Thread Rating:
  • 0 Vote(s) - 0 Average
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
smps 500W
#1
Pravio bih smps za pojačalo snage 500W sa materijalom koji već imam.E sad imam feritna jezgra E65 bez mame I tate.
Na jezgrima ne piše apsolutno ništa .Kako da utvrdim do koje frkfencije mogu da rade I koju snagu mogu da izvučem iz njih.Pakovanje je sa 10 polutki I u stiroporu gde stoje je utisnuto KASCHKE.Tranzistora I smps IC-a imam raznih na lageru samo da rešim trafo.
Reply
#2
Gorso69,

Ta jezgra su ogromna, sigurno su power jezgra i ne mogu biti ispod materijala K2004, što bi bilo najpribližnije Epcos materijau N27. Ako su od K2006 (N67) ili K2008 (N87), utoliko bolje.

Sa 60-70KHz ništa ne rizikuješ ni sa tim najlošijim. Prenećeš sigurnih 700-800W jer može i više.
Teoretska granica je 1800W sa 145mT pri 70KHz, što komotno možeš prepoloviti kao graničnu realnu mogućnost u home-made, osim ako ne motaš bakarnom trakom.

Ujedno je oblast od 60-70KHz otprilike najekonomičnija hard sw. zona i za bolje materijale, kada ti nisu frka gabariti sprave.
Pošto imaš E65, što je ogromno jezgro, zasigurno nemaš problema sa gabaritima :-).
Na tim frekvencijama su u dobrom kompromisu i svičing gubici poluprovodnika i gubici u jezgru i gubici u bakru zbog nekoliko efekata.

Važna poenta je maksimalna popuna bakrom, koliko god možeš to da ispoštuješ.
Kad namotaš trafo i ima mesta za dva žileta do jezgra, onda si izvukao maksimum snage iz tog trafoa, sa datim hlađenjem.
Naravno, još veća snaga se može postići ako se trafo forsirano hladi.

To jezgro je sigurno jedan od tri navedena materijala (K2004, K2006 ili K2008), čije su paralele po istom redosledu N27, N67 i N87, Epcos.
Bez posebne opreme je jako teško otkriti koji je materijal od ta tri jer se u nijansama razlikuju, osim gubitaka pri višim frekvencijama, što je krupnija razlika kod njih.

Evo ti DS osnovnih podataka o tri paralelna materijala, jer od Epcos to imam na jednoj stranici.
To u potpunosti važi i za Kaschke: K2004=N27, K2006=N67 i K2008=N87.


.pdf   pow_ferr_epcos.pdf (Size: 158,11 KB / Downloads: 12)  

Pozz
Reply
#3
Za to jezgro i te frekvencije ti je minimalan broj navojaka na primaru Np=13 navoja.
Ja bih išao na bar 14-16 navoja, odnosno na 2 x 7 ili 2 x 8 navoja minimalno za primar (dve sekcije između kojih su sekundari).
Imaš tada pri normalnom mrežnom naponu oko 10V/nav. za 16 navoja, ili 11,42V/nav. za 14 navoja.
Isto pravilo važi i za sve sekundare.

Pozz
Reply
#4
Hvala kolega,
pokušao bih da namotam sa bakarnom trakom ali imam par nedoumica .Kako da uradim izvode,spoj dva primara ne izgleda mi to baš jednostavno ali bih pokušao.Kalem nemam tako da čekam od kolege stolara da mi izradi šablon.Imam bakarne  trake 43*0.1mm,45*0.1mm ,44*0.1 koju ću morati da sužavam zbog margina i da peglam ivice nakon sečenja.Od izolacije imam papir 0.07mm i hostafon 0.05mm(izolaciona folija koju sam davno dobio iz Minela kao i Cu trake).Kada poduvlavam Cu trake dali se tokom motanja izoluju i samo na krajevima namotaja spajaju ili izolacija nije potrebna?
Reply
#5
Telo imaš ovde:
https://store.comet.rs/Catalogue/Product/9666/

Za izolaciju ti treba nešto što garantovano podnosi 155-200*C i bar 3KV po sloju.

To na primer imaš ovde:
http://www.timi.rs/trgovina.html

Bakarne trake posle sečenja na uže trake moraš prepeglati i ošmirglati ivice, da ne budu oštre i da ne proseku foliju.
Kada dupliraš traku, ne moraš ih međusobno izolovati ali je to jako nezgodno za motanje zbog smicanja. Tu mogu odlično pomoći maleni komadići duplofan trake...

Dosta uobičajen materijal, čak i za visokonaponske trafoe je poliester folija.
Za tvoje potrebe bi se mogla upotrebiti ta folija debljina od  0.05-0.1mm.

Dodatnu marginu može napraviti i pažljivo lakiranje bokova i pečenje na 130*C.

Širina folije mora biti tesno do kraja tela, dok bakarne trake moraju biti uže za po 3mm sa svakog kraja, zbog naponske margine.

Između primara i sekundara treba da bude bar 0.3mm poliester folije, dok između bakarnih folija u pojedinačnom sloju može i 0.05mm.
Izvode možeš napraviti lemljenjem komada trake ili krute žice dovoljnog preseka, pod pravim uglom i izvođenjem tako što zasečeš telo na tom mestu pa izvučeš napolje.
Da bi obezbedio pouzdanu marginu, sa obe strane trakastog izvoda stavljaš po 0.3mm poliester folije, koja je šira od trakastog izvoda za nekoliko mm sa svake strane (min 3mm).

Praktično, vazdušno rastojanje ti mora biti najmanje 6mm između bilo koje dve tačke primara i sekundara, bilo kojom putanjom.
Probaj da zamisliš bilo koje dve tačke odakle bi mogla preskočiti varnica sa primara na sekundar i tu treba da bude min 6mm vazduha. Izolacija od 0.3mm poliestera može podneti i preko 5KV, ali varnica može obići okolo, zato to rastojanje mora biti min 6mm.

Inače, motanje trakom obezbeđuje maksimalnu moguću snagu koja se može izvući iz SMPS transformatora.
Razloga ima puno, od vrlo visoke popune tela bakrom (kod žice je tipično 0.4 zapremine za motanje, dok se trakom može postići i preko 0.6), pa preko minimalnog skin efekta, do odličnog prenosa toplote sa sloja na sloj pa napolje.
Da bi imao osećaj o razlici u snazi sa popunom bakra, evo na primer (popuna je zapreminski odnos bakra u odnosu na zapreminu prozora za motanje):
Tvoje E65/32/27, pri 70KHz i 144mT može pri popuni bakrom 0.4 teoretski preneti 1884W, dok je to sa popunom od 0.6 već 2308W pri istim ostalim uslovima. (navedeno za najlošiji materijal K2004 ili N27).
U praksi je to teško postići jer su uslovi hlađenja lošiji, ali procentualni prirast snage je isti.
Konačna snagu koju može preneti jedan trafo ograničava samo maksimalna temperatura svake tačkice u njemu.
Kad bi uspeo svaki molekul jezgra i bakra održati na fiksnoj povolnoj temperaturi, moguća snaga bi težila beskonačnoj.  
Ali to u praksi onemogućava toplotna provodnost jezgra i namotaja i njihovo predavanje toplote okolini.
Jezgro ima prilično lošu provodljivost toplote i kada na površini imaš na primer 120*C, unutra već mogu postojati hot-spots koje dostižu Kiri emperaturu gde jezgro prestaje da bude jezgro.

Učešljavanje trafoa u više sekcija takođe povećava snagu koja se može preneti i pravilno raspoređuje fluks, a takođe i jako povećava spregu trafoa, što drastično smanjuje gubitke kod hard sw. pretvarača.

Iz praktičnih razloga se najčešće mota jedno učešljavanje kao kod ATX (primar-sekundari-primar-telo), dok recimo više učešljavanja (primar-sekundar-primar-sekundar-telo) već daje osetno bolje rezultate.
Što više učešljavanja - to bolji trafo, tj. kada bi moglo, najbolje bi bilo da primar i sekundar dele isti prostor i sprega bi bila najbolja moguća, ali na žalost to je nemoguće.
Čak i kalem samo sa jednim namotajem nema potpunu spregu sam sa sobom, jer postoji rasipni fluks okolo, van jezgra i namotaja.
Najefikasniji hard sw. pretvarači imaju po 4 ili više učešljavanja i veliki deo te efikasnosti počiva na dobrom trafou koji ima vrlo jaku spregu i veoma mali Llk.

Pozdrav
Reply
#6
Da, ucesljavanje ili "sendvic" motanje.

Sto se izvoda tice, nejjednostavnije je skrojiti pocetak folije po potrebi i presaviti je da izvod bude pod pravim uglom u odnosu na traku. Pre toga se mora znati i osmisliti prihvat izvoda folije, da li ce biti pravugaoni profil, zica, pletenica ili prosto pod sraf, pa prilagoditi prikljucak. Sto manje lemnih spojeva.
Reply
#7
Hm Vladd,

To je sve tačno što kažeš oko izvoda, da lemna mesta treba izbegavati.
Ta opaska najpre važi za nastavke žicom, potom za uže i deblje trake.

Istina je da je kod žice to bude jako problematično kod velikih struja, jer je mala površina preklopa lema i visoka gustina struje za kalajnu leguru, te je to obično slaba tačka u trafou.
Mesto jačeg zagrevanja, sa potencijalnom šansom degradiranja strukture lema vremenom,  gubljenja spoja i otkazivanjem komponente, pa finalno i celog uređaja.

Kod trake to bude drugačije i to veoma zavisi od odnosa širine prema debljini trake i ako je traka tanja a šira to pravilo sve manje važi.

Drugi problem je što savijanjem trake pod pravim uglom, kad je više izvoda na istoj strani trafoa, to premaši gabarite tela i onemogući montažu na pcb ili drugu podlogu, a naravno poveća i rasipna polja trafoa (čitaj kao: smanji spregu trafoa i drastično poveća gubitke u snubbers). Kada je samo par izvoda, kao za prigušnicu, onda je to dovoljno dobar metod.

Kod bakarne trake nije toliko problematično lemljenje izvoda, posebno ako se taj lem dovoljno preklopi i pritisne komadom drveta neposredno po zalemljavanju, tako da se istisne kalaj i ostane u vrlo tankom sloju u lemu.

Kod pomenutog EE65/32/27, širina tela je 39mm i može se na primer izabrati bakarna folija širine 30mm, gde ostaje sigurnosna margina od 2 x 4.5mm do ivice, što je i više nego dovoljno.

Pretpostavimo da idemo na najteže moguće uslove korišćenja (tropska verzija sa visokom temperaturom ambijenta i prirodnim hlađenjem u tim uslovima i radna temperatura trafoa 100-110*C) i da dopustimo samo 3.5A/mm_sqr (što je za SMPS trafo tih gabarita možda pola od tipičnih mogućnosti pri klasičnoj temperaturi ambijenta).

Recimo da imamo traku širine 30mm i debljine 0.2mm. To je 6mm kvadratnih i u tropskoj verziji bezbednih 21A kontinualne struje.
Ako izvod napravimo bakarnom trakom od 10x1mm, što je 10mm kvadratnih i preklopimo je punom širinom, pod pravim uglom na traku namotaja i zalemimo svom površinom, dobićemo površinu preklopa od 10x30mm, odnosno 300mm kvadratnih i imaćemo gustinu struje na lemu od svega 70mA/mm_sqr.  
Ako traku od namotaja peklopimo i sa gornje strane preko trake za izvod, imaćemo čak 600mm kvardratnih spoja i 35mA/mm_sqr.
Sa tim duplim preklopom, "gužva" koju pravi izvod, nije deblja od 1.4mm, a izlazi napolje kroz 10x1 (10m kvad.) i nominalnim kapacitetom od preko 40A, što se samog izvoda tiče. Čak će i sama traka izvoda odlično hladiti svoje krajnje lemno mesto na pcb, a takođe i sam spoj u trafou.

Pre bih rekao da je kritično mesto tamo gde se izvod (nožica) lemi na pcb. Tu treba obratiti pažnju na površinu preklopa!
Iz prakse znam da trafoi najpre upravo tu prave "hladan lem".

Sa tom gustinom struje kroz kalajnu leguru, evo ja garantujem, da bilo koji član foruma teško može stići da doživi propadanje tog spoja, osim ako ga ne razore hemijska dejstva neke kiseline i slično.

Od toka nominalne struje nema šanse da propadne!

Samo spoj treba upresovati dok je još tečan kalaj, nekim ravnim komadom drveta, da ostane što tanji sloj kalaja između traka i sačekati da se polako ohladi i očvrsne, zbog pravilne kristalne strukture.
Ujedno se dobije i na smanjenju "gužve" kod izvoda.

Neverne tome i  raznorazni  "fili" mogu napraviti specijalnu, luksuznu, hepi, space-military verziju, sa zlatarskim, srebrnim tvrdim lemom (68% Ag, 560*C, 100e/Kg) i onda će spoj nadživeti daleko potomstvo najmlađih članova foruma i "file" učiniti srećnim, već zbog pomena plemenitih metala (možda imaju osećaj da i njima plemenitost poraste zbog toga)...
---------------------

Kod na primer šine 50x10mm i nastavka istom šinom, sve što si rekao savršeno važi i tu je nedopustiv spoj kalajem jer je odnos preklopne površine i površine preseka šine nedovoljan (odnos preklopa i preseka je tek 5, a ne 50 ili 100  kao u našem hipotetičkom slučaju).

Kod takvih prelaza, gde nije ogroman odnos preklopne površine prema preseku bakra, treba: ili spoj stezanjem, sa obrušenim površinama (lošije), ili tvrdi srebrni lem u što tanjem sloju, sa opet obrušenim površinama i to onda bude ok, ili kao najbolje, direktno zatapanje bakra brenerom u protekcionoj atmosferi (kad je moguća izvodljivost).
Takve "krstove", kod na primer punkt mašina, najčešće treba i hladiti sa još dve bakarne "štangle" sa obe strane spoja, kroz koje teče voda, u slučajevima vrlo visokog strujnog opterećenja.

Sve te premise počivaju na srednjoj vrednosti struje po mm kvadratnom preseka spoja nastavka.

U ovom šugavom današnjem svetu, gde je postalo normalno da u kabl od 16 kvadrata zabodu ČELIČNU štipaljku i posle se pitaju otkuda toliko slučajeva izgorelih domova od elektro instalacija, spoj lemljenjem kod @Gorso69 je svemirski dobra tehnologija.

Na žalost, sve je više čeličnih prelaznih spojeva u svemu: klemama, kontaktorima, prekidačima, nožastim osiguračima i tek ćemo goreti (možda i u paklu) sa takvom halapljivosti proizvođača na račun kvaliteta...

Nekad su se i deca kvalitetnije pravila, a sad će nam ih (duboko poštovani) Kinezi praviti jevtinije i sa visokom serijom :-)

Pozz

P.S.

Za mladunce koji sanjaju da svet počinje od Arduina i da će se svet bitno poboljšati tom pojavom, pokazno čuvam jedan trofazni glavni prekidač iz 1951. koji je verno radio na jednom erozimatu, u jako zagađenim atmosferskim uslovima, čitavih 60 godina.
Dan danas je u savršeno ispravnom stanju.

Telo mu je bakelitno, svi elementi unutra: od zavrtnja pa do kontakta su od srebrne legure, a jedini elementi koji su čelični su jako kvalitetne opruge.
Danas ima prelaznu otpornost sva tri kontakata manju od 1 miliom, posle 60 godina rada u zagađenoj atmosferi, a kad se uključuje ili isključuje, to ima zvuk repetiranja novog CZ99 (nemam živaca da vam snimam taj fantastični zvuk).

Vlasnik je kod remonta erozimata, i pored mog protivljenja, insistirao da stavim novi grebenasti prekidač od 3 x 16A (sa gvozdenim kontaktima) i to iz estetskih razloga :-)
Samo sam ga pitao da li mogu za uspomenu da zadržim ovaj stari i on je rekao da mogu i da ga bacim, što se njega tiče.
Danas ga čuvam za pokazivanje kako je se nekad sve dobro pravilo, sa daleko slabijom tehnologijom ali drastično većom odgovornosti i realnim odnosom kvalitet-cena.

Neće Arduino sprečiti da se kuća zapali kad se uključe tri grejalice odjednom, ali elegantno može da javi kad je vreme da se beži napolje, što takođe nije loše :-)

Kad smo već kod priče o kontaktima. Nije baš direktno u temi, ali ne može da škodi.



Reply
#8
Pitanje za tebe @Gorso69:

Koliki je napon napajanja pojačala, tj. koje struje očekuješ na sekundarima?
Na osnovi toga ti mogu dati neke preporuke motanja.
Reply
#9
Napon bi trebao da bude +/-60V/5A.Naručio sam iz Comet-a tela za motanje.Dolazi li u obzir da izvode punktujem umesto da lemim pošto imam i tu mogućnost.Namotao bih prvo traku obeležio pa zatim odmotao radi punktovanja
Reply
#10
Pa sad, za 5A ti ne treba traka, mozez motati bilo kojom zgodnom zicom(nakon izracuna debljine, broja navoja u sloju), a kvadraturu kompenzovati bifilarno, trifilarno..visefilarno, pa i izvode razdeliti na vise pinova.
Lakse za nekoga sa manje prakse i iskustva, a sa ogranicenim brojem tela, jezgara...ukratko, pakovanje namotaja ne mora da uspe iz prve...
I ne treba komplikovati sa trakom.

Traka ide na stampu, ali vrlo specificno..
Iz moje praistorije, traka je na stampu isla pod sraf, stampa je bila prisutna, preko stampanog voda sina sa navrtnim zakovicama, i na zakovicu traka iz trafoa...nema tu puno izvoda, bitan je dominanti 10-20 ili 30-amperski. Izmedju sina kondovi, u prekidu sine redna zavojnica...
Kontinualnih 20-30A nije igranjac..
Reply
#11
Onda bi možda mogao namotati primar sa 2 x 7 navojaka (oko 11,4V/nav) a sekundar sa 2 x 5 navojaka (2x 57Vpk).
Na ispravljačima gubiš oko 2-3V i to ti je to, eventualno još malo pada na lošoj filtraciji primara (niži osrednjeni DC napon na bulk elko, ako je manji od 1000uF/A)

Ako koristiš bakarnu traku širine 30mm ( odlične margine po 4,5mm od svakog zida), za oba namotaja je i više nego dovoljno da bude debela 0.2mm (dupla), mada i 0.1mm potpuno završava posao. Već sa 3mm kvadratna imaš 10,5A kapaciteta sa gustinom od tek 3.5A/mm_sqr. Ali će sigurno trafo biti bitno bolji sa 30x0.2 na oba namotaja i kapacitetom od kontinualnih 21A po svakom.
Rekli smo da treba dežiti visokoj popuni bakrom.

2x7+2x5navoja=24 navoja debljinom 0.2=4,8mm visine i neka bude i 24navoja izolacije od 0.2 (što je kad se rasporedi i više nego dovoljno), dakle još 4,8mm visine, tj. ukupno 9.6mm  visine, a imaš na raspolaganju celih 11mm.
ta razlika će se popuniti nesavršenošću motanja i trafo će biti napunjen kao šibica. Spreman za najgore maltretiranje.

Izvodi mogu biti na primer od trake 10x1mm ili 10x0.5 (kapacitet 40 ili 20A, oba su dovoljna).

Punktovanje ti ne bih savetovao jer ćeš neverovtno teško zapunktovati svih 300mm kvadratnih površine i to bakra, odjednom. Trebalo bi ti za to 1 megavat snage punkt mašine.
Ako punktuješ male tačke, dosta njih po toj površini, onda ti je to opet dugotrajan i mukotrpan posao i opet nemaš punu površinu spoja.

Dakle, i dalje je najpametnije zalemiti tih 10x1 pod pravim uglom na 30x0.2 ili 2x 30x0.1.

Ako si odlučio motati trakom, onda to treba ovako:


.pdf   Draft8.pdf (Size: 7,26 KB / Downloads: 22)

Sekundar se mota bifilarno, tako što motaš odjednom dva bakra i dva PS filma. Kako se nastavlja i gde idu izvodi imaš u pdf.
Pod "bakar" podrazumevam ono što izabereš, odnosno ako uzmeš dupliranu od 2x01mm i to smatram jednim bakrom.

Primar se radi na sličan način i slično se postavljaju izvodi. Svaka polovina se mota odjednom sa jednim bakrom i jednim filmom.

Nastavak sa kraja unutrašnje polovine na početak spoljne polovine mora biti takav da drugi deo primara nastavlja u istom smeru motanja (sasvim slično kao sekundari).

Izolacije između sekcija primara i sekcija sekundara moraju biti makar 3 namotaja PS folije po 0.1mm plus preklop od 10mm na kraju.
Podrazumeva se da je širina svih PS folija 39mm. Bakra 30mm.

Pozz
Reply
#12
@Gorso69,

Napravio sam lapsus oko tebi potrebnog napona.

2 x 5 navojaka je za +-50 i malo više Vdc, dok tebi u stvari treba +-60 i malo više VDC, tj. 2 x 6 navojaka.
Ako ti je mnogo 11.4V/navojku, možeš dodati par navojaka na primaru.

Baza za računanje primara ti je 160Vpp (pod uslovom dovoljne filtracije na 320Vdc) i ne sme ispod 13 navojaka, a može više. Npr. 160V/16nav=10V/nav. Račun je sličan mrežnom trafou jer pretpostavljam da ćeš praviti neregulisani HB sa duty oko 48% po tranzistoru.
Dodatnim navojcima na primaru možeš finije namestiti prenosni odnos i manje od 11.4V/nav.
Računaj da je struja primara oko 1.5 x Pout/160V. Npr, ako ti je izlazna snaga 800W, imaš 800/160 x 1.5 = 7.5Acont.
Pošto mislim da će biti neregulisani HB, onda se efektivna vrednost napona na sekundaru računa kao V/nav x 0.96.
Reply
#13
Nije frka za lapsus tek sam poručio tela za motanje a pošto je lager Bulgaria biće to za desetak dana.U pravu si planirao sam neregulisani HB sa IR2153d.Od tranzistora sam planirao IRFP460,diode imam 150EBU02 ili HFA15TB60 ili ću kupiti neke druge koje preporučiš.Nego koje kondezatore da kupim jer njih nemam?
Reply
#14
Od te dve diode ti je znatno jevtiniji izbor ova HFA15TB60. Slične su po karakteristikama i vrlo upotrebljive, osim što je ova EBU neuporedivo skuplja i raspolaže bespotrebno velikom strujom za ovaj slučaj. Sačuvaj tu EBU za neki SMPS aparat za varenje.

Trebaće ti bar 1200uF za bulk na 320Vdc, a ako imaš više ti stavi. Očekuj tu srednju struju od preko 3A pri punoj snazi.

Što se mosfeta tiče, IRFP460 nije loš ali je prilično zastareo i ima dosta veliko punjenje Qg koje je poveliki zalogaj za IRdrajver, otprilike za isti novac možeš kupiti neki noviji za 600V, 30A, 0.1R Rds_on i sa bržom internom diodom, takođe sa neuporedivo lakšim gejtom za IR drajver .

https://www.tme.eu/rs/en/katalog/tht-n-c...%3B&page=1

Kad smo već kod interne diode:
Najveća većina mosfeta tih performansi i okvirno te cene, ima vrlo masivnu internu diodu, na kojoj počiva najveća većina prekidačkih gubitaka polumosta (čitaj temperature hadnjaka za mosfete).

To se može značajno popraviti, uvećanjem troška HB za još 4 diode.
Od te 4 imaš sve 4 na lageru najverovatnije.

Treba ti dve one duple šotki iz ATX u TO-220, nešto poput MBR15 ili slično, za više od 16A i treba ti dve visokonaponske, ultrabrze, koje već imaš, tj.  HFA15TB60.

Ovom šemom dobiješ znatno hladniji HB za te snage, zbog značajno smanjenih gubitaka i pored većeg pada napona na prekidačima.
U principu većina toplote na hard sw. HB potiče od recovery punjenja masivnih internih dioda mosfeta, potom od recovery ispravljačkih pa tek onda od Rds_on.
Dve šotki u TO-220 ne moraju da se hlade i nije im bitan maksimalni zaporni napon (može biti i samo 20V), dok ove visokonaponske, brze, treba možda ipak na hladnjak, mada možda neće morati ni one da se hlade (saznaćeš kad sklopiš).

To se popravlja ovako:  

Reply
#15
Fetovi stigli,još kalemovi pa krećem😀
Reply


Forum Jump:


Users browsing this thread: 1 Guest(s)