Bygge av switchat nätagg

[rvl]

En färdig kinaprodukt är säkert billigare än bara komponeterna som behövs för ett hemmabygge, men visst är det intressant teknik, så jag följer med tråden.

Roger sälv kan naturligtvis strunta i följande länk, men det kan vara nåt för andra intresserade.
Coursera Power Electronics Specialization Kan inte säga nåt om innehållet, men jag tänker se på de ensilda delarna i audit mode (läs: gratis), när jag får tid.

[Spisblinkaren]

Okej, nu har designat om strömgränsen till att helt enkelt bestå av en rms-känslig glasrörssäkring

Återstår nu hur L1 och C5 skall väljas.

En gång i tiden fick jag lära mig att ett bra medelvärdesbildande filter har XL=10 RL och XC=RL/10.

Fråga mig inte varför men jag tänker köra på med den principen.

Dessa parametrar har jag:
1) f=40kHz (fyrkant/PWM men betraktas som grundton bara)
2) Uo(Test Circuit, TC): 10VDC
3) Io(TC): 5A
4) B(Toroid, 3F3)>320mT
5) H(Toroid):250A/m
6) Lm(Toroid): 60mm
7) Ae(Toroid): 49mm^2
8. AL(toroid): 1,84uH/n^2
9) my_i(Toroid): 1800 (enbart intressant)

Då kör vi väl igång och räknar då
RL(10V/5A)=2 Ohm
XL=20Ohm=2*Pi*40kHz*L=>L=80uH, L=AL*N^2=>N=6,6 varv~7 varv
XC=0,2 Ohm=>C=5/(2*Pi*40kHz)=20uF~22uF

Spolen kräver extra uppmärksamhet:
H=NI/Lm=7*5A/0,06=583A/m som är >>250A/m, det verkar som om det skiter sig här

Fast det står inte att H=250A/m skulle vara max, det står:
B(mT) at:
H=250A/m
f=25kHz
T=100C
>320

Men att överskrida det värdet som står där drygt en faktor två är nog att hoppas på för mycket.

Samtidigt är ferriter olinjära material dvs de kommer inte abrupt sluta fungera och eftersom jag har "10RL" som nominell reaktans kan jag kanske klara mig med "2RL" som reaktans dvs ett material som är nära mättnad.

Jag tror det här kommer gå.

Jag satsar på detta, veroboard-bygge here I come

MVH/Roger
PS
Tror förresten jag bygger all styrelektronik på mitt nya fina kopplingsdäck från Vellemann, sen får kraftkomponeterna befinna sig på ett veroboard (så man inte förstör kopplingsdäcket ty >1A...).

[Spisblinkaren]

Så, det här ska jag bygga.

Endast Test Circuit (TC) är seriöst uppdaterad.

Kom annars på att spolen skulle behövt några få varv till för att hantera skarpt läge där RL är närmare 5 Ohm än 2 Ohm som i testfallet men jag törs inte linda på fler varv pga att jag redan överskrider maximal magnetisering (eventuellt).

Jag har gjort flertalet mindre ändringar i TC men framför allt gett alla komponenter värden, om dom sen är riktiga återstår att se.

Jag tänker först testa själva kontroll-delen (Ctrl) och alltså inte hantera några höga strömmar utan bara se hur PWM (Vs) beter sig när jag manuellt rattar på är-värdet (P2).

Jag har, mest för skoj skull, infört en liten trimpot (P1) för att kunna sätta hysteresens storlek för jag tror det är viktigt att hysteresen i alla fall inte är för stor ty om den är det blir medelvärdet hos PWM aldrig tillräckligt litet och ingen reglering kan ske.

Slutligen har jag skruvat upp frekvensen till hela 100kHz, tänkte 50kHz ett tag men det visade sig att komponentvärdena passar bättre för 100kHz.

Till exempel dom begränsade 7 varven hos L1 passar bättre (i den skarpa versionen) om frekvensen dubbleras samtidigt som jag är tveksam till om ett H mer än dubbelt så stort som tabellerat kommer att funka.

MVH/Roger

[Spisblinkaren]

Jag har nu provbyggt och gjort en video på resultatet.



MVH/Roger

[rikkitikkitavi]

Som tidigare påpekats så gillar du att pröva dina egna lösningar.

Vissa mindre kunniga tycker det är bra med de som tänker utanför boxen, men primärswitchade nätaggregat är inte så förlåtande mot de som tänker utanför boxen...
Det brukar i bästa fall sluta med brännt primärsilikon.

Ett råd i all välmening

att bränna primärsilikon (switchtrissor) kan på sin höjd påverka dina ögon när toppen lyfter iväg med hög fart på TO-2XX mosfetten, och öronen när smällen kommer.
Brand är osannolikt.

Överslag pga felaktig design - "det är inte okej"...
Dina grejor, dittt liv. Vänligen märk upp grejorna så att inte någon som reder upp i dödsboet får för sig att koppla in det och ansluter sig till statistiken.

Ett tips om du inte vet hur man designar switchtrafos- ta från gamla ATX nätaggregat , det finns massor på nätet.
De har ett omsättningsförhållande som gör att du med spänningsdubbling kan nå dina 24V /5 A utan problem.
DEt är en bra början att lära sig hur man designar switchade nätaggregat.

Danyk.cz har en del info.


Fakutm är att bygga om sekundärsidan på ett ATX nätagg är enklare... been there done that.

[Spisblinkaren]

Jag tackar för informationen och varningen, jag fattar att detta inte är helt safe att hålla på med.

Men jag ska ändå ta fram nåt som i alla fall principiellt fungerar, kanske bara utifrån låg matningsspänning.

Laborera med egna inbillade kunskaper, helt enkelt.

Videon visar att max/min d-c (innan signal försvinner dvs blir noll eller tyvärr även hög) är 0,6/4,4 som gånger 325V blir 44V.

Eftersom min effektiv pulsbredd uppenbarligen är för stor så kommer jag minska hysteresen.

Jag beslutar mig härmed för att provbygga för en halvering av matningsspänningen dvs 10V/5A ut och 20V in för det blir rätt enkelt att både mäta och räkna på.

Men jag vill ha en minsta pulskvot på 24/325=0,07~0,05 så att jag är förberedd för skarpt läge (325V=>24V/5A).

Om T=10us blir alltså ton=0,5us (min).

I videon är det intressant att vid 50% d-c har jag 9,5V som är-värde (vilket är nära 10V) OCH det är precis vad jag ska ha för matningsspänningen är ju 20V

Som Ni kan se av videon ser dock signalen inte så fin ut (trots 40106 Schmitt INV), men jag kan berätta att komparatorns (TL084:b) utgång innan 40106 ser ännu värre ut.

Jag har två lösningar på detta:
1) Dra ner på matningen till 40106 och sätt dit 74HC14
2) Dra ner frekvensen till 25kHz

1) är lite svår för OP klarar inte den låga spänningen samtidigt som OP ska integrera dvs OP får även fortsättningsvis matas med 10V medans 40106 får matas med 5,6V (tänker mig under labbuppkopplingen byta 10Vz mot två 5V6 i serie som matar vardera krets), iom att OP och 40106 nu inte håller samma mitt-nivå kommer jag sätta en kondensator i serie (sen får jag korrigera integrationskonstanten något pga det lägre svinget).

2) är intressant för varför lägga sig högre? Det innebär ju bara svårigheter för kretsarna att hänga med (stig- och fall-tider får även större betydelse vilket innebär större förluster). Enda nackdelen som jag ser det är att induktanskravet ökar och därmed antal varv vilket redan vid 100kHz är kritiskt. 25kHz ger också jämna 40us att leka med.

MVH/Roger
PS
Jag var tvungen att byta position på Är-värdet och Bör-värdet för att få rimlig funktion dvs att ett för högt Är-värde ska ge en lägre pwm, annars kan ju kretsen inte reglera. Så smart är jag Det är också sant att det jag får ut från 40106 i labbuppkopplingen speglar faktisk utspänning till induktorn (hög signal in till T1 drar switchtransistorn så att hög signal kommer ut till last, icke-inverterat således)

[YD1150]

Blir väl bättre med en PMOS som du hade först, darlingtontransistorn BDX är inget
under av snabbhet . Finns en anledning varför MOSFET och IGBT dominerar i switchkretsar.

[Spisblinkaren]

Okej, så det har med snabbheten att göra alltså?

Det lilla jag fattar är att om inte på/av går snabbt blir det en effektförslust och den kan nog bli rätt stor när spänningsskillnaden är typ 300V, jag menar 10mA effektivt i den triangeln så är jag uppe i 3W...

Mitt byte till BDX handlade annars mest om tillgänglighet, jag har flertalet hemma.

Samtidigt tänkte jag att Vce(sat) är typiskt 0,2V och det skulle motsvara, om effektiv ström genom trissan är 24V/325V*5A=0,37A, 0,5 Ohm vilket jag tyckte var tillräckligt lågt.

Men att den är långsam visste jag inte

Har du lust att rekommendera en PMOS?

Jag äger ingen (utom nån HiFi-trissa modell TO3, 2SJ55, från Hitachi som dock bara tål 180V, ser jag nu).

MVH/Roger

[rikkitikkitavi]

farligt och farligt, har du bara en adekvat switchtrafo är det mest primärsilikon som flyger i luften. och adekvat isolering på feedback loopen såklart.

problemet är att joxa med egna switchtrafos. det kan du inte experimentera dig fram till eller laborera, utrymmet är väldigt smalt.

Antingen är den rätt designad, och så fungerar det.
Eller så är den rätt designad men något annat är fel. Så flyger primärsilikon i luften.
Eller så är den fel designad och så flyger primärsilikon i luften.

1 chans på 3 att det funkar. Your choice

[SM6XUN]

Lästips, här behandlas även switchtiden i en FET
http://www.infineon.com/dgdl/mosfet.pdf ... 444e913f4f

och läs detta bildspel:
http://www.microchip.com/stellent/group ... 528035.pdf

Miller är, utöver att vara en amerikansk (egentligen lite halvtysk) pilsner, även en faktor i dessa sammanhang.

[SeniorLemuren]

Vissa mindre kunniga tycker det är bra med de som tänker utanför boxen,

Det där tog jag åt mig. Jag skrev det nämligen tidigare i tråden. Jag menar helt klart att folk som tänker längre än näsan räcker är de som ser till att utvecklingen har lämnat stenåldern. Att påstå att folk som tycker det är bra att andra ger sig ut i okända marker är mindre kunniga är riktig bullshit.

[Spisblinkaren]

Nu har jag experimenterat vidare med mitt switchade nätagg.

Först satte jag en konding mellan fyrkantsgeneratorn (40106) och integratorn (TL084), ingen skillnad som jag trodde.

Sen testade jag noga minimum pulsbredd och bytte tom återkopplingsmotståndet över komparatorn till 1M för att riktigt få ner pulsbredden, ingen skillnad.

Sen mätte jag komparatorns utsignal, den gav sinus-lika pulser vid korta tider som inte ens orkade ner till jord.

Då bestämde jag mig för att försöka med 25kHz istället för 100kHz, samma hände faktiskt då knepigt nog (enda skillnaden är att utsignalen från 40106 blir bättre dvs mer fyrkant och utan "hajfenor")

Så jag får ut marginellt mindre puls-kvot om jag kryper ner i frekvens.

Min minimala pulsbredd har alltså med OP:n att göra, nu vet jag inte riktigt hur jag ska göra, har ett par LM318 (snabb) liggande, funderar på att prova en sån som komparator istället.

Samtidigt kan man ju nyttja en kommersiell komparator men jag är okunnig om hur man sätter hysteresen med en sån (på samma sätt, kanske?).

Nästa steg får nog bli LM318 som komparator, därefter 74HC14 som "signaluppsnyggare".

MVH/Roger
PS
Jag provade också att byta ut TL084 till TL074 för att den är snabbare på pappret, ingen skillnad.

[rikkitikkitavi]

Vissa mindre kunniga tycker det är bra med de som tänker utanför boxen,

Det där tog jag åt mig. Jag skrev det nämligen tidigare i tråden. Jag menar helt klart att folk som tänker längre än näsan räcker är de som ser till att utvecklingen har lämnat stenåldern. Att påstå att folk som tycker det är bra att andra ger sig ut i okända marker är mindre kunniga är riktig bullshit.

Att vi båda tycker det är bra att experimentera är nog rätt klart. Att du inte tycker det är dåligt att ge sig i kast med att designa primärswitchade nätaggregat med rudimentära förkunskaper och otillräckligt med utrustning är okunnigt.

Rogerk8, hur försiktigt du än är riskerar du elchocker, möjligen med dödlig utgång.

En bra idee hade varit en isolationstransformator som du testkör med.

[Gimbal]

"primärsilikon" ger noll träffar på google. Är det någon egenuppfunnen term, eller var kommer det i från?

[MadModder]

Det är den silikon man primärt använder att täta kakelfogarna med.

Men grundämnet heter kisel på svenska.
Men det blir lika många träffar på primärkisel. Dvs noll.
Och det gick lika bra på engelska.

Men vi får helt enkelt se hur många trissor som går åt.