smps trafosu

[chf]

Siteye yeni üye oldum ve smps trafosu hakkında şunu merak edi
yorum ; neden 1000 wattlık 50hz lik saçlı yada toroidal trafonun ebatları ve ağırlığı büyükken;  50khz lik smps çıkış trafolarının ebatları ve ağırlığı küçük oluyor... Şimdiden teşekkürler...Mühendis abilerimiz cevaplarsa sevinirim...

[Yusuf usta]

normal sac nüveli trafolarda elektrik akımı direkt olarak kendi AC sinüsoidal dalgalanmalarının nüvede oluşturduğu manyetik alandan faydalanarak dönüştürülür.

Smps ise adı üzerinde, switch mode power supply... anahtarlamalı güç kaynağı... yani daha az sarımlı bir bobine belirli kısacık aralarla elektriği verip verip çekiyoruz. ne ile? mosfet ile. mosfeti örneğin 22KHz (saniyede 22 bin kez) açıp kapayan bir osilatör kullanıyoruz.

yüksek frekansla bu elektriği kısacık bobine verince bu bir kısa devre ya da patlamaya yol açmıyor. Böylece bobin ve nüvenin sac yükünden kurtulup minicik bir trafo ile işi bitiriyoruz.

çok kısa olarak budur...
pwm üzerine birkaç makale oku, sg3524 ve 3525 ve hatta TL434\'le yapılan devreleri incele konuyu daha da kavrarsın.

[chf]

Yani demek istediğiniz ; düşük frekans ile sürülen trafo büyük, yüksek frekansla sürülen trafo küçük olur....Yüksek frekans radyo; dalgasında frekans yükseldikçe ,antenin boyunun kısalması gibi.... Başka bi sorum olacak.... SG3525 entegresiyle mosfetleri sürdük diyelimki , trafodan yüksek akım akıtmak için mosfetleri çoğaltıp paralelmi bağlıyacağız (ses amfilerindeki gibi), yoksa trafonun primer sarım sayısını mı azaltacağız...(yüksek wattlı smps yapmak için 500-1000watt gibi)(IRFP460A mosfetiyle...)(Half bridge moduyla yapılmış smps devresinde)

Sizce ekteki verdiğim AC-DC smps devresi doğrumudur ve de kaç watt tır..

[Kemal88]

Yani demek istediğiniz ; düşük frekans ile sürülen trafo büyük, yüksek frekansla sürülen trafo küçük olur....Yüksek frekans radyo; dalgasında frekans yükseldikçe ,antenin boyunun kısalması gibi.... Başka bi sorum olacak.... SG3525 entegresiyle mosfetleri sürdük diyelimki , trafodan yüksek akım akıtmak için mosfetleri çoğaltıp paralelmi bağlıyacağız (ses amfilerindeki gibi), yoksa trafonun primer sarım sayısını mı azaltacağız...(yüksek wattlı smps yapmak için 500-1000watt gibi)(IRFP460A mosfetiyle...)(Half bridge moduyla yapılmış smps devresinde)

Sizce ekteki verdiğim AC-DC smps devresi doğrumudur ve de kaç watt tır..

Eğer mosfetlerin akım sınırı yetiyorsa paralel bağlaman gerekmez. Datasheetinde IDS akımına bakman yeterlidir fakat şunu da unutmamak gerek; mosfette ısı arttıkça dayanabileceği akımda azalmaktadır. Onun için datasheetlerde  25 derece ve 100 derece olmak üzere iki ayrı akım değeri verilir. Trafonun sadece primer sayısını oynamak B yi yani manyetik akıyı değiştirmek demektir buda nüvede çekirdek kayıplarını artırabilir. Eğer akının değişmesini istemiyorsak kesinlikle sarım sayıları tek taraflı değiştirilmemelidir. Trafo eğer gücü kaldırıyorsa sargılara ek paralel destek yapılmalıdır. Yani atıyorum 5 paralel telden oluşuyorsa hesabı yapılıp daha fazla paralel telden oluşması gerekmektedir. Fakat gereğinden fazla paralel tellerinde kapasitif etki yapacağı unutulmamalıdır. Buda çıkışta istenen gücü almamızı engelleyebilir. Tabi yüksek akımın geçtiği yerleri tekrar gözden geçirip uygunluğu konusunda karar kılınmalıdır.

Trafo bilgileri vs verilmeden kaç watt olduğunu bilmek imkansız gibi bişi.

Şunuda belirtmekte fayda var SG3525 ve TL494 gibi klasik voltaj kontrollü entegreler yerine artık UC3825 gibi akım kontrollü entegrelere geçilse çok daha iyi olur. Çünkü akım kontrollü devrelerle yapacağınız düzgün SMPS ler diğerlerine göre çok daha iyi performans verecektir.

[chf]

Şu anda half bridge - full bridge  smps hesaplarıyla uğraşıyorum...Trafonun primer sarım sayısını değiştirmeden , kalınlığını değiştir diyorsunuz tamamdır... Half bridge 50-0-50 volt 5 amper/500 watt örnek trafo hesaplama formüllerini Word dosyası şekline çevirdim. Eksik bişeler varsa düzeltirseniz sevinirim...

[Kemal88]

Şu anda half bridge - full bridge  smps hesaplarıyla uğraşıyorum...Trafonun primer sarım sayısını değiştirmeden , kalınlığını değiştir diyorsunuz tamamdır... Half bridge 50-0-50 volt 5 amper/500 watt örnek trafo hesaplama formüllerini Word dosyası şekline çevirdim. Eksik bişeler varsa düzeltirseniz sevinirim...

Hesaplar doğru gibi fakat bunlar half bridge hesapları. Gauss u 2100 değilde 1600 alsanız daha iyi olur çünkü 2100 biraz yüksek kalmış. Ben 1600G alıyorum genelde. Pressmann ın kitabında 1600G nin iyi seçim olduğu yazıyor 50 yada 100kHz e kadar tam hatırlamıyorum. Duty cycle ı kesinlikle 0.8 al. Yani her bir transistör için max 0.4 al. Max ton süresi için 0.8T/2 yi kullan. Half bridge, push pull yada full bridge yapıyorsan ve voltaj kontrollü ise bridge ile trafo arasına kutupsuz kapasitörü kesinlikle koyman lazım. Yoksa mosfetler gümleyecektir.

[chf]

Hesaplar doğru gibi fakat bunlar half bridge hesapları. Gauss u 2100 değilde 1600 alsanız daha iyi olur çünkü 2100 biraz yüksek kalmış. Ben 1600G alıyorum genelde. Pressmann ın kitabında 1600G nin iyi seçim olduğu yazıyor 50 yada 100kHz e kadar tam hatırlamıyorum. Duty cycle ı kesinlikle 0.8 al. Yani her bir transistör için max 0.4 al. Max ton süresi için 0.8T/2 yi kullan. Half bridge, push pull yada full bridge yapıyorsan ve voltaj kontrollü ise bridge ile trafo arasına kutupsuz kapasitörü kesinlikle koyman lazım. Yoksa mosfetler gümleyecektir.

şöyle bi hazır devre var onu inceliyorum

[Kemal88]

Evet adam eklemiş dediğim kapasitörü, yalnız çıkış kapasitörü için 100uF kullanmış bana biraz az geldi. Neye göre hesapladı bilmiyorum fakat düşük ESR kapasitör dahi kullansa hesaba göre en az 220uF falan çıkabilir. Yani çıkış filtresini bi gözden geçirmek lazım. Şimdilik bi hata gözüme çarpmadı fakat öle üstün körü baktım. Detaylı incelemedim.

[chf]

Evet adam eklemiş dediğim kapasitörü, yalnız çıkış kapasitörü için 100uF kullanmış bana biraz az geldi. Neye göre hesapladı bilmiyorum fakat düşük ESR kapasitör dahi kullansa hesaba göre en az 220uF falan çıkabilir. Yani çıkış filtresini bi gözden geçirmek lazım. Şimdilik bi hata gözüme çarpmadı fakat öle üstün körü baktım. Detaylı incelemedim.

100 mikrohenrilik bir filtre bobinine 100 mikrofarat yetmezmi diyorsunuz ... sonuçta çıkıştaki yüksek frekanslı gerilimi doğrultuyor...Yani çıkıştaki DC gerilimde arta kalan yüksek frekansı sönümletiyor...

[Kemal88]

Valla yetip yetmeyeceğini hemen söyleyemem tam olarak ama onun hesabı var, hesaba göre yetip yetmeyeceği çıkar. Herşey çıkışta istenen akım ve voltaj dalgalanmalarına bağlı ve tabi çıkıştaki ripple frekansına.

[chf]

Bu arada AWG ve SWG tel ölçülerini de koyalım..... Akım yoğunluğu ve tel çaplarını referans almak için...

[chf]

ETD Trafoların özellik tablosu...

[chf]

Smps topolojisi ek bilgiler..

[chf]

Bir makaleden alıntı....Örnektir... PWM Sinyali

Burada, en üstte verilen grafik, Duty Cycle %10, ortadaki %50, alttaki ise %90 için çizilmiştir. Bu oranlarla üretilecek olan analog sinyal değeri, %10 için 0.9V, %50 için 4.5V ve %90 için 8.1V olacaktır.

[chf]

SKİN EFFECT ; akımın yüksek frekansa bağlı , tel kesit alanındaki oluşturduğu, yüzey akımı.... Frekans azaldıkça akım telin merkezine doğru yoğunlaşıyor.. Frekans arttıkça ise akım , tel kesitinin yüzeyine doğru yoğunlaşıyor... Bu olayların tümü tel boyunca gerçekleşiyor..

[chf]

Nüve materyalleri , ısı ve frekans tel kesiti...

[chf]

Kondansatör ve bobinin frekansa bağımlı iç direnç değişim tablosu , bir bobinin manyetik alan çizgileri... ve ETD serisi HF trafoların açık şekli..

[chf]

Bir nüvede manyetik akı yoğunluğu ve sarım akımları...
Turuncu renk  manyetik akının yoğun olduğu yerler.. Maviler ise manyetik akının olmadığı yerler...

[chf]

Arkadaşlar gençlerimiz ve abilerimiz bu kez Half Bridge Ac-Dc SMPS blog diagramını çizdim..Full Bridge SMPS \'de bununla aynıdır fakat transistör çiftlerinden trafonun primer girişine 310/2 Volt değil de 310 Volt gider... Elektroniğin hangi konusu olursa olsun Blog diagramlar işin başlangıç noktasıdır.   Bilgi bilgidir...

[chf]

Yapacağımız Half Bridge ya da Full Bridge Smps dizaynları için örnek olabilecek hazır yapılmış bir devre... Devre 500 Watt lıktır.
Trafonun nasıl sarıldığına ve tel yapısına dikkat edelim.. Devrede iki adet Mosfeti 4 adet bipolar transistör sürmektedir... Trafo telleri ,yüksek frekansa bağımlı SKİN EFFECT (yüzey etkisi) \'ni ortadan kaldırmak için çok damarlı yapılmıştır... 500Watt \'lık smps lerde genelde ETD 59 nüvesi kullanılmakta... Devre şemalarını okumak ve resimleri okumak birbirini tamamlar. Resimlerden bile bir çok bilgi çıkarmak mümkün... Karışık bir sistemi çözebilmek bazan ,basit ve temel bakış açısıyla giderilebilmektedir... Hayat ta böyledir ; yanlış yönlere saptığımızda işler karmaşıklaşır...