0-50V, 0-10A Çıkış Ayarlı SMPS Projesi

[Kemal88]

Arkadaşlar 2T forward converter için trafo dizaynı aşağıda yapılmıştır. Frekans 30kHz e yükseltilmiştir, çünkü çıkış gücü 500W olduğu için, nüve seçimi de epey güç olmaktadır.



Buradaki 5. denklemde neyin ne olduğunu aşağıdaki linkte bulabilirsiniz.

http://powerelectronicsdesign.blogspot.com.tr/2014/04/trafo-nuve-secimi.html

[Kemal88]

Arkadaşlar işten güçten anca zaman ayırabiliyorum. Şu anki devrenin son hali aşağıdaki resimlerdeki gibidir. Daha eksik veya değiştirilecek şeyler mevcuttur. Ekleme ve değiştirme ileriki günlerde yapılacaktır.



Yukarda gösterilen PFC katı bitti sayılır. Ufak tefek değişiklikler olabilir.



Bu devre ise, UC3844 entegresini ve kontrol opamplarını besleyen devredir. Ufak bir flyback devresidir. Flyback trafosunda sarım sayıları vs gibi şeyler henüz eklenmemiştir.



En sol, PWM entegresinin yer aldığı kontrol katıdır. Bu kat, güç katı ile gate drive trafosu ile birbirinden ayrılmıştır. 2T forward için gereken diyotlar henüz eklenmemiştir. Akım trafosu eklenmiştir. Ana trafonun hesabı yapılıp, tel ve tur sayıları verilmiştir. Forward topolojisinde çıkış bobini biraz fazla endüktansa sahip olmaktadır. Normalde hesapta 600uH idi fakat bunu pratikte sarmak güç olacaktı ve ferrit nüvede AP si yaklaşık 18cm^4 olan nüve seçilecekti ki bu da AP si 23cm^4 olan EE65 nüvesi seçilebileceği anlamına gelmekteydi. Zaten PFC katında EE65 vardı, ana trafoda da EE65 var, çıkış filtresinde de yine bu nüveyi kullanmak hem daha pahalı hem de saçma olacaktı onun için endüktansı 300uH ye indirdim. Hesabı daha yapılmadı fakat ferrit olmayan toroid nüveleri alıp sarım yapabilirsiniz. Türkiyede özellikle powder core nüve vb nüveleri bulmak çok sıkıntı ve neyin ne olduğu belli değil, o yüzden onun hesabı olsa bile yapma gereksinimi duymadım ama ferrit nüve için hesap yapıp daha sonra eklemeyi düşünüyorum. 30uH için ise ferrit çubuk nüvelerin üstüne sarım yapabilirsiniz. Gate drive trafosu içinde ufak bir ferrit toroid nüveye sarım yapabilirsiniz. 3 tane ayrı 15 tur sarım yapılabilecek nüveyi göz kararı seçebilirsiniz.



Bu devre ise bizim voltaj ve akım ayarı yapabilmemizi sağlayan devredir ve henüz bitmemiştir. Geribesleme daha dizayn edilmemiştir.

Projeyi elimden geldiğince ilerletmeye çalışıyorum fakat bende turizmle uğraştığım için malum yaz ayındayız, biraz meşgül oluyorum. Her türlü görüş ve önerilerinizi belirtebilirsiniz. Gözümden kaçmış hataları bildirebilirsiniz.

[Kemal88]

Voltaj ve akım kontrol devresi yeniden düzenlenmiştir.

[Kemal88]

Projenin son hali aşağıdaki gibidir. Resimleri detaylı görmek için yeni sekmede açabilirsiniz.

[actros_5457]

Emeğine sağlık takipteyim.

[Kemal88]

Emeğine sağlık takipteyim.

Eyvallah kardeşim, projeyi bitirsek bile sorun çıkarabilecek yerleri tekrar gözden geçirmemiz lazım. Sadece ben değil herkesin, çünkü benim göremediğim hatayı başkası görebilir. Şu an geri besleme kısmı falan kaldı hesaplanmayan. Çıkış şok bobininde 300uH yi sarmanın iki yolu var. İlki ferrit nüve olmayan toroid nüveyi alıp sarım yapmak fakat nüvenin AP değeri yeteri kadar büyük olmalı ki, yeteri kadar enerji saklayabilsin bu da biraz kumar oynamak gibi oluyor. Diğeri ise hesap yapıp ferrit nüve seçmek bu da büyük bir nüve olan ETD59 gibi nüveleri seçmemize sebep oluyor. Aslında powder core nüveler için de hesap var fakat hesaba göre o nüveyi TR de nerde buluruz orası meçhul. Diğer 30uH yi ise, direk ferrit çubuk nüvelere sarmamız yetiyor. Ayrıca çıkış kapasitörlerinin toplam paralel ESR si de önemli fakat ESR si bilinen kapasitörler alınsa oradan bilinir fakat yine TR de satılanların bilinmiyor. Bu da geri besleme hesaplarında ESR leri kullanımıcaz anlamına geliyor. Neyse bi şekilde bişiler ayarlamaya çalışıcaz

[toyer]

kemal hocam yaptıgın hesaplamaları açamıyorum , sayfa hata veriyor. onları zipleyip bir şekilde bana ulaştırabilirmisin ?

[Kemal88]

kemal hocam yaptıgın hesaplamaları açamıyorum , sayfa hata veriyor. onları zipleyip bir şekilde bana ulaştırabilirmisin ?

Tabiki hesaplarin hepsini vericem zaten ama su an disardayim anca aksama verebilirim. Ekledigim resimlerden mi bilmiyorum bazi tarayicilar hata veriyor. Bende guncel olmayan chromelarda hata verdi ama kimisinde guncellesemde cozulmedi.

[Flatron]

Kemal bende rica ediyorum(Chrome un son sürümünü de indirmeme rağmen sorun devam ediyor.Forumda sadece senin bu konuda önceki sayfalarda hata veriyor mavi bir ekran geliyor.Virüs vb sebep olabilir gibi mesaj yazıyor)

[Kemal88]

Kemal bende rica ediyorum(Chrome un son sürümünü de indirmeme rağmen sorun devam ediyor.Forumda sadece senin bu konuda önceki sayfalarda hata veriyor mavi bir ekran geliyor.Virüs vb sebep olabilir gibi mesaj yazıyor)

Anladım abi, bence muhtemelen resimleri upload ettiğim site ile alakalı bi durum. Benim kaldırma şansım yok. @gevv konuya müdahale etse iyi olacak.

[actros_5457]

Eyvallah kardeşim, projeyi bitirsek bile sorun çıkarabilecek yerleri tekrar gözden geçirmemiz lazım. Sadece ben değil herkesin, çünkü benim göremediğim hatayı başkası görebilir. Şu an geri besleme kısmı falan kaldı hesaplanmayan. Çıkış şok bobininde 300uH yi sarmanın iki yolu var. İlki ferrit nüve olmayan toroid nüveyi alıp sarım yapmak fakat nüvenin AP değeri yeteri kadar büyük olmalı ki, yeteri kadar enerji saklayabilsin bu da biraz kumar oynamak gibi oluyor. Diğeri ise hesap yapıp ferrit nüve seçmek bu da büyük bir nüve olan ETD59 gibi nüveleri seçmemize sebep oluyor. Aslında powder core nüveler için de hesap var fakat hesaba göre o nüveyi TR de nerde buluruz orası meçhul. Diğer 30uH yi ise, direk ferrit çubuk nüvelere sarmamız yetiyor. Ayrıca çıkış kapasitörlerinin toplam paralel ESR si de önemli fakat ESR si bilinen kapasitörler alınsa oradan bilinir fakat yine TR de satılanların bilinmiyor. Bu da geri besleme hesaplarında ESR leri kullanımıcaz anlamına geliyor. Neyse bi şekilde bişiler ayarlamaya çalışıcaz

Valla türkiyede satılan her mal şüpheli kardeşim. ferrit nüve lerin B si B-H eğrisi Allah'a emanet.
ESR konusuna gelince de o dahada zor. en iyisi esr endüktans ölçen bi cihaz almak ve kaliteli devrelerden çıkan seramik kondansatörlere bakmak derim

[gevv]

Kemal bende rica ediyorum(Chrome un son sürümünü de indirmeme rağmen sorun devam ediyor.Forumda sadece senin bu konuda önceki sayfalarda hata veriyor mavi bir ekran geliyor.Virüs vb sebep olabilir gibi mesaj yazıyor)

chorome hata veriyor firefox  sorun yok tahminen  chorome sayfada çok sayıda büyük boyutlu resim olunca sapıtıyor

resimler makul  seviyede küçültülürse sorun olmaz bence

veya thumbnail, küçük resim olarak eklenebilir

maşallah  fomuller şemalar 3000px 4000px  1...2mb almış başını gidiyor  

[Kemal88]

chorome hata veriyor firefox  sorun yok tahminen  chorome sayfada çok sayıda büyük boyutlu resim olunca sapıtıyor

resimler makul  seviyede küçültülürse sorun olmaz bence

veya thumbnail, küçük resim olarak eklenebilir

maşallah  fomuller şemalar 3000px 4000px  1...2mb almış başını gidiyor  

@gevv onlara dikkat etmemiştim valla Formüllerin olduğu resimleri kaldırabilirsin, sorun değil. Onları rar olarak falan küçük boyutlu olarak tekrar eklerim. Ben mesajları değiştiremiyorum onun için resimleri kaldıramıyorum.

[seron]

kemal fotoları biriktirip topluca format factory programında küçütüp jpg olarak kaydedebilirsin. hatta rengi siyah beyaz yaparsan bit değerleri de bayağı düşecektir. nasıl olsa çizim ve formüllerde renk gerekli değil.

paint ile küçültürsen çok bozulur.

[Kemal88]

Arkadaşlar biraz eklemeler yapıp fan kontrol devreside ekledim. PFC den çekilen akıma göre fan devreye girecektir. Fakat sürekli zırt pırt devreye girmeyecektir.

[Kemal88]

PFC entegresinin beslemesi sıkıntı olabilirdi. Şöyleki eski şemada PFC entegresi en düşük voltaj olarak 13.75V ile besleniyordu fakat entegrenin istediği max gerilim ise 14.25V idi. Alacağımız entegrelerin hepsinde aynı voltajı istemeyeceği için 13.75V yetersiz kalıp entegre hiç çalışmayabilirdi. Bunun yerine, PFC şok bobinindeki ek sarımı 2 turdan 4 tura çıkardım ve bu çıkışın voltajı max 30.5V civarında oldu. PFC entegresi de çok akım çekmeyeceği için bu 30.5V u LM317 ile 16V a indirerek PFC entegresini besledim. Böylece entegrenin beslenmesi garanti olmuş oldu. Diğer taraftan 30.5V u, LM2596 ile 12V a indirerek fanın beslemesini burdan yaptım. Nedeni ise fan daha çok akım çektiği için daha verimli bir beslemenin olmasını istedim. Belki 2 fan koyulabilir fakat şimdilik tek fan koyulmuştur. Geriye çıkışta ilk LC filtresindeki şok bobininin ve geri besleme dizaynı kalmıştır.

[Kemal88]

Çıkış LC filtresindeki şok bobininin hesabı yapılmıştır. Ana trafo sekonderine koyulan RC snubber rastgele değerdedir. Optimum değerler devre tamamlanıp çalıştırıldıktan sonra sekonderdeki osilasyon gözlemlenerek frekansına göre belirlenmelidir. Şu an sadece geri besleme hesabı kalmıştır. Geri besleme SMPS çıkışının transient, under ve overshoot gibi olaylardaki performansını belirleyecektir.

[Kemal88]

Geri besleme hesabıda yapılmıştır fakat çıkış kapasitörlerinin ESR değerleri bilinmediği için hesapların kesinlikle doğruluk garantisi yoktur. Fakat yine de en kötü koşullara göre hesap yapılmıştır. Geribeslemede asıl yararlandığım kaynak %100 doğruluk garantisi versede ESR değerlerine ihtiyaç vardır. Şimdilik ise başka bi kaynaktan yararlandım fakat bu kaynak biraz yaklaşık bi hesap yapmaktadır. Yinede LM324 ün etrafındaki R ve C direnç ve kapasitörleri 2. kaynaktaki formüllerin hesabına göre seçilmiştir.

[Kemal88]

UC3844 ilk açılışta max olarak 17.5V istemekteydi. Fakat TNY268 in çıkışı yaklaşık 17V vermekteydi. TNY nin çıkışı 19V verecek şekilde ayarlandı. LM324 ve LM358 de potansiyometrenin etrafındaki gereksiz dirençler kaldırıldı.

[Kemal88]

TNY268 yerine TOP246YN kullanılmıştır. Topolojisi yine flybacktir. Sekonderleri ayrı ayrı 24V, 24V ve 16V vermektedir. 24V lardan birisi şebekeden izoledir ve UC3844 ve LM324 opampını beslemek için kullanılmaktadır. Diğer 24V ise LM358 opampını ve fanı beslemek içindir. Fan olarak 600mA e kadar 24V luk fan takılabilir. 16V ise NCP1653 entegresi içindir. NCP1653 ilk açılışta max olarak 14.75V istemekte fakat max olarak da 18V a kadar desteklemektedir. O yüzden tam ortası olarak 16V uygun görülmüştür. LM358 ve LM324 için gereken referens voltajlar olan 5V yine 7805 ile sağlanmıştır. Bunun nedeni TOP246YN nin çıkışları tam sabit olmayacağı için, referans voltajlarda oynama olacaktır. Bunun neticesinde SMPS in çıkış voltajında da oynama olabileceği için iki tane ayrı 7805 kullanılmıştır fakat bunlardan çok az akım çekilecektir. TOP246YN nin enerjisi faz ve nötr hattından alınmıştır. Gücü düşük olduğu için, şebekeden de oldukça düşük miktarda harmonikli akım çekileceği için bu göz ardı edilebilir. En sağlam besleme direk faz ve nötr den sağlanabileceği için EMI filtresinden sonraki faz ve nötr hattı kullanılmıştır. 4N27 nin emitter ı toprağa bağlanmıştı, düzeltildi. ETD29 un sarım yönlerinin farklı olacağını gösteren polarite noktaları düzenlendi. TOP246YN nin çıkışlarında yer alan ikinci LC filtresindeki şok bobinlerini ferrit çubuk nüveden sarabilirsiniz. TL431 in anot kısmı GND ye bağlı değildi o da düzeltildi.