ELFORUM - Forumul Electronistilor

# Sursa in comutatie cu SG3525

## Recommended Posts

Dupa multe zile de ganduri si ne-ganduri, am gasit niste bani cat sa ma apuc de contructia unei surse in comutatie folosind topologia full-bridge.

Am un miez E70, destul de maricel, chiar vanzatorul imi spunea ca a facut o sursa de 2Kw la o frecventa de 100 khz pentru cineva, in fine. Pe mine m-a interesat ca miezul sa fie bun pentru ce vreau eu sa il folosec.

Mai am 4 bucati irfp 460 ( luasem aminte la postul lui DJLeco despre sursa K6)

si niste mici ferite de prin transformatoarele de comanda de pe surse pc, atx-uri ordinare...

De zile bune tot rascolesc forumul si incerc sa strang cat mai multe informatii, nu am gasit insa nimic care sa-mi dea o formula ceva pentru calcularea spirelor din transformator. Am gasit aici pe forum o carticica unde mi se dau urmatoarele formule, apoi voi spune care sunt bubele ce le-am intampinat.

The first step is to determine the number of turns needed for the primary

winding. For this, the parameters from the core data sheet of the particular core

and core material are used. Also, the minimum level of flux density already

should have been determined (refer to Appendix D). The equation for

determining the number of turns for the primary winding in the CGS System

(U.S.) is

Npri=Vin(nom) x 10 la puterea 8 / 4 x f x Bmax x Ac

where Ac is the effective core cross sectional area of the desired core

(cm2).

Vin(nom) is the typical operating input voltage (V).

Bmax is the maximum operating flux density (gauss (webers/cm2)).

In the MKS System (Europe) system this is

Npri=Vin(nom) / 4 x f x Bmax x Ac

where Ac is the effective core cross sectional area of the desired core

(m2).

Vin(nom) is the typical operating input voltage (V).

Bmax is the maximum operating flux density (teslas (webers/m2)).

Some core companies use still a third metric system, milliTeslas (mT), and

millimeters. These companies tend to be Japanese.

Npri=Vin(nom) x 10 la puterea 9 / 4 x f x Bmax x Ac

where Ac is the effective core cross sectional area of the desired core

(mm2).

Vin(nom) is the typical operating input voltage (V).

Bmax is the maximum operating flux density (mT (webers/mm2)).

This number of turns now serves as the reference winding upon which all the other windings will be determined.

Next, one determines the number of turns of the highest power output secondary winding. The voltage drop across the output rectifiers cannot be ignored.

The equation to determine the number of turns for this winding is

Nsec= 1.1 x (Vout+Vfwd) /Npri x (Vin(min) x DC max

where Vfwd is the forward voltage drop of the anticipated output rectifier.

DCmax is the maximum expected duty cycle (0.95 is good).

Vin(min) is the minimum expected input voltage.

This equation can be solved for the needed secondary turns at the lowest

anticipated input voltage. At any input voltage lower than that, the regulator

will fall out of regulation

Acel Bmax si Ac ma nedumereste pe mine, Bmax il pot aproxima sau cum il pot afla? Am incercat sa caut pe internet date despre el, dar nu am nicimacar o serie la miezul meu, doar E70 si o asigurare ca s-a folosint intr-o sursa de 2kw la 100 khz...

Miezul acesta pe care il am are urmatoarele dimensiuni pe coloana centrala (este compus din doua E`uri) 21mm x 31mm = 651 mm patrati. Acesta sa fie acel Ac?

Vin mai precis ce este? 230Vac sau 230Vac redresat, adica vreo 310Vcc

Sters atasament, nu respecta regulamentul forumului in legatura cu drepturile de autor.

##### Share on other sites

Bmax este inductia maxima in miez si asta o determini in functie de topologia care o alegi si valoarea integralei tensiunii primare, care trebuie sa o calculezi pe cazul concret. Trebuie sa limitezi aceasta valoare astfel incat pierderile in miez sa fie cat mai mici(si totusi sa nu pui prea multe spire ca altfel iti cresc pierderile in cupru) trebuie gasit un punct de optim si acesta nu se afla acolo unde Pcu = Pfe! ci mai degraba cand d Pcu/d Bmax = - d Pfe/d Bmax unde Pcu reprezinta pierderile in cupru si Pfe pierderile in fier. Ac este sectiunea miezului. Iti atasez un documet bun pt ce ai tu nevoie, calculele nu sunt simple din pacate, asta daca vrei sa le faci cum trebuie nu dupa ureche! A si un sfat, lasa sistemul CGS, o sa te incuri mai rau, lucreaza in SI.

##### Share on other sites

Si eu prefer sistemul metric, am sa studiez mai amanuntit formulele acelea. Insa mi-a atras atentia un lucru referitor la frecventa transformatorului. In documentul respectiv vazusem ca scrie asa :

Switching frequency 150 kHz

Transformer frequency 75 kHz

Asta ce vrea sa insemne ca transformatorul trebuie calculat pentru jumatate din frecventa oscilatorului? Banuiesc ca are legatura cu acel factor de umplere 50%, nu vreau sa spun vreo prostie insa nici rusine sa intreb nu e...

Lasand putin formulele acelea la o parte am zis sa merg si pe varianta descrisa de psanyi aici :

Si numarul de spire la traf cum am scris si la un alt post se calculeaza cam asa

Nsp/V = Ton / (deB * A)

Nsp = nr de spire pe volt

Ton = durata impulsului in us (cand tranzistorul conduce)

deB = fluxul maxim admis in miez in T

A = aria sectiunii a miezului in mmp

Avand in vedere ca aveti de a face cu topologia push-pull aveti nevoie de doua infasurari primare calculate in mod asemanator

Ex :

Majoritatea miezurilor de ferita folosita in surse merg bine pana la 280 mT

B=280mT

frecvaenta 25 Khz

fact. umplere = 50%

Uin = 12V

Uies = 2x55V;

Pies = 200 W (putere in secundar)

A = 46 mmp (asta dupa ce ai masurat sectiunea miezului)

rand = 80 % (randamentul)

Se calculeza curentii necesari

Pin = Pies / rand = 200/0.8 = 250 W

Iin = 250 / 12V = 20.83 A

Se calculeaza Ton

Din datele mai sus avem f = 25 Khz fact ump. 50%

Ton = 1/f *(0.5) = 1/(25*10^3) = 1/25000 * (0.5) = 0.000002s = 20us(microsecunde)

se calculeaza nr de spire/Volt

Nsp/V = Ton / deB * A Nsp/V = 20 / 0.280 * 46 = 1.55

se rotunjeste la 2 deci Nsp/V = 2

Se calculeaza nr de spire pt primar

Np = Up*Nsp/V = 12 * 2 = 24 spire

deci pt primar avem 2 infasurari cu cate 24 spire

Se calculeaza nr de spire pt secundar

Ns = Us*Nsp/V = 55*2 = 100 sp

pt secundar avem doua infasurari cu cate 100 spire

Din formula de mai sus cu A=682 mmp si F=100khz mi-a dat cam 0,102 spire/volt mi-a dat pentru 300Vcc 30.3 spire, eu am pus in plus inca 4 spire, iar pe secundar momentan l-am dimensionat pentru 100 volti adica 10.2 spire, eu am pus 12 spire, sa vad ce o iesi, momentan incerc sa bobinez traful de comanda, vazusem ce zicea Dj Leco referitor la traful de comanda pentru sursa K6, din pacate nu am un miez toroidal la indemana si incerc sa fac pe un E+E recuperat din sursele de calculator, sa vedem ce o iesi. Momentan nu am un osciloscop la indemana sa vad macar forma semnalului prin traful de comanda, eventual voi inseria cu un bec de 100W la 220V sa vad daca am tensiunea respectiva in secundar, asa zic eu ca mi-as face o idee despre cat de departe sunt de realizare. Tin sa spun inca odata ca sursa mea de inspiratie este proiectul K6 si este vorba de un full bridge din care vreau sa scot 2KW.

Acel Bmax l-am ales la plezneala vorba romanului, respectiv 0,28 T cum zicea mai sus in formula...

Inca studiez acele formule... Sunt deschis la orice parere/sugestie...

Scuzele mele daca imaginile sunt mari... dar nu am gasit o modalitate sa le micsorez, abia mai imi merge windows-ul...

##### Share on other sites

Daca micsorezi imaginile iti spun cum sa faci convertor cu iesire sinusoidala la 50 Hz. cu stabilitatea retelei. Mosu Tuti.

##### Share on other sites

Imi cer scuze pentru problema cu imaginile, intre timp am reusit sa le fac mai mici.Domnul Tuti, din pacate nu ma intereseaza ceva pe frecventa retelei (50HZ). Ce ma intereseaza pe mine este realizarea unei surse full-bridge, deocamdata incerc sa ma lamuresc cu formulele astea, eu am tot intrebat pe forum in sectiuni specifice, raspunsuri n-am primit. Oi fi intrat si eu la categoria aia care cer totul mura'n gura...

##### Share on other sites

Cred ca e cam mult 0.28 T ....Iar despre ftecventa , 150Khz e frecventa oscilatorului din sg, frecventa trafului e jumate din acea frecventa deoarece sg comanda tranzistori pt cele doua alternante deci o sa ai jumate de alternante pozitive si jumate alternante negative amandoua la un loc 150 khz , iar cum perioada semnalului e formata din doua alternante => 75khz.....50?% e factor de umplere ce nu are legatura cu frecventa , in practica nu o sa gasesti niciodata 50% (la topologia asta), poate doar 49,..% ai grija cu firele alea la tranzistori , fale cat mai scurte , si nu lega direct puntea H la conzi , pune un bec de 100w in serie cu ei , ca daca ai norocul sa belesti ceva , se lasa cu fum si pocnituri .....spor

##### Share on other sites

Stiu povestea cu bubuiturile , pana sa am toti 4 tranzistori, incercasem un half bridge pe un miez din atx, cum nu am un osciloscop deocamdata la indemana nu am avut curajul sa bag direct la priza. Nu as arunca 40 de lei asa doar de dragul grabei. Nu ma grabesc, atunci cu acel half bridge si cu becul inseriat reusisem sa fac un choparas respectand numarul original de spire din primar (40 daca mai tin minte bine) si secundarul il dimensionasem pentru 30 de volti, pusesem o rezistenta de nichelina pe post de sarcina sa vad ce se intampla, intradevar becul se aprindea slab si tensiunea din secundar imi scadea undeva la 15-14volti la un curent de 2 amperi.Transformatorul de comanda il facusem pe un tor apropiat ca dimensiuni de un R25 si pusesem 12 spire in primar in serie cu o rezistenta de 10 ohmi 1W, iar cele doua secundare cate 14 spire fiecare...Din pacate pe acel tor pe care facusem transformatorul de comanda nu incapeau 5 fire din cablu utp, asa ca am cumparat un tor ceva mai maricel si am reusit sa bobinez pe el cele 5 infasurari. Am facut si transformatorul de curent, in ceea ce priveste formulele acestuia de calcul nu sunt foarte diferite de cele pentru aflarea numarului de spire la transformatorul "choper". Pe un tor cu 15 mm diametru exterior am bobinat 110 spire cu 0,1 CuEm si secundarul o spira cu cupru masiv de 2.5 cu izolatie pvc pe el. Mai pe seara o sa fac niste poze in care se vad cele doua transformatoare. La transformatorul de comanda am incercat sa pastrez un pas cat mai ordonat intre spire.Toate ca toate, pana nu vad forma semnalului cu un osciloscop pe infasurarile din transformatorul de comanda nu dau jos becul ala inseriat . Cu un aparat de masura pus pe alternativ am masurat 3.0-2.8 Volti, banuiesc ca nu este foarte precis aparatul la frecventa aia, a mai incercat cineva sa masoare asa. As vrea si eu niste detalii daca se poate.Legat de acei Tesla, nu stiu ce sa zic. eu am dimensionat traful pentru 75khz, nu risc sa-i dau pe frecventa mai mare pentru ca eu tot ce stiu despre miezul transformatorului este doar atat: E70, pe viitor cand le-oi mai deslusii cu miezurile o sa incerc sa fac ceva mai bun. Deocamdata vreau sa scot din sursa asta 100V la 20 de amperi

##### Share on other sites

M-am mai uitat peste formulele acelea si gasisem intr-o carte scria de Keith Billings.

Eu am dimensionat transformatorul folosind formulele astea:

`Vcc= Vin x 1.3 x 1.9Vin este tensiunea alternativa minima de alimentareTon = 1/2 x 1/ff - frecventa in HzNp= Vcc x Ton/ delta B x AmNp - numarul spirelor pentru tensiunea minima de alimentare (Vcc)Ton - perioada maxima de conductie "on" exprimata in microsecunde usdelta B - densitatea fluxului data in Tesla (T)Am - suprafata minima a miezului in milimetrii patrati`

Nestiind prea multe detalii despre miez, am zis sa nu fortez foarte tare miezul, si m-am ghidat dupa niste grafice

Sectiunea masurata este 682mm patrati

Tensiunea minima de intrare: 90 Vac

Frecventa pentru SG3525 80 khz

Frecventa la care am calculat transformatorul 40Khz

Am aproximat dupa graficul acela fluxul magnetic la 0,1 Tesla

Dupa formulele de mai sus eu am calculat asa

Vcc= 90 x 1.3 x 1.9 = 222V

Ton = 1/2 x 1/40000 = 12.5 us

Np = 222 x 12.5/ 0.2 x 682 = 2775/136.4 = 20.34 spire, eu am aproximat la 21 de spire pentru primar

Eu am intalnit o buba, ori nu mai stiu eu matematica bine ori nu stiu ce sa zic

In exemplul dat din carte pentru o sectiune de 354mmp la aceasi tensiune (222Vcc) da 39 de spire.

Numarul spira/volt din cate situ eu este Vcc/nr spire. In exemplul din carte asta vine 222/39 = 5.6 sp/v. Dar in cazul meu 222/20,34 imi da 10,... si nu are cum 10 spire pe volt. Sa fii gresit eu ceva? Pana una alta am incercat sa deduc zecimal cate spire pe volt imi trebuie ca sa pot calcula si spirele pentru secundar.

222 V = 21 spire

22 V = 2,1 spire

2V=0,21 spire

1V=0,105 spire/volt

La final am 21 de spire in primar

in secundar am 11 spire

Asadar in primar am bobinat cu 4 sarme de 0,5 CuEm in doua straturi, primul strat cate 10 spire, apoi am introdus o folie de cupru (folia am luat'o de pe niste bucati de textolit placat) si am lipit un fir pentru masa, apoi am venit cu secundarul pe care l-am bobinat cu 2x1,4mm CuEm.

Astazi am incercat sa-i dau primul "picior" cu un bec inseriat, din pacate am vrut sa pun un resou de 2000W inseriat cu puntea de redresare pe partea de 220V pentru asigurarea unui curent mai mare prin sursa, sa nu fie direct la 220V (V-am spus ca nu am osciloscop la indemana acum). Pana la urma am pus resoul si am parlit 2 mos feti, nu i-am legat la transformatorul de comanda. Am fost sa cumpar alti doi mos feti, la fel. Ma intreb cum naiba am reusit sa scurcircuitez doi mosfeti cu resoul ala... Puntea de redresare este de 20A la 400 Volti, un MB234...

Stie cineva ce s-a intamplat?

##### Share on other sites

ti-am zis ,dar vad ca nu intelegi , pui un bec de 100w in serie cu alimentare punti H nu inainte de puntea redresoare , ca se incarca conzi si cand sg da comanda la irf-uri ,conzi fiind incarcati ,mosi nu au sanse in caz de vreo greseaza , curentul sare de 30A in cazul unei greseli la atacul tranz daca conzi sunt incarcati , plus ca ai pus si resoul ala de 2kw ...numa de aici mai ai vreo 10 A peste ceaa ce e in conzi ......asa pana la anu poti sa tot arzi mosi....

##### Share on other sites

OKpoate nu am fost suficient de concis, scuzele de rigoare...Ce am inseriat eu cu resoul a fost puntea, condensatoarele de filtraj si puntea cu mosfeti si transformatorul choper. GRILELE TRANZISTOARELOR NU SUNT CONECTATE.Mi se pare ciudat ca doar doi s-au prajit fara nici o comandaMai jos este schema in care am legat eu resoul...

##### Share on other sites

pai se mai intampla la mosuri si numai daca le manevrezi se incarca grila si mos-ul ramane inchis si poc.nu lasa niciodata libera poarta ca se incarca electrostatic.a si totusi de ce nu le ati conectat portile mosurilor?treaba cu becu e cea mai sigura ,un bec de 100w ia 0.5A si cu el poti sti daca merge sursa(se aprinde slab) daca nu merge sta aprins de-al binelea. spor la treaba si sa auzim vesti bune

##### Share on other sites

Mda, citisem pe undeva ca este indicat sa faci un strap intre picioarele mosfetilor atunci cand ii lipesti... Si imi trecuse prin minte sa leg portile la secundarele trafului, asa aveau o rezistenta mica si nu ramaneau incarcati electrostatic. Intrebam pentru ca mi se parea ciudat totusi de ce doar doua tranzistoare imi pocnesc. Poate contra si faptul ca doua bucati sunt IRFP460LP si ceilalti doi sunt IRFP460? Nu cred... am studiat datasheeturile si is la fel parametrii... Ce sa mai zic acum, o sa iau altii si vedem ce`o urma dupaia.

a si totusi de ce nu le ati conectat portile mosurilor?

Am vrut sa vad daca se incalzeste ceva in caz de... Si curiozitate pe de'alta parte

##### Share on other sites

Mda, citisem pe undeva ca este indicat sa faci un strap intre picioarele mosfetilor atunci cand ii lipesti... Si imi trecuse prin minte sa leg portile la secundarele trafului, asa aveau o rezistenta mica si nu ramaneau incarcati electrostatic. Intrebam pentru ca mi se parea ciudat totusi de ce doar doua tranzistoare imi pocnesc. Poate contra si faptul ca doua bucati sunt IRFP460LP si ceilalti doi sunt IRFP460? Nu cred... am studiat datasheeturile si is la fel parametrii... Ce sa mai zic acum, o sa iau altii si vedem ce`o urma dupaia.

a si totusi de ce nu le ati conectat portile mosurilor?

Am vrut sa vad daca se incalzeste ceva in caz de... Si curiozitate pe de'alta parte
Pai au puscat 2 pt si atunci cand sursa functioneaza 2 conduc si 2 sunt opriti , conduc cei de pe ramurile opuse ala punti h pe diagonala , la tine au puscat doar cei 2 deoarece ,probabil doar ei au avut o incarcare pe grila cat de cat mai mare decat a celorlalti 2 , intrand in conductie si apoi stapungandu-se din cauza curentului prea mare , asa ca prin ceilalti nu a mai trecut curent daca astia deja au intrat in scurt.....

##### Share on other sites

Legat de nr de spire/v e mai mare in cazul tau pentru ca tu ai ales sa ai un deltaB mai mic! Eu ti-as sugera sa studiezi mai bine electromagnetismul inainte sa te apuci de proiectat trafuri pentru convertoare asa puternice. Sau daca nu, construieste un proiect testat si verificat!

##### Share on other sites

M-am intors, intre timp am facut rost de un osciloscop sa vad si eu mai bie ce se intampla.

De data asta n-am mai lasat nici o grila "in aer", am lipit toti pinii tranzistoarelor, am pus in serie cu puntea un resou de vro` 1000 watti, si am obtinut in secundar 77 de volti in gol, am pus o nichelina de 10 ohmi si imi cade pe la 43 volti si curentul este 2.5-2.8

Am incercat si cu un bec sa inseriez sursa, si fara sarcina in secundar se aprinde foarte slab filamentul (becul este de 100W).

Ziceam eu mai sus ca pana nu vad macar ce iasa din traful de comanda la oscioscop, nu bag direct 220V.

Mai jos este forma semnalului in grila tranzistoarelor.

Am si eu o intrebare, fiind incepator in domeniul surselor in comutatie, intreb ca nah nu-mi place sa crap tranzistoare la infinit.

Eu gasisem un articol interesant pe net aici http://www.qrp4u.de/docs/en/smps_new/

Acolo sunt prezente si cateva oscilograme dupa care m-am ghidat si am comparat ce am masurat eu cu prima "Fig. 9: VT2 (VT1) gate-source voltage"

Cat de bun este ce vad eu acolo?

## Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

Only 75 emoji are allowed.

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

×

×

• #### Activity

×
• Create New...