cu experienta mult mai mare decit ai tu si nu mi-e frica sa-mi sustin punctul de vedere. Atita doar ca unii nu insista pina in pinzele albe ............. 

Da cel mai destept cedeaza, .................citeodata este integratul.

[iop95]

S-a constatat ca UVLO la mai toate circuitele poate intra intr-o stare incerta... si atunci se intampla acele accidente catastrofale pentru MOS_uri, evident inexplicabile.

Deci UVLO nu are functionare 100% sigura. E adevarat ca se intampla f rar... o data la mii de ore de functionare, dar e suficient pentru un dezastru; in aplicatiile ind./mil./space, conditionarile sunt cu mult mai dure.

Rezistenta G-S ajuta in protectia dv/dt in principal si elimina orice risc in perioadele tranzitorii sau tensiuni induse.

[maxente]

Sau rezistenta aia G-S e bine sa o pui, cand in teste, folosesti soclu la integratu driver si poate nu ai siguranta contactelor perfecte din soclu, ca mai apoi sa ramana poarta mosfetilor in aer. Poate fi valabila idea si la un cablaj facut ''in casa'' cand e posibil sa ai trasee intrerupte sau lipituri necorespunzatoare.

[Mircea Crisan]

On 5/6/2019 at 7:20 AM, Marian said:

Smilex a tot scris cam tot strictul necesar despre teoria SMPS, deci si condul de bootstrap.

Pot fi folositi si electrolitici acolo, desi prea mult nu ajuta, prezenta lor este absolut necesara pe filtrarea sursei de alimentare a partii de comanda, adica daca ai un 7812 cu care alimentezi tot, atunci dupa el este neaparat nevoie de un electrolitic de macar cateva zeci de uF care sa actioneze pe post de rezervor de energie si sa ajute pe 7812 la stabilitate.

Pe bootstrap si LO sunt necesari ceramici sau alt tip de conzi cu ESR si ESL mici, si valorile mari sunt de evitat ( mai multi uF ) pentru ca ai nevoie de o impedanta cat mai mica a decuplarii ce-o fac la frecventa de lucru, si cu cat capacitatea e mai mare, cu atat mai mare e si impedanta la o frecventa data.

Scopul condului de boostrap ( la fel ca cel al celui de pe LO ) este sa suporte varful de curent tras de comanda tranzistorului/tranzistorilor.

Tot Smilex spunea ca in principiu o capacitate cam de pana la 100 de ori mai mare decat Ciss-ul total este deajuns.

 

Care e treaba cu acest cond fiindca eu intelesesem altceva.

Sa pun de 100x Ciss?

[andreigradu]

Eu am atasat acele "application note " tocmai ca fiecare sa citeasca cu atentie. Acum exista posibilitatea de a traduce din engleza in romana un text cu google-translate. Chiar si din pdf se poate copia textul.

...

La IRFP460 avem Ciss 4200 pF = 4.2 nF

Da, din ce spune el inmultind valoarea cu 100 iti da cam 420 nF, care e o valoare din intervalul de valori pe care le regasesti facand calculele C Boostrap.

Este o metoda rapida de a alege capacitatea Cboostrap si a fii in marja de siguranta

...

Condensatorul de boostrap-Hi-side trebuie sa fie ceramic, sau daca e polarizat cu tanta... Asa recomanda producatorul. 

Condensatorul de pe Low-side, acela polarizat cuplat imediat langa circuitul integrat IR2110 trebuie sa fie cam de 10 ori mai mare decat c boostrap. Paralel se pune 100nF ceramic local.

Valoarea pe care o ai la iesirea din stabilizator LM7812 e parte a sursei de alimentare. Acolo poti avea valoarea calculata in functie de consum si riplul pe care doresti sa il ai la acea sursa.

Poate ai si altceva cuplat acolo in afara de driver, un releu, un ventilator...

Puntea redresoare si condensatorul de filtrare din fata LM7812 tot asa le calculeaza fiecare in functie de curentul necesar si riplul dorit. O sursa buna ar trebui sa aiba un 4700uF minim inaintea circuitului LM7812. Valoarea reiese din calcule daca alegi un 200mA si un riplu de 100mV. Daca maresti curentul la 500mA creste si valoarea condensatorului.