Авто преобразователь на 500 ватт

[Andrey_RTF]

Я все таки решился изменить главный пост темы и расписать все о сборке данного ИИП.
Итак мощность которую я хотел получить от преобразователя, а в последствии и получил - 500 W. Напряжение на выходе равно +-27 V. Оно обусловлено напряжением питания TDA8924TH.

Весь процесс начался с расчетов трансформатора. У меня в наличии были следующие кольца:

• 50х30х20 материал N87
• 45х28х12 материал M2000

Мне сразу объяснили, что для моих требований как раз подходит колечко отечественного производства - 45х28х12 материал M2000. Почитав темы с подобными разработками, выяснил, что для моей мощности необходимо по два транзистора IRF3205 в плече. В качестве ШИМ контроллера взял проверенную временем микросхему - TL494. Частоту задающего генератора, равную 55 кГц взял исходя из материала ферритового кольца.
Ну вот - все данные для расчета трансформатора у нас есть, можно приступать к расчету. Для расчета трансформатора я использовал программу Excellent IT(https://forum.vegalab.ru/showthread....ов-и-дросселей), разработанную Starichkom, за что ему большое СПАСИБО!!! В результате расчетов вот, что у меня получилось:

• Расчет трасформатора:

Далее предстоял процесс намотки трансформатора - если честно, это самое нелюбимое мое занятие. Выслушав на форуме все рекомендации по намотке, понял (не сразу конечно), что первой на кольцо нужно наматывать вторичную обмотку. Это связано с тем, что первичная обмотка обычно состоит из 4+4 витков, и если ее намотать первой, то равномерно расположить на ней вторичную обмотку уже не получится.
Перед намоткой острые грани кольца необходимо обточить, чтобы исключить факт повреждения лаковой изоляции на медной проволоке. Я бы еще посоветовал обмотать само кольцо несколькими слоями лакоткани для большей надежности. Именно так я и поступил.

• Вторичная обмотка:

• Первичная обмотка:

После намотки трансформатора нужно было определится с электрической схемой преобразователя. В качестве драйвера, переключающего силовые транзисторы было решено применить IR2113. Выходной ток данной микросхемы 2 A - этого достаточно для переключения IRF3205. Также необходимо было организовать защиту от КЗ и перегрузки. С этим вопросом мне помог strannicmd. Принцип работы системы защиты заключается в том, что считается падение напряжения на полевых транзисторах. Входные электролитические конденсаторы были взяты LOW ESR. Их количество (10 штук) взято с учетом потребляемого тока при номинальной нагрузке. В моем преобразователе этот ток составил порядка 45 A, а один такой конденсатор может отдать в нагрузку 4,74 A. Вот и считайте Выходные диоды нужно брать минимум с двухкратным запасом по току и напряжению - я взял MBR20100CT (20 A/100V). И вот в результате всевозможных доработок имеем следующую электрическую схему преобразователя:

• Схема ИИП:

Далее началась разработка печатной платы. Первые мои попытки создания печатной платы, как вы уже наверное догадались, оказались неудачными. Более менее нормальная работа пошла после того, как Starichok показал мне как нужно организовать разводку "силовой" части. Основная идея состоит в следующем:

• Все дорожки должны быть как можно короткими и широкими насколько это возможно
• Все конденсаторы(LOW ESR) должны находиться как можно ближе к транзисторам
• Земля драйвера должна быть расположена как можно ближе к земле силовых транзисторов

В результате всеобщих усилий вот такой вот шедевр получился на выходе:

• Разводка печатной платы:

Далее началось непосредственно изготовление печатной платы. Для изготовления ПП я использую фоторезистивную технологию. Благодаря такой технологии, печатные платы в итоге получаются отличного качества. Минимальная ширина дорожек и расстояние между дорожками может доходить до 0.15 мм - это мой личный рекорд.

• Печатная плата:

Затем я приступил к сборке преобразователя. На сборку ушло пару дней - это с учетом перекуров, учебы... В результате получился вот такой девайс

• Собранный ИИП:

Ну вот вобщем то и все)))

[Starichok]

как ты измеряешь напряжение по входу? нужно измерять прямо на плате.
вполне возможно, что транс намотан плохо, и индуктивность рассеяния большая, тогда ощутимая часть напряжения теряется на индуктивности рассеяния.

[Diman.K]

Всем привет. Наконецто добрался до своего преобразователя, как и подсказывали пробовал поставить электролит на силовые 12В. Ситуация стала лучше теперь с 65В падает до 51В и помех гораздо меньше стало. Но всеравно падает многовато, это еще со включенной стабилизацией, без стабилизации падает еще больше. Вот картинки.

[YARiddiK]

Убрал изменение DT при пуске. Чтобы при срабатывании защиты больше жрал. Вот что получилосьна вторичке напруга падает полка с 30в до 20в. На 10в уменьшается размер полки. На первичке тоже уменьшается высота импульса. Очень сильно! На выходе в пике (пока защита не отключит ИИП) 43В и 7.2А На входе на плате 11.2В 40А КПД 68% получается. Почему просадка на первичке? щуп на землю и на сток ставлю. Картинки нормальные, только полка низкая. Раза в два на глаз уменьшается. Почему уменьшается напруга на первичке?

[Starichok]

Почему уменьшается напруга на первичке?

потому что провода тонкие до аккумулятора, очень много на них падает при токе в 40 Ампер...

[YARiddiK]

" индуктивность рассеяния большая, тогда ощутимая часть напряжения теряется на индуктивности рассеяния."А как это проверить?Измеряю на плате, возле полевиков. В режиме минимальных-максимальных значений на мультиметре. падает с 12.4 до 11.2В

---------- Сообщение добавлено 10:08 ---------- Предыдущее сообщение было 10:03 ----------

по-моему, 1.2В не так и много. ПОпробую намотать максимально аккуратно, и посмотрю как будет падать напруга на первичке.Может это на полечиках падает столько. Как никак 448Вт на две пары IRFZ44n у которых Rds 0.0175Ом

[Dimonis]

Ситуация стала лучше теперь с 65В падает до 51В и помех гораздо меньше стало. Но всеравно падает многовато, это еще со включенной стабилизацией, без стабилизации падает еще больше. Вот картинки.

Мало электролитов , для твоей мощи надо минимум суммарно на 10000мкФ и LOW ESR желательно .
С контроллером TL494 просадка на ~10% за счет ДТ гарантирована ( Это при идеальном питании 12 , трансе и т.д.) .
Замерь питание 12В непосредственно на плате , без нагрузки и с ней . И желательно осциллографом , с закрытым входом посмотреть там же пульсацию.

По стабилизации - отключи ее пока , что б не гадила , потом к ней вернемся......

---------- Сообщение добавлено 10:49 ---------- Предыдущее сообщение было 10:46 ----------

Почему просадка на первичке? щуп на землю и на сток ставлю. Картинки нормальные, только полка низкая. Раза в два на глаз уменьшается. Почему уменьшается напруга на первичке?

Тебе такой же совет : Замерь питание 12В непосредственно на плате , без нагрузки и с ней . И желательно осциллографом , с закрытым входом посмотреть там же пульсацию.
И давай картинки с ослика в студию , а то одни слова .....

[Diman.K]

Блин долетался на сегодня) Его величество Ампер погубило мои ключи на одном плече) Походу замкнул случайно аж пламенем горели бедные... Но кое что успел сделать. Поставил 2200мкФх25В 5 Шт и замерилизменение входного напряжения без нагрузки 13,3В а под нагрузкой 13В. Аккумулятор 190А. Выходное напряжение падает от 65В до 53В. Осциллограммы снять не успел, завтра куплю ключи и продолжу. Вот еще пару фото.

[Dimonis]

Diman.K,
У тебя хоть минимальная нагрузка на выходе есть ? Не вижу на ПП . Поставь в каждое плечо 3-5кОм 1Вт .

[YARiddiK]

Offтопик:
Приведу посты в порядок =)))

В верхнем посту писал, что падает полка на 10В.
Какие параметры при этом: плохо намотана первичка, с 4+4 витка не запускался ИИП нормально, срабатывала защита. Было 6+6 витков, полка 30В, под нагрузкой 20В.
Грузил сразу оба плеча. Напруга с 80в снижалась до 43в. То есть как раз по те 20в прямоугольника.
При этой нагрузке обоих плеч ток был 7.1А Нагрузка- нихром, обдуваемый, 6Ом.

Все токи сейчас измеряю только шунтами.

Что сделал дальше: выпаял транс, смотал первичку и намотал новую проводом от дросселя, 1.5. В две жилы.
сделал аккуратных 4+4 витка, проверил чтобы были одинаковы по индуктивности.
Впаял кольцо сразу в плату, а не "на выводах". Длины еле хавтило, плата большая, кольцо маленькое.

В итоге:
Напруга на выходе 63В если питать от АККА 12.8 Вольт у него. ОТ БП получилось 58В. У БП 11.8В

На выходе ИИП поставил нагрузку резисторы 1.2кОм.
Снял с осцилла картинку, стало НАМНОГО лучше, чем со старой первичкой, никаких выбросов, пиков, как на старом.
На нагрузке не смог снять картинку.

Кинул 6 Ом тех же на выход одного плеча, сработала защита, икал_икал ИИП и сдох полевик.
Он теперь всё время дохнет. Верхний на плате.
Резистор в затворе попробовал поменять - не помогает. Даже на ХХ дохнет при включении ((
все тесты пришлось без него делать дальше.

---------- Сообщение добавлено 15:19 ---------- Предыдущее сообщение было 15:17 ----------

это вторичка. На одной есть пик в конце, на другой нет

---------- Сообщение добавлено 15:22 ---------- Предыдущее сообщение было 15:19 ----------

[Diman.K]

Нашел еще один ключ на другое плечо. Поставил замерил пульсации на входе получилось около 200мВ частотой 40 кГц. На выходе навесил по 2.2 кОм в поечо без основной нагрузки 63В а с нагрузкой падает до 53В.

[Dimonis]

без основной нагрузки 63В а с нагрузкой падает до 53В.

Все нормально у тебя , лучше не бывает. [emoji4]
У тебя же кольцо 50*30*20 4 витков в первичке? Уменьшай частоту до 25кГц.
Если выкинешь (закоротишь) дросселя во вторичке , то напряжение под нагрузкой должно возрасти.

[YARiddiK]

и новый полевик дохнет. В том же месте. И резистор новый, что ему надо???
Не стал впаивать, ноги откусил. Поставил обратно конденсатор для плавного пуска.

нагрузил 10Ом в одно плечо. На выходе 43В 4.1А
Нагрузил и второе плечо 10Ом. Не получается, защита срабатывает, а впаивать полевик некогда уже.

Снял картинки питания на плате и момент, когда защита работает

---------- Сообщение добавлено 18:07 ---------- Предыдущее сообщение было 18:05 ----------

вторая картинка на выходе 43в, висит нагрузка 1кОм+ 10 Ом, ток при этом 4.1А

---------- Сообщение добавлено 18:09 ---------- Предыдущее сообщение было 18:07 ----------

Пульсации питания при срабатывающей защите. Разные пики по высоте, наверное, от того, что с одной стороны неполная пара полевиков

[Diman.K]

Дк я ж из него только 120W пробовал выжимать, нагрузка ведь 120В/120Ом=1А грубо говоря. Завтра попробую на полную нагрузить и частоту понизить и дроссель коротнуть. А частота там итак стоит около 25 кГц, резистор 64кОм и кондер 1нФ. Куда ниже то, толи транс толи ключи итак пищат на этой самой частоте, как бы не прошла эта частота в усилитель. А чтобы частоту увеличить надо количество витков в первичке увиличить? я правильно понимаю? Еще есть одна просьба, можете мне объяснить основные принципы в правильной разводке ПП для ИИП, я читал в данной теме как автор разводил и как вы его корректировали полигоны там , или ткните ссылку на хорошую статью. спс

[Dimonis]

А частота там итак стоит около 25 кГц, резистор 64кОм и кондер 1нФ. Куда ниже то, толи транс толи ключи итак пищат на этой самой частоте

Стоп , недавно ты писал что 40кГц. А 64к и 1нан это вообще 20кГц генератора , а на выходе 10кГц . Конечно ты их слышишь . Ставь 27кОм .

А чтобы частоту увеличить надо количество витков в первичке увиличить?

Наоборот .

можете мне объяснить основные принципы в правильной разводке ПП для ИИП, я читал в данной теме как автор разводил и как вы его корректировали полигоны там , или ткните ссылку на хорошую статью. спс

Эта тема - самая лучшая статья , тут с самого начала все разжевано и не единожды .
В первом посту две обалденные ПП , бери и делай.
Що есть темка - https://forum.vegalab.ru/showthread....11550&page=316 - по этому же профилю.

[YARiddiK]

Самое главное,что понравилось: с новой первичкой не вижу выброса на первичке. Был раньше во всех режимах 43вольта пик минимум. Теперь вообще не вижу.
и снабберы перестали грется. До этого грется перестал LM7815, а снабберы грелись. Теперь и снабберы не греются.
Вопросы пока только почему блин полевик дохнет. Всё прозавниваю, ничего криминального. Они же с одного вывода "дергаются". В чем дело то
С защитой, фиг с ней, разберусь сам. Почему-то уровень настройки на пиковый ток 40А не влияет. Надо осциллом потом смотреть что на компаратор приходит и что на шунте происходит

[Diman.K]

Оказывается я неправильно мерил частоту т.к. осцилл не правильно калиброван, и не с мог с ним разобраться, у него есть выход опорного сигнала 1 кГц 0,5 В по напряжению все сходится а по частоте ну никак не смог подогнать. Принесу попробую на советском сравнить что и как. А так резистор 35кОм и кондер 1нФ сейчас стоит, тоесть около 35 кГц получается. Сделал замеры без стабилизации: без нагрузки 70В с нагрузкой падает до 55В, со включенной стабилизацией: без нагрузки 66В с нагрузкой падает до 58,5В. Думаю для усилителя должно подойти. Но, т.к. печатка всеравно черновая да и в электроне она потеряна буду собирать по схме первого поста с пересчетом напряжений и токов под мои напряжения и токи. А данный преобразователь разберу на з/ч. Всем спаибо.

[Dimonis]

А так резистор 35кОм и кондер 1нФ сейчас стоит, тоесть около 35 кГц получается.

35к + 1н дает 31кГц на внутреннем генераторе 494 , на выходе , т.е. на трансформаторе будет в 2 раза ниже - 15,5кГц - слышимый диапазон . Ставь от 27кОм (20кГц) . И не обязательно мерить , частота прекрасно и достаточно точно рассчитывается по формуле , f=1.1/C/R .

Сделал замеры без стабилизации: без нагрузки 70В с нагрузкой падает до 55В, со включенной стабилизацией: без нагрузки 66В с нагрузкой падает до 58,5В. Думаю для усилителя должно подойти.

Стабилизацию надо настраивать на напряжение чуть ниже просаждаемого (в твоем случае <55В) , а иначе что она стабилизировать будет ?
А для усилителя НЧ (выходного каскада) стабилизация и не нужна , и если неграмотно сделанная и настроенная - то и вредна.
Если многоканальная система , то хорошо бы для каждого канала свои обмотки и выпрямители.

[YARiddiK]

Как рассчитать RCD ?Пробовал только снабббер подбирать. Полевик так и дохнет вверху. Че ему надо????? При этом питаю от стабилизированного БП на 100Вт. А он всё равно дохнет. Уже гора их лежит. Все ноги КЗ.Вот картинка. Такая срань на затворах всех. мусор какой-то внизу.

---------- Сообщение добавлено 12:07 ---------- Предыдущее сообщение было 12:06 ----------

сдохла ka7500, хотел частоту пониже(веронуть 10кОм, чтоб было 56кГц). Теперь 7кГц с резистором 10кОм. Нда. Пошел поищу бп старый.

[YARiddiK]

Поменял управляющую микросхему. И на рабочей тоже дохнут полевики. Теперь в обеих каналах. Оставил по ОДНОМУ ПОЛЕВИКУ!
ВРоде не дохнут.
Нагрузил. 200вт. Держит. КПД 83%

нагрузил всё, просадка дикая, но в защиту не ушел. с 63В на ХХ просело до 39В
На затворах тоже просаживается напруга ((( на 1В с 15В до 14В

ПОЧЕМУ?


В итоге с одной парой IRFZ44n 320ВТ вытянул на этом кольце и дико доволен. Частоту оставил 56кГЦ. разницы с 71кГц нет.
В пике 480Вт. Больше нет желания нагружать, полевики замучался менять, а они заразы на ХХ доХЛИ.

Картинки с затворов и пульсации потребляния. Одна картинка ХХ (на выходе резисторы 1.2кОм), а другая картинка нагрузка 200Вт.

---------- Сообщение добавлено 17:37 ---------- Предыдущее сообщение было 17:34 ----------

можно даже Холтон какой-нибудь запитать ))) 320вт нормально держит, охлаждать конечно надо, ведь обмотки 1.5х2 и 0.5х3 всего.

Греется транс, греется радиатор с полевиками. Всё это под вентилятор подразумевалось

[Dimonis]

YARiddiK,
Тебе в кайф писать эти монологи? Открой свою тему и онанируй там.
Один фиг ты игнорируешь все нормальные советы которые тебе дают.