Toroidní trafo na výstupu ATX

Zpráva

PeteBurns · #16 Příspěvek od **PeteBurns** » 18 dub 2021, 17:44

Tento riadiaci IO má dva nezávislé chybové zosilňovače, takže nie je žiadny problém jeden použiť na spätnú väzbu z výstupu a druhý ako ochrana pomocou prúdového trafa na primári, čo sa samozrejme aj bežne používa

kulikus · #17 Příspěvek od **kulikus** » 18 dub 2021, 23:11

Jak se určuje bezpečný minimální dead time?

#18 Příspěvek od **PavelFF** » 19 dub 2021, 10:14

Určuje se výpočtem z katalogových údajů a nebo zkusmo. Nejlépe postupně obojí. Většinou to není kritická záležitost - u zdrojů pro PC je rezerva a nemá smysl nastavovat krátkou dobu na hraně spolehlivosti.

Pokud to potřebuješ honit do krajnosti, tak asi nejlíp pod osciloskopem sledovat, co se děje nebo dělo těsně před propálením. A pak si přirazit rezervu.

A jak to hrubě spočítat? Já to nevím, jinak bych to napsal.
Najde se to na netu z různých zdrojů a dojde se k různým výsledkům.

kulikus · #19 Příspěvek od **kulikus** » 19 dub 2021, 13:23

Jde mi o to zda prodloužit mrtvý čas pro 'pomalejší' tranzistor BUT76A zmíněný v předchozím.
Pak také zvažuju zvýšit frekvenci spínání - vyjde menší indukčnost násobiče proudu kterým chci osadit výstup trafa. Řídicí IO zvládá až 300 kHz. Čím vším bude frekvence limitovaná? Rychlostí výkonových tranzistorů, obvody jejich buzení, možná frekvencí vlastní rezonance trafa... Je jasné, že bude měkčí výstup kůli skinefektu a také větší ztráty v mědi. Trafo případně převinu.
Je reálné uvažovat o zvýšení z 33kHz na 120 kHz a co si pohlídat?

barnodaj · #20 Příspěvek od **barnodaj** » 19 dub 2021, 13:33

Zjisti mezní kmitočet feritu (jádra transformátoru). Aby moc nehřálo při vyšším kmitočtu.
A filtrační tlumivky (jádra) žlutá z PC zdroje končí někde na 26 kHz, pokud ji budeš používat.

#21 Příspěvek od **PavelFF** » 19 dub 2021, 15:35

kulikus píše:Jde mi o to zda...

Pouštíš se do něčeho, o čem sis pravděpodobně moc materiálu neprostudoval a už začínáš vymýšlet. Nesmyslně chceš použít pomalejší tranzistory a zároveň značně zvýšit kmitočet.

Co máš vlastně k dispozici? Starý zdroj k PC? Nebo stavíš úplně novou konstrukci?

Kdyby bylo tak snadné zvýšit kmitočet a dosáhnout vyšších výkonů při menších rozměrech, teď bys takový zdroj měl před sebou. Jenže on už menší a výkonnější udělat nešel.

Když například 4x zvedneš kmitočet tak se jádro bude mnohem víc zahřívat při zachování sycení. Upeče se a ztratí magnetické schopnosti. Takže budeš muset snížit sycení třeba použitím většího jádra. Nebo jádro ponecháš a snížíš sycení jiným vinutím. Tím ti klesne výkon. Jsou to křivky a grafy - to není jedno číslo "mezní kmitočet". Všechno souvisí se vším.

Spínací ztráty polovodičů taky narostou. Tudíž dávat pomalejší součástky je totální blbost. Musíš naopak použít co nejmodernější polovodiče, když se snažíš o extrémní parametry.

Lepší než upravovat starý ATX zdroj je lepší si postavit vlastní konstrukci se zdokumentovaným zapojením. Tam můžeš experimentovat.

kulikus · #22 Příspěvek od **kulikus** » 19 dub 2021, 21:49

Je mi jasné, že pomalý tranzistor se vylučuje s dotázaným zvýšením frekvence. Bylo to oddělené téma.
Nechystám se zvyšovat odebíraný výkon, naopak snížit. Přikročím-li k převinutí trafa, bude to pro velmi nízké výstupní napětí a velký proud.
Stavěl jsem (nenavrhoval) už měnič s výstupním proudem nad 50A.

K uvedenému ATX schéma existuje. Ač osobně neznám, tímto děkuji Andree Ronešové za jeho zakreslení a publikování.

Doporučíte vhodný rychlý moderní NPN tranzistor do půlmůstku ATX na další experimenty?

#23 Příspěvek od **PavelFF** » 19 dub 2021, 23:25

Hmoty jader feritových transformátorů bývají parametrově velmi podobné, i když se jedná o různé výrobce a mívají různé označení. Třeba N27, N87, 3C90, H21, ... Některé jsou lepší na vyšších kmitočtech při menších syceních a naopak.

Můžeš si třeba vzít parametry hmoty H21 a nebudeš daleko od pravdy.

Lepší cesta než neznámý použitý zdroj je vlastní konstrukce s jasně zdokumentovaným zapojením. Víš kde co máš a kde měřit.

Nemám přehled o novinkách, možná jsou dnes lepší hmoty. Ale fyzikální zákony ve feritech platí pořád. Na obrázku vlevo dole vidíš, jak se zvyšováním kmitočtu a sycení roste ztrátový výkon (potažmo teplota), který musíš uchladit. Když vydoluješ jádro ze zdroje s udávaným výkonem 200W, tak z něj určitě nedostaneš ani 200W. Nebo dostaneš, ale jen krátkodobě.

#24 Příspěvek od **rnbw** » 19 dub 2021, 23:47

V novsich zdrojoch sa namiesto bipolarov pouzivaju FETy.
To zapojenie s TL494 a bipolarmi pochadza z AT zdrojov z 80. rokov.

kulikus · #25 Příspěvek od **kulikus** » 20 dub 2021, 02:35

Postačí hlídat velikost jedné polarity pulzů (D18) z proudového trafa na R50?

Může dojít k saturaci trafa a překročení max. proudu tranzistoru v půlmůstku během půlperiody?

#26 Příspěvek od **PavelFF** » 20 dub 2021, 08:30

K saturaci trafa dojde tehdy, když je napětí přiložené na primár trafa buď příliš velké a/nebo příliš dlouho trvající. Proud do zátěže na to nemá žádný vliv.
Pokud snížíš kmitočet oscilátoru na polovinu, trafo se může přesytit, protože bude vystaveno napětí po dvojnásobně dlouhou dobu. Musíš si hlídat velikost součinu Volty krát sekundy. Proto mají řídicí IO dorazy na max. dobu trvání pulzu a ty si ji můžeš nastavit.
Když k přesycení trafa dojde, magnetizační proud roste a tranzistory nemusí vydržet.

Hlídání na R50 je relativně pomalé(kondenzátor C17) a má sloužit pravděpodobně proti trvalému přetížení na výstupu zdroje. Proti náhlému zkratu nepomůže. Nevím přesně. Autorka schémat to má určitě v popisu funkce. Ona tomu rozumí. Zatím mlčí.

kulikus · #27 Příspěvek od **kulikus** » 20 dub 2021, 20:18

Rozumím. Takže saturaci nemusím řešit pokud nebudu hýbat s frekvencí oscilátoru ve zdroji.
Na R50 tedy musím hlídat nadproud vzniklý při přetížení nebo zkratu výstupu
kdy hrozí překročením Ic max tranzistorů půlmůstku kolem konce primáru.
C17 s R53 má časovou konstantu 10ms, což je dost. Souvisí to s max. rychlostí nárůstu proudu při zkratu?

Jak je to s odhadem výkonu? Je relevantní následující úvaha?:
Primár má 12 mH. Jedním vinutím je připojen mezi kapacitní dělič (dva kondy) nabité na 160V, celkem 320V. V čase sepnutí 33us dosáhne proud primárem dI = U/L*dt = 160/0,012*33e-6 = 0,44A
Příkon v půlperiodě naprázdno 160V*0,44A/2 = 35W. Co se děje při zatížení?

#28 Příspěvek od **PavelFF** » 21 dub 2021, 12:01

kulikus píše:...Jak je to s odhadem výkonu? Je relevantní následující úvaha?:....
... Co se děje při zatížení?

Následující úvaha je relevantní ohledně magnetizačního proudu, který poteče vinutím trafa. Pokud to máš dobře spočítané, naroste magnetizační proud opravdu na 0,44A. Trvání pulzu 33us odpovídá kmitočtu 15kHz a to je docela málo.
Magnetizační proud nemá s výkonem (do zátěže) nic společného. Ale ohřívá vodič primáru. Takže je lepší když nebude velký vůči zatěžovacímu proudu.
A mimo to se ohřívá jádro magnetizací.

Co se děje při zatížení? Děje se to, co v každém trafu,například síťovém. Akorát tady není sinusovka ale obdélníky. K magnetizačnímu proudu se přidá zatěžovací proud - daný zátěží - a začne se přenášet výkon.

Naximální výkon trafa je daný tím, jak hodně proudu snesou vodiče než dojde k překročení dovolené teploty vinutí. A současně tím jak hodně se hřeje jádro aniž by se přehřálo a ztratilo vlastnosti. Hřeje obojí - jádro i vodiče. Jádro hřeje naprázdno a vodiče hlavně vlivem zátěže.

kulikus · #29 Příspěvek od **kulikus** » 23 dub 2021, 20:11

Rozumím.
A pokud výstup tohoto trafa buzeného obdélníkovým napětím s periodou 2x(ton+mrtvý čas) zatížím skokově odporovou zátěží nebo zkratem, jaký je časový vývoj tohoto zátěžového proudu na primáru? Také se směrnicí dI=-U*dt/L? Nebo je to skok se strmostí určenou jinými obvodovými veličinami?

#30 Příspěvek od **PavelFF** » 23 dub 2021, 21:19

Bude to obdélník (skoro). Jeho nárůst bude mít směrnici omezenou rozptylovou indukčností trafa. Kdyby trafo rozptylovou indukčnost nemělo, byl by obdélník dokonale strmý.

Co je rozptylová indukčnost najdeš na obrázku "náhradní schéma transformátoru". Jsou to ty 2 indukčnosti nahoře, přes které prochází zatěžovací proud. Měly by být co nejmenší. Ideálně žádné.