Jak zaprojektować transformator do przetwornicy push-pull z chipem SG3525?

Sat Jun 04, 2005 4:33 pm   

Cześć,
Kilka dni temu był wątek na temat przetwornic i z tego wszystkiego
zdecydowałem się na zrobienie przetwornicy typu pusch-pull na chipie SG3525
plus 2x tranzystor IRF540 plus przewijany transformator z zasilacza
komputerowego (na początek). Topologia Boost-up mam wrażenie po tym co mówił
Roman, że by nie pociągnęła potrzebnych parametrów.

Mam już działający generator częstotliwości. Sprawdziłem go na razie
wstępnie w McGyver'skim stylu podłączając przez dzielnik napięcia do karty
dźwiękowej i z pomocą oprogramowania audio uzyskałem prymitywny oscyloskop
(w stereo ładnie byłoby widać jak naprzemiennie włączają się kanały
sterowania mosfetami .

No i teraz mam PYTANIA do kogoś, kto mógłby mi uprzejmie podpowiedzieć coś w
sprawie projektowania samego transformatora, bo jak Roman ostrzegał tutaj
jest wymarzone miejsce dla laika na profesjonalne wyłożenie się z całym
tematem Mam nadzieję, że Roman mimo deklarowanej większej chęci
wykonania niż pisania o wykonaniu i każdy, kto może coś tutaj wnieść będzie
mógł coś podpowiedzieć. Z góry wszystkim ogromne, przeogromne dzięki! Bez
Waszej fachiowej pomocy może wyjść jedynie "pszetfornica"...

Z tego co rozumiem ze względu na materiał rdzenia z zasilacza ATX należy
użyć transformatorek tradycyjnego typu (pozdrawiam Kobierzyn a
toroidalny przeznaczyć na dławik wyjściowy. [Jakbym wypisywał głupoty to
liczę, że ktoś życzliwy wyprowadzi mnie i wszystkich to czytających z
błędu].

Moje trafo ma 40mm (zewnętrzna wielkość rdzenia) i z braku jakichkolwiek
informacji co to może być zakładam roboczo, że to będzie odpowiednik EDT39.
EDT ma przekrój środkowego rdzenia 128mm2 a mój z ATX ma 132mm2, nic nie
wiem o materiale z jakiego to jest zrobione i tutaj może być większa
różnica. No i pierwsze pytanie:

* czy takie założenie ma jakikolwiek sens, jeżeli nie, to czego może być to
odpowiednik?

Problemem teraz jest uzyskanie informacji co do sposobu obliczenia i
fizycznego nawinięcia tego transformatora. Przetwornica ma mieć nast.
parametry:
na wejściu 12V
na wyjściu 48VAC
pobór na wyjściu 1,5A.

Idę na stronkę, którą mi podaliście: Half-Bridge Push-Pull Converter
http://schmidt-walter.fbe.fh-darmstadt.de/smps_e/hgw_smps_e.html , chcę
wpisać co należy i już mam pierwsze zacięcie, bo nie jestem pewien czego
konkretnie dotyczy Vout - na schemacie wygląda mi, że to jest napięcie
wyprostowane - a moje 48V znaczy dla mnie 48V AC (z transformatora
sieciowego, z tego następnie jest prostowane przed urządzeniem).

* czy to znaczy, że muszę tam wpisać jako Vout 48*1,41= 68V?

Powiedzmy, że odpowiedź na to pytanie jest twierdząca, więc zakładam 68V i
na przykład 40 kHz pracy przetwornicy (12Vin 1,5A). Mam po cichu nadzieję,
że to ma jakiś sens i że nie trzeba tego puszczać na 150 kHz. Rozumiem, że
częstotliwość odnosi się do częstotliwości pracy transformatora a nie do
tranzystora, który chyba pracuje na połowę niższej częstotliwości... Po
wciśnięciu "Calculate" i "Transformer data" wyskakuje, że rdzeń EDT39 miałby
mieć dla tych parametrów 6 zwojów uzw. pierwotnego fi=1,34mm i 73 zwoje
wtórnego fi=0,8mm (w praktyce z tego co kojarzę należy użyć drutu
odpowiednio cieńszego w przeliczeniu na powierzchnię przekroju i nawijać
uzwojenie pierwotne najbliżej rdzenia i każdą warstwę izolować - z tego co
mi wcześniej napisaliście - ale nic więcej na razie nie wiem, więc wszelkie
wskazówki są niezmiernie mile widziane). Powiedzmy użyje drutu fi=0,5mm.

Tutaj pojawia się następny problem, jak konkretnie nakręcić uzwojenia, bo
wszystkie schematy jakie widziałem w konfiguracji SG3625 plus 2x MOSFETy
mają dwa niezależne uzwojenia pierwotne i najczęściej dwa wtórne. Zakładam,
że:

* skoro na końcu potrzebny jest prąd stały (odpowiednik wyprostowanego 48V z
sieci) to mogę mieć jedno uzwojenie wtórne - czy to jest OK?

Jakkolwiek ten schemat i obliczenia są na jedno uzwojenie pierwotne.

* Czy wystarczy nawinąć 2 uzwojenia pierwotne z kalkulatora czyli 6 zwojów
każde, czy coś inaczej, bo każde z nich będzie pracować na o połowę niższej
częstotliwości niż wtórne?

* a może można zrobić tak jak na tym schemacie - z jednym pierwotnym i
wtórnym i z kondensatorami- czy to jakieś narysowane uproszczenie?

Załóżmy, że trzeba będzie nawijać dwa uzwojenia pierwotne i jedno wtórne -

* -1. czy oba uzwojenia pierwotne miały by być nawinięte jedno obok drugiego
na połowie dostępnej długości a nad nim na całej długości rdzenia wtórne
-2. czy raczej oba pierwotne przeplecione razem na całej długości rdzenia i
nad nimi wtórne
-3. czy raczej dwa niezależne pierwotne plus dwa korespondujące z nimi
wtórne tworząc jakby dwa niezależne transformatory obok siebie? Odnośnie
wyników z kalkulatora - jakie parametry miały by być tych podwójnych
uzwojeń???

* czy jeżeli wychodzi mniejsze wypełnienie uzwojeniami niż jest w stanie
zmieścić transformator to nawijać bardziej na całej długości rdzenia ale nie
na całą "wysokość" - czy odwrotnie - tylko w centrum rdzenia z wolnym
miejscem po bokach ale żeby uzwojenie zajęło całą "wysokość", czyli
szerokość okna? (oryginalnie było nawinięte właśnie drugim sposobem, że po
bokach uzwojenia zostawało po jakieś 2-3mm z 17,5mm dostępnej długości
rdzenia w karkasie).

No i na koniec pytanko jakby na później i w drugiej kolejności:

* kalkulator podaje dławik wyjściowy( przenajmniej myślę, ze to o to chodzi)
72uH. W jaki sposób z toroida (30mm z zasilacza) nakręcić te 72uH i jak
policzyć kondensator współdziałający z tym dławikiem? W ostateczności nawinę
powietrzną cewkę z kalkulatora: http://www.qsl.net/wa2whv/radiocalcs.shtml
tylko czy się to nada?

Dzięki za wszelkie informacje, pozdrawiam bardzo pl.misc.elektronika TEAM

Sat Jun 04, 2005 6:18 pm   

From: "PowerBox"

Osycloskop to podstawa przy budowaniu takich urządzeń.



Najczęściej to robię w ten sposób, że nawijam przybliżone (na oko)
uzwojenia,
nawet można nawinąć trochę więcej, poźniej zamiast nawijać nowe uzwojenia
można odwijać część starego.
Stawiam w zasilanie (szeregowo z cewką) mały opornik, na którym jest
oscyloskop, na oscyloskopie ładnie widać kiedy rdzeń zaczyna wchodzić w
nasycenie.


Do przeciwsobnej toroidalny jest jak najbardziej na miejscu.


częstotliwość nie jest krytyczna?


patrz wyżej, czy urządzenie zaakceptuje dużą częstotliwość.
czy nie trzeba zrobić przetwornicy 48V stałego.


to jest złe założenie. 1,41 (pierwiastek z dwóch) obowiązuje dla sinusoidy.


Częstotliwością można "regulować" moc transformatora.


parametry częstotliwościowe są bardziej wygórowane dla tranzystora.
bardzo ważne jest jak szybko przechodzi od włączenia do wyłączenia i
spowrotem.


chyba to wybuchnie.... :-)



z tym "niezależne" to przesada, nie widziałem takich przetwornic

Jeżeli chodzi o wtórne: dajesz dwa uzwojenia jak Ci "szkoda" diód
lub dajesz jedno uzwojenie jak nie masz miejsca na drugie w trafie


nie wiem o co tu chodzi...


przy tych mocach, i tych napięciach wejściowych odradzam.

Władysław




------------------------------------------------------------------
Zobacz projekt nowej strony glownej portalu INTERIA.PL

--
Archiwum grupy: http://niusy.onet.pl/pl.misc.elektronika

Sat Jun 04, 2005 6:22 pm   

Użytkownik "PowerBox" <powerbox@wp.pl> napisał w wiadomości
news:d7sooq$m22$1@nemesis.news.tpi.pl...

Nie. Te przetwornice dają napięcie prostokątne, z pierwiastkiem dwóch nie ma
to wiele wspólnego.
Jak należy zaprojektować transformator do przetwornicy push-pull ci nie
powiem, bo mi się nigdy nie udało tego dobrze zrobić. Ale próbuj.

Sat Jun 04, 2005 7:08 pm   

On Sat, 4 Jun 2005 19:33:35 +0200, PowerBox wrote:

Dlawik wyjsciowy bedzie pracowal z duzym pradem stalym i ma gromadzic
energie. Wiec potrzebuje szczeliny - a toroid jej nie ma.
No chyba ze to specjalny material magnetyczny o niskiej
przenikliwosci.


Moment - co ty chcesz na wyjsciu uzyskac ?
Sinusoidalne 50 Hz 48V skutecznego ? To nie tedy droga, bylo od
poczatku tak pisac.

48V stalego ? to wpisujesz 48V.
Dalsze moje uwagi odnosza sie do 48V DC.


A mozesz rozebrac ten rdzen ? Bo podejrzewam ze nie.
I mam pewna propozycje - uzwojenia na rdzeniu sa prawdopodobnie
rzedu 160V/2*18V - czyli przekladnia w granicach 10:1, czy moze
lepiej zapisac 10:(1+1).
W tym ukladzie potrzebujesz ok 6V/70V czyli przekladni ok 1:11.
Ale gdybys mial pelny mostek, to 12V/70V - czyli 1:6.
A to juz blisko 10:2

Ewentualnie pomysl o przeciwsobnej - pan Sz-W jej co prawda nie
omawia, ale zasada jest podobna.


To jest uklad dobry dla duzego napiecia wejsciowego, bo je zmniejsza o
polowe, a ty juz masz male. No i dobre jak sie sterowanie pomyli
albo jeden tranzystor spali - nie bedzie dym lecial



rdzen by sie przydal. Bo powietrzna to wychodzi dosc spora i w dodatku
nadaje na cala okolice - nawet powietrzna warto zwinac w toroid.

J.

Sat Jun 04, 2005 7:24 pm   

Hello Władysław,

Saturday, June 4, 2005, 9:18:22 PM, you wrote:

[...]


Toroidalny z zasilacza ATX? Życzę powodzenia w wietrzeniu smrodu
palonych tranzystorów...

[...]

--
Best regards,
RoMan mailto:roman@pik-net.pl

Sat Jun 04, 2005 7:26 pm   

Hello J,

Saturday, June 4, 2005, 10:08:46 PM, you wrote:


I właśnie to 'chyba' w zasilaczach komputerowych występuje. Dławik
wyjściowy jest nawijany na toroidalnym rdzeniu proszkowym.

[...]

--
Best regards,
RoMan mailto:roman@pik-net.pl

Sat Jun 04, 2005 8:02 pm   

From: "RoMan Mandziejewicz"

Miałem na myśli rdzeń toroidalny, nie z zasilacza ATX
Wogóle to bezsens męczyć się z rozbieraniem indukcyjności
z takiego zasilacza. Po prostu kupić nowe nawinąć i już.

Władysław




------------------------------------------------------------------
Zobacz projekt nowej strony glownej portalu INTERIA.PL

--
Archiwum grupy: http://niusy.onet.pl/pl.misc.elektronika

Sat Jun 04, 2005 8:11 pm   

Hello Władysław,

Saturday, June 4, 2005, 11:02:13 PM, you wrote:


Ale pytanie autora wątku było o rdzeń własnie z zasilacza ATX. I Twoja
odpowiedź w tym kontekscie niepotrzebnie wprowadza w błąd.


To jest oczywiste. Ale jemu się wydaje, że zrobi taniej w ten sposób.
Bez wiedzy, części, umiejętności i przyrządów.

--
Best regards,
RoMan mailto:roman@pik-net.pl

Sat Jun 04, 2005 8:20 pm   

Użytkownik <pisz_na.mirek@dionizos.zind.ikem.pwr.wroc.pl> napisał w
wiadomości news:d7t26e$hrc$1@panorama.wcss.wroc.pl...

Wszystko fajnie.
Niemniej z transformatorem do przeciwsobnej dużej mocy z niskiego napięcia
są problemy z symetrycznym nawinięciem dobrze sprzężonych niewielu grubych
zwojów i ich doprowadzeniami.

Sat Jun 04, 2005 8:53 pm   

- urządzenie zasilam na razie z transformatora sieciowego 2x24=48VAC. Zaraz
na wejściu jest mostek prostowniczy więc można chyba powiedzieć, że
urządzenie docelowo zasilane jest 68VDC. Teraz potrzebne jest uruchomienie
tego z instalacji 12VDC.

Zastanawiałem się czy dobrze liczę, bo na
http://schmidt-walter.fbe.fh-darmstadt.de/smps_e/hgw_smps_e.html Vout, które
należy podać wygląda mi, że tyczy się napięcia po wyprostowaniu i zgłupiałem
z tego wszystkiego co miałbym wpisać. Ostatecznie wydaje mi się, że
powinienem wpisać tam 68V (Vout) i wyrzucić mostek z samego urządzenia - ale
nie jestem całkiem pewien czy może o czymś nie wiem.



chyba 68VDC.


- nie, to jest rdzeń składający się chyba z ferrytowych (b.twardych) 2
cześci składanychg bez (widocznej) szczeliny - nie tak jak zwykły 50Hz
składający się z warstw płytek stalowych.


- już zdjąłem stare uzwojenia, bo używanie pierwotnych jako wtórne i
odwrotnie raczej dobrze mi nie brzmi i teraz chcę nawinąć nowe -
przynajmniej będę dokładnie wiedzieć jakie są i będę mieć jedną zmienną
mniej. Pozostanie "tylko" odgadnięcie rdzenia jakby coś nie chciało chodzić
albo się grzało. Czy można jakoś wyczaić parametry rdzenia; coś z czymś
rezonuje, znamy z czym i z tego wiemy co to za rdzeń?
W prawie wszystkich opisach jakie widziałem w sieci zupełnie pomija się
kwestię transformatora. Jedynie w praktycznym elektroniku był opis co i jak
z trafo, ale nie było opisanej metody doboru i obliczeń. Dla 2x30V 80W użyli
toroid 40mm 3x10 zwojów i to chyba miało pracować na 230kHz - jeśli dobrze
policzyłem tę częstotliwość - ale głowy nie daję.


- cały problem w tym, że nie mam jasności jeszcze jak przełożyć wynik
obliczeń z tego kalkulatora www na dwa uzwojenia pierwotne - albo jak
przełożyć schemat na jedno uzwojenie pierwotne...


- tak pytałem, bo odpadłaby kwestia użerania się z tymi dodatkowymi
uzwojeniami.


- o nadawaniu za pomniałem, z resztą to by była ostateczność, zobaczę, może
można w ogóle cos kupić - ale to jak rozwiążę główne zagadnienie - czyli
trafo.

Sat Jun 04, 2005 9:13 pm   

- czyli co to w praktyce znaczy - trafo zaczyna się grzać, i mimo
zwiększania(czy zmniejszania) liczby uzwojeń na wyjściu nie ma wzrostu
napięcia? Wyjaśnij to proszę.




- z kalkulatora wynika, że dla jednego uzwojenia 40kHz by wystarczyło,
zawsze można łatwo podkręcić częstotliwość ale co się dzieje w tym samym
czasie z rdzeniem?.


- to jeszcze sprawdzę czy to IRF540 dadzą radę, jak nie te, to BUZ11 albo
jeszcze coś innego widziałem w opisach, że chodzi nawet wyżej - koło 130kHz.
Problemem jest trafo.


- dlaczego tak sądzisz?


- niezależne uzwojenia pierwotne w tym sensie, że każde jest zasilane w
sowim czasie swoim tranzystorem.


- kalkulator podaje, że dla jednego pierwotnego byłoby np 6 zwojów. Ja dla
tych samych parametrów założeniowych (napięcie, moc, częstotliwość itd) będę
mieć 2 uzwojenia pierwotne i zastanawiam się, czy po prostu nie miałbym
nawinąć 2 uzwojeń o parametrach jakie podaje kalkulator przeliczający
wszystko na jedno uzwojenie.

Sat Jun 04, 2005 9:16 pm   

SP9LWH <spam@autorom.pl> wrote:


SWITCHING POWER SUPPLY DESIGN: LM5030 PUSH-PULL CONVERTER:

http://www.national.com/appinfo/power/files/LM5030_Push-Pull-12V-60W.pdf

Sat Jun 04, 2005 9:24 pm   

- to było tylko liczenie ile docolewo jest potrzebne, bo na razie urządzenie
chodzi na 48VAC 50Hz i zastanawiałem się jak to wszystko przeliczyć na DC z
przetwornicy...


- no to na pewno mi sie "uda"

Sat Jun 04, 2005 9:25 pm   

- ale konkret podałeś, troszkę ostre te obliczenia...

Sat Jun 04, 2005 9:51 pm   

From: "PowerBox"

Teoretycznie pierwotne można nawinąć dowolne.
Potem wystarczy dobrać przebieg sterujący (napięcie, częstotliwość
wejściową) i trafo będzie ładnie pracować.
Wtórne (dla przeciwsobnej) wylicza się z przekładni, więc też nie problem
Zasada jest taka, że po włączeniu napięcia na pierwotne, czas tego "impulsu"
nie może być za długi bo rdzeń się nasyci co przez elektronikę zostanie
"zauważone" jako zwarcie - indukcyjność przejdzie w rezystancję.
jeżeli ten czas będzie za krótki to do rdzenia nie wpompujemy dużo
energii. Ale w tym wypadku nic się nie dzieje, a wręcz mamy możliwość
regulacji napięcia wyjściowego.

Ja rozpatrywałbym to zagadnienie od drugiej strony: jest trafo i jak
dobrać do niego sterowanie. Pojęcie "trafo zaczyna się grzać" jest silnie
nieodpowiednie. (pomijam przypadek zwarcia wyjścia trafa)
To tranzystory będą się grzać.

Zmniejszanie liczby uzwojenia (pierwotnego) powoduje szybsze
"ładowanie" rdzenia, a w konsekwencji większą moc przenoszoną
na jednostkę czasu



dlaczego? a nie 48VDC + zapas na stabilizację.


Nic, spada moc na wyjściu. Przy idealnych tranzystorach, przestaje się
to wszystko grzać.


73zw / 6zw = 12
napięcie pierwotne 12V, wtórne 12V*12=144V bez obciążenia i strat
I jeszcze (ale to tak naprawdę na OKO) chyba trochę mało tego pierwotnego


ale są na jednym rdzeniu. I zauważ jedno pierwotne (przewodzące) zasila
drugie pierwotne (nieprzewodzące) dla 12V nie jest to akurat problem
ale jak to ma być "porządna" konstrukcja...


nie wiem z jakich wzorów korzysta kalkulator

Władysław



------------------------------------------------------------------
Zobacz projekt nowej strony glownej portalu INTERIA.PL

--
Archiwum grupy: http://niusy.onet.pl/pl.misc.elektronika